Дослідження вмісту радіонуклідів та токсичних шкідливих елементів в кістковій сировині

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дослідження вмісту радіонуклідів та токсичних шкідливих елементів в кістковій сировині

М.М. Клименко, професор, д.т.н.;

Н.В. Будник, аспірант (НУХТ)

Розглянуто хімічний склад харчової кістки та наведено результати дослідження вмісту радіонуклідів та токсичних шкідливих елементів в курячих кістках. Встановлено, що вміст їх не перевищує допустимих норм і кістки можуть бути використані в якості вихідної сировини при виробництві кісткової харчової пасти, яка є збагачувачем продуктів харчування органічним кальцієм.

Ключові слова: кальцій, кісткова паста, радіонукліди, токсичні елементи.

В даний час одним з найбільш перспективних джерел легкозасвоюваного кальцію є харчові кістки, які містять значну кількість жиру, білку та фосфорно - кальцієвих солей. Тому в сучасних умовах, коли дефіцит кальцію призводить до розвитку остеопорозу, серцево - судинних захворювань, порушення обміну речовин, рахіту, нервових розладів та ряду інших обмінних захворювань, введення в продукти харчування органічного кальцію являється актуальною проблемою, зокрема у вигляді кісткової пасти чи кісткового порошку. Та перш ніж вводити кістковий напівфабрикат в харчові продукти, необхідно провести досконале дослідження складу вихідної сировини.

Органічний матрикс кісток птиці представлений в основному білками та ліпідами. Основу органічної частини кісток складає колаген (95%) та не колагенові білки (остеокальцин, остеонектин, кісткові сіалопротеіни, фосфопротеїни, кістковий морфогенетичний білок, протеоліпіди, глікопротеіни і кістково - специфічні протеоглікани) на які припадає лише 5%. Але не дивлячись на незначний вміст останніх, вони виконують важливу роль при формуванні кістки, регулюванні процесу біосинтезу та накопиченні колагену. У відношенні повноцінності цих білків встановлено, що більше 30% їх є повноцінними. Ці дані характеризують курячі кістки як цінне джерело білків тваринного походження.

Неорганічний матрикс представлений в основному мінеральними речовинами. До складу кісток входить 67- 70% мінеральних з'єднань, серед яких переважають фосфати кальцію (гідроксилапатит Са₁₀(PO₄)₆(OH)₂ і Ca₃(PO₄)₂), СаСо₃, апатити з високою концентрацією карбонатів. Міститься невелика кількість магнію, натрію, фторидів та хлоридів, аморфного фосфату, а також міді, свинцю, стронцію, радію, барію, калію та натрію. В таблиці 1 наведений сумарний склад компактної курячої кістки (поHauschka P.V., Wians F.H.) [3].

Таблиця 1 Сумарний склад компактної курячої кістки

радіонуклід токсичний кістковий

Зрозуміло, що в разі використання кісток на виробництво кісткової харчової пасти в якості збагачувача, найбільшу цінність представляє мінеральний матрикс, а особливо сполуки кальцію, адже кальцій в організмі людини виконує ключову роль. Він є інтегральним компонентом багатьох біоструктур, регулює метаболічні процеси, практично всі ферментативні процеси, забезпечує нормальне згортання крові та виконує ряд інших функцій. Та як правило, більшість категорій населення страждають від дефіциту кальцію. Особливо це стосується вагітних жінок, людей похилого віку та дітей. Однією з причин дефіциту кальцію є надходження з їжею надмірної кількості фосфатів. З цим питанням тісно зв'язана проблема оптимального співвідношення кальцію і фосфору в раціоні харчування. Надлишкова кількість фосфору в організмі людини призводить до зменшення всмоктування кальцію. Пов'язано це з тим, що в кишково - шлунковому тракті кальцій, реагуючи з надмірною кількістю фосфору, утворює погано розчинні солі, які знижують його абсорбцію і зменшують кальциурію. Крім того, збільшення концентрації в плазмі крові неорганічного фосфату гальмує синтез в нирках 1,25- (ОН)₂ D₃- активного метаболіту вітаміну D₃, необхідного для нормального засвоєння кальцію. Ще одна із причин недостачі кальцію пов'язана з надмірним вживанням білкової їжі, яка збільшує екстракцію кальцію з сечею із - за зниження реабсорбції його в ниркових канальцях. Та все ж таки, основною причиною дефіциту кальцію є недостатнє надходження його в організм людини з продуктами харчування.

Хотілося б відзначити, що аналізуючи ключову роль фосфорно - кальцієвих сполукам, при розгляді мінерального матриксу кісток, не слід забувати про те, що в їхньому складі є і токсичні та радіоактивні елементи. Наприклад стронцій завжди присутній в кристалічній решітці разом з кальцієм, він приймає участь у формуванні кістки, впливає на гомеостаз та засвоєння кальцію. Атом стронцію досить рухомий і довго не затримується в кістковій тканині. Тому якщо він міститься в недостатній кількості, то результатом цього може бути деформування кісток, але якщо його кількість перевищує допустимі норми, він накопичується, осідаючи в кістковому мозку. І тоді таку сировину не можна використовувати для виготовлення харчової пасти, так як продукт в який буде введена ця паста створюватиме небезпеку для здоров'я людини.

Розглядаючи численні дослідження кісткової сировини зарубіжних вчених Роланда і Фарнхам [1] було встановлено, що в кістках можуть накопичуватися такі радіоактивні рідкоземельні елементи як уран. Автори зробили висновок, що уран відкладається в кістках у вигляді іона ураніла (UO₂), причому виключно в мінеральній частині. В фундаментальній монографії Вогана[2], на відміну від переконань Роланда і Фарнхам, показано, що сіалопротеін (один з найважливіших глікопротеідів органічної частини кісток) утворює досить міцні з'єднання з рідкоземельними елементами і актиноїдами до яких і належить уран. Тобто автор стверджує, що уран може осідати не лише в мінеральній частині кісток а й в органічній у співвідношенні 1:1. Зацікавленість викликають і праці А.І.Михайлової [3], специфічною особливістю яких є чітке твердження того, що на відміну від стронцію та кальцію, які відкладаються в кістковому мінералі, рідкоземельні елементи фіксуються лише органічним матриксом в результаті утворення стійких з'єднань з кістковим білком - колагеном. Якщо в організмі існує не лише ураніл, а й U⁴⁺, то він повинен утворювати стійкі сполуки з колагеном кісток, подібно рідкоземельним елементам.

В сучасних умовах, коли все більше уваги приділяється екологічній безпеці продуктів харчування, досить ретельно проводяться дослідження нових харчових добавок на вміст шкідливих хімічних речовин та аналізуються шляхи їх надходження. Потенційно шкідливі токсиканти можна розділити на дві групи. Перша - це речовини, що попадають в організм тварин з водою та кормами. Такі речовини більш - менш щільно зв'язуються в системі метаболізму з органами, тканинами та кістками сільськогосподарських тварин та птиці. Вони можуть досить довгий час зберігатися в тканинах і особливо в кістках. До цієї групи токсикантів належать стійкі неорганічні іони важких і перехідних металів, радіонукліди, а також складні органічні речовини (гормони, антибіотики). Всі вони здатні не лише зберігатися в кістках, а й в результаті хімічно - ферментативних та окислювальних реакцій переходити в структурні аналоги, багато з яких є небезпечними для людського організму. Друга група токсикантів включає ті хімічні речовини, які можуть утворюватися в результаті розпаду кісткової тканини або це є продукти життєдіяльності мікрофлори. До них відносяться афлотоксини - продукти життєдіяльності патогенних мікроорганізмів, які утворюється при відповідній небажаній бактеріальній контамінації. Якщо вміст токсинів другої групи,в тій чи іншій мірі,можна регулювати попереджуючи їх утворення, шляхом забезпечення правильних режимів зберігання продукції та сировини, то за вмістом шкідливих речовин першої групи необхідний ретельний інструментальний контроль. Нами був проведений такий інструментальний контроль курячих кісток, а саме дослідження вмісту в них токсичних та радіоактивних елементів.

Радіонуклідний склад досліджуваних об'єктів визначали на сцинтиляційних спектрометрах енергій гамма - випромінювання (СЕГ- 001 „АКП-С”) і бета випромінювання (СЕБ- 01-70). Методи МЦК 2.6.1.717- 98; МИ 12-05-99; МИ 12-04-99.

Відносна похибка вимірювань складає від ±10% до ±50% при довірчій імовірності Р = 0,95. Результати досліджень наведені в таблиці 2.

Таблиця 2 Вміст радіонуклідів в курячих кістках

Аналіз результатів досліджень свідчить про те, що у дослідних зразках курячих кісток вміст радіонуклідів значно нижчий за їх допустимий рівень, а уран взагалі не виявлено і тому питання де саме в кістках накопичується уран і в якій кількості залишається відкритим.

Вміст токсичних елементів визначали трьома методами. Кадмій, свинець, мідь та цинк - полярографічним методом. Метод оснований на сухій мінералізації (озоленні) проби з використанням в якості допоміжної речовини азотної кислоти і кількісному визначенні токсичних елементів полярографуванням в режимі перемінного струму. Кількість миш'яку визначали на фотоелектрокалориметрі КФК- 3 також з попередньою сухою мінералізацією проби оксидом магнію та азотною кислотою. Вміст ртуті визначали на приладі „ Юлія - 2”. Підготовку проб досліджуваних зразків проводили методом деструкції. В таблиці 3 наведені, токсиканти які визначені нами в кістковій сировині та їх допустимі норми. Найбільше в курячих кістка знаходиться цинку і міді, а ртуть і свинець - становлять мінімальну кількість. Але кількісний склад всіх токсичних елементів значно нижчий допустимих норм.

Таблиця 3 Вміст токсичних елементів в курячих кістках

Висновок

Вибірковий аналіз м'ясних продуктів з різними харчовими добавками показує, що в 1-5% зразків, які надходять на сертифікацію, містяться токсичні елементи в кількостях недопустимих для безпечного вживання. Враховуючи, що в даний час відсутні умови для постійного контролю за нешкідливістю продуктів харчування можна припустити, що цей процент може бути і значно вищим. Але аналізуючи результати проведених нами досліджень, ми можемо з впевненістю сказати, що вихідна сировина для виробництва харчової кісткової пасти за вмістом радіонуклідів та токсичних елементів повністю відповідає допустимим нормам. І курячі кістки можна використовувати для виробництва харчової пасти.

Список літературних джерел

1. Rowland R.E., Farnham J.E. The Deposition of Uranium in Bone, Health Physics, 1989 v.17 p. 139 - 144

2. Vaughan J.M. The Physiology of Bone, Oxford University Press. London, 1990 p. 62 - 78

3. Михайлова А.І. Взаемодействие стронция, бария и радия с исскуственным и костным гидроксилапатитом кальция. Дисертация ЛенинНИИРГ,1980 с.74-79

4. Кальций и потребность в нем человека. //Вопросы питання //1988р.№ 6 с. 4-8

5. Фосфор в рационе современного человека и возможные последствия не сбалансированого с кальцием потребления.// Вопросы питання// 2000 №1 с.4- 9

6. Эллер К.И. Методы контроля качестваи безопасности пищевых продуктов// Российский химический журнал. - 1994- №1

Размещено на Allbest.ru