Исследование пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание ртути атомно-абсорбционным методом

Питание является одним из важнейших факторов, опосредующих связь человека с внешней средой и определяющих состояние здоровья населения [1–5]. Рациональное питание создает условия для нормального физического и умственного развития организма, поддерживает высокую работоспособность, оказывает существенное влияние на возможность организма противостоять воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды физической, химической и биологической природы. В то же время пища может быть источником и носителем большого числа потенциально опасных для здоровья человека химических и биологических веществ [6–11]. Из тяжелых металлов, обнаруживаемых в продуктах питания, выделяют: свинец, мышьяк, кадмий, ртуть. Перечисленные химические вещества при хроническом воздействии на организм человека вызывают канцерогенный, мутагенный, эмбриотоксический эффект, нарушение клеточного метаболизма, нарушение развития, крови, болезни гормональной, репродуктивной, иммунной, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, заболевания почек, печени, желудочно-кишечного тракта и кожи. Одним из самых опасных и высокотоксичных элементов является ртуть, обладающая кумулятивными свойствами. Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному и всасываются, метаболизируются и выводятся из организма. Наиболее токсичны ни алкилртутные соединения с короткой цепью — метилртуть и этилртуть. Механизм токсического действия ртути связывают с ее взаимодействием с SH-группами белков. Блокируя их, ртуть изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных ферментов. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена, органические — обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена. Клиническая картина хронического отравления организма небольшими дозами ртути получила название микромеркуриализма [12].

Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладает цинк и особенно селен. Предполагают, что защитное действие селена обусловлено образованием нетоксичного селенортутного комплекса за счет деметилирования ртути. Токсичность неорганических соединений ртути снижают аскорбиновая кислота и медь при их повышенном поступлении в организм, органических — протеины, цистин, токоферолы. Избыточное потребление с пищей пиридоксина усиливает токсичность ртути [6, 12, 13].

Рассмотрение и анализ данных практического применения одного из современных методов анализа проб пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание токсичных элементов, в т. ч. ртути является актуальной задачей [14–18].

На базе лаборатории ФФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области в г. Магнитогорске» были осуществлены исследования по определению содержания ртути в пробах продовольственного сырья и пищевых продуктов. Анализ осуществлялся в соответствии с МИ 2740–02 «Массовая концентрация общей ртути в пищевых продуктах и продовольственном сырье. Методика выполнения измерений атомно-абсорбционным методом». Методика включает в себя предварительную подготовку проб путем деструкции «открытым» либо «закрытым» способом. Диапазон измерений от 0,0025 до 0,25 мг/кг включительно. Метод основан на окислении ртути, содержащейся в образце, в двухвалентный ион в кислой среде, восстановлении ее в металлическую форму и замере на атомно-абсорбционном спектрометре. Данный вид атомизации в кварцевой кювете называют методом «холодного пара». При этом восстановление проводят при помощи сильного восстановителя — хлорида олова (SnCl₂) в соляной кислоте. Ртутный атомный пар образуется непосредственно при восстановлении и отгоняется в кварцевую кювету, которая не требует нагревания. Преимуществом данной техники является высокая чувствительность и низкий уровень мешающих влияний матрицы, так как мешающие компоненты остаются в жидкой фазе. Атомный пар в кварцевой кювете просвечивается излучением на длине волны одной из резонансных линий определяемого элемента. Аппаратно данный метод реализуется в виде ртутно-гидридных приставок к атомно-абсорбционному спектрометру.

Построение градуировочного графика выполняют по методу наименьших квадратов с помощью программного обеспечения спектрометра. График строят в координатах «интегральное значение абсорбции» — «массовая концентрация ртути» с использованием для аппроксимации данных параболической функции. Концентрация ртути в градуировочных растворах должна находиться в пределах диапазона рабочих концентраций: от 0,1 до 10,0 мкг/дм³ [19–21].

Взаимосвязь между значениями массовой доли ртути Х (мг/кг) и получаемом на анализаторе значением массовой концентрации ртути Х (мкг/дм³) рассчитывают по формуле (1):

,           (1)

где V — объем мерной колбы; m– масса пробы.

Мониторинг результатов анализа проб пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание ртути за последние 5 лет представлен в таблице 1.

Таблица 1

Мониторинг результатов анализа проб пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание ртути за последние 5 лет

Анализ данных мониторинга результатов исследования проб пищевых продуктов за последние пять лет показывает, что наибольшее число результатов исследований приходится на диапазоны менее 0,0025 мг/кг. Содержание ртути во всех исследуемых образцах пищевых продуктов и продовольственного сырья не превышает предельно допустимых концентраций, что свидетельствует об отсутствии антропогенного загрязнения и низком уровне поступления этого элемента в организм человека с пищевыми продуктами.

Литература:

1.         Наумова, Н. Л., Функциональные продукты. Спрос и предложение (монография) / Н. Л. Наумова, М. Б. Ребезов, Е. Я. Варганова. — Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2012. — 78 с.

2.         Ребезов, М. Б. Экология и питание. Проблемы и пути решения. / Ребезов М. Б., Наумова Н. Л., Альхамова Г. К., Лукин А. А., Хайруллин М. Ф. // Фундаментальные исследования. 2011. № 8–2. С. 393–396.

3.         Ребезов, М. Б. Изучение отношения потребителей к обогащенным продуктам питания. / Ребезов М. Б., Наумова Н. Л., Хайруллин М. Ф., Альхамова Г. К., Лукин А. А. // Пищевая промышленность. 2011. № 5. С. 13–15.

4.         Наумова, Н. Л. Микроэлементный статус челябинцев как обоснование развития производства обогащенных продуктов питания / Наумова Н. Л., Ребезов М. Б. // Фундаментальные исследования. 2012. № 4–1. С. 196–200.

5.         Тупиков, В. А. Элементный состав волос как отражение экологической ситуации / В. А. Тупиков, Н. Л. Наумова, М. Б. Ребезов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Образование, здравоохранение, физическая культура. 2012. — № 21 (280). — С. 119–122.

6.         Белокаменская, А. М. Оценка методов инверсионной вольтамперометрии, атомно-абсорбционного и фотометрического анализа токсичных элементов в продовольственном сырье и пищевых продуктах (монография) / А. М. Белокаменская, М. Б. Ребезов., Зинина О. В., Максимюк Н. Н., Наумова Н. Л. — Челябинск: издат. центр ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), 2012. — 128 с.

7.         Белокаменская, А. М. Сравнительная оценка методов исследований содержания токсичных элементов в продовольственном сырье и пищевых продуктах / А. М. Белокаменская, О. В. Зинина, Л. С. Прохасько, Я. М. Ребезов // Экономика и бизнес. Взгляд молодых: сборник материалов Международной заочной научно-практической конференции молодых ученых, 3 декабря 2012 г. — Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2012. С. 236–238.

8.         Ребезов, М. Б. Контроль качества результата анализа при реализации методик фотоэлектрической фотометрии и инверсионной вольтамперометрии в исследовании проб пищевых продуктов на содержание мышьяка / М. Б. Ребезов, И. В. Зыкова, А. М. Белокаменская, Я. М. Ребезов // Вестник Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого. — 2013. — № 71. –Т. 2. — С. 43–48.

9.         Белокаменская, А. М. Исследование пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание йода методом инверсионной вольтамперометрии / А. М. Белокаменская, М. Б. Ребезов, Н. Н. Максимюк, Б. К. Асенова // Сборник научных трудов SWorld: по материалам международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2013».– Том 40. — Т. 2. — Одесса: КУПРИЕНКО, 2013. — С. 3–7

10.     Белокаменская, А. М. Исследование содержания токсичных элементов для оценки продовольственного сырья и пищевых продуктов современными методами / А. М. Белокаменская, М. Б. Ребезов// Актуальные проблемы качества и конкурентоспособности товаров и услуг: мат. I междунар. научн.-практ. конф. — Набережные Челны: НГТТИ, 2013. — С.17–19

11.     Белокаменская, А. М. Применение физико-химических методов исследования в лабораториях Челябинской области/ А. М. Белокаменская, М. Б. Ребезов, Я. М. Ребезов, О. В. Зинина // Молодой ученый. — 2013. — № 4. — С. 48–53.

12.     Позняковский, В. М. Гигиенический основы питания, безопасность и экспертиза продовольственных товаров / В. М. Позняковский — Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1999. — 448 с.

13.     Ребезов, М. Б. Контроль качества результатов исследований продовольственного сырья и пищевых продуктов на содержание свинца / М. Б. Ребезов, А. М. Белокаменская, О. В. Зинина, Н. Л. Наумова, Н. Н. Максимюк, А. А. Соловьева, А. А. Солнцева // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. — 2012. — № 1. — Т. 2. — С. 157–162.

14.     Белокаменская, А. М. Подбор современного оборудования для определения токсичных элементов с целью обеспечения качества испытаний / А. М. Белокаменская, М. Б. Ребезов // Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства: мат. XI междунар. научн.-практ. конференции — Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2013. — С. 292–296.

15.     Ребезов, М. Б. Влияние добавок и наполнителей на физико-химические показатели сосисок / М. Б. Ребезов, А. Б. Акимжанова // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и обществен-ного питания: в 3 т. Том III: Качество. Экономика. Образование. мат. III всерос. научн.-практ. конф. с междунар. уч. — Челябинск: ЮУрГУ, 2010. — Т. 3. — C. 27–28.

16.     Ребезов, М. Б. Химический состав аспирационных пылей зерноперерабатывающих и хлебопекарных предприятий / М. Б. Ребезов, Р. Р. Зайнутдинов, В. В. Верхотуров, Ф. Е. Трацковская // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: в 3 т. Том III: Качество. Экономика. Образование. мат. III всерос. научн.-практ. конф. с междунар. уч. — Челябинск: ЮУрГУ, 2010. — Т. 3. — C. 287–290.

17.     Ребезов, М. Б. Качество и безопасность молочного сырья / М. Б. Ребезов, Г. К. Альхамова, Н. Н. Максимюк, Б. Н. Талеб // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: мат. IV междунар. научн.-практ. конференции. — Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2010. — C. 278–281.

18.     Ребезов, М. Б. Мониторинг результатов анализа проб пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание свинца, кадмия и мышьяка / М. Б. Ребезов, А. М. Белокаменская, А. А. Соловьева, А. С. Доронина, М. Б. Ребезов // Ғылым. Білім. Жастар, Алматы технологиялық университетінің 55-жылдығына арналған республикалық жас ғалымдар конференциясы. — Алматы: АТУ, 2012. –Б. 158–160.

19.     МИ 2740–02. Массовая концентрация общей ртути в пищевых продуктах и продовольственном сырье. Методика выполнения измерений атомно-абсорбционным методом. — Казань, 2002. — 10 с.

20.     Ребезов, М. Б. Контроль качества результатов определения кадмия в пищевых продуктах методом инверсионной вольтамперометрии и атомно-абсорбционной спектрометрии / М. Б. Ребезов, А. М. Белокаменская, А. Н. Мазаев, Я. М. Ребезов, Н. Н. Максимюк //Наукові праці Одеської національної академії харчових технологій Міністерство освіти і науки України. — Одеса: ОНАХТ, 2012. — Вип. 42. — Т. 2. — С. 378–384.

21.     Ребезов, М. Б. Контроль качества результатов анализа пищевых продуктов (при реализации методик фотоэлектрической колориметрии и инверсионной вольтамперометрии) / М. Б. Ребезов, А. М. Белокаменская, Н. Н. Максимюк, А. Н. Мазаев, Я. М. Ребезов // Тамақ, жеңiл өнеркәсiптерi мен қонақжайлылық индустриясының, Алматы технологиялық университетiнiң 55 жылдығына арналған: мат. халықаралық ғылыми-тәжірибелік конф. — Алматы: АТУ, 2012. — Б. 284–287.