8.2 Контроль за остаточным содержанием антибиотиков и других ветеринарных препаратов

Во многих странах, в том числе в странах Евросоюза, России и Беларуси применение многих гормональных препаратов запрещено. Экономическая привлекательность применения химических стимуляторов требует жесткого контроля пищевой продукции на содержание остаточных гормонов. На основании действующих директив Европейского сообщества установлен и осуществляется систематический контроль за остаточным содержанием гормональных препаратов в мясе и мясных продуктах (мясо скота и птицы) по ряду веществ. (

Примечание. ГХМС — газовая хроматография с массселективным детектированием; РИА радиоиммунологический анализ; ВЭЖХ — высокоэффективная жидкостная хроматография; ИФА иммуноферментный анализ; ТСХ — тонкослойная хроматография.

В странах Европейского сообщества потребители избегают покупать мясо и мясные продукты, полученные с использованием «гормональных» технологий и содержащие остатки гормональных препаратов даже в безопасных для здоровья концентрациях. Борьба за европейский рынок вынуждает многие животноводческие предприятия отказываться от использования гормонов при выращивании скота.

К сожалению, в настоящее время в России предусмотрен только рекомендательный, а не обязательный порядок контроля гормональных препаратов. В частности, согласно СанПиН 2.3.2.107801 в продуктах животного происхождения контролируются остаточные количества стимуляторов роста животных, в том числе гормональных препаратов. Однако этот контроль основывается на информации, предоставляемой изготовителем (поставщиком) продукции, об использованных при ее изготовлении и хранении стимуляторах роста животных и лекарственных препаратов. Таким образом, если недобросовестный поставщик скроет информацию о фактическом выращивании мяса по «гормональным» технологиям, возникнет опасность проникновения на российский и белорусский рынок продукции, содержащей гормональные препараты, так как в этом случае определение остаточных количеств гормональных препаратов необязательно.

Развитие сельскохозяйственного производства предусматривает использование в ветеринарии некоторых антимикробных препаратов для профилактики и лечения скота и птицы. Однако в силу их недостаточной эффективности в ряде случаев производители несанкционированно применяют антибиотические вещества, используемые для лечения человека (производные пенициллина, тетрациклина и левомицетина).

Применение таких препаратов может привести к последующему развитию устойчивой к данным веществам микрофлоры у человека, употребляющего в пищу продукты, содержащие антибиотики. У человека развивается дисбактериоз, и при назначении ему лечения антибиотиками велика опасность неэффективного лечения.

Возможность поступления таких мясных продуктов при импортировании, а также развитие собственного интенсивного животноводства и птицеводства делают проблему контроля весьма актуальной.

Хлорамфеникол (левомицетин) — синтетический антибиотик широкого спектра действия, применение которого запрещено к использованию в животноводстве. Относительная дешевизна препарата и высокая антибактериальная эффективность приводят к его несанкционированному использованию в достаточно широких масштабах, поэтому в мясе, печени, почках, молоке, твороге,сметане, сыре, яйце и других продуктах довольно часто обнаруживаются остаточные количества левомицетина в концентрациях от 0,02—0,50 ед./г образца (1 ед. активности соответствует 1 мкг чистого вещества).

Тетрациклин является высокоэффективным антибиотиком широкого спектра действия и используется в медицине для лечения различных заболеваний, а также в ветеринарии изза высокой противомикробной эффективности (хлортетрациклин, окситетрациклин), что является небезопасным с точки зрения развития устойчивости микрофлоры к данному антибиотику у человека, потребляющего в пищу продукцию, загрязненную тетрациклинами. ПДК остаточного содержания антибиотиков тетрациклиновой группы в мясных, молочных и других пищевых продуктах составляет 0,01 ед./г (у высокочистого тетрациклина 1 ед. соответствует 1 мкг).

В действующих на территории Беларуси требованиях к безопасности мясных продуктов остаточное содержание антибиотиков не допускается и нормируется на уровне долей единицы антибиотической активности (мкг) в одном грамме образца (табл. 3.3).

В настоящее время для аналитического определения остатков антибиотических препаратов используются микробиологические методы, основанные на регистрации роста тесткультур микроорганизмов в присутствии стандартных количеств антибиотиков и анализируемых экстрактов; высокоэффективная жидкостная хроматография; жидкостная хроматография с массспектрометрическим детектированием (ЖХМС); тонкослойная хроматография (ТСХ), позволяющая регистрировать появление индивидуального пятна анализируемого вещества; флуоресцентный анализ, основанный на образовании флуоресцирующего комплекса антибиотика со специальным органическим хромофором. Метод газовой хроматографии не используют изза сложности перевода антибиотиков в летучее состояние.

Таблица Допустимые уровни содержания антибиотиков в продуктах питания, ед./г, не более

Группа продуктов	Тетрациклиновая группа	Гризин	Бацитрацин	Стрептомицин	Пенницилин	Низин
Мясо и птица свежие и охлажденные. Субпродукты и продукты их переработки	0,01	0,05	0,02
Яйца и яйцепродукты	0,01			0,5
Молоко и кисломолочные изделия, в том числе сухие молочные изделия; сыры и творожные изделия; масло из коровьего молока; казеин	0,01			0,5	0,01
Молоко сгущенное	0,01			0,5	0,01	25

Лекция 9. Загрязнение продовольственного сырья соединениями, применяемыми в растениеводстве

Учебные вопросы

9.1	Необходимые для растений элементы питания. Влияние удобрений на качество урожая
9.2	Использование регуляторов роста растений.

9.1	Необходимые для растений элементы питания. Влияние удобрений на качество урожая

Растения поглощают элементы питания в форме неорганических солей (соединений), растворенных в воде. Поэтому для растений нет разницы, какие именно удобрения используются: промышленные удобрения или такие органические материалы, как навоз животных, компост, растительные (пожнивные) остатки. Действительно важным для поддержания роста растений и получения урожая является другое важно, чтобы растения получали необходимые элементы питания в точном и правильном соотношении.

Ни один из 17 необходимых элементов, требующихся растению, не может поглощаться растениями в элементарной форме. Перед тем как растение сможет их использовать, эти элементы должны вступить в реакцию с другими элементами, должны быть переведены в окисленные или восстановленные формы. Вот свойства некоторых элементов:

• Чистый азот является инертным газом и не может быть использован растениями.

• Чистый фосфор при контакте с воздухом самовозгорается и не может быть использован растениями.

• Чистый металлический калий для предотвращения его окисления должен храниться под слоем керосина. На воздухе калий быстро окисляется и, соединяясь с водой, образует едкое соединение каустическую соду. Следовательно, имеющиеся в продаже промышленные удобрения представляют собой соединения азота, фосфора и калия.

Ни органические соединения, уже присутствующие в почве, ни промышленные удобрения, добавляемые в почву, не являются истинным питанием для растений. Растения просто используют это сырье для производства углеводов, жиров и белков. Эти сложные органические вещества и служат источником питания и энергии для растения. Имеется 16 необходимых для растений элементов питания. В их число входят и следующие элементы, обычно находящиеся в почве: железо, медь, цинк, марганец, кальций, азот, фосфор, сера, магний, хлор, бор и молибден

Из 17 элементов питания, требующихся растениям, 13 добываются из горных пород. Это калий, фосфор, магний, сера, марганец, бор, кальций, цинк, медь, железо, молибден, кобальт и хлор. Три элемента питания поступают из воздуха и воды: углерод, водород и кислород. Один элемент, азот, исходно поступает из воздуха путем сложной биологической или химической фиксации и в конце концов возвращается в воздух, когда цикл завершается.

Гниющие и перегнившие органические материалы, находящиеся в почве, являются возможным источником азота, которым могут пользоваться растения. На сегодняшний момент промышленные азотные удобрения производятся из побочных продуктов, получаемых при переработке ископаемого топлива, и из атмосферы

В настоящее время ни одна страна мира не может позволить себе отказаться от применения минеральных удобрений, так как это снизит производство сельского хозяйства на 2050%.

С вносимыми удобрениями в почве накапливаются балластные вещества. Так, с фосфорными, а иногда с азотными удобрениями в почву вносятся свинец, кадмий, обладающие канцерогенным действием. Фосфорные удобрения загрязняют почву ураном и фтором.

Основными причинами отрицательного влияния удобрений на качество урожая являются нарушение оптимальных доз, соотношения питательных элементов в удобрениях без учета их содержания в почве, форм и сроков их внесения, что отрицательно влияет на метаболизм органических соединений, особенно на синтез аминокислот и белков в растениях. Одновременно в растениях накапливаются в избыточном количестве нитраты, нитриты, которые в кислой среде реагируют с вторичными аминами, образуя нитрозоамины, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами. В здоровых растениях при нормальном азотном питании нитраты и нитриты в свободном состоянии не накапливаются. Поступив в растения, они подвергаются процессам восстановления под действием нитратредуктазы и нитритредуктазы. Полученное промежуточное соединение – гидроксиламин либо аммиак – связывается с органическими кислотами, которые превращаются в аминокислоты. Следовательно, нитраты могут накапливаться при избыточном их количестве в почве и при нарушенных биологических процессах в растении. Удобрение навозом или компостами как медленнодействующей формой азота приводит к меньшему содержанию нитратов в овощах по сравнению с эквивалентным количеством азота, внесенного с минеральными удобрениями.

Оптимизация азотного питания растений предусматривает и сроки внесения азотных удобрений в соответствии с биологическими требованиями растений. Это особенно важно учитывать при удобрении овощных культур и тех растений, у которых на питание используются вегетативные части. В процессе вегетации содержание нитратов в растениях снижается, поэтому убирать, особенно овощные культуры, необходимо в оптимальные сроки, а подкармливать азотом за 1,52 месяца до уборки урожая, чтобы растения смогли переработать поступившую нитратную форму азота.

Успешное использование растениями всех питательных элементов, поступивших через корневую систему, в том числе и утилизация нитратов, возможно при высокой фотосинтетической деятельности растений. Интенсивность света обусловливает активность фермента нитратредуктазы, обеспечивающего восстановление в растениях нитратов до аммония как компонента синтеза аминокислот. При низкой освещенности процессы восстановления нитратов и образования аминокислот затормаживаются. Этим объясняется значительно большее содержание нитратов в овощах, выращенных в теплицах в зимнее время, чем в растениях открытого грунта.

Нарушение научно обоснованной технологии использования в земледелии различных видов органических удобрений также снижает качество продукции. Среднегодовая доза ежегодновносимого навоза (без опасения ухудшения качества урожая и поедаемости корма) рекомендуется эквивалентной не более 200 кг /1 га, а наиболее эффективный срок внесения навоза – осень, под вспашку. Поскольку навоз влияет на ряд культур севооборота, то важно знать действие систематического внесения высоких доз бесподстилочного навоза, а в сочетании его с соломой и минеральными удобрениями – действие на плодородие и свойства почвы. Внесение агрохимических средств может вызвать в почве мобилизацию или иммобилизацию биогенных и токсических элементов и изменение качества урожая. В этом случае большая роль отводится гумусу почвы, который связывает тяжелые металлы в комплексные соединения хелатного типа, т.е. малодоступные для растений формы, снижая их токсичность. Этим можно объяснить частое отсутствие зависимости между содержанием тяжелых металлов и выносом их растениями на высокогумусированных почвах.

Известкование кислых почв также является эффективным приемом по снижению токсичности тяжелых металлов, снижая их растворимость.

Нитраты в овощах и фруктах

При избыточном внесении азотных удобрений, несоблюдении сроков их внесения или при отсутствии баланса между внесением азотных, фосфорных и калийных удобрений в растениях накапливаются нитраты. Недостаток магния и серы в почве способствует накоплению нитратов в овощах и фруктах.

Также причиной накопления нитратов могут быть нарушения процессов фотосинтеза при выращивании в теплицах или загущенных посадках.

Нитраты в организме человека преобразуются в нитриты, что приводит к угнетению нервной системы, нарушениям процессов тканевого дыхания и транспортной функции крови.

Максимально допустимая суточная доза нитратов для человека составляет 5 мг на 1 кг веса человека. 80 % нитратов поступает с овощами (количество нитратов в ягодах и фруктах незначительно, т.к. они их не накапливают в силу своих биологических особенностей).

Снижению содержания нитратов в овощах и фруктах способствуют:

• Обеспечение сбалансированного питания растений с учетом рекомендуемых доз.

• Исключение азотных подкормок в период созревания урожая.

• Совместное применение минеральных и органических удобрений.

• Внесение удобрений небольшими дозами.

• Соблюдение водного режима.

• Хорошее освещение растений.

• Использование продукции после некоторого хранения.

• Оптимальные сроки и температуры (невысокие) хранения урожая.

• Применение аммония, а не селитры в качестве азотного удобрения.

• Соблюдение норм внесения кальция, который способствует развитию мощной корневой системы, а значит, увеличивается поглощение нитратов из почвы.

• Сбор только хорошо созревших овощей.

• Уборка овощей и зелени в вечернее время после солнечного дня (интенсивного освещения).

• Неиспользование в пищу корнеплодов, пораженных гнилью.

• Мойка и бланширование овощей перед их обработкой.

• Варка овощей (нитраты переходят в отвар, но при этом туда же переходят и многие полезные вещества)

• Соблюдение принципов экологического земледелия.

Нитраты аккумулируются в разных частях растений в зависимости от вида и даже сорта. Наибольшее количество нитратов, как правило, накапливается в:

• жилках листьев;

• листовых черешках;

• стеблях;

• кочерыжках и кроющих листьях капусты;

• кожице и поверхностных слоях;

• прикорневой зелени;

• верхней и нижней частях корнеплода.

"Чемпионы" по накапливанию нитратов: свекла, редис, шпинат, салат. Мало нитратов обычно содержится в сладком перце, томатах, чесноке, баклажанах.

Более интенсивно окрашенные фрукты и овощи содержат меньше нитратов, чем те, у которых "неспелый" вид, даже если это особенность конкретного сорта. Например, фасолины зеленого цвета содержат больше нитратов, чем фасолины желтого цвета, морковь сортов с более интенсивной окраской накапливает меньше нитратов, чем ее бледноокрашенные сорта.

9.2	Использование регуляторов роста растений.

Регуляторы роста растений (РР) это органические соединения, стимулирующие или тормозящие процессы роста и развития растений (природные вещества и синтетические препараты, применяемые при обработке с.х. культур). Природные РР представлены в растениях фитогормонами и ингибиторами роста, а также веществами типа витаминов. К фитогормонам относятся ауксины, гиббереллины, цитокинины.Ингибиторы роста (ИР) растений, вещества, тормозящие рост растений (подавляющие распускание почек, прорастание семян и рост стебля). Природные ИР накапливаются в больших количествах в тканях почек и семян осенью в период приостановки процессов роста при переходе растения в состояние покоя. Весной, перед распусканием почек и прорастанием семян, содержание ИР резко снижается. К числу природных ИР относят соединения фенольной (кумарин и его производные, салициловая кислота и др.) и терпеноидной (абсцизовая кислота и её аналоги) природы. ИР способны подавлять стимулирующее действие на ростовые процессы всех известных фитогормонов. Для обработки растений с целью задержки их роста используют синтетические ИР: подавляющие рост стебля.

Ауксины активируют рост стеблей, листьев и корней, обеспечивая реакции типа тропизмов, а также стимулируют образование корней у черенков растений.

Гиббереллины индуцируют или активируют рост стеблей растений, вызывают прорастание некоторых семян, а также нарушают период покоя у ряда растений.

Цитокинины стимулируют клеточное деление (цитокинез), заложение и рост стеблевых почек, а также продлевают жизнь и поддерживают нормальный обмен веществ у изолированных листьев, вызывают их вторичное позеленение.

Синтетические РР стали появляться после синтеза голландским физиологом растений Ф. Кеглем (1931—1935г.) ауксина Затем был проведён синтез сходных соединений с высокой биологической активностью. К группам синтетических регуляторов относятся также ингибиторы: ретарданты — препараты, уменьшающие длину и увеличивающие толщину стеблей, и морфактины — соединения, вызывающие аномалии в точке роста и появление уродливых органов у растений.

К веществам, обладающим резко ингибирующим действием, относятся гербициды, уничтожающие сорную растительность. Синтетические ингибиторы, в отличие от природных, способны более резко подавлять ростовые процессы; они длительный период не поддаются инактивации растительными тканями; характер их действия часто связан не только с ростом, но и с нарушением морфогенетических процессов.

Применение РР растений в сельском хозяйстве позволяет получить сдвиги в обмене веществ, идентичные тем, которые возникают под влиянием определённых внешних условий (длины дня, температуры и др.), например ускорить образование генеративных органов, усилить или затормозить рост и т. п.

Синтетические стимуляторы типа ауксинов используются для усиления корнеобразования у черенков древесных и травянистых растений, улучшения срастания тканей при их пересадке и прививках, для предотвращения опадения завязей у плодовых деревьев и ягодников и др. Эти вещества применяют в различных концентрациях (от 20 до 1000 мг/л) в зависимости от способа их нанесения на растение. Синтетические ингибиторы роста используют для задержания прорастания клубней картофеля при хранении, торможения роста стеблей злаков для повышения устойчивости к полеганию (ретарданты), уничтожения сорняков (гербициды) и др. Механизм тормозящего действия синтетических ингибиторов на растения недостаточно изучен. Установлено, что большинство из них задерживает рост путём разобщения процессов фосфорилирования и дыхания, подавления синтеза нуклеиновых кислот.

Наиболее распространённый способ обработки растений РР — опрыскивание.

Регуляторы (стимуляторы) роста растений — вещества, влияющие на процессы роста и развития растений. К настоящему времени регуляторы роста растений нашли практическое применение в следующих основных областях:

• возрождают ослабленные и омолаживают старые растения, за счёт стимуляции побегообразования и корневой системы;

• восстанавливают повреждённые растения после перенесённых стрессов (посадка, пересадка, хранение, длительная транспортировка, неоптимальная освещённость и температура, обработка пестицидами, засолённость и др.);

• вызывают раннее и обильное цветение, интенсивное окрашивание листьев и сочную окраску цветов за счёт усиления синтеза хлорофилла и других пигментов;

• индуцируют повышенную сопротивляемость к фитопатогенам (особенно корневым гнилям), вредителям, неблагоприятным условиям выращивания;

• вызывают активное нарастание вегетативной массы

• активируют ферментативную и гормональную системы растения и т.д.

• повышают устойчивость к неблагоприятным условиям выращивания резким перепадам температур, морозам, весенним возвратным заморозкам, жаре и засухе или напротив, переувлажнению почвы и недостаточной сумме активных температур.

При применении регулирующих препаратов необходимо учитывать то, что каждый из них создан для стимулирования роста, развития и повышения продуктивности определенных культур при соответствующих дозах, сроках и способах применения.

Стимулирование собственного иммунитета растений (фитоиммунокоррекция), позволяет индуцировать у растений комплексную неспецифическую устойчивость ко многим болезням грибного, бактериального и вирусного происхождений, а также к другим неблагоприятным факторам среды (засуха, низко и высокотемпературные стрессы).

Лекция 10 Радиоактивное загрязнение продовольственного сырья и пищевых продуктов

Учебные вопросы

10.1Понятие радиоактивности. Природные источники облучения человека

10.2 Основные принципы радиозащитного питания