Безопасность муки разных сортов и готовой продукции хлеба

Введение. Человек, как правило, употребляет хлеб ежедневно в отличие от других продуктов питания. Рост объема производства хлебобулочных изделий зависит во многом от ассортимента продукции и соответствует вкусам и возможностям населения [1–5].

Для безопасности продукции хлеба возникает необходимость в контроле за поступлением в организм человека вредных химических веществ и их соединений [6]. Гигиеническому контролю в продовольственном сырье и пищевых продуктах из токсических элементов прежде всего относятся тяжелые металлы и мышьяк.

Большое значение следует уделять содержанию токсичных элементов в системе «сырье – готовая продукция хлебопечения». Особую опасность для заражения зерна пшеницы представляют геохимические аномалии и районы, приближенные к промышленным предприятиям и автомобильным дорогам.

Цель исследования – определить безопасность муки и готовой продукции хлеба ПАО «Красноярский хлеб» в зависимости от содержания тяжелых металлов и мышьяка.

Задачи: определить содержание тяжелых металлов (свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк) и мышьяка в муке разных сортов и хлебе «Фир- менный» и «Белый»; выявить корреляционные связи динамики тяжелых металлов в системе «сырье – готовая продукция хлебопечения»; определить степень влияния технологических процессов на содержание тяжелых металлов в хлебе «Фирменный» и «Белый».

Объекты и методы . Объектами исследования является пшеничная мука разных сортов (высшего, первого, второго) и готовая продукция ПАО «Красноярский хлеб» – сорта хлеба «Фирменный» и «Белый».

Для проведения анализов отбирали образцы пшеничной муки (высшего, первого, второго сорта) и хлеба сортов «Фирменный» и «Белый» [7].

В пищевых продуктах исследовалось содержание тяжелых металлов (ртути, цинка, кадмия, свинца, меди) и мышьяка.

Ртуть – один из самых опасных и высокотоксичных элементов, способных накапливаться в организме растений, животных и человека. Широко распространен в природе. Механизм токсичности действия ртути связан с ее взаимодействием с группами белков. При их блокировке изменяются свойства или инактивируются жизненно важные ферменты.

Цинк – входит в состав около 80 ферментов и участвует в многочисленных реакциях обмена веществ. Отмечено, что цинк в присутствии сопутствующих кадмия, свинца и мышьяка в воздухе промышленных предприятий способен вызывать «металлургическую» лихорадку.

Кадмий – в природе в чистом виде не встречается. Является канцерогеном. Воздействует на центральную нервную систему. Нарушает фос-форно-кальциевый обмен в организме человека.

Свинец – его негативное влияние на организм человека проявляется в нарушении деятельности нервной системы, печени, почек, а также в повышении кровяного давления и снижении репродуктивной функции.

Медь – участвует в работе большого количества ферментов, регулирующих биохимические реакции организма; снабжении клеток кислородом; образовании эластина, являющегося важной частью сосудов.

Для определения содержания тяжелых металлов применен атомно-абсорбционный метод исследования, позволяющий определить содержание в пищевых продуктах тяжелых металлов в сложных смесях веществ [8].

При статистической обработке данных использовали корреляционный анализ, а также ранговый дисперсионный анализ Фридмана (Friedman test) с вычислением коэффициента конкордации Кендалла (Kendall's coefficient of concordance) [9]. В качестве программного обеспечения использовали пакет Stat Soft STATISTICA 8.0.

Результаты и их обсуждение . Причины содержания тяжелых металлов и мышьяка в сырье и готовой продукции хлебопечения необходимо изучать, так как в организме человека при длительном поступлении с продуктами питания они способны накапливаться, даже при количестве, не превышающем ПДК в отдельных образцах [10]. Ранее была исследована взаимозависимость между содержанием тяжелых металлов в сырье и готовой продукции хлебопечения в городе Красноярске [11].

Содержание тяжелых металлов и мышьяка в муке разных сортов показано YF рисунках 1, 2, в таблице 1. Корреляционные связи между медью и ртутью показаны на рисунке 1.

Рис. 1. Корреляционная связь между содержанием ртути и меди в муке разных сортов

Таблица 1

Металл	Мука высшего сорта	Мука первого сорта	Мука второго сорта	ПДК
Свинец	0,12±0,06	0,13±0,08	0,15±0,02	0,5
Кадмий	0,007±0,002	0,009±0,003	0,01±0,004	0,1
Ртуть	0.0048±0,04	0,006±0,001	0,007±0,01	0,03
Медь	0.97±0,07	1,26±0,06	6,40±0,21	10,0
Цинк	2.4±0,61	7,50±083	8,20±1,43	50,0
Мышьяк	Не обнаружено	Не обнаружено	Не обнаружено	0,2

Содержание тяжелых металлов и мышьяка в муке разных сортов, мг/кг

Анализ рисунка 1 показал, что между содержанием ртути и меди в муке разных выявлена статистически значимая (p < 0,01) положительная (r= 0,999925) корреляционная связь. Это мо-

Между содержанием других металлов также выявлены положительные связи (коэффициенты корреляции от 0,621 до 0,975) (рис. 2), однако эти связи носят нелинейный характер.

жет свидетельствовать о едином источнике этих двух металлов в исследуемых образцах муки.

Кадмий, мг/кг

Рис. 2. Нелинейная связь между содержанием тяжелых металлов в муке на примере содержания цинка и кадмия

В целом по содержанию тяжелых металлов в муке разных сортов большее их количество находится в муке второго сорта, на втором месте – мука первого сорта, на третьем месте – мука высшего сорта.

Статистическую значимость указанных различий между сортами муки подтверждает ранговый дисперсионный анализ Фридмана

(Friedman ANOVA) (p < 0,01), коэффициент кон-кордации Кендалла равен 1,000.

Содержание мышьяка не обнаружено в муке всех трех сортов.

Содержание тяжелых металлов и мышьяка в хлебе разных сортов показано в таблице 2, на рисунке 3.

Таблица 2

Метал	Хлеб «Фирменный»	Хлеб «Белый»	ПДК
Свинец	0,10±0,05	0,14±0,01	2,0
Кадмий	0,006±0,002	0,007±0,001	0,007
Ртуть	0,003±0,001	0,0054±0,002	0,15
Медь	0,94±0,51	2,70±0,16	7,0
Цинк	2,5±0,21	7,49±0,63	35,0
Мышьяк	Не обнаружено	Не обнаружено	0,15

Содержание тяжелых металлов и мышьяка в хлебе разных сортов, мг/кг

Хлеб «Фирменный» изготавливается из муки первого сорта; хлеб «Белый» – из муки второго сорта. Анализ полученных результатов показал, что содержание тяжелых металлов, как в муке разных сортов, так и в готовой продукции (хлебе «Фирменном» и хлебе «Белом»), не превышают ПДК.

Наблюдаются различия между содержанием некоторых тяжелых металлов в муке и готовой продукции. Например, содержание свинца в муке первого сорта составляет 0,13±0,08 мг/кг, а в хлебе «Фирменный» – 0,10±0,05 мг/кг. Содержание ртути в муке первого сорта составляет 0,006±0,002 мг/кг, а в хлебе «Фирменный» – 0,003±0,001 мг/кг. Содержание меди в муке первого сорта составляет 1,26±0,06 мг/кг, а в хлебе «Фирменный» – 0,94±0,51 мг/кг. Содержание цинка в муке первого сорта составляет 7,50±083 мг/кг, а в хлебе «Фирменный» – 2,5±0,21 мг/кг.

Аналогичное уменьшение содержания тяжелых металлов наблюдается в готовой продукции образцов хлеба «Белый». Содержание свинца в муке второго сорта составляет 0,15±0,02 мг/кг, а в хлебе «Белый» – 0,14±0,01 мг/кг. Содержание ртути в муке второго сорта составляет 0,007±0,01 мг/кг, а в хлебе «Белый» – 0,0054±0,002 мг/кг. Содержание меди в муке второго сорта составляет 6,40±0,21 мг/кг, а в хлебе «Белый» – 2,70±0,16 мг/кг. Содержание цинка в муке второго сорта составляет 8,20±1,43 мг/кг, а в хлебе «Белый» – 7,49±0,63 мг/кг.

Уменьшение содержания ртути связано с тем, что ртуть является довольно «летучим» металлом, и под действием высоких температур ее содержание уменьшается.

Такие данные позволяют считать, что при технологическом процессе изготовления хлеба, а именно температурной составляющей, содержание тяжелых металлов уменьшается.

Связь между содержанием тяжелых металлов в разных сортах хлеба представлена на рисунке 3. Содержание тяжелых металлов в хлебе «Белый» статистически значимо (p < 0).

Содержание тяжелых металлов в хлебе «Белый» статистически значимо (p < 0,05 по критерию Вилкоксона для парных сравнений (Wilcoxon matched pairs test)) и выше, чем в хлебе «Фирменный».

Матрица корреляций между содержанием тяжелых металлов в разных образцах представлена в таблице 4.

Статистически значимые (p < 0,05...p < 0,001) коэффициенты корреляции выделены полужирным шрифтом. Высокие корреляционные связи (от r = 0,9233 до r = 0,9996), представленные в таблице 4, в основном обеспечены содержанием металлов Pb, Cu, Zn.

Содержание мышьяка не обнаружено в образцах хлеба «Фирменный» и «Белый».

Рис. 3. Связь между содержанием тяжелых металлов в разных сортах хлеба

Таблица 4

Корреляция между содержанием комплекса тяжелых металлов в разных образцах

Образец	Хлеб «Фирменный»	Хлеб «Белый»	Мука высшего сорта	Мука первого сорта
Хлеб «Белый»	0,99952	–	–	–
Мука высшего сорта	0,999589	0,998471	–	–
Мука первого сорта	0,977893	0,980792	0,971695	–
Мука второго сорта	0,92843	0,923316	0,93785	0,831123

Заключение

• 1.    Содержание тяжелых металлов (свинец, кадмия, ртути, меди, цинка) в муке разных сортов и хлебе «Фирменный» и «Белый» показывает количество, не превышающее ПДК. Анализ данных необходим, так как в организме человека при длительном поступлении с продуктами питания они способны накапливаться. Содержание мышьяка не обнаружено в образцах муки (высшего, первого и второго сорта) и хлеба «Фирменный» и «Белый».

• 2.    Корреляционные связи динамики тяжелых металлов в системе «сырье – готовая продукция хлебопечения» показывают высокую достоверность и статистическую значимость.

• 3.    Влияние технологических процессов при выпекании хлеба, а именно повышение темпе-

• ратуры, уменьшает содержание тяжелых металлов (свинца, ртути, меди, цинка) в готовой продукции в хлебе «Фирменный» и «Белый».