Содержание токсичных веществ в пшеничной муке разных сортов

Введение. Рост объемов производства хлебобулочных изделий является стимулом повышения и обновления ассортимента для соответствия возможностей и вкусов населения [1–4]. При этом желательно не нарушать сложившиеся со временем привычки и традиции потребителей. При увеличении разнообразия хлебопекарной продукции существует риск использования экологически загрязненного сырья – муки разных сортов. Учитывается вероятность произрастания зерна пшеницы в экологически неблагоприятных районах (геохимические аномалии, близость к промышленным предприятиям и автомобильным дорогам), а также возможные нарушения условий хранения зерна и муки. Возникает вероятность загрязнения тяжелыми металлами и микотоксинами сырья для хлебопечения [5, 6]. Микотоксины занимают «приоритетную» роль в загрязнении сырья для хлебопечения – муки [5]. Содержание тяжелых металлов в муке и готовой продукции хлеба ПАО «Красноярский хлеб» имеют показания ниже ПДК [7, 8].

Токсические вещества, поступающие в небольших количествах с продуктами питания, имеют тенденцию к аккумуляции в организме человека и животных. Следовательно контроль за содержанием токсических веществ в муке для продуктов хлебопечения должен обеспечить безопасность здоровья потребителей.

Цель исследования – анализ содержания микотоксинов и тяжелых металлов для безопасности пшеничной муки разных сортов.

Задачи : определение содержания микотоксинов (алфатоксин В1, дезоксиниваленол, зеара-ленон, токсин Т-2); анализ содержания тяжелых металлов (свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк) в муке разных сортов; обработка полученных материалов и выявление корреляционных связей между ртутью и медью; цинком и кадмием.

Объекты и методы . Объектами исследования явились образцы пшеничной муки разных сортов (высшего, первого и второго).

Обнаружение и количественное определение микотоксинов (алфатоксин В1, дезоксинивале-нол, зеараленон, токсин Т-2) выполнено методом газожидкостной хроматографии [9, 10]. Содержание тяжелых металлов и их соединений в пищевых продуктах определялось атомноабсорбционным методом [11].

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) [12]. В качестве программного обеспечения использовали пакет StatSoft STATISTICA 8.0.

Результаты и их обсуждение . Мука является основным сырьем для производства продукции хлебопечения, и ее качество, безусловно, гарантирует безопасность продуктов питания для населения.

Содержание токсичных веществ в муке разных сортов представлены в таблице.

Содержание токсичных веществ в муке разных сортов, мг/кг

Вещество	Мука высшего сорта	Мука первого сорта	Мука второго сорта	ПДК
Микотоксины
Алфатоксин В1	–	0,0013±0,0003	0,0018±0,0002	0,005
Дезоксиниваленол	–	–	0,1±0,001	0,7
Токсин Т-2	–	–	0,007±0,003	0,1
Зеараленон	–	–	–	1,0
Тяжелые металлы
Свинец	0,12±0,07	0,13±0,07	0,15±0,03	0,5
Кадмий	0,007±0,004	0,009±0,004	0,01±0,005	0,1
Ртуть	0,005±0,05	0,007±0,003	0,06±0,02	0,03
Медь	0,97±0,08	1,26±0,05	6.40±0,22	10,0
Цинк	2,4±0,62	7,50±084	8.20±1,45	50,0

Примечание : (–) – не обнаружено.

Микотоксины. Являются вторичными метаболитами плесневых микроскопических грибов, имеющими выраженные токсические свойства. Из сырья, кормов и продуктов питания выделены виды плесневых грибов, способных продуцировать метаболиты высокой токсичности, в т. ч. около 120 микотоксинов [13]. Опасность микотоксинов выражается в токсическом эффекте при малых количествах в сырье и способности диффундировать в продукцию хлебопечения [5]. Санитарные нормы и правила рекомендуют в муке высшего, первого и второго сортов определение микотоксинов: алфатоксин В1; дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин); токсин Т-2; зеараленон.

Алфатоксин В1 наиболее токсичен, его патогенность зависит от наличия одного или двух токсинов (токсина А и токсина В.), вызывающих диарею.

Встречается в сельскохозяйственных культурах Сибирского региона: ячмень, соя, пшеница, подсолнечник, кукуруза.

По данным таблицы видно, что в образцах муки обнаружено содержание микотоксина – алфатоксин В1 в муке первого сорта (0.0013±0.0003 мг/кг) и второго сорта (0.0018±0.0002 мг/кг) в дозах, не превышающих ПДК.

Дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин) – вторичный метаболит, относящийся к типу трихо-теценовых микотоксинов. Вырабатывается разновидностями плесени рода Fusarium (особенно F. Graminearum ). Токсичен, иммунодепресант, вызывает заболевание почек.

Встречается в сельскохозяйственных культурах Сибирского региона: пшеница, кукуруза, ячмень, овес, рожь.

По данным таблицы видно, что в образцах муки обнаружено содержание микотоксина де-зоксиниваленола – в муке второго сорта (0,1±0,003 мг/кг) в дозах, не превышающих ПДК.

Токсин Т-2 относится к трихотеценовым микотоксинам (трихотеценам), продуцируется при метаболизме токсинов плесневых грибов рода фузариум ( Fusarium ). Чрезвычайно токсичен, вызывает в результате пищевого отравления у людей и животных алиментарно-токсическую алейкию (недостаток лейкоцитов).

Встречается в сельскохозяйственных культурах Сибирского региона: зерновые культуры, в т. ч. пшеница, а также кукуруза, соя.

По данным таблицы видно, что в образцах муки обнаружено содержание микотоксина – токсин Т-2 в муке второго (0,007±0,003 мг/кг) в дозах, не превышающих ПДК.

Зеараленон – продуцируется плесенью рода Fusarium ( Fusarium graminearum ). Эстрогенный микотоксин, являющийся причиной эстрогенных реакций и нарушающий репродуктивную функцию животных.

Встречается в сельскохозяйственных культурах Сибирского региона: ячмень, кукуруза, овес, пшеница.

По данным таблицы видно, что в образцах муки высшего, первого и второго сортов не обнаружено содержание микотоксина – зеарале-нона.

Обнаружение и исследование содержания микотоксинов (алфатоксин В1; дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин); токсин Т-2; зеараленон) в пшеничной муке разных сортов показали, что мука высшего сорта отличается высоким качеством и не содержит микотоксинов; мука первого сорта содержит микотоксин – алфатоксин В1;

мука второго сорта содержит микотоксины – ал-фатоксин В1 и токсин Т-2. Их содержание в пшеничной муке первого и второго сортов не превышает ПДК, однако, так как микотоксины способны аккумулироваться в организме человека и животных, требуется их изучение и контроль содержания присутствующих микотоксинов.

МИКОТОКСИНЫ

ДЕЗОКСИНИВАЛЕНОЛ

ТОКСИН Т-2

ЗЕАРАЛЕНОН

АЛФАТОКСИН В1

Рис. 1. Содержание микотоксинов в муке разных сортов, мг/кг

Необходимо отметить, что микотоксины в процессе технологической обработки пищевых продуктов практически не разрушаются [14].

Тяжелые металлы. Токсические элементы, подлежащие контролю как в продовольственном сырье, так и в пищевых продуктах. Особенное значение имеет контроль за содержанием тяжелых металлов в продовольственном сырье, полученном вблизи промышленных предприятий горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, химической и иной промышленности. А также при выращивании зерновых культур вблизи крупных автомагистралей. Рекомендует- ся проверять продовольственное сырье чаще, чем готовую продукцию [15].

Содержание тяжелых металлов (свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк) в пшеничной муке разных сортов показано в таблице и на рисунке 2. Анализ полученных результатов представлен в публикации автора [7, 8]. Содержание тяжелых металлов не превышает ПДК, однако такие элементы, как свинец, ртуть и кадмий, являются высоко токсичными и способны не только накапливаться в организме, но и имеют отдаленные проявления токсического действия при их длительном поступлении в организм с пищевыми продуктами.

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

■ Мука высшего… ■ Мука первого… ■ Мука второго… ■ ПДК

Рис. 2. Содержание тяжелых металлов в муке разных сортов, мг/кг

Анализ проведенного корреляционного ана- мости содержания токсиканта от близости к ис-лиза между тяжелыми металлами (медь – ртуть; точникам загрязнения (рис. 3, 4).

цинк – кадмий) показал существование зависи-

Рис. 3. Связь между содержанием ртути и меди в муке разных сортов [8]

Анализ рисунка 3 показал, что между содержанием ртути и меди в муке разных сортов выявлена статистически значимая (p < 0,01) положительная (r = 0,999925) корреляционная связь.

Их содержание в исследуемых образцах муки, вероятно, может свидетельствовать о едином источнике выбросов этих токсичных веществ.

Кадмий, мг/кг

Рис. 4. Связь между содержанием цинка и кадмия в разных сортах пшеничной муки нелинейного характера

Между содержанием других тяжелых металлов, например цинка и кадмия (см. рис. 4), также выявлены положительные связи (коэффициенты корреляции от 0,621 до 0,975), носящие уже нелинейный характер.

Наименьшее содержание тяжелых металлов определено в муке высшего сорта, что говорит о ее высоком качестве. Их большее количество находится в муке второго сорта, хотя также не превышает ПДК.

Заключение

• 1.    В зерне пшеницы могут находиться все исследованные микотоксины.

• 2.    Содержание микотоксинов (алфатоксин В1; дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин); токсин Т-2; зеараленон) в пшеничной муке разных сортов показало, что мука высшего сорта отличается высоким качеством и не содержит микотоксинов; мука первого сорта содержит микотоксин – алфатоксин В1; мука второго сорта содержит микотоксины – алфатоксин В1 и токсин Т-2, содержание их не превышает ПДК.

• 3.    Наименьшее содержание тяжелых металлов определено в муке высшего сорта, что говорит о ее высоком качестве. Их большее количество находится в муке второго сорта, хотя также не превышает ПДК.

• 4.    Между содержанием ртути и меди в муке разных сортов выявлена статистически значимая (p < 0,01) положительная (r = 0,999925) корреляционная связь, вероятно, это может свидетельствовать о едином источнике выбросов этих токсичных веществ.