ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НА В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ ПРОДУКТОВ

Известно, что НА могут синтезироваться в организме человека и животных, а также в процессе производства и хранения различных продуктов, в том числе и копченых изделий. Следует отметить, что в последние десятилетия проблема содержания НА в пищевых продуктах, в частности копченых изделиях, в определенной мере освещалась в литературе, однако сведений об изменении содержания НА в этих продуктах в процессе хранения на порядок меньше.

С учетом высокой значимости мясных изделий в рационе питания нашего населения сотрудниками НИИ питания РАМН осуществлялось изучение накопления НА в различных группах мясной продукции в процессе хранения по следующей схеме. В день выработки продукции в части объектов анализа определяли содержание НА, а остальные образцы этой партии хранили при строго регламентируемой температуре (2-6) °С. Концентрацию НА определяли на 15-е, 30-е, 45-е, 48-е, 54-е, 60-е и 90-е сутки. Всего было изучено 68 наименований мясной продукции.

Результаты исследований показали, что НА определялись во всех анализируемых объектах, при этом исходный максимальный уровень данных соединений был обнаружен в деликатесных изделиях и ветчинах. В процессе хранения в мясных изделиях всех видов наблюдалось зависимое от времени постепенное увеличение содержания НА, которое в вареных колбасах на 15-е сутки хранения увеличилось в среднем на 35 %, в ветчинах - на 15 %, а на 30-е сутки - соответственно на 82 и 54 % по сравнению с исходным уровнем. На 45-е сутки хранения концентрация НА в ветчинах увеличилась почти в 2 раза. Содержание НА в мясных деликатесных изделиях в процессе хранения увеличилось на 38 % (после 30 суток), 121 % (после 60 суток) и 173 % (после 90 суток). При этом следует отметить, что концентрации НА выше установленных гигиенических регламентов не было обнаружено только в варенокопченых колбасах на всех этапах срока хранения. В остальных образцах содержание НА превышало допустимые нормативные ограничения.

На основании проведенных исследований установлено, что в процессе хранения мясной продукции, приготовленной с внесением нитритов, практически всегда происходят синтез и накопление НА, даже при жестко регламентированных температурных режимах.

Изменение содержания НА в отечественных рыбных продуктах обнаружилось в рыбных консервах «Сельдь иваси бланшированная в масле», приготовленных из мороженого сырья с разным составом глазури. Консервы, приготовленные из сельди иваси, глазированной в 2%-ном растворе коптильной жидкости «МИНХ» и в водной глазури с предварительной фиксацией в 5%-ном растворе той же коптильной жидкости, содержали соответственно НДМА - 0,8 и 0,6 мкг/кг и НДЭА - 0,5 и 0,2 мкг/кг. Концентрация НДМА и НДЭА после 2 месяцев холодильного хранения консервов практически не изменилась. После 4 месяцев хранения консервов показатели данных соединений незначительно увеличились и составили для сельди, глазированной фиксацией в 5%-ном растворе коптильной жидкости «МИНХ», соответственно 1,3 и 0,5 мкг/кг.

Относительно низкий уровень содержания НА в данных консервах авторы объясняют тем, что копчение дымовоздушной смесью заменяется обработкой коптильной жидкостью, которая тормозит процесс образования НА при термической обработке полуфабриката и его хранении.

Изучение изменения содержания НА в сельди и терпуге холодного копчения осуществлялось в течение 2 месяцев, т.е. нормативного срока хранения Подготовку сырья к копчению осуществляли в соответствии с действующей технологической инструкцией. Посол сельди (неразде- ланной) и терпуга (разделанного на пласт) осуществляли законченным смешанным способом до содержания соли в мясе 4-5 %. Копчение сельди осуществляли в камерной установке Н20-ИК2А конструкции эстонского рыболовецкого колхоза, оборудованной дымогенератором Н20-ИХА.03 конструкции того же предприятия. Для получения дыма использовали гранулированную ольховую щепу. Приготовление терпуга осуществляли в камерной установке фирмы «Laska» (Германия), оборудованной дымогенератором той же фирмы. Получение дыма осуществлялось из смеси опилок, состоящей из ели (50 %) и ольхи (50 %).

Содержание НА определяли в день выработки и в процессе хранения на 15-е, 30-е, 45-е и 60-е сутки. Образцы рыбы хранили в строго регламентированных температурных условиях при (1,5±0,5) и (6,5±0,5) °С.

В табл. 80 приведены качественный состав и количественное содержание НА, идентифицированных в анализируемых образцах Из 7 исследуемых НА во всех объектах обнаружены первоначально только НДМА и НДЭА. После 15 сут хранения во всех образцах при любых температурных условиях дополнительно был идентифицирован N-нитрозопиперидин

Таблица 80

Изменение содержания N-нитрозоаминов в рыбе холодного копчения в процессе хранения при разных температурных условиях, мкг/кг

Примечание, но - не обнаружено.

Анализ табл. 80 показывает, что в день выработки в обоих образцах содержание НДМА и НДЭА было значительно ниже действующего гигиенического регламента. После 15 сут хранения содержание НДМА в сельди и терпуге при температуре хранения (1,5±0,5) °С составило соответственно 1,70 и 1,93 мкг/кг, а для образцов при температуре хранения (6,5±0,5) °С - соответственно 1,87 и 1,56 мкг/кг. Наличие N-нитрозо- пиперидина четко определялось во всех образцах, и его содержание в сельди и терпуге при (1,5±0,5) °С составило соответственно 2,39 и 2,84 мкг/кг, а для температурных условий хранения (6,5±0,5) °С - соответственно 2,42 и 2,93 мкг/кг.

Следует отметить несколько противоречивую ситуацию, связанную с наличием НА в изделиях после 15 сут хранения. Например, содержание НДМА и НДЭА в терпуге, хранившемся при (1,5±0,5) °С, оказалась выше, чем в терпуге, хранившемся при (6,5±0,5) °С. Относительно сельди наблюдалось повышенное содержание НДМА и НДЭА в образце, хранившемся при более высокой температуре, однако разница уровней содержания данных соединений оказалась не столь значительной.

После 30 сут хранения только в терпуге, хранившемся при температуре (1,5±0,5) °С, содержание НДМА оказалось ниже нормативного ограничения.

Последующие исследования объектов анализа показали четкую тенденцию постоянного увеличения содержания всех идентифицированных НА в сельди и терпуге, причем в образцах, хранившихся при повышенной температуре, накопление данных веществ происходило интенсивнее. Особо следует подчеркнуть более высокое содержание НА в сельди по сравнению с терпугом, что может быть связано с дополнительной активацией микроорганизмов желудочно-кишечного тракта сельди (в эксперименте сельдь использовалась неразделанной).

Таким образом, проведенные исследования показали, что после 30 сут хранения рыба холодного копчения практически не соответствует действующему нормативному ограничению по канцерогенному НДМА. В случае использования предельно допустимого температурного режима хранения накопление содержания НДМА до гигиенического регламента значительно интенсифицируется.

Суммируя вышесказанное, необходимо подчеркнуть, что копченые продукты не являются основным источником поступления канцерогенных соединений в организм человека и значительно уступают в этом плане многим фруктам и овощам, в частности, картофелю вследствие его гораздо большего удельного веса в рационе питания. Однако интерес к производству копченых изделий обусловлен в основном тем, что данные продукты являются наиболее показательными в плане влияния используемой технологии их изготовления на общую канцерогенную опасность.

Известно, что в пищевых продуктах содержится большое количество ингредиентов, которые при определенных условиях блокируют реакцию нитрозирования, снижая или предотвращая образование НА. К их числу относятся некоторые витамины, пищевые добавки, природные вещества, выделяемые из пищевых растений, и некоторые другие компоненты.

Аскорбиновая кислота. Ингибирующее действие данной кислоты при синтезе НА заключается в ее взаимодействии с нитритом, который восстанавливается в окись азота и выводится из реакции. Заслуживает специального внимания применение аскорбиновой кислоты для снижения образования НА в пищевых продуктах. Так, при добавлении 150 мг/кг нитрита натрия в беконе после поджаривания при 180 °С образуется порядка 100 мкг/кг N-нитрозопирролидина и небольшое количество НДМА. Если в обработанный нитритом натрия бекон перед поджариванием ввести раствор аскорбиновой кислоты, то образование N-нитрозо- пирролидина блокируется на 100 %. Менее выраженный эффект оказывали аскорбилпальинтат, пропилгаллат, цистеин и л-крезол.

Образование НДМА отмечено в сосисках после добавления перед их копчением 150 и 1500 мгк/кг нитрита натрия. При этом в готовых сосисках определяли примерно 10 мкг/кг НДМА. Добавление вместе с нитритом натрия аскорбиновой кислоты в количестве 550 мг/кг полностью предотвращало появление НДМА в сосисках

Токоферол. Противоопухолевая и антиканцерогенная активность форм данного витамина хорошо известна, однако в отличие от аскорбиновой кислоты он блокирует образование НА в неводной (неполярной) фазе, где возможен их синтез. Токоферол превращает N2O в N0 в органических растворах и липидах, а его эмульсия в воде восстанавливает нитрит в N0.

Токоферол активно ингибирует образование нитрозоамидов и подавляет синтез липофильного нитрозированного агента под влиянием атмосферной двуокиси азота. Добавление токоферола при кулинарной обработке в пищевые продукты вместе с нитритом натрия уменьшает образование в них НА. Так, присутствие этого витамина в количестве 250-500 мг/кг резко уменьшает образование НА при поджаривании бекона. Такой же эффект отмечен при добавлении витамина в рыбу перед ее копчением и в некоторые пищевые продукты, получаемые при процессах ферментации.

Способность к взаимодействию или связыванию нитрата натрия и подавлению реакции нитрозирования обнаружена у многих природных веществ, ингредиентов пищи, пищевых продуктов и напитков, к которым относятся следующие:

• - витамины - А, К, Р, цитрин, холин;
• - аминокислоты - метионин, глутатион, цистеин, глицин, а- и р-аланин;
• - пищевые добавки - сорбиновая кислота, бисульфит натрия, бути л гидрокситол уол, бутил гид роксианизол;
• - фенолы, полифенолы - пирокатехин, гидрохинон, танин, галловая кислота, ванилин, сквален;
• - спирты - этанол, этиленгликоль;
• - углеводы - сахароза, глюкоза;
• - ненасыщенные жирные кислоты, мочевина, тиолы и другие вещества

Способность указанных выше витаминов, аминокислот, пищевых добавок и других ингредиентов взаимодействовать с нитритом натрия, как правило, приводит к подавлению реакции нитрозирования, однако последняя наблюдалась не всегда. Например, витамин А и другие витамины окисляются нитритами, но их нельзя считать ингибиторами нитрозирования.

Пищевые добавки, реагируя с нитритами, подавляют образование НДМА. В частности, метионин ингибирует синтез НДЭА на 90 %, глутатион - на 98,7 %, а цистеин - на 99 % при pH 3,5. Однако при pH 5,5 метионин не задерживает нитрозирование, а эффект действия двух других аминокислот значительно меньше.

Активно блокируют реакцию нитрозирования природные фенольные соединения, которые окисляются в хиноны под влиянием нитрози- рующих агентов, причем последние превращаются в окись азота. Такой путь превращения связан с блокированием синтеза НС. Фенолы могут нитрозироваться до нитрозофенолов, которые, взаимодействуя с нитритом, образуют такие соединения, как нитрозохиноноксиды, сами являющиеся активными НС.

При наличии ОН-группы в о- и п-положении фенолы легко окисляются. образуя хинон или оксид нитрита. Последний при взаимодействии с азотистой кислотой превращается в активный нитрозирующий агент N2O3. К таким веществам относятся галловая кислота, резорцин, кате- хин, пирогаллол, а также содержащие дубильные вещества напитки типа черного кофе, чая, яблочного вина, некоторых сортов пива.

Как и фенолы, активно нитрозируются некоторые тиолы, после чего они приобретают нитрозирующую способность. При этом возможны следующие модифицирующие эффекты:

• - ингибирование - кофеиновая кислота, галловая кислота, феруло- вая кислота, катехин, хлорогеновая кислота, пирогаллол, таниновая кислота, резорцин, 1,2- и 1,3-дигидрооксифенол, 4-метилкатехол;
• - отсутствие эффекта - кофеиновая кислота, хлорогеновая кислота, феруловая кислота, физетин, нарингин;
• • катализ - катехин, хлорогеновая кислота, гваякол, кемферол, фенол. флороглюцинол, кверцетин, резорцин.

Следовательно, одни и те же фенольные соединения (катехин, хлорогеновая кислота, резорцин) могут оказаться и ингибиторами, и катализаторами нитрозирования, а иногда и не проявлять действия. Последнее нередко зависит от значений pH. Высокое содержание нит- розирующего агента и высокие значения pH сочетаются с ослаблением нитрозирующих свойств фенолов. Так, галловая кислота ингибирует нитрозирование при pH 2-3 и катализирует при pH 4 и выше. Аналогично действие хлорогеновой кислоты, которая в некоторых условиях усиливает катализирующий эффект тиоцианата при образовании НС.

Представляет интерес способность ряда фенолов усиливать синтез НС в присутствии NO2. Как уже отмечалось, нитрозирование в присутствии нитрита натрия происходит в кислой среде, тогда как NO2 взаимодействует с аминами в нейтральной и неводной средах с образованием НС.

Микромолярные концентрации ванилина усиливали синтез N-нитро- зоморфолина при пропускании NO2 через раствор морфолина при pH 7,4. Возможно, определенную роль в усилении нитрозирования играет наличие в молекуле фенола гидроксильных групп, поскольку гваякол и резорцин оказывали тот же эффект. Наоборот, гидроксихинон и кате- хол ингибируют нитрозирование, по-видимому, из-за окисления под влиянием NO2 в соответствующие хиноны, что ограничивает образование НС. Кроме нитрофенола все фенолы эффективно связывали в растворе, продуваемом воздухом, NO2 и превращали его в нитрит. Для ванилина эта реакция ускорялась при значениях pH раствора более 6. Механизм усиления нитрозирования аминов под влиянием фенолов в присутствии N0₂ или нитрита натрия в кислой среде оказывается различным и может быть связан в первом случае с образованием алкилнитрита.

Способность некоторых о-метоксифенолов (ванилина, сурингола, феруловой кислоты) угнетать нитрозирование нитрита в кислой среде и усиливать этот процесс в нейтральной и неводных средах в присутствии NO2 указывает на различную роль фенолов. Данные соединения подавляют эндогенное нитрозирование в желудке, но могут катализировать синтез НС при приготовлении пищи или воздействии на организм окислов азота.

Помимо приведенных выше основных мероприятий, предусматривающих снижение поступления нитрозосоединений и их предшественников из внешней среды, существует проблема ингибирования образования данных соединений в организме, сущность которой заключается в связывании ионов нитрита различными антиоксидантами.

При исследовании действия лигнина, полученного из хвойных пород древесины, в среде желудочного сока человека наблюдалась его высокая способность ингибировать нитрозоамины, причем у некоторых образцов она достигала 92 %. Лигнин, полученный из лиственных пород древесины, также проявлял высокую ингибирующую способность, однако его активность была ниже лигнина, полученного из хвойных пород древесины, более чем в 2 раза.

Из соединений лигнина высокая активность связывания ионов нитрита наблюдалась у феруловой, кофейной и гидрокоричной кислот, ванилинового спирта, некоторых фенолов и параоксибензальдегида. Например, ингибирующее действие кофейной и феруловой кислот почти в 2,0-2,5 раза превышало активность витаминов С и Е. Более высокая ингибирующая активность по сравнению с витамином С оказалась и у сиреневой кислоты. Приведенные факты представляют большую ценность прежде всего потому, что основная часть составляющих лигнина идентифицирована в составе коптильного дыма.

В то же время практическое применение полученных данных несколько затруднено. Более прикладной характер имеют исследования, где программой эксперимента предусматривалось введение в желудок крыс 1 мл водных растворов предшественников НА (нитрата натрия и диэтиламина) совместно с соками, полученными из сырых и отварных моркови и капусты, в объеме 2-3 мл. Ингибирующую способность овощных соков оценивали по содержанию НДЭА, содержащемуся в желудочном соке крыс.

При введении нитрата натрия и диэтиламина совместно с соками моркови и капусты, полученными из сырых овощей, количество образовавшихся НА снижалось по сравнению с контролем соответственно на 89,4 и 80,0 %. Соки, полученные из отварных овощей, проявляли лишь тенденцию к ингибированию синтеза НДЭА из предшественников, причем при щелочных значениях pH 7-8 отмечалось некоторое увеличение образования НА из предшественников, поступивших с соками из отварной капусты.

Содержание нитратов в соках из отварных овощей было на 51-64 % меньше, чем в соках из сырых овощей. Но во всех случаях количество НА, образовавшихся из поступивших предшественников с соками из свежих овощей, было в 2-3 раза меньше, чем при поступлении с соком, полученным из вареных овощей. Следовательно, термообработка овощей. с одной стороны, приводила к снижению содержания нитратов в продукте, а с другой - к потере биологически активных веществ, что сказывалось на ингибирующих свойствах продуктов в отношении их синтеза нитрозоаминов.

На основании проведенных исследований установлено, что соки, выделенные из сырых овощей и введенные вместе с предшественниками НА, способствуют снижению образования НДЭА в желудке животных. Соки, полученные из отварных овощей, проявляют лишь тенденцию к ингибированию синтеза НА из предшественников, что связано с потерей части витаминов, фенолов и других ингибиторов нитрозирова- ния в процессе их термообработки.

Приведенные методы профилактики онкологических заболеваний, как правило, не моделируют в полной мере реальные жизненные ситуации, в связи с чем полученные результаты имеют вероятностный характер. В повседневной жизни и производственных условиях человек подвергается одновременному действию нескольких вредных факторов, а эффект такого комбинированного воздействия соединений различной природы зависит от дозы воздействующих агентов и может быть мутагенным, канцерогенным, токсическим, тератогенным и т.п. При анализе материалов по нормированию веществ в воде, пище и воздухе рабочей зоны было установлено, что при одновременном воздействии данных соединений на уровне ПДК из нескольких объектов вклад каждого из них в формирование суммарной дозы может отличаться в десятки и сотни раз. В большинстве случаев вещества при ингаляционном поступлении в организм оказывали более выраженное токсическое действие, чем при поступлении через желудочно-кишечный тракт.

Контрольные вопросы

• 1. Перечислите источники нитрозосоединений.
• 2. Назовите предшественников нитрозосоединений.
• 3. Опишите свойства нитрозосоединений.
• 4. От каких факторов зависит скорость нитрозирования?
• 5. Какие вещества способны ускорить реакцию нитрозирования?
• 6. Перечислите вещества, способные ингибировать образование нитрозосоединений.
• 7. При каких технологических операциях возможно образование в рыбных продуктах нитрозоаминов?
• 8. Может ли упаковочный материал быть причиной загрязнения рыбной продукции нитрозоаминами?
• 9. Назовите факторы, влияющие на образование нитрозосоединений в организме человека.
• 10. Как изменяется содержание нитрозоаминов в процессе хранения морепродуктов?