Тяжелые металлы в молоке

Обновлено: 14.05.2024

Из организма животного в молоко могут переходить различные химические вещества, опасные для здоровья человека. Некоторые из этих веществ затрудняют технологические процессы при выработке молочных продуктов, снижают их качество и пищевую ценность. К посторонним химическим веществам молока относятся антибиотики, пестициды, моющие и дезинфицирующие вещества, соли тяжелых металлов, радиоактивные вещества, токсины, нитраты, нитриты и пр.

Антибиотики. При лечении мастита и других заболеваний животных применяют пенициллин, стрептомицин, тетрациклины и другие антибиотики. Введенные антибиотики переходят в молоко и сохраняются в нем. Их содержание в молоке зависит от дозы, свойств введенного препарата и индивидуальных особенностей животного. В связи с этим молоко в течение 2 - 5 дней после применения пенициллина и других антибиотиков нельзя сдавать на молочные заводы.

Присутствие антибиотиков в молоке изменяет его свойства. Такое молоко при употреблении его в пищу может вызвать аллергические реакции у людей с повышенной чувствительностью к антибиотикам. Содержание в молоке антибиотиков, даже в небольших концентрациях, подавляет развитие молочнокислых бактерий, применяемых при производстве кисломолочных продуктов. Наиболее чувствительны к антибиотикам термофильный стрептококк и молочнокислые палочки. Антибиотики нарушают сычужное свертывание молока при производстве творога и сыра, что приводит к ухудшению качества этих продуктов. Поэтому на молочных заводах контролируют молоко на наличие антибиотиков.

Пестициды. В сельском хозяйстве для защиты растений и животных от вредителей и болезней применяют различные химические вещества — пестициды.

Пестициды попадают в организм животного и затем в молоко при обработке ими кожного покрова животного, а также с кормами, содержащими остатки этих веществ.

Фосфорорганические пестициды довольно быстро разрушаются в пищеварительном тракте животного и переходят в молоко в незначительных количествах. Выделение фосфорорганических соединений с молоком обычно заканчивается через 2 - 5 дней после обработки ими животных или скармливании кормов, обработанных этими препаратами.

Хлорорганические пестициды сильно токсичны и отличаются высокой стойкостью во внешней среде. Они могут сохраняться годами и, постепенно накапливаясь в почве, создают опасность для человека и животных. Поступившие в организм животного хлорорганические пестициды откладываются в его жировой ткани и длительное время (в течение 2 - 3 мес.) выделяются с молоком.

Поскольку молоко, содержащее хлорорганические пестициды, может приобретать токсические свойства и представлять опасность для здоровья людей, сдача на переработку молока с остатками этих химических средств защиты растений и животных запрещена.

Моющие и дезинфицирующее вещества. При недостаточно тщательном ополаскивании оборудования и системы трубопроводов водой после мойки и дезинфекции возможны случаи попадания в молоко моющих и дезинфицирующих средств, отрицательно влияющих на его сыропригодность и способность к сквашиванию. Наибольшую опасность представляют препараты, содержащие активный хлор и четырехзамещенные соединения аммония.

Соли тяжелых металлов и радиоактивные вещества. Ртуть, свинец, кадмий, попадая в организм животного из кормов, вдыхаемого воздуха и через кожный покров, откладываются в различных органах и тканях. В молоко выделяется лишь незначительная часть поступивших металлов, поэтому оно наименее загрязнено различными тяжелыми металлами. Так, среднее содержание ртути, свинца и кадмия в 1 л молока составляет 5 – 9 % допустимой суточной нормы поступления.

Большие количества тяжелых металлов могут выделяться в молоко при отравлении животных различными химическими препаратами. Отравления коров, например ртутью, возможны при использовании для кормовых целей зерна, потравленного ртутьорганическими соединениями (гранозаном, меркураном). При отравлении животных соединениями свинца, мышьяковистыми препаратами, медным купоросом в молоке содержится увеличенное количество свинца, мышьяка, меди.

Молоко загрязняется радиоактивными веществами, в основном, биологическим путем, т. е. по цепи почва - растения - животные - молоко. В России молоко, молочные и другие пищевые продукты животного и растительного происхождения контролируют на содержание в них опасных для здоровья человека радиоизотопов.

Молоко, загрязненное радиоизотопами выше предельно допустимых норм, необходимо перед употреблением предварительно очищать с помощью синтетических ионообменных смол. Из радиоактивно загрязненного молока можно вырабатывать сливочное и топленое масло, в которые переходит менее 1% радиоактивных изотопов от общего их количества в молоке.

Растительные, микробные яды и другие вещества. Иногда в молоко могут выделяться различные растительные яды (токсины), вызывающие отравления не только молодых животных, но и человека. В организм животных они попадают при поедании ядовитых растений (безвременник осенний, лютик и др.) или при скармливании им зерновых кормов с примесью ядовитых семян (куколь и др.), неумерен ных количеств хлопчатниковых жмыхов, проросшего картофеля и др.

Сильнодействующие токсины могут выделяться некоторыми видами плесневых грибов (Aspergillus, Fusarium и др.). При поражении кормов (сено, солома, зерно и продукты их переработки) плесневыми грибами в них образуются и накапливаются так называемые микотоксины. Поэтому скармливание заплесневелых кормов может вызвать отравление животных и выделение части микотоксинов в молоко.

Пастеризация молока незначительно снижает токсичность микотоксинов. Поэтому молоко и другие пищевые продукты, загрязненные микотоксинами, представляют опасность для здоровья людей.

Причиной сильных отравлений молочными продуктами могут быть токсины бактериального происхождения, например, энтеротоксины, вырабатываемые коагулазоположительными стафилококками. Источники загрязнения молока стафилококками разнообразны - животные, больные маститом, люди с гнойничковыми поражениями рук, больные ангиной и т. д.

Энтеротоксины очень термостойки, они выдерживают пастеризацию и разрушаются только при кипячении молока в течение 2 ч. Энтеротоксины, оставшиеся в молоке после пастеризации, могут вызвать сильное пищевое отравление. Отравления иногда возникают при употреблении в пищу творога и сыра, выработанных из молока, обсемененного стафилококками.

Кроме перечисленных токсичных соединений молоко может содержать незначительное количество нитратов и нитритов, которые представляют опасность для здоровья человека.

АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТАХ

Высокое качество и безопасность продуктов питания является в настоящее время одной из существенных предпосылок сохранения продовольственной независимости Казахстана и важнейшей задачей государственной политики в области здорового питания.

Уровень контаминантов в пищевом сырье за последние пять лет увеличился почти в пять раз. Токсичные элементы обнаруживаются в 90 % исследуемых продуктов питания. В данных условиях возникла необходимость расширения и углубления представлений о возможных путях загрязнения продовольственного сырья, технологических приемах переработки, позволяющих снизить вредное воздействие [1].

Качество молочных продуктов во многом зависит от экологических условий получения молока. Активная антропогенная деятельность способствует загрязнению природной среды вредными ингредиентами, достигшими критических уровней в большинстве промышленных центров [2]. Распространенность тяжелых металлов в окружающей среде в связи с их неблагоприятным влиянием на организм является актуальной проблемой, прежде всего для регионов повышенного техногенного загрязнения, к которым принадлежит и наша область [3].

Негативное влияние экологического фактора приводит к нарушениям обмена веществ у животных, что, как правило, сопровождается снижением продуктивности, ухудшением качества молока, эндемическими болезнями. Исследованиями последних лет установлена прямая связь между поступлением тяжелых металлов с кормами и водой и их содержанием в получаемом молоке. В результате в молочном сырье накапливаются крайне нежелательные микроэлементы. К наиболее опасным из них относятся ртуть, свинец, кадмий, кобальт, никель, цинк, олово, сурьма, медь, молибден, ванадий, мышьяк. Попадают металлы в биосферу при высокотемпературных технологических процессах (металлургии, сжигании топлива, обжиге цемента и др.) в виде газов, и аэрозолей (возгонка металлов), пылевидных частиц и жидком виде (технологические сточные воды). Они способны мигрировать в окружающей среде и попадать в растения. В глобальных масштабах происходит процесс, называемый сегодня «металлическим прессом на биосферу» [4].

В связи с вышесказанным, определение тяжелых металлов в молоке и кисломолочных продуктахпредставляется актуальным.

Целью данной работы явилась определение тяжелых металловв молоке и кисломолочных продуктах отечественного и зарубежного производителей.

Анализ образцов на содержание цинка, свинца и кадмия выполнен в аккредитованной лаборатории биогеохимии и экологии Западно-Казахстанского государственного университета им. М. Утемисова. Содержание тяжелых металлов было определено на приборе - анализатор жидкости вольтамперометрический «Экотест-ВА». Подготовка образцов проводилась методом минерализации «до влажных солей» [5].

Результаты анализа тяжелых металлов в содержании молока отечественного и зарубежного производителей представлены в таблице 1.

Таблица 1

Концентрация тяжелых металлов в содержании молока отечественного и зарубежного производителей, мг/дм 3

Влияние тяжелых металлов на качество молока и молочной продукции

Все живые организмы на Земле находятся в контакте с окружающей их средой. Пищевые продукты и питьевая вода способствуют поступлению в организм почти всех химических элементов, в том числе и тех, что в определенных концентрациях, являются токсичными. В настоящее время под токсикантами окружающей среды понимают такие вредные вещества, которые распространяются в окружающей нас среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и в связи с этим оказывают скрытое вредное воздействие на животных или растения, а в конечном итоге, на человека. Это могут быть природные ядовитые вещества, например те, что рассеиваются при извержении вулканов, однако, подлинные токсиканты – это, как правило, те ядовитые вещества, которые сам человек неосмотрительно включает в круговороты веществ природы.

Содержание

1. Введение
2. Тяжелые металлы. Пути их попадания в организм животных
3. Токсичность тяжелых металлов для животных
4. Влияние тяжелых металлов на получаемую продукцию
5. Предельно допустимое содержание тяжелых металлов в продуктах питания
6. Принцип действия ионов тяжелых металлов
7. Предотвращение химических загрязнений
8. Приборы для анализа молочных продуктов
9. Список литературы

Прикрепленные файлы: 1 файл

Молоко!.doc

Министерство сельского хозяйства РФ ФГОУ ВПО

‹‹Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия››

Кафедра биотехнологии и переработки

Влияние тяжелых металлов на качество молока и молочной продукции

Студентка 4 курса, 1‹‹а ›› группы

Проверила: Лифанова С.П.

2. Тяжелые металлы. Пути их попадания в организм животных

3. Токсичность тяжелых металлов для животных

4. Влияние тяжелых металлов на получаемую продукцию

5. Предельно допустимое содержание тяжелых металлов в продуктах питания

6. Принцип действия ионов тяжелых металлов

7. Предотвращение химических загрязнений

8. Приборы для анализа молочных продуктов

9. Список литературы

Молочные продукты крайне необходимы человеку для нормального функционирования организма и поддержания своего здоровья, ведь самая первая пища, которую мы получаем – это материнское молоко. В молоке, кефире, сметане, сливках, твороге в большом количестве содержатся важнейшие микроэлементы, витамины, белки, жиры, аминокислоты, служащие для профилактики и лечения различных заболеваний.

Все химические вещества при поступлении в организм человека в дозах, превышающих допустимый уровень, могут вызывать отравления. Они могут действовать моментально, например j аллергены (аллергическая реакция), или спустя какое-то время (отравления тяжелыми металлами). Источниками химических заражений являются сырье, различные материалы (в том числе упаковочные), машины и оборудование.

Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).

На сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. По классификации Н.Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см 3 . Таким образом, к тяжелым металлам относятся Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Основным путем поступления тяжелых металлов в организм является желудочно-кишечный тракт, который наиболее уязвим к действию техногенных экотоксикантов.

Тяжелые металлы (медь, цинк, железо, свинец) попадают в организм животных с кормами (из растений) и водой, а также при слизывании коровами красок и разных элементов в коровнике и на пастбище. Соединения тяжелых металлов могут проникать в молоко из оборудования и устройств, используемых в молочном деле. Механизация дойки, использование оборудования из нержавеющей стали, устранение непосредственного контакта молока с окружающей средой привели к тому, что самым опасным источником тяжелых металлов является корм растительного происхождения.
Слишком часто молочных коров выпасают на пастбищах вблизи дорог с интенсивным уличным движением автотранспорта. Вместе с тем медицинская статистика фиксирует только острые заболевания, вызванные потреблением больших доз тяжелых металлов. Как правило, отравления протекают нетипичным образом, и не всегда правильно ставится диагноз.

Токсические элементы могут попасть в опасных для человека концентрациях в пищевые продукты из сырья и в процессе технологической обработки только при нарушении соответствующих технологических инструкций. Так, в растительном сырье они могут появиться при нарушении правил применения ядохимикатов, содержащих в своем составе такие токсические элементы, как ртуть, свинец, мышьяк и др. Повышенное количество токсических элементов может появиться в зоне вблизи промышленных предприятий, загрязняющих воздух и воду недостаточно очищенными отходами производства.

При технологии производства пищевых продуктов токсические элементы могут появиться при контактах с оборудованием, выполненным из металла, не разрешенного органами здравоохранения (для пищевых целей допускается весьма ограниченное количество сталей и других сплавов). Но главным образом такие токсические элементы, как свинец и кадмий, могут появиться в консервном производстве при использовании жестяной тары с применением пайки швов в случае нарушения технологии пайки, при использовании случайных припоев или применения некачественных внутренних покрытий.

Источниками загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами являются также используемые в сельском хозяйстве пестициды, удобрения, осадки сточных вод.

Растения слабо усваивают многие тяжелые металлы – например, свинец – даже при их высоком содержании в почве из-за того, что они находятся в виде малорастворимых соединений.

Токсичность тяжелых металлов для животных

Тяжелые металлы (свинец, медь, цинк, мышьяк, ртуть, кадмий, хром, алюминий и др.) в микроколичествах необходимы организму и в основном они находятся в активных центрах коферментов.

Количество биологически активных химических элементов в организмах животных и тканях в основном зависит от их места обитания и особенностей потребления кормов. В большинстве случаях сельскохозяйственные животные страдают от дефицита и несбалансированности микроэлементов.

При содержании тяжелых металлов в почве выше допустимых норм отмечают повышение поступления указанных металлов в рационы и соответственно в продукцию животноводства, ухудшение качества сельскохозяйственной продукции. Например, при содержании в рационе тяжелых металлов - свинца, никеля, хрома в 2-7 раз выше ПДК содержание их в молоке оказалось в 1,25-2 раза выше допустимых норм.

При высоком содержании тяжелые металлы оказывают сильное токсическое действие на живые организмы и могут аккумулироваться в органах или тканях человека

Влияние тяжелых металлов на получаемую продукцию

Известные способы переработки молока не всегда способствуют снижению уровня тяжелых металлов, а изготовление ряда ценных продуктов неизбежно сопровождается их концентрированием . В этой связи проведение локального мониторинга природных объектов в экологически неблагополучных зонах, а также изучение влияния применяемых технологических приемов на показатели безопасности готовой молочной продукции, приобретает особую актуальность.

Тяжелые металлы не только негативно влияют на организм, но и часто ухудшают технологические свойства растительного и животного сырья, затрудняя или делая невозможным приготовление высококачественных продуктов питания.

В пищевом сырье, богатом белком (продукты животноводства), большая часть металлов соединена с металлотионеином, образуя белковые комплексы. В растительных продуктах тяжелые металлы содержатся в ионной форме или связаны преимущественно с растительным белком и пектином.

Кроме того, было установлено, что молоко с содержанием кадмия, свинца и ртути в количестве ПДК и 1/2ПДК показывало высокую мутагенную активность и подострую или скрытую токсичность при значительном потреблении молочных продуктов. Другими словами, проявляя скрытую хроническую или подострую токсичность, образцы полностью соответствовали требованиям высококачественных продуктов.

В этой связи необходимо разрабатывать и внедрять технологические приемы для снижения уровня содержания тяжелых металлов и получения безопасных, экологически чистых молочных продуктов.

При содержании тяжелых металлов ниже ПДК (для свинца- 0,1 мг/кг, кадмия- 0,03 мг/кг) перераспределение их в ходе технологических процессов не во всех случаях обеспечит получение продуктов с безопасным уровнем токсичных металлов, а подбор определенного сорбента и изыскание оптимального сочетания дозы сорбента и технологических режимов детоксикации позволят снизить содержание тяжелых металлов в молоке- сырье.

Мы живем в атомном веке и самым «обвиняемым продуктом» на земле специалисты пищевики-радиологи называют молоко. Эта характеристика дана молоку и всем без исключения молочным продуктам из-за самого высокого содержания в них радионуклидов, по сравнению со всеми другими продуктами.
Особенная роль молока в уничтожении здоровья человека связана со стронцием, который сбрасывается коровами через молоко.
В наши дни нет на земле района, где бы можно было найти для коровы, козы или кобылы чистый от радионуклидов корм и воду, даже если это будет Антарктида или Гималаи,
молоко животных будет содержать все, что они получили с водой и травой.
Активные радионуклиды, и в частности стронций, заносятся в организм человека с молочными продуктами.
Если же из молока получить творог, то концентрация радионуклидов в нем возрастет втрое против молока.
Если из молока приготовить сыр, то концентрация радионуклидов увеличится еще на порядок.
Примерно также можно посмотреть на йогурт, мороженое, кефир, сметану и тому подобные «ядерные мины замедленного действия».
Его появление в организме человека немедленно включает реакции вытеснения и замещения кальция и других менее активных элементов.
А поскольку кремния в организме не хватает, то его место быстро занимает кальций.
К тому же, современные методы лечения от многих болезней связаны с препаратами кальция.
Технология переработки плодов и овощей в промышленности направлена на рафинирование пищи, избавление от так называемых балластов. В отходы производства с кожурой плодов, сердцевиной уходит кремний. технология переработки зерновых предусматривает, в основном, отделение оболочки зерна, в которой и содержится кремний. по странному стечению обстоятельств особенно тщательно счищается природная кремниевая оболочка с пшеницы для производства манной крупы. она ведь предназначена для вскармливания детей. им-то как раз нужно в 3-5 раз больше кремния, чем взрослым.
В манной крупе кремния нет.
Когда варят манную кашу, добавляют молоко, и тогда в организме ребенка идет злосчастная реакция замещения кремния кальцием.
Вот отчего помолодел атеросклероз и сотни других заболеваний.
И хронические болезни, картины которых все тяжелей с каждым днем, поражают наших детей.
Сейчас нам мало российского стронция из молока, мы его еще импортируем из Европы с йогуртами и сырами.

Влияние тяжелых металлов на качество молока и молочной продукции

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

Молоко!.doc

Есть еще одно обстоятельство нашего времени, усугубляющее состояние здоровья человека из-за дефицита кремния.

Поставим в ряд активности элементов стронций, кальций и кремний и оценим ситуацию потери здоровья любителями молока в наши дни.

Стронций — самый активный элемент среди названных. Его появление в организме человека немедленно включает реакции вытеснения и замещения кальция и других менее активных элементов. А поскольку кремния в организме не хватает, то его место быстро занимает кальций.

Процессы перераспределения тяжелых металлов при технологической

переработке молочного сырья, как показывают данные проведенных исследований,

не позволяют в большинстве случаев обеспечить получение продуктов с

безопасным уровнем содержания токсикантов. Исходное молоко может иметь

различное содержание токсичных элементов, но при этом сохраняется тенденция

постепенного снижения их концентрации из зоны с повышенной техногенной

нагрузкой в зону относительного благополучия. Учитывая различное сродство

токсичных элементов с составными частями молока, можно сказать, что степень их

перехода в продукты переработки коррелирует с количеством сухих веществ

молока и концентрацией отдельных составных частей и прежде всего с белковой фракцией

Органами санитарного надзора установлены жесткие нормы содержания токсических элементов в пищевом сырье и готовых продуктах питания. Для большинства продуктов имеются предельно допустимые концентрации токсичных элементов в основных продуктах питания.

Предельно допустимое содержание тяжелых металлов в продуктах питания

Сахар и конфеты

Молоко и большинство жидких молочных продуктов

Масло растительное и изделия из него

Овощи, ягоды, фрукты свежие и свежезамороженные

Овощи, ягоды, фрукты и изделия из них в сборной жестяной таре

Мясо и птица свежие

Мясо и птица консервированные в сборной жестяной таре

Рыба свежая и мороженная

Рыба консервированная в сборной жестяной таре

Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов и мышьяка в молочной продукции

Молоко, кисломолочные изделия

Молоко сгущенное консервириванное

Принцип действия ионов тяжелых металлов

Известно, что молекулярными мишенями, то есть объектами атаки ионов

тяжелых металлов, служат:

- гемсодержащие белки и ферменты;

- системы перекисного и свободнорадикального окисления липидов и

белков, а также системы антиоксидантно й и антипероксидной защиты;

- ферменты транспорта электронов и синтеза АТФ;

- белки клеточных мембран и ионные каналы мембран.

Ионы Pb, Hg, Со, Cd образуют прочные комплексы с аминокислотами и

другими биомолекулами, содержащими тио –(HS–) или алкилтиогруппировки –

(RS–). Многие комплексы металлов с органическими лигандами близки по

параметрам (размеру, распределению зарядов) к обычным субстратам

(аминокислотам, гормонам, нейромедиаторам) и поэтому могут связываться с

соответствующими рецепторами (эффект мимикрии). Например, комплекс,

образуемый ртутью и аминокислотой цистеином, имитирует аминокислоту

метионин, необходимую для биосинтеза адреналина и холина (6, 8).

Металлы известны своими каталитическими свойствами, однако некоторые

металлы, особенно это касается группы тяжелых металлов (ТМ) оказывают

противоположное – ингибирующее действие. Так, в результате замены иона Zn на

Hg или Рb происходит дезактивация участвующих в синтезе гема ферментов

карбоангидразы и аминолевулинатдегидратазы. Кроме того, ионы свинца, кобальта

и кадмия активируют фермент гемокиназу, разлагающий гем.

Ингибирование процесса брожения может происходить путем связывания

ионов ТМ с ферментами, выделяемыми клеткой, либо путем связывания ТМ со

структурами мембраны клетки и нарушением тем самым ее транспортных

функций. В средах с высокой комплексообразующей способностью (с высоким

содержанием белков) способность клетки к аккумуляция ионов металлов

проявляется слабо. Однако в процессе молочнокислого брожения оказывается

воздействие на белки молока – в ходе повышения кислотности до

изоэлектрической постоянной происходит насыщение карбоксильных, фосфатных

групп ионами водорода, заряд на поверхности казеиновых частиц меняется, что и

ведет к образованию сгустка. Таким образом, ионы ТМ, адсорбированные на

поверхности казеиновых мицелл или связанные с карбоксильными, фосфатными

радикальными группами казеина, остаются в свободном ионном состоянии, способном к образованию соединений с ферментами молочнокислого брожения и

снижению их активности .

Проблема удаления тяжелых металлов существует во многих отраслях

промышленности. Следует заметить, что для осуществления инактивации

загрязнителей необходимо использовать совокупность мер и приемов, методов,

направленных на создание условий для ослабления, либо полного освобождения от

Современные методы удаления тяжелых металлов из молока

основаны на ионообменных и электродиализных процессах. В числе эффективных

средств защиты от загрязнения ксенобиотиками как самих сельскохозяйственных

животных, так и получаемой от них продукции, – применение синтетических и

Исследования по использованию сорбентов для целей детоксикации молочного сырья в основном были направлены на установление их сорбционной емкости и лишь незначительно затрагивали вопросы влияния сорбента на основные показатели качества молока и химический состав молока, а также теорию данного взаимодействия. Некоторыми авторами сорбенты были использованы для усиления потребительских свойств уже готовых продуктов (например, исследования МГУПБ по влиянию сорбента на

структурно-механические свойства кисломолочных продуктов).

Поскольку технологические свойства молока являются важной частью

оценки пригодности его к переработке в молочные продукты и в дальнейшем

определяют качество готовых изделий, изучение факторов, их определяющих,

составляет определенный интерес. Получение большинства молочных продуктов

построено на процессах ферментации. Известно, что активность заквасочной

микрофлоры определяется комплексом факторов роста, среди которых не только

наличие питательных компонентов, но и их доступность. По некоторым свойствам

молока, не прибегая к выработке самой продукции, можно судить о его

пригодности к переработке. В молоке, подвергнутом детоксикационным методам

воздействия, определялись характеристики сформировавшегося после

сквашивания сгустка по следующей номенклатуре показателей: кислотность,

динамическая вязкость, качественный и количественный состав микрофлоры.

В качестве сорбирующего вещества был определен Полифепан АО «Сайнтек»

– природный полимер растительного происхождения, состоящий в основном из

лигнина (около 80%), структурными элементами которого являются производные

фенилпропана. Адсорбционные свойства полифепана обусловлены наличием

развитой пористой структуры, причем на величины параметров пористой

структуры оказывают влияние как состав адсорбента, так и процессы его

обработки. Объем микропор полифепана такой же, как и у гидролизного лигнина.

Наличие двух мезопористых структур предполагает возможную адсорбцию

крупных олиго- и полимерных молекул (глобул) физиологически активных

веществ, наличие в составе полифепана как полярных, так и неполярных

функциональных групп может объяснить сродство адсорбента как к гидрофильным адсорбтивам, например, к белкам, так и гидрофобным. Не исключена возможность

хемосорбции на полифепане из-за присутствия большого количества активных

центров на поверхности адсорбента.

Данные ртутной порометрии свидетельствуют о наличии у гидролизного

лигнина мезопор, максимальный объем которых соответствует радиусам пор 3-10

нм и 100-150 нм, и макропор с радиусами 500-5000 нм. После щелочной обработки

гидролизного лигнина происходит резкое – в 4 раза – возрастание объема мезопор

с радиусом 3-10 нм, объем мезопор с радиусом 100-150 нм увеличивается в 1,5

раза. В целом результаты химического анализа позволяют утверждать, что

наблюдаются различия в количественных характеристиках показателей качества

сырого молока после обработки сорбентом.

Согласно данным рисунков, видно, что массовая доля жира и белка в

образцах обработанного молока изменяется, причем внесение сорбента в меньшей

концентрация (5 г/дм ) дает при малой экспозиции (выдержка не более 3 мин)

некоторое увеличение массовой доли жира, а затем по мере увеличения

длительности экспозиции отмечается снижение массовой доли жира.

С увеличением дозы сорбента до 15-20 г/дм наблюдается значительное

снижение массовой доли жира уже с первых минут воздействия сорбента и

нарастает по времени. Это может быть обусловлено не только развитой пористой

структурой сорбента, но и возможностью хемосорбции на полифепане из-за

присутствия большого количества активных центров на поверхности адсорбента.

Оценка бродильной пробы указывает на то, что есть существенная разница между

количеством и качеством состава микрофлоры сгустков, полученных на основе

молока обработанного сорбентом.

Однако анализ технологических характеристик молочного сырья и на их

основе определение его пригодности для переработки, не может в полной мере

обеспечить необходимый уровень качества полученных изделий, если показатели

безопасности имеют отклонение от предельно допустимых значений.

Поэтому следующий этап работы направлен на исследование влияние

детоксикационных методов воздействия на безопасность молочного сырья.

Исследование проводилось на усредненных пробах молока-сырья из хозяйств,

расположенных в разных по техногенной нагрузке зонах. Для выявления основных

тенденций влияния фактора были определены две зоны – кризисной и

относительно удовлетворительной экологической ситуации. Для оценки

кумулятивных свойств белково- жировой и водно-белковой фракций молока

усредненные опытные пробы подвергались деструкции, выделяли две фракции

коагулят и сыворотка.

При анализе каждого металла в отдельности и сопоставлении их содержания

в коагуляте и сыворотке, были определены следующие соотношения:

Из данных следует, что белково-жировая (БЖ) фракция обладает более

высокой кумулятивной способностью, чем водно-белковая (ВБ). Прежде всего это

обусловлено различием в содержании протеинов, а также их влагоудерживающей

способности, что, на наш взгляд, определяет силу удержания водорастворимых

контаминантов в среде. Зная фракционную нагрузку можно прогнозировать не

только производство наименее опасных молочных продуктов, но и выстраивать

процесс обеззараживания с учетом химических свойств компонентов каждой из

фракций и их взаимодействия с контаминантами. Свинец, кадмий, мышьяк и ртуть

Концентрация тяжелых металлов в молоке и молочных продуктах

Мониторинг молока и молочной продукции на содержание тяжелых металлов. Объектами исследования были полновозрастные чистопородные и голштинизированные коровы. Установлено, что проводимая голштинизация не ухудшает экологическую безопасность продукции.

Рубрика	Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид	статья
Язык	русский
Дата добавления	06.12.2018
Размер файла	20,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

КОНЦЕНТРАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В МОЛОКЕ И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТАХ

Х.Х. Тагиров, доктор с.-х. наук, профессор,

Э.М. Андриянова, аспирант

Башкирский государственный аграрный университет

Таза т??ымды ж?не голштин т??ымды сиырларды? с?ті мен с?т ?німдерінде ауыр металдарды? болуына мониторинг ж?ргізілген. Ж?ргізілген голштинизация ?німні? ?ауіпсіздігіне ?сер етпейтіндігі аны?талды.

Проведен мониторинг молока и молочной продукции чистопородных и голштинизированных коров на содержание тяжелых металлов. Установлено, что проводимая голштинизация не ухудшает экологическую безопасность продукции.

молоко тяжелый металл корова голштинизация

The monitoring of milk and milk products of pure-breeded and holshinised cows on heavy metals contents has been made. It was determined that carried out holshtinisation does not spoil products ecological safety.

Основную опасность в условиях повышенного антропогенного загрязнения окружающей среды представляет поступление ксенобиотиков в организм человека вместе с пищей. Установлено, что порядка 70 % токсикантов проникает в организм именно этим путем 1. При этом известно, что в России до 10 % животноводческой продукции содержат избыточное количество солей тяжелых металлов, к которым ним относятся элементы периодической системы с относительной молекулярной массой больше 40, как правило, обладающих высокой биологической активностью и сильной токсичностью. Превышение их количества вызывает нарушение обмена веществ, функций центральной нервной системы, оказывающее канцерогенный и мутагенный эффект путем усиления перекисного окисления липидов, внедрением в клеточную мембрану, снижением митохондриального дыхания; нарушением кальциевого обмена. Наиболее широко в производстве используются свинец, ртуть, кадмий, цинк, кобальт, медь, марганец 2.

Анализ литературных источников свидетельствует об отсутствии информации о влиянии проводимой голштинизации скота на экологическую безопасность получаемой продукции. В этой связи, ее мониторинг представляет определенный научно-практический интерес. С целью сравнительной оценки содержания тяжелых металлов в продукции коров черно-пестрой породы и ее голштинизированных помесей, нами был проведен научно-хозяйственный опыт в СПК «Базы» Чекмагушевского района республики Башкортостан, являющегося одним из передовых хозяйств республики. Высокий уровень рентабельности данного предприятия достигается за счет интенсивного ведения сельскохозяйственного производства, что предполагает использование удобрений и пестицидов, вместе с которыми в почву вносится изрядное количество поллютантов.

Объектами исследования были полновозрастные коровы, из которых мы по принципу аналогов сформировали три группы животных по 10 голов. В I группу входили чистопородные коровы черно-пестрой породы, во II - полукровные помеси по голштинской породе, в III - голштинизированные помеси третьего поколения. Подопытным животным были созданы идентичные условия кормления и содержания. Проведенный мониторинг молока на содержание токсичных металлов методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на ААС-1 в лаборатории ВНИИМС об экологической безопасности молочной продукции, поскольку содержание тяжелых металлов не превышает ПДК (предельно допустимых концентраций), а ртути - металла первого класса опасности, не было обнаружено ни в одном образце (табл. 1). В разрезе групп установлены различия по содержанию тяжелых химических элементов, в частности, рост концентрации анализируемых токсикантов в молоке происходил в последовательности: Сd - Co - Mn - Pb - Cu - Fe - Zn.

Кадмий считается самым вредным из тяжелых металлов, обладающим выраженными канцерогенными и мутагенными свойствами. В молоке всех изучаемых групп его количество было незначительным (0,003-0,10 мг/кг), и ниже ПДК в 1 группе - в 3, во второй - 4,3 и в третьей - 10 раз. Свинец относят к ядам, действующим преимущественно на нервную и сосудистые системы, кровь. Механизм токсического действия данного элемента объясняется способностью его блокировать сульфгидрильные группы в молекуле ферментов, участвующих в синтезе порфиринов 3. Хотя в молоке чистопородных коров содержание свинца (0,1 мг/кг) не превышало ПДК, но все же его было концентрация была выше, чем у помесных животных. Так, количество данного металла была больше, чем у помесей первого поколения на 42,9 %, и на 25,0 % , чем у помесей третьего поколения.

Таблица 1 - Содержание солей тяжелых металлов в продукции, мг/кг

Генотип коров

Металл, мг/кг

Черно-пестрая

Ѕ голштин Ч

Ѕ черно-пестрая

7/8 голштин Ч

1/8 черно-пестрая

Черно-пестрая

Ѕ голштин Ч

Ѕ черно-пестрая

7/8 голштин Ч

1/8 черно-пестрая

Черно-пестрая

Ѕ голштин Ч

Ѕ черно-пестрая

7/8 голштин Ч

1/8 черно-пестрая

Черно-пестрая

Ѕ голштин Ч

Ѕ черно-пестрая

7/8 голштин Ч

1/8 черно-пестрая

Токсичная концентрация кобальта вызывает полицитемию, нарушение функционального состояния ЦНС, щитовидной железы. Его содержание у помесей первого поколения было наибольшим (0,020 мг/кг) - оно превосходило аналогичный показатель у чистопородных и высококровных помесей соответственно в 1,11 и 1,43 раз.

Цинк, являясь сильным мутагеном, вступает в конкурентные отношения с другими металлами, усиливая действие других загрязнителей. Полученные нами результаты свидетельствуют, что полукровные животные по количеству цинка в молоке (1,40 мг/кг) превосходили чистопородных коров на 9,3 %, а помесей третьего поколения - на 13,8 %.

Хотя содержание марганца в кормах не нормируется по существующим санитарно-гигиеническим нормативам, все же его избыток может привести к негативным последствиям: изменению состава микрофлоры рубца, анемии, функциональным расстройствам ЦНС. Мониторинг по этому металлу показал, что его содержание в молоке полукровных коров было больше (0,060 мг/кг), чем у чистопородных на 13,2 %, и в 2 раза превышало показатели помесей третьего поколения.

Медь относится к высокотоксичным элементам, ионы которой активно вступают в реакции с аминокислотами и белками, образуя устойчивые комплексы, нарушая проницаемость мембран митохондрий, а избыток железа, в первую очередь, может оказывать токсическое влияние на печень, селезенку, головной мозг, усиливать воспалительные процессы, приводить к дефициту меди, цинка, хрома и кальция, а также к избытку кобальта.

Анализ сырья свидетельствует о лидирующей позиции коров третьей группы по содержанию меди и железа. Так, по количеству меди в молоке (0,20 мг/кг) они в 2,0 раза превосходили полукровных животных и в 1,7 раза чистопородных.

Из всех продуктов, протестированных на экологическую безопасность, максимальное количество тяжелых металлов было обнаружено в твороге. Причем концентрация элементов возрастала в ряду: Co - Cd - Pb - Mn - Cu - Fe - Zn. При этом необходимо отметить, что количество кобальта (0,003-0,007 мг/кг) в данном виде продукта было ниже, чем в молоке (0,014-0,020 мг/кг) и сливках (0,008 - 0,03 мг/кг). Концентрация некоторых поллютантов по сравнению с исходным сырьем в твороге возрастает в разы. В частности, в продукте, полученном из молока чистопородных коров, концентрация меди и цинка возрастает в 5,6 (0,67 мг/кг) и 1,5 (1,90 мг/кг), а у животных третьей группы в 3,9 (0,77 мг/кг) и 2,6 (3,30 мг/кг) раза по сравнению с исходным сырьем. Это можно объяснить тем, что поллютанты отличаются избирательной способностью связываться с протеинами, а сухое вещество творога более, чем на 18 % состоит из белков.

Нами также установлены различия по содержанию металлов в разрезе групп. Так, по содержанию меди первую позицию занимает творог, выработанный из молока помесей третьего поколения (0,77 мг/кг). Количество данного элемента в нем выше по сравнению с группами чистопородных животных и помесей первого поколения на 13,0 % и на 22,0 % соответственно. Концентрация свинца в твороге, изготовленном из молока полукровных коров (0,060 мг/кг) ниже, чем у чистопородных животных, на 45,0 % (0,087 мг/кг). Результатами наших исследований установлена тенденция накопления железа в этом продукте с повышением кровности по голштинской породе: помеси первого поколения превосходят чистопородных (1,3 мг/кг) на 46,2 % (1,9 мг/кг), а помесей третьего поколения - на 92,3 % (2,5 мг/кг). По контаминации свинца у чистопородных животных и помесей третьего поколения не выявлено значительных различий (0,087 и 0,09 мг/кг), а в твороге полукровных помесей его содержание было ниже (0,06 мг/кг), чем у сверстниц. При этом во всех образцах продукта содержание данного металла было во много раз ниже ПДК.

Ценным побочным продуктом, остающимся после выработки творога, является творожная сыворотка. Здесь концентрация тяжелых металлов убывает в последовательности: Сo - Cd - Pb - Mn - Cu - Fe - Zn. У полукровных животных зафиксировано низкое содержание меди (0,16 мг/кг), марганца (0,09 мг/кг) и свинца (0,08 мг/кг). В сыворотке, приготовленной из молока чистопородных животных и голштинизированных помесей третьего поколения, по свинцу ощутимой разницы не установлено. Полукровные животные уступали сверстницам по данному показателю на 25 % (0,08 мг/кг). Во всех исследуемых образцах концентрация свинца приближалась к ПДК. По количеству железа высококровные помеси (0,87 мг/кг) превосходили своих сверстниц (0,66 мг/кг) на 31,8 %. В продукте чистопородных животных и полукровных помесей количество кобальта и железа было равным. Анализ сыворотки показал, что количество всех тяжелых металлов было наибольшим у помесей третьего поколения, и наименьшим - у полукровных помесей. При этом чистопородные животные по суммарному количеству токсикантов занимали промежуточное положение.

В целом по рассматриваемым генотипам нами были выявлены тенденции накопления в продукции высококровных по голштинской породе коров меди, цинка, свинца и железа. В продукции чистопородных коров обнаружено более высокое, по сравнению с другими группами, концентрация кобальта и марганца. Помеси первого поколения занимали среднее положение между сравниваемыми группами.

Таким образом, проводимая голштинизация не ухудшает экологическую безопасность продукции.

1. Курамшина, Н.Г. Влияние техногенного загрязнения на среду обитания Башкортостана / Н. Г. Курамшина. // мат. Всероссийской науч.-практ. конф. «Агрокомплекс-2006. Перспективы агропромышленного производства регионов России в условиях реализации приоритетного национального проекта» - Часть 4. - Уфа. - 2007. - С. 107-110.

2. Новиков, В.А. Техногенное воздействие тяжелых металлов / В. А. Новиков, М. Я. Тремасов // Ветеринария. - 2004. - №11. - С. 51-55.

3. Фомичев, Ю.П. Экологические проблемы производства продуктов животноводства и охрана среды обитания сельскохозяйственных животных / Ю.П. Фомичев // Тезисы докладов междунар. науч.-практ. конф. - Дубровицы - 1998. - С. 14-15.

Подобные документы

Этиология отравлений, характеристика отравляющего вещества. Ориентировочные параметры концентрации тяжелых металлов в продуктах животноводства. Ветеринарно-санитарный осмотр и лабораторные исследования. Определение солей тяжелых металлов в органах.

курсовая работа [186,6 K], добавлен 08.06.2012

Минеральные элементы в питании растений. Биологическая роль тяжелых металлов – меди и цинка, их химическая характеристика, встречаемость в почвах на территории РФ. Определение способности тяжелых металлов влиять на окислительный статус проростков пшеницы.

научная работа [2,6 M], добавлен 18.09.2014

Требования к отбору проб сельскохозяйственной продукции для санитарно-гигиенических и химико-токсикологических исследований. Отравление животных фосфорорганическими соединениями. Токсикология и исследования хлорофоса. Отравление солями тяжелых металлов.

контрольная работа [32,7 K], добавлен 09.01.2011

Сравнительный анализ объемов производства молока. Расчет прибыли от выращивания коровы. Сравнительный анализ объемов импорта молока и молочных продуктов. Определение экономической эффективности молочного скотоводства. Продуктивное использование коровы.

доклад [22,4 K], добавлен 20.05.2010

Виды высших растений на среднеевропейских лугах. Рентабельность использования сенокосов и пастбищ. Химическая борьба с луговыми сорняками. Продуктивность кормовых угодий. Содержание тяжелых металлов в пастбищном корме. Состав растительных сообществ.

Читайте также: