Источники загрязнения пищевых продуктов металлическими элементами

Известно, что пищевые продукты в своем составе содержат различные металлические элементы, как правило, в микродозах.

Ряд металлических элементов являются не только полезными, но и необходимыми для человеческого организма. Так, железо регулирует содержание гемоглобина в крови; хром способствует подержанию нормального уровня глюкозы в организме и его недостаток может привести к диабету и атеросклерозу. Недостаток йода в воде и пище вызывает болезни щитовидной железы, а недостаток натрия приводит к заболеваниям цингой.

Но есть ряд металлических элементов, присутствие которых в пищевых продуктах и воде, даже в микродозах, приводит к ухудшению органолептических свойств продуктов (цвета, вкуса, запаха), а при попадании их в человеческий организм вызывает тяжелые отравления, часто с летальным исходом.

В настоящее время Всемирной продовольственной и сельскохозяйственной организацией (ФАО) и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) разработан специальный международный Пищевой Кодекс, в соответствии с которым содержание ряда металлических элементов должно строго контролироваться. Нарушение норм Пищевого кодекса карается в законодательном порядке.

В соответствии с указанными документами обязательному контролю подлежат 8 элементов: ртуть (Hg), свинец (Pb), кадмий (Cd), мышьяк (As), медь (Cu), олово (Sn), цинк (Zn), железо (Fe). Первые 4 элемента опасны для человеческого организма даже в микродозах, вторые 4 опасны при содержаниях в больших дозах, причем, как правило, опасны не сами эти элементы, а их окислы и другие соединения.

В Российской Федерации, помимо 8 вышеуказанных элементов, специальным законодательством Министерства здравоохранения обязателен контроль еще 7 элементов: сурьмы (Sb), никеля (Ni), селена (Se), хрома (Cr), алюминия (Al), фтора (F) и йода (I). Причем, контроль двух последних элементов обязателен не из-за их избытка, а из-за отсутствия. При их недостатке рекомендуется специально вводить эти элементы в воду и пищевые продукты (фторирование воды, йодирование соли и других продуктов).

Допустимые нормы присутствия вышеперечисленных элементов в пищевых продуктах и воде приведены в таблице 3. Их нормы существенно отличаются для твердых и жидких пищевых продуктов. Это связано с тем, что из жидких продуктов организм легче и полнее усваивает эти элементы и, кроме того, объем потребляемой нами воды больше, чем твердых составляющих пищепродуктов.

Предельно допустимые концентрации содержания в пищевых

продуктах [4]

Таблица 3.

Химический элемент	В твердых продуктах, мг/кг сухого продукта	В воде и напитках мг/литр
Токсичные элементы
Кадмий	1,0	0,01
Свинец	1,0-2,0	0,05-0,2
Ртуть	0,5	0,01
Мышьяк	2,0	0,2
Сурьма	1,0	0,15
Селен	2,0	0,1
Слаботоксичные элементы
Медь	50,0	5,0
Олово	40,0-100,0	5,0
Цинк	40,0-100,0	5,0
Железо	15,0	0,15
Никель	4,0-8,0	0,2
Хром	1,5-3,5	0,1
Алюминий	5,5	0,15

Сами элементы вообще не являются токсичными, а слаботоксичны лишь их соединения, появляющиеся при контакте с пищевыми продуктами (оксиды, гидриды и др.); мг – миллиграммы.

Наиболее распространенными источниками загрязнений пищевых продуктов металлическими элементами являются:

1) попадание металлических загрязнений из окружающей среды (вода, почва, химические удобрения, средства борьбы с болезнями растений и вредителями сельскохозяйственной продукции (пестициды, фунгициды, инсектициды));

2) технологические процессы переработки пищевых продуктов;

3) тара и упаковка пищевых продуктов.

Два последних источника неразрывно связаны с химическим составом материалов оборудования, используемого в технологических процессах и в процессах упаковки и хранения готовой продукции.

Для устранения возможности загрязнения пищевых продуктов металлическими элементами, прежде всего, необходимо обеспечить использование в пищевом оборудовании только материалов, разрешенных для контакта с пищевыми продуктами. Но, даже и в случае использования таких материалов, следует осуществлять контроль за качеством изготовления из них изделий. В частности, при использовании луженой посуды следует контролировать, чтобы лужение проводилось специальным пищевым оловом, не содержащим свинца или содержащим его в допустимых количествах.

Керамические глазурованные изделия, используемые для транспортировки и хранения пищевых продуктов, должны покрываться глазурью, не содержащей свинец, кадмий и сурьму. Металлическая луженая тара (банки, крышки и др. изделия) при длительном хранении продуктов должна обязательно покрываться специальными пищевыми лаками – винилэпоксидной смолой.

В оцинкованной посуде не допускается длительное хранение пищевых продуктов, содержащих органические кислоты.

Частым источником загрязнения пищевых продуктов металлическими элементами служит упаковка. На бумажные и полиэтиленовые пакеты наносятся красочные этикетки, причем красками, содержащими свинец, сурьму, селен. Для предотвращения загрязнения пищевых продуктов следует упаковку с красочными этикетками отделять слоем тонкой алюминиевой фольги либо слоем чистой бумаги.

При использовании материалов на основе железа, меди, никеля необходимо обеспечивать условия, при соблюдении которых поверхность этих изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, окислялась с ограниченной скоростью.

Изделия из сплавов на алюминиевой основе, содержащих медь, следует защищать слоем чистого алюминия, особенно, если речь идет о тепловой переработке молока или жиров, поскольку медь катализирует протекание нежелательных процессов. В качестве путей предохранения пищевых продуктов от попадания вредных металлических загрязнений из окружающей среды рекомендуется проводить тщательный контроль состава поступающего пищевого сырья, а также проверенных практикой конструкционных материалов.

Из всего множества конструкционных материалов многие стали, титановые и алюминиевые сплавы, а также ряд пластмасс удовлетворяют всем критериям надежности и долговечности изделий в довольно широком диапазоне требований и являются в некотором роде универсальными.

Вопросы для самоконтроля по теме

1. Обязательный контроль каких металлических элементов предусмотрен документами ФАО и ВОЗ?

2. Контроль каких элементов предусмотрен документами Минздрава России?

3. Почему различаются ПДК содержания металлических загрязнений в твердой пище, воде и жидких напитках?

4. Какие металлические элементы являются токсичными в пищевых продуктах?

Тесты по дисциплине:

ТЕМА 1

1. Что является наименьшим структурным образованием, характеризующим свойства металла?

а. Зерна; б. Кристаллиты; в. Элементарная ячейка; г. Фаза

2. Тип кристаллической решетки хрома Cr:

а. 0ЦК; б. ГЦК; в. ГПУ; г. Орторомбическая

3. Какую нагрузку необходимо выбрать при определении предела прочности:

а. 600 б. 800 в. 1000 г. 900

4. Характеристики прочности и пластичности определяются при

а. Изгибе; б. Сжатии; в. Растяжении; г. Кручении

5. Совпадает ли твердость двух различных материалов после испытания числа твердости НВ95 и НRВ95:

а. Совпадает; б. Очень близки; г. Не совпадает, различие можно установить по стандартной таблице.

ТЕМА 2

6. Условная граница между сталью и чугуном

а. 0,8%; б. 2,14%; в. 4,3%; г. 6,67%

7. Какая существует связь между пределом прочности и твердости?

а. s_в = К · НВ; б. s_в = НВ; в. s_в = К · НRC; г. s_в = НRВ

8. Выберите тип наконечника при измерении твердости твердого материала

а. Стальной шарик; б. Пирамида; в. Алмазный конус; г. Алмазный шарик

9.Легированная сталь маркируется:

а. Б Ст 3 сп; б. ВЧ 17-34; в. 30Х13; г. Л 63

ТЕМА 3

10. Достоинства пластмасс:

а. Склонность к ползучести; б. Низкая теплопроводность; в. Низкая жесткость; г. Низкая теплостойкость

11. Фторопласт-4 характеризуется:

а. Низкой химической стойкостью; б. Низким коэффициентом трения; в. Низкими антиадгезионными свойствами; г. Высокой теплопроводностью

12. Что такое пластмассы?

а. Любые материалы, находящиеся в пластичном состоянии;

б. Растворы полимеров с пластификаторами; г. Высокомолекулярные соединения

13. Какие стекла слабо поглощают ультрафиолетовое излучение?

а. Неорганические; б. Ситаллы; в. Органические.

14. Достоинства пористых пластмасс:

а. Хорошие теплоизоляторы; б. Хорошие антифрикционные свойства; в. Хорошие антиадгезионные свойства

ТЕМА 4

15. Какое процентное содержание хрома в стали 08Х18Н9Т?

а. 8 %; б. 18 %; в. 9 %; г. 1,8 %

16. В каких единицах оценивается скорость коррозии материалов?

а. В м/с; б. В м/год; в. В баллах; г. В %.

17. Нержавеющими называют стали, если хрома в них не менее?

а. 5%; б. 10%; в. 12%; г. 18%

18. Пассивирующиеся металлы, образующие на поверхности плотные защитные пленки оксидов?

а. Pt; б. Cr; в. Ti; г. Cu

19. Плакированные изделия отличаются от неплакированных:

а. Повышенной шероховатостью поверхности; б. Более высокой прочностью; в. Снижением массы изделия; г. Повышенной морозостойкостью

ТЕМА 5

20. Предпочтительный материал для тары многоразового пользования?

а. Стекло; б. Бумага; в. Картон; г. Древесина

21.Полимерную тару можно заменить на:

а. Картон; б. Вспененные плёнки; в. Жесть белую и черную

22.Для упаковки применяют материалы:

а. Текстолит; б. Хромансиль; в. Пенополиуретан; г. Мипора

23. Экономичный и экологичный современный материал для производства тары:

а. Алюминированная жесть; б. Черная жесть; в. Белая жесть;

г. Крашенная жесть

24. Тара классифицируется по функциональному признаку:

а. Мягкая, полужесткая, жесткая; б. Производственная, транспортная, потребительская, специальная; в. Светозащищенная, пылезащищенная, влагозащищенная

ТЕМА 6

25. В чем проявляется опасность контакта медных сплавов с продуктами?

а. В изменении цвета продуктов; б. В образовании ядовитых и канцерогенных веществ; в. В пригорании продуктов к поверхности сплавов.

26. Какие преимущества имеют титан и его сплавы при использовании в пищевой промышленности?

а. Безвредность и коррозионная стойкость; б. Низкая теплопроводность и малый удельный вес; в. Все упомянутые факторы.

27. Какие из элементов являются слаботоксичными?

а. Кадмий и селен; б. Свинец и сурьма; в. Олово и никель.

28. Какие преимущества имеют алюминий и его сплавы при использовании в пищевой промышленности?

а. Высокая стойкость оксидной пленки на поверхности деталей;

б. Высокая теплопроводность и малый удельный вес; в. Все упомянутые факторы.

29. Использование композиционных материалов в пищевой промышленности позволяет:

а. Подобрать материалы, сочетающие разнородные свойства;

б. Уменьшить массу изделий; в. Все упомянутые факторы.

Список рекомендуемой литературы

Основная:

1. Волков Г.М., Зуев В.М. Материаловедение. – М.: Академия, 2008. – 400с.

Дополнительная:

2. Солнцев Ю.П., Жавнер В.Л., Вологжанина С.А., Горлач Р.В. Оборудование пищевых производств. Материаловедение. – С-П.: Профессия, 2003.

3. Г.П. Фетисов и др. Материаловедение и технология металлов. - М.: Высшая школа, 2001. - 637 с.

4. О.В. Травин, Н.Т. Травина. Материаловедение. - М.: Металлургия, 1989. - 384 с.

Московский Государственный Университет

Дата добавления: 2015-07-25