 |
|
Основные опасности при производстве пищевой продукции
Введение
Наибольшую опасность для здоровья человека представляют загрязнители (контаминанты), не свойственные пищевым продуктам, а попадающие из окружающей среды. Загрязнение продовольственного сырья и пищевых продуктов чужеродными веществами напрямую зависит от степени загрязнения окружающей среды. Чужеродные вещества, попадая в окружающую среду в результате деятельности человека, накапливаются в почве, воде, атмосферном воздухе. По пищевым цепям чужеродные вещества попадают в организм человека, вызывая нарушения здоровья.
К наиболее опасным, с точки зрения распространения и влияния на здоровье, загрязнителям пищевых продуктов относят токсичные металлы, радионуклиды, пестициды, их метаболиты и продукты их метаболического распада, нитраты, нитриты и нитрозамины, полициклические ароматические углеводороды, стимуляторы роста сельскохозяйственных животных (гормоны, антибиотики) и другие соединения.
Процесс обеспечения качества продукции складывается из взаимозависимых стадий и операций: от приёмки сырья, до хранения и реализации готовой продукции. Даже одна некачественно выполненная операция в технологическом процессе производства продукции может испортить выполненную ранее высококачественную работу и в итоге продукция заданного качества не получится.
Целью данной работы является рассмотрение основных опасностей в процессе производства пищевой продукции, факторов формирующих качество пищевой продукции, а также рассмотрение нормативной документации регламентирующей качество и безопасность сырья и готовой пищевой продукции.
Основные опасности при производстве пищевой продукции
Основные опасности при производстве пищевой продукции, согласно ХАССП (концепция, предусматривающая систематическую идентификацию, оценку и управление опасными факторами, существенно влияющими на безопасность продукции), подразделяют на химические, биологические, физические.
Биологические опасности, как наиболее серьезный вид загрязнений требует особого внимания.
Биологические опасности вызываются присутствием в пищевых продуктах:
- бактерий;
- вирусов;
- микотоксинов
Гигиенические нормативы по микробиологическим показателям включают контроль за 4 группами микроорганизмов
Санитарно-показательные микроорганизмы (КМАФАнМ, Enterococcus, БГКП (коли-формы), enterobacter)
Условно-патогенные микроорганизмы (E.Coli, Bacillus cereous, proteus, сульфитредуцирующие клостридии, St. aureus)
Патогенные микроорганизмы (Cl. botulinum, L. monocytogenes, vibrio parahaemolyticus, salmonella)
Микроорганизмы порчи (Дрожжи, плесени, молочнокислые микроорганизмы)
Химические опасности – это химические вещества, внесенные в пищевую продукцию, которые могут ухудшить ее безопасность и годность.
Рисунок 1- Классификация химических опасностей
Пестициды
Химикаты (инсектициды, гербициды, фунгициды) используются для удобрения почвы, борьбы с сорняками, насекомыми и грызунами, для защиты урожая от плесени и грибков. С их помощью повышают урожайность, увеличивают срок хранения растений, улучшают внешний вид фруктов, овощей и зерна. Сегодня предлагается выбор из 5000 видов пестицидов и 700 химических ингредиентов. По сравнению с началом 40-х гг., когда были впервые использованы пестициды, их потребление в сельском хозяйстве возросло в десятки раз, а потери урожая из-за насекомых за последние 50 лет увеличились вдвое. Эта статистика ставит под сомнение "эффективность" пестицидов. Интересно, что применение пестицидов привело к развитию 650 видов вредителей, устойчивых к некоторым из этих ядов.
Каждый день в мире около 3000 человек отравляются пестицидами. Это более миллиона отравлений в год химическими веществами, загрязняющими воздух, почвы, воду и продукты. Отдельно по Европе эти цифры не менее шокирующие. Только в 2005 году страны ЕС начали пытаться ввести единые стандарты в оценке опасности химических веществ, попадающих в продукты питания, и единую маркировку для продуктов питания. Известно, что многие пестициды опасны для здоровья и обладают канцерогенными свойствами, однако до сих пор покупатель не может по этикетке определить, насколько же насыщен покупаемый продукт этими неполезными веществами.
Организация по защите окружающей среды допускает, что из 320 пестицидов, разрешенных к применению в агрономии, по меньшей мере, 66 - предполагаемые канцерогены. Многие из этих пестицидов смешиваются с 1200 нейтральными ингредиентами, состав которых производители не обязаны разглашать, ссылаясь на "коммерческую тайну". Для 800 из них до сих пор не установлены уровни токсичности, они предположительно являются канцерогенами.
Пестициды - это "мина замедленного действия". За десятки лет использования эти химикаты скопились в почве. Они попадают в растения, а также в источники воды и, соответственно, в рыбу. Страдает и животноводство: скот питается обработанными химикатами растениями и к тому же получает инъекции гормонов роста и антибиотиков. В итоге, вся "химия" встраивается в ткани животных. Факты очевидны - мы рискуем получить значительные дозы пестицидов ежедневно. Вызывает тревогу, что многие из этих химикатов являются биологическими ядами, рассчитанными на уничтожение, и в организме человека они медленно, прогрессирующе разрушают клетки и органы.
Виды пестицидов в продуктах питания:
1. Хлорорганические инсектициды: первый синтетический органический пестицид ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) был произведен в 1939 г. За ним были получены другие хлорорганические инсектициды: альдрин, диэльдрин и гептахлор. Опасность применения хлорорганических инсектицидов была осознана, когда ученые обнаружили остатки этих веществ в жировой ткани животных и людей. Согласно одному исследованию, опубликованному в 1970 году, в жировой ткани жителей г. Нью-Дели (Индия) было обнаружено самое высокое содержание инсектицидов (26 промилле). Остатки хлорорганических инсектицидов сохраняются в окружающей среде в течение многих лет, оказывая неблагоприятные побочные действия на здоровье (например, развитие раковых опухолей).
2. Фосфорорганические: эти вещества были разработаны в 1930 г. Их представителями являются паратион, малатион, роннель, метоатом и некоторые другие. Несмотря на то, что фосфорорганические вещества быстро разрушаются под воздействием окружающей среды, они более ядовитые для млекопитающих, чем хлорорганические, и должны применяться с осторожностью.
3. Карбаматы: относятся к третьему классу инсектицидов и содержат одну или более аминогрупп. Они не образуют вредных отложений в пище. Но некоторые карбаматы вредны для теплокровных животных. Карбарил - инсектицид общего предназначения. Альдикарб является самым ядовитым карбаматом.
4.Пиретроиды: новый класс инсектицидов, называющихся пиретроидами, был синтезирован в 1970 г. Эти химические соединения сходны по действию с пиретрумом (натуральный инсектицид), но не разрушаются так быстро, как натуральное вещество. Пиретроиды воздействуют на нервную систему. Они не ядовиты для млекопитающих, но смертельны для рыб. По этой причине их применение в районах рек и озер нужно строго контролировать.
Диоксины
Диоксины и диоксиноподобные вещества - это чужеродные живым организмам соединения, выбрасываемые с продукцией или отходами целого ряда технологий. Эти вещества непрерывно и во все возрастающих масштабах производятся человечеством в последние полвека, выбрасываются в окружающую среду и накапливаются в ней. Диоксины никогда не были целевой продукцией мирной человеческой деятельности, а лишь сопутствовали ей в виде микропримесей.
Диоксины могут стать одной из причин долговременного загрязнения биосферы. Эта опасность несравненно более серьезна, чем загрязнение окружающей среды другими высокотоксичными веществами. В настоящее время ситуация такова, что концентрация диоксинов в литосфере и гидросфере возрастает и может достичь критических значений, при которых человечество окажется под угрозой вымирания.
Итак, более подробно об этих веществах:
Диоксины являются универсальными клеточными ядами, даже в чрезвычайно малых концентрациях поражающих все живые организмы (вызывают у человека бесплодие, врожденные патологии, онкологические и системные заболевания - от аллергических реакций до склероза);
Эти соединения характеризуются чрезвычайно высокой устойчивостью к химическому и биологическому разложению, они способны сохраняться в окружающей среде в течение десятков лет и переносятся по пищевым цепям (например, водоросли - планктон - рыба - человек или почва - растения - животные - человек);
Диоксины распространены повсеместно - в почве, донных отложениях, воде, воздухе, рыбе, молоке, овощах и т.д. Их находят даже в молоке кормящих матерей. Загрязнение ими не знает ни пределов насыщения, ни национальных границ.
Эти вещества избирательно и очень прочно блокируют так называемый Ah-рецептор - ключевую точку в иммунно-ферментной системе всех аэробных (дышащих воздухом) живых организмов. Так, загрязнение почвы диоксинами приводит к уничтожению почти всех обитающих в ней живых организмов, что, в свою очередь, приводит к полной потере почвой ее естественных свойств.
Источниками диоксинов могут являться промышленные предприятия практически всех отраслей промышленности. Главные из них - химическая, нефтехимическая, цветная металлургия, целлюлозно-бумажная промышленность.
Пищевые добавки
Это природные, идентичные природным или искусственные (синтетические) вещества, увеличивающие сроки хранения продуктов или придающие им заданные свойства. История применения пищевых добавок (уксусная и молочная кислоты, поваренная соль, некоторые специи и др.) насчитывает несколько тысячелетий. Однако только в ХIХ-ХХ веках им стали уделять особое внимание.
Вызвано это особенностями торговли с перевозкой скоропортящихся и быстрочерствеющих товаров на большие расстояния, что требует увеличения срока хранения. Спрос современного потребителя на пищевую продукцию с привлекательными цветом, запахом обеспечивают ароматизаторы, красители и т.п.
Европейский союз для гармонизации использования пищевых добавок разработал систему цифровой кодификации их. Система одобрена ФАО-ВОЗ. Каждой добавке присвоен трех- или четырехзначный номер с предшествующей буквой Е. Эти номера (коды) используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих группу пищевых добавок по технологическим функциям (подклассам). Буква Е и идентификационный номер имеет четкое толкование, подразумевающее, что данное конкретное вещество проверено на безопасность, что для данной пищевой добавки имеются отработанные рекомендации по его технологической необходимости и что для данного вещества установлены критерии чистоты.
После некоторых Е-номеров (буква Е в сочетании с трехзначным номером) стоят строчные буквы, например Е160-каротины и др. В этом случае речь идет о классе пищевой добавки. Строчные буквы - неотъемлемая часть номера Е и должны обязательно использоваться для обозначения пищевой добавки. В отдельных случаях после Е-номеров стоят римские цифры, которые уточняют различия в спецификации добавок одной группы и не являтся обязательной частью номера и обозначения.
Наличие пищевых добавок в продуктах должно фиксироваться на этикетке. При этом добавка может обозначаться как индивидуальное вещество или как представитель функционального класса в сочетании с номером Е. Например, бензонат натрия или консервант Е211. Согласно предложенной системе цифровой кодификации, классификация добавок в соответствии с назначением выглядит следующим образом (только основные группы):
- Е100 - Е182 - красители;
- Е200 и далее - консерванты;
- Е300 и далее - антиокислители;
- Е400 и далее - стабилизаторы консистенции;
- Е500 и далее, Е1000 - эмульгаторы;
- Е600 и далее - усилители вкуса и аромата;
- Е700 - Е800 - запасные индексы;
Е900 и далее - глазирующие агенты, улучшители хлеба.
Среди тяжелых металлов наибольшую опасность представляют ртуть (Hg), свинец (Рb), кадмий (Cd).
Ртуть - один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий
способностью накапливаться в растениях и в организме животных и человека, т. е.
является ядом кумулятивного действия.
Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются,
метаболизируются и выводятся из организма. Наиболее токсичны алкилртутные
соединения с короткой цепью - метилртуть, этилртуть, диметилртуть. Механизм
токсического действия ртути связан с ее взаимодействием с сульфгидрильными группами
белков. Блокируя их, ртуть изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных
ферментов. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты,
пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена; органические - обмен белков, цистеина,
аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена.
В организм человека ртуть поступает в наибольшей степени с рыбопродуктами, в которых ее содержание может многократно превышать ПДК. Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, поскольку активно аккумулирует их из воды и корма, в который входят различные гидробионты, богатые ртутью. Например, хищные пресноводные рыбы могут содержать от 107 до 509 мкг/кг, нехищные пресноводные рыбы от 78 до 200 мкг/кг, а океанские нехищные рыбы от 300 до 600 мкг/кг Hg. Организм рыб способен синтезировать метил-ртуть, которая накапливается в печени. У некоторых видов рыб в мышцах содержится белок - металлотионеин, который с различными металлами, в том числе и с ртутью, образует комплексные соединения, способствуя тем самым накапливанию ртути в организме и передаче ее по пищевым цепям. У таких рыб содержание ртути достигает очень высоких концентраций: рыба-сабля содержит от 500 до 20 000 мкг/кг, а тихоокеанский марлин от 5000 до 14 000 мкг/кг. Для других продуктов характерно следующее содержание ртути (мкг/кг). В продуктах животноводства: мясо 6-20, печень 20-35, почки 20-70, молоко 2-12, сливочное масло 2-5, яйца 2-15; в съедобных частях сельскохозяйственных растений: овощи 3-59, фрукты 10-124, бобовые 8-16, зерновые 10-103; в шляпочных грибах 6-447, в перезрелых до 2000 мкг/кг, причем в отличие от растений в грибах может синтезироваться метилртуть. При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов остается неизменной. Это различие объясняется тем, что в грибах ртуть связана с аминогруппами азотсодержащих соединений, в рыбе и мясе - с серосодержащими аминокислотами.
Свинец один из самых распространенных и опасных токсикантов. История его
применения очень древняя, что связано с относительной простотой его получения и
большой распространенностью в земной коре (1,6 · 10-3%). Соединения свинца - Рb3О4 и
PbSO4 - основа широко применяемых пигментов: сурика и свинцовых белил. Глазури,
которые используются для покрытия керамической посуды, также содержат соединения
РЬ. Металлический свинец со времен Древнего Рима применяют при прокладке
водопроводов. В настоящее время перечень областей его применения очень широк:
производство аккумуляторов, электрических кабелей, химическое машиностроение,
атомная промышленность, производство эмалей, замазок, лаков, хрусталя,
пиротехнических изделий, спичек, пластмасс и т. п. Мировое производство свинца
составляет более 3,5 · 106 т в год. В результате производственной деятельности человека в
природные воды ежегодно попадает 500-600 тыс. т, а в атмосферу в переработанном и
мелкодисперсном состоянии выбрасывается около 450 тыс. т, подавляющее большинство
которого оседает на поверхности Земли. Основным источником загрязнения атмосферы
свинцом являются выхлопные газы автотранспорта (260 тыс. т) и сжигание каменного
угля (около 30 тыс. т). В тех странах, где использование бензина с добавлением
тетраэтилсвинца сведено к минимуму, содержание свинца в воздухе удалось многократно
снизить. Следует подчеркнуть, что многие растения накапливают свинец, который
передается по пищевым цепям и обнаруживается в мясе и молоке сельскохозяйственных животных, особенно активное накопление свинца происходит вблизи промышленных центров и крупных
автомагистралей.
Механизм токсического действия свинца имеет двойную направленность. Во-первых, блокада функциональных SH-групп белков и, как следствие, - инактивация ферментов, во-вторых, проникновение свинца в нервные и мышечные клетки, образование лактата свинца, затем фосфата свинца, которые создают клеточный барьер для проникновения ионов Са2+. Основными мишенями при воздействии свинца являются кроветворная, нервная и пищеварительная системы, а также почки. Свинцовая интоксикация может приводить к серьезным нарушениям здоровья, проявляющимся в частых головных болях, головокружениях, повышенной утомляемости, раздражительности, ухудшении сна, мышечной гипотонии, а в наиболее тяжелых случаях к параличам и парезам, умственной отсталости. Неполноценное питание, дефицит в рационе кальция, фосфора, железа, пектинов, белков (или повышенное поступление кальциферола) увеличивают усвоение свинца, а следовательно - его токсичность. Допустимая суточная доза (ДСД) свинца составляет 0,007 мг/кг; величина ПДК в питьевой воде - 0,05 мг/л.
Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности. В воздух
кадмий поступает вместе со свинцом при сжигании топлива на ТЭЦ, с газовыми
выбросами предприятий, производящих или использующих кадмий. Загрязнение почвы
кадмием происходит при оседании кадмий-аэрозолей из воздуха и дополняется внесением
минеральных удобрений: суперфосфата (7,2 мг/кг), фосфата калия (4,7 мг/кг), селитры (0,7
мг/кг). Заметно содержание кадмия и в навозе, где он обнаруживается в результате
следующей цепи переходов: воздух-почва-растения-травоядные животные-навоз. В
некоторых странах соли кадмия применяют в качестве антисептических и антгельминтных препаратов в ветеринарии. Все это определяет основные пути загрязнения кадмием окружающей среды, а следовательно, продовольственного сырья и пищевых продуктов.
Содержание кадмия (в мкг/кг) в различных продуктах выглядит следующим образом. Растительные продукты: зерновые 28-95, горох 15- 19, фасоль 5-12, картофель 12-50, капуста 2-26, помидоры 10-30, салат 17-23, фрукты 9-42, растительное масло 10-50, сахар 5-31, грибы 100- 500; в продуктах животноводства: молоко - 2,4, творог - 6,0, яйца 23- 250.
Установлено, что примерно 80% кадмия поступает в организм человека с пищей, 20% -
через легкие из атмосферы и при курении. С рационом взрослый человек получает до 150
мкг/кг и выше кадмия в сутки. В одной сигарете содержится 1,5-2,0 мкг Cd. Подобно
ртути и свинцу, кадмий не является жизненно необходимым металлом. Попадая в
организм, кадмий проявляет сильное токсическое действие, главной мишенью которого
являются почки. Механизм токсического действия кадмия связан с блокадой
сульфгидрильных групп белков; кроме того, он является антагонистом цинка, кобальта,
селена, ингибирует активность ферментов, содержащих указанные металлы. Известна
способность кадмия нарушать обмен железа и кальция. Все это может привести к
широкому спектру заболеваний: гипертоническая болезнь, анемия, ишемическая болезнь
сердца, почечная недостаточность и другие. Отмечены канцерогенный, мутагенный и
тератогенные эффекты кадмия. По рекомендациям ВОЗ допустимая суточная доза (ДСД)
кадмия - 1 мкг/кг массы тела.
Радиационное воздействие.
Эффект действия ионизирующих излучений на клетку и организм в целом можно понять, проследив изменения, происходящие на всех этапах следующей цепи: биомолекулы- клеточный компартмент-клетка-ткани-организм, и установив взаимосвязь между ними. Клетка - это слаженная динамическая система биологически важных макромолекул, которые скомпонованы в компартменты (субклеточные образования), выполняющие определенные физиологические функции.
Наиболее чувствительными к облучению органеллами клеток организма млекопитающих являются ядро и митохондрии. Здесь повреждения проявляются в малые сроки и при малых дозах. Наиболее всего угнетаются процессы окислительного фосфорилирования, изменяются физико-химические свойства нуклеопротеидов, в результате чего происходят количественные и качественные изменения в ДНК, нарушаются процессы транскрипции и трансляции. Кроме этого, угнетаются энергетические процессы, выброс в цитоплазму ионов К+ и Na+, нарушаются функции мембран. Одновременно возможны все виды мутаций: геномные мутации (кратные изменения гаплоидного числа хромосом), хромосомные мутации или хромосомные аберрации (структурные или численные изменения хромосом), генные или точковые мутации (изменения молекулярной структуры генов, в результате чего синтезируются белки, утратившие свою биологическую активность).
Физические опасности - наиболее общий тип опасности, который может проявляться в пищевой продукции, характеризующийся присутствием инородного материала.
Физические опасности, подобно биологическим и химическим опасностям, могут проникать в продовольственный продукт на любой стадии производства. Риск причинения ущерба здоровью потребителя невысок для большинства инородных предметов, поскольку немногие из них могут быть острыми или достаточно жесткими, чтобы причинить физическое повреждение. Но в любом случае потребителю будет неприятно обнаружить посторонний предмет в пище.
Однако некоторые физические опасности могут представлять вполне ощутимую угрозу для здоровья. Осколки стекла и твердого пластика являются объектом повышенной опасности. Попадание осколков в продукцию создает прямую угрозу здоровью потребителей. Таким образом, необходимы мероприятия для предотвращения попадания посторонних предметов в продовольственный продукт.
Физическая опасность в конечном продукте может возникать из нескольких источников, таких как загрязненное сырье, несоответствующие вспомогательные приспособления и оборудования, производственная среда, производственный персонал при несоблюдении им правил личной гигиены, и практически на каждом этапе производства при несоответствующем проведении процедур обработки.
В Таблице 1 представлены некоторые физические опасности и их причины или источники
Таблица 1 - Виды физических опасностей
| Опасность | Источник или причина |
| Стекло | Бутылки, банки, арматура, утварь, крышки, термометры, лампы |
| Металл | Гайки, болты, винты, стальная проволока, мясные крюки, пули, иголки для подкожных инъекций. |
| Деревянные щепки | Сырье, деревянные вспомогательные приспособления. |
| Камни, ветки | Сырье, окружающая среда. |
| Пластик | Упаковочные материалы, сырье |
| Пуговицы, украшения, волосы, частички косметики. | Несоблюдение производственным персоналом требований личной гигиены. |