Тяжелые металлы и пути их попадания в молоко

В настоящее время серьезное внимание уделяется проблеме за­грязнения (контаминации) кормов и пищевых продуктов посторон­ними, или чужеродными, веществами, многие из которых являются токсичными для животных и человека (вызывая пищевые отравле­ния и пищевые инфекции), а некоторые опасны с точки зрения отда­ленных последствий, так как обладают гепатотропным, канцероген­ным и мутагенным действием. К чужеродным веществам молока, имеющим значение с точки зрения охраны здоровья человека, отно­сится широкий круг веществ; антибиотики, пестициды, токсичные элементы, радионуклиды, нитраты, нитриты, полициклические аро­матические углеводороды, хлорированные бифенилы, микотоксины, бактериальные яды и др. Помимо токсичности многие из этих ве­ществ обладают свойством нарушать ход технологических процессов при выработке молочных продуктов, что приводит к снижению их качества и пищевой ценности.

В нашей стране осуществляется систематический контроль уров­ня загрязненности молока посторонними веществами в соответ­ствии с принятыми стандартами, регламентирующими их содержа­ние (табл, 2.11).

Загрязнения веществами, применяемыми в животноводстве. С це­лью профилактики заболеваний, повышения продуктивности сель­скохозяйственных животных, улучшения усвоения кормов в после­дние годы широко применяют различные лекарственные и хими­ческие препараты. Это антибиотики, сульфаниламиды, гормональ­ные препараты и др.

Антибиотики. При лечении мастита и других заболеваний животных применяют следующие антибиотики: пенициллин, стреп­томицин, левомицетин, хлортетрациклин, окситстрациклин и др. Наиболее распространены в ветеринарной практике антибиотики пенициллиновой и тетрациклиновой групп:

 

 

 

Кроме того, антибиотики-биостимуляторы (биомицин и др.) до­бавляют в корм для улучшения его усвояемости и стимуляции роста животных.

 

Пенициллин

При лечении животных растворы антибиотиков вводят внутри­мышечно, а часто — непосредственно в пораженные бактериальны­ми инфекциями доли молочной железы лактирующих животных. До­казано, что введенные антибиотики переходят в молоко (в количе­стве 10,..50% используемой дозы) в течение 48…72 ч и более после инъекции. Их содержание в молоке зависит от дозы, свойств, приме­няемого препарата, молочной продуктивности и индивидуальныхособенностей животного. Тепловая обработка молока незначитель­но разрушает антибиотики — после пастеризации в молоке остается 80.„92% их первоначальною количества. Лишь стерилизация моло­ка существенно снижает их содержание.

Антибиотики ухудшают санитарное качество и технологические свойства молока. Использование молока с остатками пенициллина и других препаратов может вызвать дисбактериоз и аллергические реакции у людей с повышенной чувствительностью к антибиотикам, а также возникновение у патогенных микроорганизмов резистент­ности к этим препаратам. Присутствие в молоке антибиотиков даже в небольших концентрациях подавляет развитие молочнокислых бак­терий, применяемых при производстве кисломолочных и других мо­лочных продуктов. В то же время посторонняя микрофлора молока (бактерии родов Enterobacter, Salmonella, Pseudomonas, Staphylococcus и др.) обладает меньшей чувствительностью к антибиотикам. Наи­более чувствительны к антибиотикам термофильный стрептококк и молочнокислые палочки; лактококки показывают среднюю чувстви­тельность. Антибиотики нарушают сычужное свертывание молока при производстве творога и сыра, что отрицательно сказывается на консистенции и вкусе этих продуктов. Горький вкус и невыражен­ный аромат также характерен для масла сливочного, выработанного из сливок с большим содержанием антибиотиков.

Допустимые концентрации антибиотиков в молоке по рекоменда­ции ФАО/ВОЗ составляют 0,02…0,0015 ME/см1, в нашей стране их ко­личество не должно превышать 0,01 ед/гдяя пенициллина, левомицетина, тетрациклина, окситетрациклина и 0,5 ед/г — для стрептомицина.

С целью профилактики молоко, полученное в течение 2…5 дней после введения антибиотиков, запрещено сдавать на молочные заводы.

Молочные заводы контролируют молоко на наличие антибиоти­ков по разработанному для промышленности микробиологическому методу в соответствии с ГОСТ 23454-79 «Определение в молоке ингибирующих веществ».

Сульфаниламиды и гормональные препараты. Применяемые для борьбы с инфекционными заболеваниями живот­ных сульфаниламиды (сульфадиметоксин и др.), спо­собны накапливаться и загрязнять молоко. Допустимые уровни заг­рязнения ими молока и молочных продуктов составляют 0,01 мг/кг.

Синтетические гормоносные препараты (прогестерон, 17$-эстра- диол, тестостерон и др.), используемые в животноводстве и ветери­нарной практике для стимуляции роста животных, ускорения поло­вого созревания, улучшения усвояемости кормов, также могут накап­ливаться в организме животных и переходить в молоко. Остаточные количества их в молоке не представляют опасности для здоровья че­ловека. Медикобиологическими требованиями лишь установлены допустимые уровни содержания препарата-эстрадиола в пище­вых продуктах. Для молока и молочных продуктов они составляют 0,0002 мг/кг, для масла — 0,0005 мг/кг.

Вещества, поступающие из окружающей среды. Загрязнение кор­мов (молока и молочных продуктов) чужеродными веществами или ксенобиотиками, зависит от степени загрязнения окружающей сре­ды, Загрязнители поступают в почву, водоемы и по пищевым цепям — в организм животного и человека, оказывая отрицательное влияние на его здоровье.

К посторонним веществам следует отнести пестициды, токсич­ные элементы, радионуклиды, нитраты и нитриты, растительные яды, бенз(а)пирен, поли хлорированные бифенилы и др.

СООС2Н5 СООС2Н5

Пестициды. В молоко пестициды попадают через загрязнен­ный корм или через кожу при санитарной обработке шерстного по­крова животных против насекомых. Для этой цели в настоящее вре­мя широко используют фосфорорганические, карбаматные пестици­ды, в прошлые годы — хлорорганические.

,са3

Карбофос

 

Севин (кзрбают)

 

/СНз

 

Дихлораифенилтркхлорэтан (ДЛТ)

 

Гексз хлор ни кл огексан (ГХЦГ, гексахлоран) Степень перехода в молоко и токсичность этих групп соединений различна. Фосфорорганические и карбаматные пестициды (карбо­фос, хлорофос, фосфамид, севин и др.) очень быстро разрушаются в организме животного, не выделяются с молоком или выделяются в незначительных количествах. Хлорорганические пестициды (ДДТ, альдрин, ГХГ1Д и его изоме­ры, гептахлор и др.) обладают высокой стойкостью во внешней среде. При поступлении в организм животного они аккумулируются в жи­ровой ткани, и длительное время выделяются с молоком.

НзССГ^^О

Хлорофос

Поскольку молоко, содержащее остатки хлорорганических пес­тицидов, может обладать токсическими свойствами, их концентра­ция в молоке, что особенно важно при производстве продуктов дет­скою питания, строго регламентируется.

Токсичные элементы. Среди загрязнителей пищевых продуктов существенную роль играют токсичные элементы — тяжелые металлы и мышьяк.

Некоторые из тяжелых металлов (свинец, ртуть, кадмий) и мышьяк высокотоксичны и подлежат регламентированию во всех пи­щевых продуктах, другие (медь, цинк, олово, железо) токсичны только при высоких концентрациях, поэтому их содержание в продуктах должно быть ограничено.

В большинстве случаев загрязнение молока наиболее токсичны­ми тяжелыми металлами (РЬ, Н, Сс1) и мышьяком имеет эндогенное происхождение. Эти токсичные элементы поступают в окружающую среду с отходами промышленных предприятий, выхлопными газами автотранспорта, пестицидами, удобрениями и через корм попадают в организм животных. Однако биологические системы коровы ней­трализуют поступившие с кормом токсичные вещества, и в молоко выделяется лишь незначительная часть их. Поэтому молоко по срав­нению с другими пищевыми продуктами (мясо, рыба) меньше за­грязнено тяжелыми металлами и мышьяком (среднее содержание свинца, ртути и кадмия в 1 кг молока составляет лишь 5…9% допус­тимого суточного поступления). Однако их концентрация в молоке нормируется. В молочных консервах дополнительно нормируется со­держание олова и хрома.

 

 

Свинец. Свинец является одним из самых распространенных ток­сичных элементов. Ежедневное поступление свинца в организм че­ловека с пищей составляет 0,1…0,5 мг.

В человеческом организме избыток свинца блокирует фермент­ные системы, влияет на биосинтез гемоглобина и депонируется в кост­ной ткани. Основным источником загрязнения почвы, растений (и пищевых продуктов) являются сгорание бензина, содержащего до­бавки тетраэтила, отходы плавильных и свинцово обрабатывающих предприятий, пестициды (в баночных консервах — полуда) и др. В молоке содержится 0,01…0,1 мг/кг свинца, но в некоторых райо­нах его количество может превышать ПДК в несколько раз.

Ртуть. Ртуть принадлежит к самым высокотоксичным элемен­там. Металлическая ртуть и ее неорганические соединения сравни­тельно быстро выводятся из организма человека, метил, ртуть и дру­гие алкил, ртутные соединения являются более опасными, так как медленно выделяются из организма и действуют в основном на цен­тральную нервную систему. Источниками загрязнения пищевых продуктов являются сжигание каменного угля, загрязнение воды стоками целлюлозной, бумажной промышленности и химических предприятий но производству гидроксида натрия и ацетальдегида, пестициды.

Поступление метил ртути в молоко, вероятно, связано с исполь­зованием для кормления рыбной муки и зерна, протравленного ртуть – содержащими препаратами (гранозан, меркуран). Его содержание в молоке составляет 2.„12 мкг/кг (Нечаев и др.).

Кадмий. Металлический кадмий и его соли оказывают сильное токсическое действие на животных и людей. В качестве источника загрязнения пищевых продуктов может служить сжигание топлива на ТЭЦ, гальванотехника, минеральные фосфорсодержащие удобре­ния (суперфосфат, фосфат калия и др.). Содержание кадмия в моло­ке составляет около 2,4 мкг/кг (его ПДК равна 0,03 мг/кг).

Мышьяк. Мышьяк ядовит только в высоких концентрациях. Ис­точником загрязнения воды, почвы, растений являются медепла­вильные заводы, электростанции, использующие бурый уголь, применение мышьяк содержащих пестицидов. Отравление живот­ных также возможно при использовании для кормовых целей зер­на, протравленного мышьяковистыми (арсеиат кальция) препара­тами.

В молоке содержится 0,005…0,09 мг/кг Аз. Мышьяк могут содер­жать полифосфаты, используемые при производстве плавленых сырой.

Радиоактивное загрязнение. Источниками радиоак­тивного загрязнения пищевых продуктов являются радиоизотопы, выделяемые в атмосферу при добыче, использовании, хранении ра­диоактивного топлива и испытании ядерного оружия. Молоко за­грязняется наиболее опасными радионуклидами искусственного про­исхождения (Бг, Бг, Сг, Ш1 и др.) в основном биологическим пу­тем по цепи: атмосфера -> почва -> растения -> животные -» молоко. Наибольшую опасность для животных и человека представляют ра­дионуклиды с длительным периодом полураспада (28,6,..30 лет) — стронций-90 и цезий -137, из которых первый откладывается в скеле­те, второй — в мышцах. Для детей также опасен короткоживущий иод-131, так как он аккумулируется щитовидной железой.

В большинстве стран проводится систематический контроль со­держания радиоактивных веществ в молоке, молочных и других пи­щевых продуктах. В России установлены предельно допустимые кон­центрации в молоке,37Сз и 408г

Для предотвращения попадания радиоактивных соединений в мо­локо и молочные продукты разработаны специальные меры защиты. В случае же загрязнения молока радиоизотопами его можно очис­тить с помощью синтетических ионообменных смол, полисахаридов морских водорослей (альгинатов), задерживающих 75…95% радио­активного стронция и цезия. Из радиоактивно загрязненного моло­ка рекомендуется вырабатывать сливочное и топленое масло (в мас­ло переходит менее 1% общего количества радиоизотопов молока) или сыр и творог кислотным способом.

Нитраты, нитриты и нитрозамины, Нитраты (N03") и образующиеся при их восстановлении нитриты (1М02) повсемест­но распространены в природе. Они не обладают выраженной ток­сичностью, но при высокой дозе могут вызвать отравление живот­ных и людей. Механизм токсического действия нитритов заключа­ется в образовании метгемоглобина, неспособного связывать и пе­реносить кислород, нарушении обмена веществ, снижении актив­ности пищеварительных ферментов и т. д. Кроме того, нитраты и нит­риты представляют опасность для человека, так как являются пред­шественниками синтеза в организме и пищевых продуктах канце­рогенных ТЧ-нитрозаминов (НА).

В группу нитрозируемых предшественников НА входят вторич­ные и третичные алифатические амины (диметил-, диэтиламин, три – метиламин и др.), содержащиеся во многих пищевых продуктах (сыр, мясо, рыба и т. д.) и лекарственных препаратах. В сырах также могут образоваться азотистые гетероциклы (пирролидин и пиперидин), которые могут дать соответствующие НА.

В молоке и молочных продуктах наиболее распространены нитрозодиметиламин (НДМА), нитрозодиэтиламин (НДЭА) и в мень­шей степени — нитрозопирролидин и нитрозопиперидин.

Основными источниками поступления нитратов и нитритов в окружающую среду являются возрастающее применение азотис­тых удобрений, дефицит молибдена в почве, сжигание топлива, бы­товых отходов, приводящее к загрязнению воздуха, почвы и водо­емов и т. д.

Нитраты корма и образующиеся из них в рубце нитриты разру­шаются в организме животного. При большом содержании их в не­которых кормах (силос, рыбная мука, гидролизные дрожжи и пр.) может наблюдаться более активный переход нитратов и нитритов в молоко. Это отрицательно сказывается на состоянии здоровья жи­вотных и качестве молока. Наблюдается снижение в молоке вита­минов А, В,. В1:, титруемой кислотности, способности к молочно­кислому брожению и сычужной свертываемости. Кроме того, нит­раты добавляют в молоко для подавления развития бактерий груп­пы кишечных палочек и маслянокислых бактерий при производ­стве сыров.

Молоко обычно содержит незначительное количество нитратов (0,3..,5,0 мг/кг) и следы нитритов (или 0,02.. 0,2 мг/кг). Кисломолоч­ные продукты содержат 0,6…8,0 мг/кг нитратов, сыры — 1,5…10, су­хое молоко — 8…35 мг/кг

Снизить содержание нитратов и нитритов в молоке можно путем проведения гомогенизации, приводящей к повышению активности ксантиноксидазы, обладающей нитратредуктазной и нитритредуктазной активностью, а также добавления к нему аскорбиновой кислоты (В. П. Шидловская и др.).

Доля молока и молочных продуктов в суточном поступлении нит­ратов с пищевым рационом незначительна и составляет около 5 %. Однако молочные продукты (особенно продукты детского питания, сыры и сухое молоко) периодически контролируют на содержание нитратов и нитрозаминов (сумму НДМА и НДЭА).

ПДК нитратов и нитрозаминов в молоке и молочных продуктах пока не установлена, имеются лишь ограничения содержания суммы нитрозаминов в детских сухих молочных кашах.

Токсические метаболиты растений. Иногда моло­ко загрязняется различными растительными ядами, вызывающи­ми отравления молодых животных и человека. В организм живот­ных они попадают при поедании ядовитых растений (безвремен­ник осенний, белена черная, полевой хвощ, лютик и пр.) или при скармливании им неумеренных количеств хлопчатникового жмы­ха. проросшего картофеля и др. Основными веществами, обуслов­ливающими токсичность ядовитых растений и некоторых кормов, являются алкалоиды (колхицин в безвременнике осеннем и др.), гликозиды (соланидин, содержащийся в побегах, проросших и по­зеленевших клубнях картофеля), эфирно-горчичные масла (в по­лыни, полевой сурепке), пигменты (госсипол в хлопчатниковом жмыхе) и др.

Бенз(а)пирен. Бенз(а)пирен (БП) является наиболее изучен­ным полициклическим ароматическим углеводородом, обладающим канцерогенной активностью.

 

Источниками загрязнения почвы и растений бенз(а)пиреном мож­но считать дымовые выбросы отопительных систем, промышленных предприятий, транспорта, сажу от дизельного топлива, сточные воды предприятий и т. д.

Б организм сельскохозяйственных животных БП переходит из ра­стений и воды. Остаточные количества его в тканях животных незна­чительны, поэтому молоко не представляет опасности для человека. Содержание бенз(а)пирена в молоке составляет 0,01…0,02 мкг/кг.

Однако БП может переходить в молочные продукты при нару­шении правил копчения (выработка копченого сыра) и отсутствии надлежащего контроля его содержания в атмосферном воздухе, ис­пользуемом в качестве теплоносителя при производстве сухого мо­лока.

В настоящее время содержание бенз(а)пирена в молоке-сырье контролируется при производстве продуктов детского питания.

Полихлорированные бифенилы и диоксины. Полихлорированные бифенилы (ПХБ), содержащие до 10 атомов хлора, являются химическими предшественниками диоксинов — сильнейших токсических соединений, обладающих канцерогенны­ми свойствами (А. П, Нечаев и др.).

 

 

ПХБ и диоксины являются побочными продуктами производства пластмасс, бумаги, также присутствуют в выхлопных газах автотран­спорта, образуются при горении мусора, синтетических покрытий и масла, содержатся в асфальте и т. д.

Загрязнения токсичными метаболитами микроорганизмов. Пробле­ма загрязнения пищевых продуктов природными токсинами, выра­батываемыми плесневыми грибами и бактериями, приобрела боль­шое значение в последние два десятилетия. Опасность отдаленных последствий имеют канцерогенные микотоксины, а некоторые бак­териальные токсины могут представлять даже смертельную опасность для человека.

Микотоксины Несомненную опасность представляет разви­тие в кормах и продуктах питания некоторых. видов плесневых грибов (Aspergillus, Fusarium, Pйnicillium и др.). При поражении кормов (сена, соломы, силоса, рыбной муки, зерна и др.) микроскопическими гри­бами в них образуются и накапливаются так называемые микотокси­ны — афлатоксины, охратоксины, стеригматоцистин, патулин и дру­гие токсины, многие из которых обладают хроническим воздействи­ем. Скармливание заплесневелых кормов может привести к отравле­нию животных и выделению части микотоксинов в молоко.

Афлатоксины. К числу наиболее опасных микотоксинов относятся афлатоксины — канцерогенные вещества, синтезируемые плесеня­ми Asp. il a vus и Asp. parasiticus, Они выделены в кристаллическом виде, выяснена их структура. В настоящее время идентифицировано не­сколько различных афлатоксинов (В,, В,, G,, Giy M,, М2 и др.), выяс­нен механизм их действия (они вызывают рак печени человека).

В организме млекопитающих переходит в менее опас­ный метаболит М,:

 

Ввиду высокой токсичности афлатоксинов, ФАО/ВОЗ рекомен­дована допустимая их концентрация в кормах для молочного скота, равная 20 мкг/кг. В молоке содержание афлатоксина М(составляет 0,02.,.0,25 мкг/кг, его ПДК равна 0,5 мкг/кг. Сухое молоко может со­держать более 1 мкг/кг афлатоксина М,. При пастеризации и сушке молока количество афлатоксинов снижается незначительно и они не утрачивают своей токсичности.

Охратоксины характеризуются высокой токсично­стью, являются продуцентами плесеней родов Aspergillus и Pйnicillium. Чаще всего поражают кормовое зерно и комбикорма.

Стеригматоцистин. Является продуцентом плесневых грибов рода Aspergillus, имеет структурную формулу; сходную со структурой афлатоксина.

Стеригматоцистин обнаружен в почве, заплесневелых кормах, сыре; обладает средней токсичностью, но относится к активным кан­церогенам.

Патулин. Обладает канцерогенными, мутагенными и тератогенными свойствами, Продуцентами патулиа являются грибы рода Pйnicillium, которые поражают фрукты и овощи.

Среди михотоксинов, продуцируемых плесневыми грибами рода Fusarium и представляющих опасность для человека, следует выде­лить зеараленон и трихотеценовые микотоксины (Т-2токсин, дезок- синиваленол и др.).

Бактериальные токсины. Потенциальную опасность для человека могут представлять токсины бактериального происхожде­ния — энтеротоксины, вырабатываемые коагулироположительными
стафилококками и эндотоксины» продуцируемые грамотрицательными и грамположительными психотрофными бактериями.

Энтеротоксины синтезируемые штаммами золотистого стафило­кокка (Staph, aureus), делятся на несколько типов (А, В, С, D, Е и др.). Они представляют собой термоустойчивые белки. Активность их снижается лишь при длительном лечение 2…3 ч кипячении или автоклавированием молока. Оптимальные условия для роста Staph, aureus и образования ими энтеротоксинов — температура 40 pH 6,5-7,3. Высокие концентрации NaCl S…10% и более не задер­живают их рост и синтез токсинов. Энтеротоксины, оставшиеся в молоке после пастеризации или образующиеся при вторичном обсе­менении, могут быть причиной пищевых токсикозов.

Термостабильные и термолабильные эндотоксины, вырабатывае­мые бактериями родов Salmonella, Escherichia, Proteus, а также CL per – fringens и cereus, при употреблении молочных продуктов, содер­жащих живые клетки данных микроорганизмов, могут вызвать пи­щевые токсикозные инфекции — острые кишечные отравления. Кроме того, некоторые условно патогенные штаммы этих бактерий могут вырабатывать термостабильные энтеротоксины и обусловливать хро­нические интоксикации (гастроэнтерит, почечную недостаточность и др.) (П. П. Степаненко).

Прочие загрязнения к ним можно отнести моющие и дезинфици­рующие средства, используемые для санитарной обработки обору­дования, нежелательные вторичные продукты, образующиеся в мо­локе вследствие химических и термических процессов, а также неко­торые вносимые пищевые добавки.

Моющие и дезинфицирующие вещества. Качество молока и молочных продуктов в значительной степени зависит от са­нитарного состояния вымени, технологического оборудования, ин­вентаря и тары. Для их санитарной обработки используют моющие и дезинфицирующие средства или универсальные моющие дезинфицирующие препараты.

 

Остатки средств для санитарно-гигиенической обработки попа­дают в молоко при недостаточно тщательном ополаскивании водой сосков вымени, доильных установок и оборудования на фермах пос­ле применения синтетических моющих или моющее дезинфицирующих веществ.

Соблюдение инструкций помойке и дезинфекции оборудования и системы трубопроводов на заводах исключает попадание этих средств в молоко. Однако при неполадках автоматических устройств при без разборной мойке возможно загрязнение молока этими веще­ствами. Наличие моющее дезинфицирующих средств в молоке при­водит к изменению активности ферментов, подавлению развития мо­лочнокислых бактерий, что вызывает нарушение процессов скваши­вания при производстве кисломолочных продуктов и сыров. Чаще всего применяют гипохлориты, хлорамин, йодоформ, хлор и др. Наи­более опасны препараты, содержащие сульфонол, активный хлор, йод и четырех замещенные соединения аммония.

Вторичные продукты и пищевые добавки. К не­желательным вторичным продуктам можно отнести накапливаемые в некоторых сырах ядовитые амины и диамины (гистамин, тирамин, кадаверин и путресцин), токсичные гидропероксиды, пероксиды, многочисленные альдегиды и кетоны, образующиеся ненасыщен­ных жирных кислот при порче жиров. Продукты сахаро-аминной ре­акции, а также продукты тепловой обработки молока (фурфурол, оксиметил фурфурол, бензотиазол, лизиноаланин и др.). Многие из перечисленных соединений облада­ют токсичностью, другие не расщепляются пищеварительными фер­ментами и, следовательно, не усваиваются организмом, третьи име­ют неприятный вкус и придают продуктам посторонние привкусы.

Все специально добавленные в молочные продукты соединения, применяемые в качестве красителей, подсластителей, стабилизато­ров. Ароматизаторов, консервантов и других пищевых добавок могут быть использованы только после проверки их безопасности и как чужеродные вещества должны строю регламентироваться. В ряде слу­чаев они вносятся в сырье и молочные продукты без должной токси­кологической оценки.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: