Разработка экспресс способов определения нитратов/нитритов в колбасных изделиях

Состояние здоровья человека, его трудоспособность и продолжительность жизни определяется в первую очередь качеством продуктов питания.

В связи с увеличивающимся с каждым годом импортом продуктов продовольствия, вопросы безопасности становятся наиболее актуальными и выносятся на первый план.

Одними из самых распространённых контаминантов, наиболее часто встречающихся в растительной продукции, колбасах и др. мясных изделиях, молоке (при фальсификации), являются нитраты и нитриты. С овощами и фруктами в организм человека поступают до 70-80% нитратов. Сами по себе они не представляют опасности для здоровья, тем более, что большая часть этих соединений выделяется с мочой (65-90% за сутки). Однако часть нитратов (5-7%) при избыточном их содержании в продуктах, в желудочнокишечном тракте может перейти в нитриты (соли азотистой кислоты), которые оказывают вредное воздействие на организм человека, особенно детей [1, 2, 3].

Учитывая зачастившую фальсификацию мясных изделий, т.е. с содержанием завышенных концентраций нитритов, нами была поставлена цель разработать экспресс способы качественного, полуколичественного и количественного определения нитратов/нитритов в мясопродуктах для контроля их безопасности.

Материалы и методы. Материалом служили пробы разных видов колбасных изделий (копченные, полукопченные, вареные), всего 80 проб.

В экспериментальных исследованиях при разработке способов определения нитратов и нитритов в качестве экстрагирующих реагентов использовали 4% водный раствор кальция хлористого, 1% водный раствор алюмокалиевых квасцов и 0,02% водный раствор марганцовокислого калия. В качестве индикатора, изменяющего цвет в присутствии нитратов и нитритов, применяли 0,3% дифениламин, растворенный в концентрированной серной кислоте.

Оптическую плотность исследуемого раствора измеряли в лунках планшета фотометром с использованием фильтра 450 нм.

Результаты исследований. В результате проведенных исследований разработаны экспрессные способы качественного, полуко-личественного и количественного определения нитратов/нитритов в мясе и мясопродуктах, а такжепредложен тест-набор для полу-количественной индикации нитритов.

Качественный способ определения

Нами предложен более быстрый способ определения нитратов/нитритов в мясе и мясопродуктах в отличие от известных, выполняющийся непосредственно на исследуемом продукте, т.е. без пробоподготовки и использования лабораторной посуды. Данный способ, возможно, использовать в полевых условиях, т.е. вне лаборатории.

Реакцию проводят непосредственно на исследуемой пробе, путем прижигания и нанесения поочередно экстрагирующих растворов кальция хлористого, алюмокалиевых квасцов, марганцовокислого калия и индикаторного 0,3% раствора дифениламина, реагирующего на нитриты и нитраты. В результате при присутствии в пробе нитритов в концентрации более 30 мг/кг поверхность исследуемой пробы окрашивается в синий цвет.

Экстрагирующие растворы необходимы для перехода нитратов в нитриты, из которых в последствии могут образоваться нитрозами-ны, являющиеся более токсичными и канцерогенными веществами.

Порядок выполнения исследований:

• 1)    На исследуемую пробу мяса или мясопродукта (колбасного изделия) на несколько секунд (4-5) приложить нагретый над огнем шпатель, нож или другой металлический предмет, так чтобы прижечь поверхность.

• 2)    На обожженную поверхность поочередно нанести в одинаковом объеме (по 1-2 мл) сначала 4% водный раствор кальция хлористого, затем 1% водный раствор алюмокалиевых квасцов и после 0,02% водный раствор марганцовокислого калия. Таким образом подготавливается поверхность исследуемой пробы для индикатора.

• 3)    На подготовленную поверхность исследуемой пробы нанести 3-4 капли индикатора - 0,3% дифениламина, растворенного в концентрированной серной кислоте.

• 4)    Оценка результата: При отсутствии нитритов цвет поверхности пробы не изменяется. При присутствии в пробе нитритов в концентрации более 30 мг/кг поверхность исследуемой пробы окрашивается в синий цвет.

Концентрация экстрагирующих растворов и индикатора рассчитана таким образом, что происходит цветная реакция при концентрации нитритов в исследуемой пробе более 30 мг/кг, что выше допустимой нормы, предусмотренной в вареных колбасных изделиях для питания детей дошкольного и школьного возраста, согласно ТР ТС 034/2013 «О безопасности мяса и мясной продукции» [4, 5].

Полуколичественный и количественный способы определения

В полуколичественном и количественном отношении способы выполняются следующим образом:

• 1)    Для извлечения нитратов и перехода в нитриты необходимо взвесить 10 грамм мясного или колбасного фарша и внести его в коническую колбу с добавлением 50 мл дистиллированной воды и 0,25 мл 4% кальция хлорида.

• 2)    Содержимое кипятить в течение 5 минут, после чего профильтровать через бумажный фильтр.

• 3)    В полученный фильтрат добавить 10 капель 1% раствора алюмокалиевых квасцов и 15 капель 0,02% раствора марганцовокислого калия. Таким образом получиться исследуемый раствор.

• 4)    В фарфоровую чашку внести сначала 200 мкл 0,3% раствора дифениламина, а затем 6 капель исследуемого раствора. Полученную смесь перемешать.

В присутствии нитратов в концентрации от 100 мг/кг происходит изменение цвета смеси на бледно-голубой. Чем выше концентрация нитратов, тем интенсивней синий цвет вплоть до темно-синего, как показано на рисунке 1.

100            200            400            600            800            1000

Рисунок 1 - Индикаторная шкала концентрации нитратов, мг/кг

При использовании набора нитрат-теста необходимо провести следующие действия:

• 1)    Взвешивать 1 г исследуемого мяса и перетереть в ступке или лабораторной мельнице до однородной смеси.

• 2)    Внести в пробирку, содержащую экстрагирующий раствор, полученную смесь и встряхнуть.

• 3)    Пробирку с содержимым в течение 2х минут прокипятить и после перемешать.

• 4)    Внести жидкую часть вытяжки в лунку 1 нитрат-теста до метки.

• 5)    Внести в лунку 2 нитрат-теста контрольный раствор.

• 6) . Нажать по центу нитрат-теста, так чтобы раздался щелчок.

• 7)    Оценка результата: - в окне 1 и 2 появилась синяя окраска – положительно.

• -    в окне 1 нет окрашивания, в окне 2 синяя окраска – отрицательно,

• -    в окне 1 и 2 нет окрашивания – нитрат-тест не работает.

Схема работы с набором нитрат-теста представлена на рисунке 2.

Набор нитрат-теста имеет следующую комплектацию:

• -    термостойкая пробирка с крышкой, содержащая экстрагирующий раствор, состоящий из 5 мл дистиллированной воды и 0,025 мл 4% кальция хлорида – 1 шт.

• -    пипетка пластиковая – 2 шт.

• -    пробирка с контрольным раствором, состоящим из раствора нитратов в концентрации 100 мг/кг – 1 шт.

• -    нитрат тест – 1 шт.

  

  Рисунок 2 – Схема работы набора нитрат-теста

  
  

Работа нитрат-теста поясняется следующим примером. При внесении вытяжки в лунку 1 (рисунок 2) пропитывается ²/ 3 фильтровальной бумаги, расположенной внутри нитрат-теста. При внесении контрольного раствора в лунку 2, фильтровальная бумага пропитывается на ¹/ 3 часть.

Индикатор, расположенный в капсуле в центре нитрат-теста при нажатии высвобождается и пропитывает центральную ¹/ 3 часть фильтровальной бумаги.

Таким образом, при внесении вытяжки в лунку 1, фильтровальная бумага пропитываясь реагирует с индикаторным раствором и в присутствии нитратов окрашивается в синий цвет, что видно в окне 1 нитрат-теста. Реакция является положительной. Одновременно контрольный раствор, пропитывая фильтроваль- ную бумагу реагирует с индикатором и окрашивается также в синий цвет, что видно в окне 2, что свидетельствует о работоспособности применяемого индикатора.

В случае, если при внесении вытяжки в лунку 1, фильтровальная бумага не изменяет свой цвет, т.е. не окрашивается в синий, что видно в окне 1 нитрат-теста, то исследуемая вытяжка не содержит нитраты, соответственно реакция будет отрицательной. При этом в окне 2 нитрат-теста, после внесения контрольного раствора в лунку 2, должна быть видна синяя окраска фильтровальной бумаги.

При внесении контрольного раствора в лунку 2 и не окрашивании фильтровальной бумаги, т.е. в окне 2 нитрат-теста отсутствует синий цвет, нитрат-тест является не работоспособным и полученные при этом результа- ты не достоверны. Исследования необходимо повторить с использованием нового нитрат-теста.

Для количественного определения концентрации нитратов в исследуемом продукте необходимо провести измерение оптической плотности полученной смеси. Для построения градуированной шкалы, предварительно готовили известные концентрации калия азотистого (KNO3): 100, 200, 400, 600, 800 и 1000 мг/кг. Для более удобного и рационального использования реактивов, стандарты готовили следующим образом: в пробирки вносили 5, 10, 20, 30, 40 и 50 мг KNO3, в каждую пробирку, постепенно перемешивая, добавляли по 1 мл дистиллированной воды. Каждый раствор тщательно смешивали с предварительно подготовленными 50 г фарша мяса, в которых предварительно убедились в отсутствие нитратов. С подготовленных таким образом стандартных образцов брали по 10 г фарша и проводили ход исследований как описано выше с первого по четвертый пункт. Интенсивность изменения цвета индикатора зависит от концентрации нитрита натрия, т.е. чем выше концентрация, тем более интенсивное окрашивание.

Для определения оптической плотности отбирали с каждой полученной смеси 200 мкл и вносили в лунки планшета, измеряя фотометром с фильтром 450 нм. В результате получали данные оптической плотности известных концентраций нитратов, содержащихся в мясном фарше и строили калибровочную кривую, по которой в дальнейшем проводили измерения.

Заключение. Таким образом, предложенные качественный, полуколичественный и количественный способы определения нитра-тов/нитритов могут быть использованы как одни из простых, быстрых и достоверных способов оценки безопасности мяса и мясопродуктов специалистами лабораторий ветеринарно-санитарной экспертизы (в сомнительных случаях), лабораторий пищевой безопасности (в спорных случаях).

РАЗРАБОТКА ЭКСПРЕСС СПОСОБОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРАТОВ/НИТРИТОВ

Резюме

Нитраты и нитриты являются одними из распространенных контаминантов растительных продуктов, но в последнее время недобросовестные производители используют их в завышенных концентрациях и при производстве колбасных изделий. В статье представлены разработанные экспрессные качественные, полуколичественные и количественные способы определения нитра-тов/нитритов в мясе и мясопродуктах.

DEVELOPMENT OF EXPRESS METHODS FOR NITRATE/NITRITE TESTS IN SAUSAGE