«КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОДУКЦИИ В РАМКАХ ГАРМОНИЗАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОЛИТИКИ В ОБЛАСТИ ЗДОРОВОГО ПИТАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ Коллективная монография САНКТ-ПЕТЕРБУГ 2012 УДК ББК И Качество и безопасность продукции в рамках ...»

Таким образом, ГОСТ Р 52349-2005 фактически является первым важным шагом в разработке отечественного законодательства по продуктам здорового питания (функциональным пищевым продуктам). Очевидно, что наша нормативно-правовая база в данной области еще несовершенна и необходима дальнейшая работа над созданием новых государственных стандартов.

22 августа 2012 г. Россия официально стала 156-й страной-членом ВТО. Вступление России в ВТО ставит вопрос о приведении российского законодательства в соответствие с европейским.

В связи с этим интересно рассмотреть пример действующего европейского законодательства в области продуктов здорового питания.

1 июля 2007 г. вступил в силу Регламент ЕС № 1924/2006 от 20.12.2006 по утверждениям о пищевой ценности и пользе продуктов питания для здоровья (Regulation (EC) No 1924/2006 of 20 December 2006 on nutrition and health claims made on foods) [7].

Основная цель введения данного закона – защитить потребителя от недостоверной информации о пользе для здоровья функциональных продуктов питания, приводимой на упаковке продукта, в рекламе и т.п. Данный Регламент призван обеспечить ясность и четкость формулировок утверждений, а также их обязательную научную обоснованность [3, 14].

Область применения Регламента ЕС № 1924/2006: утверждения о пищевой ценности и пользе для здоровья, применяемые в маркетинговых коммуникациях, включая маркировку, презентации и рекламу пищевых продуктов.

Регламент ЕС № 1924/2006 регулирует применение следующих утверждений в отношении пищевых продуктов:

Утверждения о здоровье (Health claims);

Утверждения о пищевой ценности (Nutrition claims);

Утверждения о снижении риска заболеваний (Reduction of disease risk claims) – статья 14 настоящего Регламента;

Утверждения, касающиеся здоровья и развития детей (Claims referring to children’s development and health) – статья 14 данного Регламента.

Утверждение о пользе для здоровья (health claim) означает «любое утверждение, которое заявляет или подразумевает, что существует связь между группой пищевых продуктов, пищевым продуктом или одной из его составляющих, и здоровьем».

В статье 13.1 Регламента ЕС № 1924/2006 дается разъяснение относительно утверждений о пользе для здоровья «общего действия» (general function health claims), не относящихся к утверждениям о снижении риска заболеваний и о здоровье и развитии детей. В статье 13.5 рассматриваются утверждения по новым научным доказательствам или утверждения о пользе запатентованных ингредиентов (new function health claims).

Утверждения о пользе для здоровья по статье 13 Регламента ЕС 1924/2006.

Данные утверждения относятся к влиянию нутриента или вещества на рост, развитие и функции организма, психологические и поведенческие реакции, снижение и контроль массы тела, уменьшение чувства голода, повышение чувства сытости или снижение калорийности рациона.

Утверждение о снижении риска заболевания (reduction of disease risk claim) означает «любое утверждение о пользе для здоровья, которое заявляет или подразумевает, что употребление группы пищевых продуктов, пищевого продукта или одной из его составляющих значительно снижает фактор риска развития заболевания».

Данные утверждения регулируется в соответствии со статьей 14 Регламента ЕС № 1924/2006.

EFSA – Европейская Организация по пищевой безопасности – главная организация в ЕС по оценке безопасности продуктов питания и кормов. Официальный сайт: http://www.efsa.europa.eu EFSA отвечает за проверку научной обоснованности подаваемых заявок по утверждениям о пищевой ценности /пользе для здоровья. Информация, полученная от EFSA, служит основанием для Европейской Комиссии и членов Евросоюза в отношении их дальнейшего решения по разрешению того или иного утверждения.

В структуре EFSA была создана специальная экспертная группа по вопросам диетических продуктов, питания и аллергии - The Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA).

За последние 5 лет NDA было рассмотрено 44 000 утверждений по статье 13. со всех стран членов ЕС, из них в конечный список вошли 222 утверждения [6, 14].

При оценке утверждений о пользе для здоровья эксперты EFSA (NDA) руководствуются следующими критериями [3, 14]:

1. Достаточно ли конкретно определен пищевой продукт или ингредиент, в отношении которого делается утверждение?

2. Достаточно ли конкретно и понятно указан оказываемый полезный эффект?

3. В случае если утверждение соответствует критериям 1 и 2, эксперты оценивают убедительность проведенных научных исследований.

На основании оценки по трем вышеназванным критериям EFSA (NDA) дает свое заключение по данному утверждению (положительное или отрицательное). Заключения EFSA передаются в Европейскую Комиссию и членам ЕС, которые дают официальное разрешение на использование этих утверждений.

Необходимо отметить, что с 14.12.2012 любые утверждения о здоровье, которые не были одобрены (и не находятся на рассмотрении или отложены) будут запрещены для использования в ЕС [6].

Рассмотрим примеры одобренных EFSA утверждений о пользе для здоровья (статья 13(1) Регламента ЕС № 1924/2006) [10, 11]:

Полифенолы, содержащиеся в оливковом масле, обладают антиоксидантными свойствами (защищают фракции липопротеинов низкой плотности от окисления).

Гуаровая камедь (полученная из семян гуара) способствует поддержанию нормального уровня холестерина в крови.

Примеры утверждений о пользе для здоровья, забракованных EFSA:

Фосфатидилсерин (ФС) и его влияние на память и познавательные способности у пожилых людей (Статья 13(1) Регламента ЕС 1924/2006). NDA сочла, что ФС недостаточно конкретно охарактеризован, поскольку в исследованиях фигурируют ФС, полученный из коры головного мозга коров, и ФС, полученный из сои.

Они различаются по жирнокислотному составу, а, следовательно, имеют различный биологический эффект [9].

Лютеин и его влияние на нормальное зрение (Статья 13(1) Регламента ЕС 1924/2006). NDA сочла, что взаимосвязь между употреблением лютеина и поддержанием нормального зрения недостаточно очевидна (недостаточно научно обоснована). По мнению NDA проведено недостаточно исследований на людях, а в исследовании, которое было представлено на рассмотрение NDA, заявленный эффект слабо подтверждается [8, 10].

Европейские производители функциональных пищевых продуктов оценивают результаты действия нового Регламента ЕС по-разному.

К положительным сторонам можно отнести то, что список одобренных в ЕС утверждений о здоровье облегчает понимание потребителей и представителей отрасли, какие утверждения на этикетках разрешены.

Отрицательная сторона заключается в том, что данный список может тормозить инновации. В результате рынок будет переполнен продуктами «дженериками», повторяющими все возможные одобренные утверждения.

Кроме того, для научного доказательства эффективности продуктов здорового питания и обоснования соответствующих утверждений необходимо проводить зачастую весьма дорогостоящие научные исследования. Для небольших предприятий проведение таких исследований оказывается не всегда под силу без государственной поддержки [6].

В России пока нет такого закона, регламентирующего полезный эффект функциональных продуктов питания. Исследования проводятся ведущими научными организациями нашей страны, такими как НИИ Питания РАМН, ЦНИИ Эпидемиологии и др., и они же, в конечном счете, дают одобрение на использование того или иного утверждения.

Несоответствия в российском и европейском законодательстве видны на примере транснациональной компании Danone. Так, Danone вынуждена была убрать утверждения о полезности для пищеварения продукта Activia® и помощи в укреплении иммунитета Actimel®, поскольку эти утверждения в отношении пробиотиков в составе этих функциональных продуктов не были одобрены EFSA [5].

В России Danone использует утверждения о полезном эффекте своих продуктов. Так, например, для Actimel® дано положительное заключение ЦНИИ Эпидемиологии [13], а Activia® рекомендована Российской Гастроэнтерологической Ассоциацией [12].

В связи с этим весьма актуальным становится сотрудничество отечественных организаций, таких как Роспотребнадзор, НИИ Питания РАМН и др. с соответствующими европейскими.

Здоровое питание становится все более актуальным. Рынок функциональных продуктов питания развивается.

Российское законодательство в области продуктов здорового питания нуждается в дальнейшей разработке и совершенствовании.

Разработка и вступление в силу Регламента ЕС № 1924/2006 – одно из значимых событий для европейского рынка функциональных продуктов питания.

Вступление России в ВТО создает предпосылки для начала работы по гармонизации отечественного и европейского законодательства.

1. ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения.

2. ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения. Изменение № 1 от 10.09.2010 г.

3. Красильников В.Н., Кузнецова О.И. Европейская директива о продуктах оздоровительного действия ЕС № 1924/2006 – проблемы и перспективы внедрения.

Материалы 3-ей международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов XXI века», Международная промышленная академия, Москва 25-27 мая 2009 г. – М.: Пищепромиздат, 2009. - С. 69-74.

4. Распоряжение правительства РФ от 25 октября 2010 г. № 1873-р «Об утверждении Основ государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года».

5. Jonathan Thomas. Slowdown for functionals? International Food Ingredients.

No. 4 2012. P.13.

6. Paul Berryman. Leatherhead‘s flying food feat. International Food Ingredients.

No. 4 2012. P. 6.

7. Regulation (EC) No 1924/2006 of the European Parliament and of the Council of 20 December 2006 on nutrition and health claims made on foods. Official Journal of the European Union, L 404, Vol. 49, 30 December 2006.

8. Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to lutein and maintenance of normal vision (ID 1603, 1604, further assessment) pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No 1924/2006. EFSA Journal 2012; 10(6): 2716 [17 pp.].

9. Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to phosphatidyl serine (ID 552, 711, 734, 1632, 1927) pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No 1924/2006. EFSA Journal 2010; 8(10):1749 [15 pp.].

10. T. Paola Veneroni. EFSA evaluation of a new health claim batch. 442 general function‘ claims. Nutra Foods – 2011, 10(2-3).

11. T. Paola Veneroni. EFSA NDA Panel completed general function‘ health claim evaluation. Nutra Foods – 2011, 10(4).

12. Активия – Польза Активиа. Уникальность Активиа [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.activia.ru/advantageread_2.html - Заглавие с экрана. – На русском яз.

13. Что такое Actimel [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://www.actimel.ru/actimel/about/ - Заглавие с экрана. – На русском языке.

14. Nutrition and health claims [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/nutrition.htm?wtrl=01. – На англ. яз.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ПИЩЕВАЯ ПРОДУКЦИЯ: ТРЕБОВАНИЯ

К БЕЗОПАСНОСТИ

С учетом современных особенностей состояния общества, вектор развития науки о питании направлен на персонификацию пищевой продукции. В качестве прототипа такой продукции, учитывающей особенности физиологических потребностей в пищевых веществах отдельных категорий людей, можно рассматривать специализированную пищевую продукцию.

В соответствии с определением этого термина, приведенным в Техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011), специализированная пищевая продукция – это пищевая продукция, для которой установлены требования к содержанию и (или) соотношению отдельных веществ или всех веществ и компонентов и (или) изменено содержание и (или) соотношение отдельных веществ относительно естественного их содержания в такой пищевой продукции и (или) в состав включены не присутствующие изначально вещества или компоненты (кроме пищевых добавок и ароматизаторов) и (или) изготовитель заявляет об их лечебных и (или) профилактических свойствах, и которая предназначена для целей безопасного употребления этой пищевой продукции отдельными категориями людей (рис. 1).

Особенности использования какого-либо вида специализированного пищевого продукта определяются, прежде всего, возрастом, массой тела, индивидуальными особенностями переносимости пищевых продуктов, видами спорта, наличием конкретного заболевания, особенностями вредного производства. С учетом этих особенностей определяются задачи и способы использования специализированных пищевых продуктов с целью достижения максимальной эффективности.

Общие требования безопасности, пищевой ценности, перечень продовольственного сырья, разрешенного и запрещенного для использования при производстве специализированной пищевой продукции, требования к процессам производства, хранения, транспортирования, реализации и утилизации специализированной пищевой продукции установлены ТР «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания», ТР «О безопасности пищевой продукции». Перечень разрешенных и запрещенных для использования при производстве специализированной пищевой продукции пищевых добавок представлен в ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» (принят Решением Совета Евразийской экономической комиссии 20.07.2012 г. № 58), который вступает в силу с 1 июля 2013 г.

Кроме общих требований безопасности, которым должны соответствовать все пищевые продукты, включая и специализированные, к отдельным видам специализированных пищевых продуктов предъявляются дополнительные требования.

Пищевая про- Пищевая продукция заданного химического состава, дукция для пита- повышенной пищевой ценности и (или) направленной ния спортсменов Пищевая про- Пищевая продукция с заданной пищевой и энергетидукция диетиче- ческой ценностью, физическими и органолептическиского лечебного ми свойствами, предназначенная для использования в Пищевая проуглеводного, жирового, белкового, витаминного и дукция диетичедругих видов обмена веществ, в которой изменено соского профилакдержание и (или) соотношение отдельных веществ тического питаотносительно естественного их содержания, и (или) в ния состав которой включены не присутствующие изначально вещества или компоненты, а также пищевая продукция, предназначенная для снижения риска развития заболеваний Пищевая прои (или) соотношение отдельных веществ относительдукция для питано естественного их содержания, и (или) в состав кония беременных торой включены не присутствующие изначально веи кормящих щества или компоненты, предназначенная для удовлеженщин Пищевая продетей раннего возраста от 0 до 3 лет, детей дошкольдукция для детного возраста от 3 до 6 лет, детей школьного возраста ского питания от 6 лет и старше, отвечающая соответствующим физиологическим потребностям детского организма и не причиняющая вред здоровью ребенка соответствующего возраста Рис. 1. Виды специализированной пищевой продукции При производстве пищевой продукции для детского питания, диетического лечебного и диетического профилактического питания, а также пищевой продукции для беременных и кормящих женщин не допускается использование пищевого сырья, содержащего ГМО и компоненты, полученные из ГМО. При производстве пищевой продукции для детского питания также не допускается использовать растительное сырье, выращенное с применением пестицидов, запрещено использование консервантов - бензойной, сорбиновой кислот и их солей.

С целью придания специфического вкуса и аромата допускается использовать только натуральные пищевые ароматизаторы. При производстве продуктов детского питания не допускается использование подсластителей, за исключением специализированной пищевой продукции для диетического лечебного и диетического профилактического питания. Пищевая продукция для детского питания для детей раннего возраста не должна содержать трансизомеров жирных кислот в заменителях женского молока более 4 % от общего содержания жирных кислот. Перечень продовольственного сырья, использование которого не допускается при производстве пищевой продукции для питания детей раннего, дошкольного и школьного возраста приведен в ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». В приложении к этому ТР приведены формы витаминов и минеральных веществ, которые могут использоваться при производстве пищевой продукции для детей раннего возраста.

Пищевая продукция диетического лечебного и диетического профилактического питания должна удовлетворять физиологическим потребностям организма человека в необходимых пищевых веществах и энергии с учетом факторов риска и патогенеза заболеваний, соответствовать установленным гигиеническим требованиям по допустимому содержанию контаминантов и биологически активных веществ и соединений, микроорганизмов и других биологических организмов, представляющих опасность для здоровья нынешнего и будущих поколений.

Специализированная пищевая продукция для питания спортсменов не должна содержать в своем составе психотропных, наркотических, ядовитых, сильнодействующих, допинговых средств и/или их метаболитов, других запрещенных веществ, входящих в список ВАДА (Всемирное Антидопинговое Агентство).

Оценка соответствия специализированной пищевой продукции требованиям Технических регламентов осуществляется в форме государственной регистрации.

Пищевая продукция допускается к производству, хранению, транспортированию и реализации после ее государственной регистрации в установленном порядке. Государственная регистрация специализированной пищевой продукции является бессрочной и осуществляет ее орган, уполномоченный государством-членом Таможенного союза. Фактом государственной регистрации специализированной пищевой продукции является включение сведений о ней в единый реестр специализированной пищевой продукции.

Единый реестр специализированной пищевой продукции является составной частью Единого реестра зарегистрированной пищевой продукции, состоит из национальных частей единого реестра специализированной пищевой продукции, формирование и ведение которых обеспечивают органы по регистрации специализированной пищевой продукции государства – члена Таможенного союза. Единый реестр специализированной пищевой продукции, прошедшей государственную регистрацию, ведется в форме электронной базы данных, защищенной от повреждения и несанкционированного доступа. Сведения единого реестра специализированной пищевой продукции являются общедоступными и размещаются на ежедневно обновляемом специализированном поисковом сервере в сети Интернет.

Оценка соответствия процессов производства, хранения, реализации, перевозки, утилизации специализированной пищевой продукции проводится в форме государственного надзора (контроля) за соблюдением требований, установленных соответствующими ТР.

Специализированная пищевая продукция, соответствующая требованиям безопасности и прошедшая процедуру оценки соответствия, должна иметь маркировку единым знаком обращения продукции на рынке государств-членов Таможенного союза.

В настоящее время, до момента вступления в силу Таможенных регламентов, специализированная пищевая продукция должна соответствовать действующим «Единым санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)», утвержденным Решением Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 г. № 299, которые устанавливают гигиенические показатели и нормативы безопасности подконтрольных товаров, включенных в Единый перечень товаров, подлежащих санитарноэпидемиологическому надзору (контролю) на таможенной границе и таможенной территории Таможенного союза.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ

В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Нанотехнология - это приемы и методы, позволяющие работать с материальными объектами в нанодиапазоне. Нанодиапазон включает в себя объекты размером от единиц до сотен нанометров - в переводе с греческого «нанос» означает «карлик». Нанометр - это действительно карликовая единица, одна миллиардная часть метра. Чтобы наглядно представить себе такой размер, достаточно знать, что 1 нанометр (нм) - это примерно длина 10 положенных рядом атомов водорода. Сегодня под нанотехнологией понимают технологию получения объектов с характерными структурами размером менее 100 нм (1 нм -10-9м).

По мнению многих современных ученых, нанотехнология окажет определяющее воздействие на науку, технику и производство товаров и услуг в XXI веке. Благодаря нескольким открытиям, сделанным в конце XX в., выяснилось, что между макро- и микромиром лежит малоисследованная область, в которой существуют молекулы и их конгломераты, чье поведение, с одной стороны, нельзя описать методами макромеханики, но с другой - оно не подчиняется и квантовым законам, определяющим поведение атомов и небольших молекул.

Одним из таких открытий явилось обнаружение особых молекул, так называемых фуллеренов и нанотрубок. Фуллерен имеет каркасную структуру, очень напоминающую футбольный мяч, состоящий из заплаток 5-ти и 6-тиугольной формы. Если представить, что в вершинах этого многогранника находятся атомы углерода, то мы получим самый стабильный фуллерен С60 (рис. 1).

В молекуле С60, которая является наиболее известным, а также наиболее симметричным представителем семейства фуллеренов, число шестиугольников равно 20. При этом каждый пятиугольник граничит только с шестиугольниками, а каждый шестиугольник имеет три общие стороны с шестиугольниками и три -с пятиугольниками.

Самая простая нанотрубка состоит из одного слоя атомов углерода, ее диаметр составляет несколько десятков ангстрем, т. е. приблизительно 1 нм. Нанотрубка – это молекула из более миллиона атомов углерода, представляющая собой трубку с диаметром около нанометра и длиной несколько десятков микрон. В стенках трубки атомы углерода расположены в вершинах правильных шестиугольников (рис. 2).

Рис. 2. Структура углеродной нанотрубки - общий вид Нанотрубки отличаются от других форм углерода - алмаза, графита и аморфного углерода по электрическим, магнитным и оптическим свойствам. В зависимости от схемы сворачивания плоскости в трубку, нанотрубки могут быть и проводниками, и полуметаллами, и диэлектриками. В некоторых видах на-нотрубок наблюдается даже сверхпроводимость. Примечательно, что наблюдаемое при обычной температуре значение плотности тока в проводящей нанотрубке на два порядка выше, чем в имеющихся в настоящее время объемных сверхпроводниках.

Благодаря особенностям структуры, нанотрубки чрезвычайно прочны как на растяжение, так и на изгиб. Показатель прочности нанотрубок, так называемый модуль Юнга, в 10 раз выше, чем у стали. Что удивительно, при критических нагрузках нанотрубки не рвутся и не ломаются, а перестраивают свою структуру. Такие материалы с наполнителями из нанотрубок сейчас уже предлагают использовать для производства бронежилетов. Прочность и легкость таких из-делий не имеют себе равных.

Вторым основополагающим открытием, определившим прорыв в нанотехнологиях, явилось создание туннельной, или зондовой, микроскопии. Принцип такой микроскопии заключается в сканировании поверхности ультратонким зондом, толщина иглы которого может достигать одной молекулы. С помощью этого инструмента можно исследовать ранее недоступные для визуализации объекты с нанометровым разрешением. Основанные на этом принципе зондовые микроскопы позволяют не только видеть объекты на молекулярном уровне, но и манипулировать ими.

Открытие нанотрубок и атомной силовой микроскопии сконцентрировало внимание научной общественности на наноматериалах - материалах, обладающих уникальными малоизученными свойствами. Современные изыскания вышли далеко за пределы изучения каркасных наночастиц на основе углерода.

Нанобиотехнология - раздел нанотехнологии, занимающийся созданием нанопродуктов для воздействия на живые системы или с использованием живых систем для целей создания нанотехнологических продуктов.

Фактически нанобиотехнологии означают попытку совместить биологические молекулы, системы живой клетки и созданные человеком наноструктуры - живое с неживым. Популярность биологических подходов в нанотехнологиях вызвана стремлением создавать уникальные микромашины, осуществлять сборку сложных наноструктур из составных блоков, доставку и разделение наночастиц и компонентов смесей - все то, что уже миллионы лет реализуется в природных системах.

Интерес к применению наносистем в биологии и пищевой промышленности объясняется несколькими причинами. Объекты нанобиотехнологии - живые организмы и их компоненты, находящиеся в нанометровом диапазоне. Размер клеток животных и растений обычно находится в диапазоне 10-50 мкм, а основные компоненты клеток находятся в нанометровом диапазоне. Клеточные мембраны, например, имеют толщину около 10 нм, многие органеллы также имеют размеры в десятки и сотни нанометров. Как известно, белки состоят из аминокислот, а аминокислоты имеют размер около 0,3 нм.

Во-вторых, развитая поверхность дает возможность закреплять молекулы различных веществ, создавая своеобразные нанокомпозиты «наночастица – биологически активная оболочка».

Еще одна область, в которой нанобиотехнологии занимают лидирующие позиции, – это так называемый биологический наноконструктор, когда биологические системы участвуют в сборке сложных конструкций из наночастиц. В качестве простейшего примера такого конструктора можно привести самосборку наноструктур на основе одиночных молекул ДНК, привитых к наночастицам. Такие частицы будут соединяться только с теми частицами, которые несут вторую комплиментарную молекулу ДНК, прочно связываясь с образованием двойной молекулы ДНК. Причем для этого частицы даже не надо специально подводить друг к другу, они сами находят свою вторую «половинку», свободно плавая в растворе. Комбинируя молекулы ДНК, привитые к различным наночастицам, можно создавать достаточно сложные наноструктуры. Считается, что в будущем станет возможным создавать очень сложные наносистемы, используя механизмы, похожие на те, которые работают при строительстве живых организмов из отдельных клеток в живой природе.

Нанотехнология в настоящее время динамично развивающаяся научная дисциплина. Со стороны национальных правительств, регулирующих органов и деловых кругов существует стойкий интерес к ней. Спектр продукции, изготовляемой с применением нанотехнологий, уже сейчас довольно широк: солнцезащитные крема, предметы одежды, косметика, фармацевтические препараты, микрочипы, наполнители для автомобильных шин и т. д. По данным Woodrow Wilson International Centre, к октябрю 2010 года только в США было выпущено 580 изделий, изготовленных с применением нанотехнологий. Самая большая категория (61 %) - это продукция, которая имеет отношение к здоровью (одежда, косметика, солнцезащитные крема и т.д.), а 11 % составляют пищевые продукты и напитки. С марта 2006 г. рост в целом составил 175 %.

Пищевая промышленность. Из всех нанопродуктов наиболее широко при производстве продуктов питания и напитков используются биокатализаторы или ферменты. Фермент -наноразмерная молекула белка, которая выступает катализатором в химической реакции. Определенные ферменты можно выделить из организма, произведшего их, или изготовить искусственным путем, а затем применять в различных производственных процессах, включая производство потребительских товаров.

Приблизительно 80 % всех промышленных ферментов являются гидролазами и используются для деполимеризации природных веществ. Из данных ферментов 30 % составляет карбогидролаза, которая используется в хлебопечении, пивоварении, производстве алкогольных напитков и крахмала.

Тремя основными источниками натуральных ферментов являются растения, животные и микроорганизмы. Микроорганизмы используются более широко, чем растения и животные, поскольку их производство, как правило, дешевле, а их ферментный состав обычно легче прогнозировать и контролировать. Кроме того, легче организовать поставку сырья. Ферменты, производимые грибами (амилазы, диактазы и т.д.), изготавливаются путем стимуляции ферментации субстрата (например, отрубей или пырея) микроорганизмами.

В настоящее время ферменты широко применяются в производстве пищевых продуктов для улучшения текстуры, внешнего вида, питательной ценности и аромата продуктов питания. Ферменты также служат в качестве биодатчиков на токсичность и используются для оценки качества при производстве продуктов питания.

Ферменты имеют несколько преимуществ: биоразлагаемость и большая специфичность, благодаря которой уменьшается количество побочных реакций и побочных продуктов, и, следовательно, повышается качество продукции и снижается вероятность загрязнения.

По данным ВСС Research, производством и продажей промышленных ферментов занимается сравнительно мало компаний:

- США: Diversa Corp., Genencor, GDS Technology, Specialty Enzymes, ThermoGen;

- Германия: АВ Enzymes и X-Zyme;

- Великобритания: Biocataiysts Ltd;

- Дания: Novozymes.

Валовое потребление ферментов в отраслях продуктов питания и напитков (кроме производства спирта) составило (в млн. долл. США): в 2007 году - 765; в 2008 году – 688,5; в 2010 году - 805. По прогнозам специалистов в 2014 году их потребление возрастет до 976,5 млн. долл. США. Кроме того, данный сегмент быстрее будет расти на развивающихся рынках, на которых потребляются большие объемы продуктов питания по мере развития их экономик. В результате мировой рынок ферментов для продуктов питания и напитков будет расти с темпами, близкими к Согласно оценкам, средняя цена промышленных ферментов в 2007-2008 годах составляла около 20 тыс. долл. США за метрическую тонну, к 2014 году она снизится до 13,4 тыс. долл. США В производстве продуктов питания и напитков могут использоваться нанохимические датчики и нанобиодатчики.

Нанохимический датчик. Нанохимические датчики, в основном, связанны с ароматизацией и ароматизаторами продуктов питания и напитков. Наиболее часто эта технология разработана на основе использования наночастиц. В 2003 году ученые из Калифорнийского технологического института запатентовали химический «электронный нос» на основе наночастиц, предназначенный для анализа химического состава различных паров или жидкостей.

Чувствительность к различным молекулам достигается за счет количественного и качественного варьирования состава проводящих и/или непроводящих участков на матрице датчика. В качестве проводящих участков при этом используются проводящие наночастицы.

Ранее в прессе появлялись сообщения о том, что компания Sony работает над созданием «электронного носа» в рамках совместного проекта с Max Planck Institute.

Согласно этим сообщениям, в «электронном носе» будут использоваться наночастицы. Так датчик, использовавшийся для различения сортов кофе по аромату, представляет нечто аналогичное устройству, запатентованному компанией Sony в 2002 (Патент США No.6458327, «Electronic Device, Especially Chemical Sensor, Comprising A Nanoparticte Structure»).

Нанобиодатчик - это устройство, которое включает:

а) живой организм или продукт, получаемый от живых систем (например, фермент или антитело);

б) преобразователь для осуществления индикации, подачи сигнала или другой формы подтверждения присутствия определенного вещества в окружающей среде.

Активные элементы многих биодатчиков, таких как ферменты и антитела, имеют наноразмеры. Данные устройства, с некоторой оговоркой, можно считать нанобиодатчиками. Однако наиболее часто нанобиодатчиками называются только те биодатчики, которые включают структуры, выработанные на наноуровне (например, нанокантилеверы или наноиглы), а не материалы, которые изначально имеют наноразмеры, как, например, ферменты и антитела.

Например, в биодатчиках могут использовать флуоресцирующие или магнитные наночастицы. Данные наночастицы выборочно прикрепляются к определенным болезнетворным микроорганизмам в пище, после чего для обнаружения присутствия даже малейших следов этих микроорганизмов используются приборы, чувствительные к инфракрасному или магнитному излучению.

При производстве продуктов питания и напитков нанодатчики могут использоваться для следующих целей:

1. Мониторинг и контроль технологических процессов. Благодаря повышенной чувствительности и другим возможностям, нанодатчики, вероятно, заменят традиционные датчики, используемые в производстве продуктов питания и напитков для стабилизации параметров производственных процессов (температура, давление и т.д.) или станут их дополнением.

Уже разработаны нанодатчики. которые можно размещать внутри оборудования для производства и распределения продуктов питания (и, в конечном итоге, в упаковке для продуктов) для обнаружения болезнетворных микроорганизмов. Благодаря своему миниатюрному размеру, в одну микроматрицу можно поместить сотни или даже тысячи таких нанодатчиков, что позволит обнаруживать большое разнообразие болезнетворных микроорганизмов одновременно. Небольшой размер нанодатчиков также дает возможность проникнуть в самые мелкие трещины, где часто и скрываются болезнетворные микроорганизмы.

2. Разработка вкуса и аромата, Так называемые «электронные носы» используются для характеристики сложных вкусов или ароматов в виноделии. Нанохимические датчики могут значительно увеличить возможности этих приборов.

3. Мониторинг свежести. В добавление к мониторингу присутствия болезнетворных микроорганизмов или загрязнителей в производственном оборудовании в настоящее время разрабатываются нанодатчики, которые смогут контролировать состояние продуктов питания при транспортировке или хранении и сообщать о признаках порчи или загрязнения владельцам или потребителям продуктов питания.

Например, в одной из перспективных разработок наночастицы, входящие в состав упаковки, реагируют на изменения молекулярного состава начинающего скисать молока, что вызывает изменение цвета упаковки, В долгосрочной перспективе возможно даже, что те же самые нанодатчики в молочном пакете, вызывающие изменение цвета упаковки при порче молока, смогут также передавать сигнал о заканчивающемся сроке годности на ценник, для других скоропортящихся продуктов. Другие исследователи разрабатывают нанодатчики, которые можно поместить в техническую базу сбыта продукции, а также в саму упаковку для обнаружения присутствия различных болезнетворных микроорганизмов.

В альтернативной технологии нанодатчиков, которая еще находится в стадии разработки, используются либо наночастицы, которые светятся различными цветами в зависимости от присутствия того или иного болезнетворного микроорганизма, либо магнитные наночастицы, которые избирательно прикрепляются к определенным болезнетворным микроорганизмам. Работники, снабженные ручными инфракрасными или магнитными датчиками, могут обнаружить присутствие болезнетворных организмов и даже определить их количество.

Кроме того, разрабатываются чипы RFID (радиочастотной идентификации) с интегрированными матрицами нанодатчиков, предназначенные для обнаружения признаков порчи или появления болезнетворных микроорганизмов. Эта технология позволит отслеживать состояние продуктов питания удаленно, 4. Использование технологии нанофильтрации. В молочной промышленности процесс нанофильтрации в основном используется для выпаривания и частичной деминерализации жидкой сыворотки. Сыворотка содержит углеводы (лактозу), белки, минералы, витамины и небольшое количество жира. Помимо этого, белки и лактозу часто отделяют для использования в производстве других пищевых продуктов или в качестве пищевых добавок.

Как правило, процесс отделения белков от сыворотки происходит путем ультрафильтрации, тогда как нанофильтрация используется в следующем этапе процесса для удаления минеральных солей и оставления лактозы и витаминов. Данный процесс называется деминерализацией сыворотки. Растворенное вещество, получаемое в результате нанофильтрации, состоит из соленых сточных вод, тогда как концентрат содержит обессоленные углеводы сыворотки, жир и витамины.

Нанофильтрация, как правило, делает возможным уровень деминерализации на уровне 35 % за один этап и до 45 % за два этапа (после разбавления концентрата он снова проходит этап нанофильтрации). К другим применениям нанофильтрации в молочной промышленности можно отнести предварительное сгущение молока при изготовлении сыра, а также частичную деминерализацию молока.

Нанофильтрация также используется в сахарной промышленности для получения сахара в концентрированной форме. Нанофильтрационная мембрана позволяет воде проходить, удерживая сахар с образованием раствора концентрата.

С точки зрения концептуальных положений нанотехнологии (работа со структурами-карликами на уровне 1 нм) Храмцов А.Г. приводит дисперсный состав молочной сыворотки (табл. 1).

Анализируя данные таблицы в контексте состава и размеров диссперсных компонентов (молочный жир на уровне 2 мкм - эмульсия, мицеллы казеина более 100 нм - коллоиды), следует сделать очень важный вывод: молочная сыворотка является идеальным сырьем для нанотехнологических операций. Более 80 % сухого вещества (не считая воды) представлено компонентами, размер которых идеализирован к нанообласти: лактоза (70 %) - на уровне 1 нм; минеральный комплекс (в основном) - менее 1 нм в диссоциированном (молекулы и атомы) состоянии; сывороточные белки (от 10 нм) полностью соответствуют структуре нанокластеров. Например, можно уже демонстрировать феномен нанотрубок (рис. 3), которые приемами нанотехнологии формируются из обычного для отрасли альбуминового молока.

Рис. 3. Формирование структуры нанотрубок из белков молочной сыворотки Причем его получение осуществляется «отвариванием» (тепловая денатурация). А затем путем специальной физико-химической обработки кластеров формируются нанотрубки, из которых получают желательные ингредиенты, например, полноценные низкокалорийные (и дешевые) заменители жира.

5. При получении более легких и прочных, термоустойчивых и обладающих антимикробным действием, упаковочных материалов. Например, глиняный нанокомпозитный материал применяется при производстве пластиковых бутылок для увеличения срока хранения пива и придания бутылкам большей прочности.

Группа Helmut Kaiser Consultancy Group предсказывает, что к 2015 г. нанотехнологии будут применяться уже в 40 % пищевой индустрии.

Вместе с тем, вопросы оценки безопасности искусственно создаваемых и вводимых или мигрирующих в пищу инженерных наночастиц серебра, селена, двуокиси титана чрезвычайно актуальны и нигде в мировой практике практически не решены до настоящего времени.

Антибиотические свойства серебра известны с 19 века, когда оно широко использовалось в коллоидной форме для лечения различных инфекций. После появления антибиотиков использование серебра пошло на спад, но в настоящее время, в связи с растущей проблемой бактерий, устойчивых к воздействию антибиотиков, производство и использование коллоидных форм серебра получило новое развитие.

Известно, что бактерии не могут вырабатывать аналогичную устойчивость к серебру, так как ионы серебра воздействуют на ферменты, необходимые бактериям для усвоения кислорода, и они погибают от удушения.

С начала 1990 года в США и других странах потребителям предлагают продукты коллоидного серебра в качестве пищевых добавок. Однако постоянное употребление серебра даже в малых дозах, может вызвать хроническое заболевание, связанное с повышенным содержанием серебра в организме - аргентоз или аргироз.

Наиболее известный человек, страдающий аргентозом - Пауль Карасон, имеющий в США прозвище Blue Man. Впервые информация в прессе о нем была опубликована 20 декабря 2010 года. Он более 15 лет принимал препараты коллоидного серебра (наносеребра).

Изначально с помощью коллоидного серебра Пауль Карасон пытался избавиться от тяжелой формы дерматита. Дерматит прошел, но появился аргироз - болезнь, вызванная длительным отложением в организме серебра, его соединений или серебряной пыли, которая развивается при длительном применении больших доз серебра - концентрацией раствора 30-50 мг/л в течение 7-8 лет с лечебной целью, а также при работе с соединениями серебра в производственных условиях.

Заболевание характеризуется необратимой сильной пигментацией кожи, принимающей серебристый или синевато-серый оттенок. Способов лечения на данный момент не существует, хотя ограниченно может помочь лазерная терапия.

В 1999 году FDA проводит компанию против рекламы диетических пищевых добавок на основе коллоидного серебра, продукты коллоидного серебра должны проходить все процедуры как при заявке на новое лекарство. В 2003 году в США было арестовано 132 480 бутылок пищевой добавки Seasilver на основе коллоидного серебра на сумму около 5,3 млн. долл. США. В 2007 году его потребление в качестве пищевой добавки было незначительным, так как вся отрасль потребляла менее 150 г наночастиц серебра, в ближайшие годы существенного роста потребления пищевых добавок на основе серебра не ожидается.

К сожалению, большинство пищевой нанопродукции на данный момент оценивается как потенциально опасное.

Проблемы нанобезопасности, включая безопасность пищевой продукции, были сформулированы и активно разрабатываются в качестве приоритетных рядом правительственных, межправительственных и общественных организаций:

1.EFSA (European Food Safety Authority, Евросоюз), 2. SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks, Евросоюз), 3. DEFRA (Department for Environment, Food and Rural Affairs, Великобритаия), 4. FSA (Food Standards Agency, Великобритания), 5. FDA (Food and Drug Administration, США), 6. US EPA (U.S. Environmental Protection Agency, США), 7. ISO (International Organization for Standartization), 8. NATO, PEN (Project on Emerging Nanotechnologies) и др.

В Российской Федерации хорошо понимают эту проблему. Вопросы пищевой нанобезопасности в настоящее время разрабатываются в рамках Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы», Государственный контракт № 01.648.12.3023 «Разработка нормативно-методического обеспечения и средств контроля содержания и безопасности наночастиц в продукции сельского хозяйства, пищевых продуктах и упаковочных материалах», основными исполнителями которого являлись Московский государственный университет пищевых производств (МГУПП) – головной исполнитель, научно-исследовательский институт питания РАМН, Всероссийский научноисследовательский институт метрологической службы, Институт биохимии РАН им.

А.Н. Баха и Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Цель проекта - создание комплекса методов, средств и руководств по их применению для контроля содержания и безопасности наночастиц и наноматериалов, содержащихся в сельскохозяйственной продукции, пищевых продуктах и упаковочных материалах. В рамках этого проекта был разработан «Перечень критериев безопасности наночастиц и наноматериалов». Основные критерии безопасности включают следующие:

1. Происхождение наноформы Любой наноматериал может быть получен двумя способами: дроблением макроскопического объекта до уровня нанодисперсии (top-down) или ассоциацией молекул (bottom-up).

В тех случаях, когда макроформа или молекулярная форма являются натуральными, а, следовательно, и нетоксичными для человеческого организма компонентами, то получаемая из них наноформа должна априорно признаваться безопасной до тех пор, пока в каждом конкретном случае не доказано противное. Примерами таких безопасных нано-материалов в соответствии с данной классификацией служат нанодисперсии бета-каротина, коэнзима Q10, карбоната кальция или натуральных глинистых минералов (top-down) и нанотрубки молочного белка альфалактальбумина (bottom-up).

Остальные нанодисперсии пока следует рассматривать как потенциально опасные. В пищевой отрасли к таковым относят нанодисперсии серебра, селена, золота, железа, двуокиси титана, двуокиси кремния (кремнезм, диатомит, силикагель), окиси цинка.

2. Растворимость наноматериалов в воде и биологических жидкостях Этот критерий позволяет подразделять все наноматериалы на те, которые за счет быстрого растворения утрачивают свою наноидентичность при попадании в желудочно-кишечный тракт, и те, которые ее сохраняют. Потенциальную опасность в качестве наноматериалов представляют только вторые, а безопасность материалов первой категории определяется только уровнями традиционных токсических контаминантов (тяжлых металлов, пестицидов, радионуклидов, микотоксинов, полиароматических углеводородов и т. д.), а также микробиологических загрязнителей. В определнной дозе такие материалы могут быть токсичными, но эта токсичность обусловлена их молекулярными формами, а не исчезающей при попадании в организм наноструктурой.

3. Размеры нанодисперсии Благодаря достоверно установленной способности наночастиц проникать сквозь клеточные мембраны, оценку потенциальной опасности следует проводить для нерастворимых в воде и биологических жидкостях, ненатуральных для организма нанодисперсии частиц, наибольший размер которых не превышает 100 нм. Согласно этому критерию, оценка потенциальной опасности должна проводиться для частиц, все три измерения которых лежат в пределах 100 нм.

Пленки и волокна, у которых, соответственно, два или один размер существенно превышают наноуровень, априорно следует оценивать исходя из общих критериев безопасности, пока в каждом конкретном случае не доказана необходимость учета рисков, связанных с наноразмерными эффектами.

К сожалению, из-за сложной структуры пищевых продуктов (наличие собственных коллоидных структур, многокомпонентность и многофазность, изменчивость в течение времени) непосредственное применение общепринятых методов для анализа и контроля невозможно.

Исследование продуктов питания на предмет наличия в них наночастиц с целью определения их формы, размера и концентрации в продуктах питания проводят в несколько этапов:

1. На этапе отбора образца должна соблюдаться стерильность, так как продукты питания могут быть богатой питательной средой для различных микроорганизмов, что особенно актуально для таких продуктов, как молоко, соки, пиво и т. д.

2. Пробоподготовка - ключевой этап в исследовании, так как именно этот этап позволяет применять стандартные методы исследования. Основная цель пробоподготовки - получить препарат, который можно исследовать стандартными методами.

В связи с этим, в зависимости от исследуемого объекта, пробоподготовка различается. В частности, при исследовании пива нужно сделать лишь серию разбавлений, а для исследования молока необходимо предварительное проведение гидролиза, диализа, центрифугирования.

Исследовать продукты питания после пробоподготовки можно различными стандартными методами, например - метод атомно-силовой микроскопии (АСМ).

Исследуемое вещество в этом методе - раствор наночастиц в воде или другом растворителе, не содержащим посторонних веществ или содержащим их в малых количествах. Данный раствор наносят на подложку (слюда, полимер) и после высыхания проводят измерения.

3. На этапе анализа данных осуществляют обработку информации, полученной в результате исследования, включающую выравнивание изображений, использование различных фильтров, применение программ для статистического анализа.

На выходе получают статистические данные о форме и размерах частиц. Также можно сделать вывод о концентрации частиц при применении определенных методов.

При определении наночастиц серебра, которое обладает высокой бактерицидной активностью и в связи с этим используется в упаковке, необходимо учитывать что в зависимости от типа упаковки миграция таких частиц в продукт может происходить с разной скоростью или в идеальном случае не происходить вовсе. Важное условие - нахождение наночастиц в продукте в допустимых концентрациях.

Таким образом, можно сделать вывод, что использование нанотехнологий в пищевой промышленности является весьма перспективным, но требует серьезных исследований, особенно по безопасности пищевых продуктов.

1. Головин, Ю.И. Наномир без формул / Ю. И. Головин; под ред. Л. Н. Патрикеева. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 544 с.

2. Рамбиди Н.Г. Физические и химические основы нанотехнологий. - М.:

Физматлит, 2009. - 455 с.

3. Кац Е.А. Фуллерены, углеродные нанотрубки и нанокластеры: Родословная форм и идей. - М.: Книжный дом "Либроком", 2009. - 294 с.

4. Витязь П.А., Свидунович Н.А. Основы нанотехнологий и наноматериалов:

Учеб. Пос. - Мн: Вышэйшая школа, 2010. - 302 с.

5. Морзунова И.Б., Губина Н.В., Тихонова Е.В. Проблемы современной нанотехнологии. - М.: Дрофа, 2010. - 288 с.

6. Рынок нано: от нанотехнологий – к нанопродуктам. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 319 с.

7. Храмцов А.Г. Адаптация доктрины нанобиомембранных технологий на основе кластеров молочной сыворотки // Молочная промышленность, 2010.

8. Gelderman M.P., Simakova О., Clogston J.D., PatriAX., Siddiqui S.F., VostalA.C, SimakJ. Adverse effects of fullerenes on endothelial cells: fullerenol C60(OH)24 induced tissue factor and ICAM-I membrane expression and apoptosis in vitro // International Journal of Nanomedicine. 2008. Vol. 3.

9. Huang C.C., Aronstam R.S., Chen D.R., Huang Y.W. Oxidative stress, calcium homeo-stasis, and altered gene expression in human lung epithelial cells exposed to ZnO nano-particles // Toxicol In Vitro. 2009. (September, Available online).

10. Parfenov A.S., Salnikov V., Lederer WJ., Lukyanenko V. Aqueous Diffusion Pathways as a Part of the Ventricular Cell infrastructure // Biophysical Journal. 2006. Vol.

90.

ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ

МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ, ПРОИЗВЕДЕННЫХ НА ТЕРРИТОРИЯХ

ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденная Указом Президента Российской Федерации от 30 января 2010 г. № 120;

Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года, утвержденные распоряжением Правительства Российской Федерации от 25 октября 2010 г. № 1873-р;

Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от августа 2010 г. № 593н "Об утверждении рекомендаций по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающим современным требованиям здорового питания";

Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации на период до 2020 года. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 17 апреля 2012 г. № 559-р.

Важно понимать, что только нормативный контроль качества и безопасности пищевой продукции, осуществляемый на всех этапах жизненного цикла – от ведения технологических операций производства до стадии реализации на потребительском рынке, позволит обеспечить условия безопасности для конечного потребителя.

Особого внимания требует проблема применения в производстве условно годного по качеству сырья, так как большая его часть имеет отклонение по целому ряду показателей, в числе которых контаминанты химической природы. Известно, что от до 100 % загрязнителей внешней среды может поступать в организм человека с пищей, поэтому поиск путей минимизации их содержания позволит обеспечить эффективное использование сырьевых ресурсов и безопасность продуктов их переработки.

Среди неблагоприятных факторов среды обитания, определяющих риски для здоровья населения в ряде регионов России, наиболее значимыми являются экологические проблемы, весомую часть которых составляет проблема химического загрязнения продуктов питания, в частности соединениями тяжелых металлов. Особенно актуальна эта проблема для промышленно развитых регионов страны, в числе которых территории Уральского региона, имеющие высокий уровень концентрации промышленного производства. Предложены различные подходы к решению обозначенной проблемы в технологии молочных продуктов, среди которых использование природных адсорбционных материалов, способствующих связыванию и выведению из организма лактирующих животных ионов тяжелых металлов. Однако количество исследований по оценке качества полученного при этом молока достаточно ограничено, а система прослеживаемости сохранения исходных показателей качества фактически отсутствует.

В связи с этим, практический интерес представляет разработка и совершенствование физических и биотехнологических методов, позволяющих улучшить чистоту сырья и, в конечном счте, повысить потребительские достоинства готового продукта. Среди действий, направленных на минимизацию рисков, можно выделить подход к организации технологии производства, сочетающей различные приемы деконтаминации.

Оценка возможностей производства молочной продукции в соответствии с требованиями потребителей, при условии получения условно годного сырья, осуществлялась на основе товароведной оценки и исследования миграции контаминантов в следующей ассортиментной линейке молочных продуктов: пастеризованное молоко, топленое молоко, кисломолочные напитки, сметана, творог, сливочное масло.

Указанные объекты исследования были получены из сырья территорий с различным уровнем экологического благополучия, были выделены зоны кризисного, критического, напряженного и условно-удовлетворительного состояния среды.

Результаты органолептической оценки исследуемых объектов свидетельствовали о годности молочных продуктов, так как усредненные значения, полученных балловых оценок, лежат в зоне приемлемости и выше ее, а в комплексе физикохимических показателей качества (кислотности, плотности, массовой доле влаги) значительных отклонений от требований не было выявлено для продукции всех зон.

Анализ результатов исследования содержания контаминантов в исходном сырье и продуктах его переработки позволил установить тенденции перераспределения тяжелых металлов в ходе технологических процессов. Наибольшие изменения происходят в уровне контаминации при переработке молока, полученного с территорий напряженной и условно-удовлетворительной зон. Ряд устойчивости контаминации по убывающей среди элементов имеет следующий вид: Pb ZnCuFe, но для каждой территории характер распределения устойчивости был свой:

зона кризисного состояния: Zn Pb Fe Cu;

зона критического состояния : Zn Cu Pb;

зона напряженного состояния: Zn Pb Cu Fe;

зона условно-удовлетвлетворительного состояния: Zn Pb Cu.

Следовательно, отсутствие системы прослеживаемости контаминации на этапе запуска молочного сырья в производство создает необходимость, в условиях реального производства, поиска путей встраивания процессов деконтаминации в технологии производства, как фактора обеспечения безопасности вырабатываемой продукции.

Другим важным аспектом для выбора приемов деконтаминации является анализ кумулятивной способности компонентов молока. Учитывая различное сродство тяжелых металлов (ТМ) с составными частями молока, можно сказать, что степень их перехода в продукты переработки коррелирует с количеством сухих веществ молока и концентрацией отдельных составных частей и, прежде всего, с белковой и водной фракциями.

Результаты исследования распределения ТМ в различных фракциях дисперсной системы молока позволили сформировать схему их убывающего распределения (рис. 1).

Рис. 1. Схема убывающего распределения тяжелых металлов Данная модель фракционной нагрузки может быть использована для прогнозирования производства безопасных молочных продуктов (БМП) с учетом начальной контаминации сырья. Для более детального изучения возможностей указанной модели были выделены две основные фракции – белково-жировая (коагулят) и водно-белковая (сыворотка), которые явно отличались по содержанию тяжелых металлов. Рассматривая каждый металл в отдельности, и сопоставляя их содержание в коагуляте и сыворотке, были установлены следующие соотношения, которые представлены ниже:

Представленные соотношения указывают, что белково-жировая (БЖ) фракция обладает более высокой кумулятивной способностью в отношении всех металлов, кроме свинца, чем водно-белковая (ВБ). Это возможно обусловлено, различием в количестве и влагоудерживающей способности белков сыворотки и коагулята, и на наш взгляд, определяет силу удержания водорастворимых контаминантов в среде.

Более детальную характеристику влагоудерживающей способности белков каждой фракции дают данные термического анализа (рис. 2). Термограммы синхронного термического анализа коагулята и сыворотки с масс-спектрометрическим анализом выделяющихся газов (H2O и CO2) адекватно описывают термодинамические процессы сложных по химическому составу фракций молока.

Дифференциальные кривые DTA нагревания фракций имеют два термических эффекта, однако линия DTA сывороточной фракции (рис. 2б) имеет характерный внутренний излом при температуре 137,3 °С с потерей влаги в объеме 8,01 %. Изменения в коагуляционной фракции (рис. 2а) имеют несколько иной характер, первый термический эффект сопряжен с потерей 0,46 мг влаги около 170 °С.

Достаточно сильно различаются два этапа потери массы в области 150…250 °С, связанные с разложением сахаров. В противоположность этому для обезвоживания растворов аминокислот (до 5 %) кривые имеют неспецифически широкую эндотерму, заканчивающуюся примерно при температуре 70 °С, а затем меняющиеся эндотермальные пики при температурах между 70 ° и 200 °С.

Поведение металлов в биологических средах во многом зависит от специфичности миграционных форм и вклада каждой из них в общую концентрацию металла в системе объекта. От состояния, в котором находится металл, а также формы его миграции в среде зависит токсичность металла и доступность его сорбции. Белки молока, особенно серосодержащие аминокислоты становятся мишенями, способными к хелатированию тяжелых металлов.

Переход металлов в металлокомплексную форму с сывороточными белками может обусловливать увеличение суммарной концентрации ионов металла за счет перехода его в раствор. Кроме того, наибольшей устойчивостью комплексы тяжелых и переходных металлов обладают в слабокислых и слабощелочных средах (рН 5…8), так как в сильнокислых растворах донорные атомы полимеров протонируются, а в сильнощелочных растворах ионы металлов склонны к образованию гидроксокомплексов и гидроксидов.

Это прослужило основанием для поиска комплексных приемов воздействия на систему молока, позволяющих максимально обеспечить безопасность продуктов переработки. На данном этапе исследования оценивалась возможность сочетания сорбента с электрофизическим воздействием для минимизации контаминации. Был определен характер изменения состояния тяжелых металлов в дисперсной системе молока на основе объемов уноса как фактора разрушения химических связей металлокомплексов в молоке.

Рис. 2. Кривые распределения термогравиметрического анализа На основе анализа результатов исследования были определены следующие тенденции изменения контаминации:

Наиболее эффективным является обработка сырого молока ультразвуком в течение 5 минут с последующей обработкой его сорбентом; обработка молока ультразвуком в течение 1 и 3 минут приводит к некоторому увеличению массовой доли свинца, мышьяка и ртути, хотя и остается в пределах ПДК, кроме массовой доли свинца.

Полученные ряды распределения показателей указывают на явное влияние длительности электрофизического воздействия на остаточную контаминацию, при этом стабильности снижения содержания тяжелых металлов не достигается, кроме воздействия наносекундными электромагнитными импульсами с экспозицией минут.

Последующая работа была направлена на изучение влияния комплексных методов деконтаминации в отношении молочного сырья на потребительские свойства продуктов его переработки. В исследованиях доказана возможность применения инновационных технологий деконтаминации для оптимизации потребительских свойств БМП, установлено положительное влияние на изменение их органолептических и физико-химических показателей качества. По отношению к контролю напитки превосходили по таким показателям, как вкус и консистенция, что является приоритетным для потребителей.

Таким образом, результаты исследования позволили комплексно оценить возможности использования приемов деконтаминации молочного сырья на территориях техногенного загрязнения для формирования потребительских свойств молочных продуктов и обеспечения их безопасности в условиях информационной неопределенности. Кроме того, современное состояние потребительского рынка, вступление России во Всемирную торговую организацию предопределят для отечественных производителей необходимость выхода на новый уровень контроля качества, так как основной целью всех участников ВТО является обеспечение защиты здоровья потребителя, а, следовательно, и высокого уровня безопасности пищевой продукции.

1. Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденная Указом Президента Российской Федерации от 30 января 2010 г. № 120.

2. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания, безопасность и экспертиза продовольственных товаров: Учебник. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. унта, 1999. – 448 с.

3. Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации на период до 2020 года. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 17 апреля 2012 г. № 559-р.

4. Тепел А. Химия и физика молока. – СПб.: Профессия, 2012. – 824 с.

5. Черников В.А., Соколов О.А. Экологически безопасная продукция. – М.:

Колос, 2009. – 438 с.

ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИРОВОГО КОМПОНЕНТА

ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Для обеспечения биологической полноценности кулинарные жиры должны по возможности соответствовать действующим рекомендациям Роспотребнадзора МР 2.3.1.2432-08 по жирно-кислотному составу пищевых жиров для питания здорового организма (табл. 1).

Однако указанные нормативы могут относиться только к смесям природных жиров и масел, поскольку в них не приведено содержание геометрических и позиционных изомеров ненасыщенных жирных кислот.

В настоящее время можно считать твердо установленным, что при потреблении в пищу жиров, содержащих транс-изомеры ненасыщенных жирных кислот, риск ишемической болезни сердца и других заболеваний сердечно-сосудистой системы возрастает в несколько раз. Кроме того, имеются медицинские исследования, указывающие на связь потребления транс-изомеров с риском опасного повышения уровня холестерина в крови, возникновения диабета типа 11, болезни Альцгеймера, метаболического синдрома, ожирения, дисфункции печени, желчнокаменной болезни и бесплодия.

Технический регламент Таможенного Союза ТР ТС 024/2011 на масложировую продукцию утвержден решением Комиссии Таможенного Союза от 9 декабря 2011 г. № 883 и вводится в действие с 01.07.2013 г. Установленные этим документом нормы содержания транс-изомеров в масложировой продукции приведены в табл. 2.

Состав жировых продуктов для питания здорового человека [1] Соотношение полиненасыщенных кислот 6/3 от 5 до 15 21,6/1,4…28,4/5, Нормирование транс-изомеров в масложировой продукции стран, входящих Эквиваленты масла какао, улучшители Заменители молочного жира, мягкие и Жиры специального назначения (кули- не нормированарные, кондитерские, хлебопекарные) ны 20,0 2, В соответствии с последними рекомендациями ВОЗ, допустимое содержание транс-изомеров ненасыщенных кислот в пищевых жирах должно составлять не более 1 % от суточной калорийности рациона, что соответствует примерно 2 % по отношению к жировой фазе продукта. На основе рекомендаций ВОЗ, в странах ЕС с 19.07.2010 г. установлены жесткие нормы по содержанию транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот в жировых продуктах (табл. 3).

Нормирование содержания транс-изомеров за рубежом Рекомендации ВОЗ 1 % по калорийности от суточного потребления энергии Великобритания 2 % по калорийности от суточного потребления энергии В США единая норма содержания транс-изомеров не установлена. С 01.01.2006 г. на этикетке продукции содержание транс-изомеров указывается отдельной строкой от насыщенных жирных кислот. При содержании транс-изомеров не более 3,6 % продукт считается не содержащим транс-изомеров [3, 4].

Таким образом, рекомендованные ВОЗ уровни содержания транс-изомеров в масложировой продукции будут обеспечены отечественной промышленностью не ранее 2018 г. В то же время вступление России в ВТО и необходимость всемерного повышения безопасности кулинарной продукции для потребителей требуют безотлагательного снижения содержания транс-изомеров в специальных жирах и маргаринах до соответствия общеевропейским нормам.

Нормирование транс-изомеров олеиновой кислоты требует кардинального пересмотра технологии получения твердого компонента пищевых жиров. Особенно остро стоит вопрос для тех стран, где основным сырьем для производства маргариновой продукции являются жидкие растительные масла (США, Россия и др.). Практически это означает прекращение применения для пищевых продуктов селективно гидрогенизированных жиров, которые использовались более 100 лет, и замену их растительными аналогами молочного жира и топленого свиного жира, которые возможно получить современными физическими и биотехнологическими методами (табл. 4).

Реальные сложности полного перехода на инновационные методы модификации жирового сырья (энзимная переэтерификация, фракционирование) объясняют отсутствие энтузиазма у отечественных производителей по отношению к введению жестких нормативов по содержанию транс-изомеров в маргариновой продукции.

Освоение новой технологии производства пищевых жиров предполагает:

Содержание твердой фазы в структурированных жирах Массовая доля твердой фазы ТТГ, %, при температуре, оС:

а) закрытие гидрогенизационных заводов или переоснащение их для производства глубоко гидрогенизированных растительных масел;

б) развитие переэтерификации на энзимных катализаторах или на алкоголятах натрия;

в) широкое применение фракционированных жиров.

Для получения кулинарных жиров нового поколения будут использованы:

- смеси топленые с пальмовым маслом и его фракциями (предпочтительно с использованием переэтерифицированных жиров);

- переэтерифицированные смеси пальмового масла или пальмового стеарина, топленых животных жиров и глубоко гидрогенизированных растительных масел с жидкими растительными маслами.

Наряду с прекращением использования транс-изомеризованных жиров особое внимание должно быть уделено зашите кулинарных жиров от окисления, особенно при производстве продуктов «быстрого питания», изготовленных обжаркой во фритюре.

За последние 10 лет объем мирового производства продуктов, обжаренных во фритюре, вырос примерно в 10 раз. В нашей стране на производство продуктов «быстрого питания» расходуется более 200 тыс. тонн фритюрных жиров в год. Среди потребителей продуктов «фаст-фуд» значительное место занимает молодежь, что делает задачу производства безопасной фритюрной продукции особенно актуальной.

Нормативы показателей безопасности фритюрных жиров по СанПиН 2.3.2.1078-01 и СанПиН 2.3.6.959-00 приведены в табл. 5.

В 2007- 2009 годах сотрудниками кафедры технологии и организации питания СПбГТЭУ совместно со специалистами Саратовского ГАУ им. Вавилова были проведены исследования, показавшие отрицательное влияние транс-изомеров ненасыщенных кислот и продуктов окисления в диете на состав крови подопытных животных и состояние органов пищеварительного тракта.

Нормативы показателей безопасности фритюрных жиров Наименование показателя и единица измерения Перекисное число, мэкв активного кислорода/кг, не более Массовая доля вторичных продуктов, нерастворимых в петролейном Установлено, что свежий фритюрный жир, содержавший около 15 % трансизомеров олеиновой кислоты, который еще не подвергался термическому воздействию, оказал резко отрицательное влияние на состояние слизистой желудка, структуру печени, состояние аорты.

В контрольном эксперименте животные, потреблявшие пальмовый олеин, не содержащий транс-изомеров олеиновой кислоты, не обнаружили каких-либо отрицательных изменений внутренних органов и состава крови.

После использования обоих видов фритюрных жиров для жарки продуктов и накопления в них продуктов окисления, показатели крови и состояние органов пищеварительного тракта показали примерно одинаковое отрицательное влияние продуктов окисления в обоих жирах [5, 6].

Защита фритюрных жиров от окислительной порчи должна осуществляться с использованием природных антиоксидантных комплексов, включающих токоферолы, токотриенолы и др. Важное значение имеет ежедневная адсорбционная очистка фритюрных жиров от продуктов окисления активными адсорбентами на основе силиката магния.

Особое внимание следует обратить на ограничение использования трансизомеризованных жиров в детском питании. Не допускается использовать в питании детей и подростков масло (спреды) с добавками гидрогенизированных растительных жиров.

Маргарины бутербродные и спреды (с минимальным содержанием трансизомеров жирных кислот) могут использоваться в питании детей и подростков лишь ограниченно, в основном в составе булочных и мучных кондитерских изделий [7].

1. Повышение безопасности кулинарной продукции для потребителей требует безотлагательного перехода на производство негидрогенизированных кулинарных жиров с минимальным содержанием транс-изомеров (не более 2%).