Контроль вмісту нітратів і шкідливих речовин в овочах, фруктах та інших продуктах харчування. Частина 2

Контроль вмісту нітратів в харчових продуктах є важливим елементом забезпечення їхньої якості. Здійснюється він за двома напрямками:

• Контроль якості продукції виробником.
• Державний нагляд за якістю харчових продуктів.

Державний санітарний нагляд за відповідністю продуктів встановленим санітарним нормам здійснює центральний орган виконавчої влади, який забезпечує реалізацію державної політики у сфері безпеки харчових продуктів. Контролюється вміст азотовмісних сполук:

• нітратів – в плодово-овочевій продукції;
• N-нітрозамінів – у рибі й морепродуктах, м'ясних продуктах і пивному солоді.

Однак періодичність контролю на законодавчому рівні не встановлена.

РЕКОМЕНДОВАНА ПЕРІОДИЧНІСТЬ КОНТРОЛЮ

З огляду на те, що 70–90% добової кількості нітратів надходить в організм людини з овочами, особливу увагу слід звертати на ті види овочів, які дають найбільше нітратне навантаження (картопля, баштанні). Рекомендована періодичність контролю цих продуктів становить один раз на десять днів, періодичність контролю фруктів і ягід, молока і молочних продуктів – один раз на місяць. Особливо важливим є контроль за вмістом нітратів в продукції, призначеній для дитячого і дієтичного харчування, періодичність контролю яких становить також один раз на 10 днів.

ДОПУСТИМІ РІВНІ НІТРАТІВ В ОВОЧАХ: ЗАКОНОДАВЧЕ РЕГУЛЮВАННЯ

Лабораторіями харчової токсикології Науково-дослідного інституту МОЗ України затверджені гранично допустимі рівні нітратів в плодово-овочевій продукції (ДЕРЖАВНІ ГІГІЄНІЧНІ ПРАВИЛА І НОРМИ «Регламент максимальних рівнів окремих забруднюючих речовин у харчових продуктах», наказ №368 від 13.05.2013).

Для визначення нітратів і нітритів розроблений цілий ряд методик

Визначати нітрозаміни в продуктах харчування набагато складніше. Завдяки летючості нітрозамінів, як правило, для цих цілей використовують газову хроматографію з флуоресцентним детектором.

Фотометричний метод визначення нітритів і нітратів в овочах

Фотометричний метод визначення нітратів і нітритів поширюється практично на всі продукти: всі види свіжої і кулінарно-переробленої рослинної продукції; на плодоовочеві консерви, включаючи консерви для дитячого харчування, у рецептуру яких можуть входити, крім рослинної частини, також жири, м'ясо, молочні продукти; на всі види зерна і зернопродуктів; на всі види молочних продуктів.

Суть методу полягає в екстрагуванні їх водою, очищенні екстракту і фотометричному вимірюванні інтенсивності забарвлення азосполуки, що утворюється при взаємодії нітритів з ароматичними амінами.

• Нижня межа визначення нітритів – 0,02 мг NO₂ в 1 см³ колориметрованого розчину
• Нижня межа визначення нітритів в аналізованої пробі – 0,1 мг NO₂/кг (для рідких продуктів) и 0,5 мг NO₂/кг (для твердих продуктів)

Суть методу полягає в екстрагуванні їх водою, очищенні екстракту, відновленні нітратів до нітритів на кадмієвій колонці з наступним фотометричним вимірюванням інтенсивності забарвлення азосполуки, що утворюється при взаємодії нітритів з ароматичними амінами.

• Нижня межа визначення нітратів – 0,03 мг NO₃ в 1 см³ колориметрованого розчину

ІОНОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІТРАТІВ У ОВОЧАХ І ФРУКТАХ

Суть методу полягає в отриманні нітратів з аналізованого матеріалу розчином алюмокалієвих квасців із подальшим вимірюванням їх концентрації в отриманій витяжці за допомогою ІСЕ. Для прискорення аналізу замість витяжки може бути використаний сік аналізованої продукції, розведений розчином алюмокалієвих квасців. При аналізі капусти для руйнування домішок, що заважають визначенню нітратів, додатково проводять їх окислення марганцевокислим калієм.

Метод непридатний, якщо вміст хлоридів в уже згадуваному матеріалі більш ніж в 25 разів перевищує вміст нітратів за їхньої концентрації до 50 мг/кг і в 50 разів – за більш високої.

Існує методика виконання вимірювань концентрацій нітратів в харчових продуктах методом іонної хроматографії, що ґрунтується на вилученні нітратів з аналізованого продукту водою та аналізі отриманої водної витяжки методом іонної хроматографії.

Для визначення N-нітрозамінів використовують два варіанти флуориметричного методу і хемілюмінесцентний метод.

ФЛУОРИМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІТРОЗАМІНІВ

Метод визначення N-нітрозамінів в харчових продуктах та продовольчій сировині включає такі стадії:

• Виділення летких N-нітрозамінів шляхом перегонки з парою або у вакуумі
• Екстракція хлористим метиленом нітрозамінів із водного дистиляту
• Концентрація екстракту
• Денітрозування нітрозамінів бромистим воднем в оцтовій кислоті
• Алкування утворених амінів 8-метокси-5-хінолінсульфонілазірідіном (КАЕ-похідні)
• Розділення і кількісне визначення утворених флуоресціюючих 8-метокси-5хінолінсульфонамідних похідних (КАЕ-похідні) в тонкому шарі силікагелю

Ідентифікацію нітрозамінів здійснюють порівнянням рухливості в тонкому шарі силікагелю флуоресціюючих КАЕ-похідних зі зразка з рухливістю відповідних стандартних похідних: діетиламіну – КАЕ-ДМА, діетиламіну – КАЕ-ДЕА, діпропіламіну – КАЕ-ДПА.

В основі напівкількісного визначення лежить візуальне порівняння інтенсивності флуоресценції плям КАЕ-похідних зі зразка з інтенсивністю флуоресценції плям стандартних сполук.

Для кількісного визначення їх витягують із сорбенту і вимірюють величини флуоресценції КАЕ-похідних із використанням флуорометра.

ХЕМІЛЮМІНЕСЦЕНТНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІТРОЗАМІНІВ (АРБІТРАЖНИЙ)

Метод ідентифікації та кількісного визначення нітрозамінів полягає у виділенні летких нітрозамінів шляхом перегонки з парою або у вакуумі, екстракції хлористим метиленом нітрозамінів із водного дистиляту, концентруванні екстракту, розділенні суміші методом газорідинної хроматографії і кількісному визначенні немодифікованих нітрозамінів за допомогою високоселективного і високочутливого хемілюмінесцентного (термоенергетичного) детектора ТЕА-502.

Ідентифікацію нітрозамінів здійснюють за часом утримування порівняно з параметрами утримування стандартних нітрозамінів. Кількісне визначення проводять методом абсолютного калібрування із систематичним контролем каліброваного коефіцієнта.

Для визначення вмісту нітратів в Україні діють такі нормативно-затверджені методи:

• ДСТУ ISO 6635:2004 Фрукти, овочі та продукти перероблення. Визначення вмісту нітратів та нітритів спектрометричним методом молекулярної абсорбції

Метод заснований на екстракції нітрату гарячою водою, осадженні шляхом додавання розчинів гексаціаноферата калію (II) і ацетату цинку та фільтрації осаду, із подальшим відновленням нітрату до нітриту металевим кадмієм (тільки для визначення нітрату) і додаванням сульфаніламіду і N- (1-нафтил)етилендіамін дигідрохлориду. Інтенсивність забарвлення розчину утвореної червоної сполуки вимірюють спектрофотометрично при довжині хвилі 538 нм.

• ДСТУ 4948:2008 Фрукти, овочі та продукти їх перероблення. Методи визначення вмісту нітратів

Стандарт встановлює методи визначення нітратів: фотометричний та іонометричний.

Фотометричний метод заснований на екстракції нітратів з продукту, відновлення їх до нітритів на кадмієвій колонці з наступним фотометруванням розчину азосполуки, що утворюється при взаємодії нітритів з ароматичними амінами.

Іонометричний метод заснований на виведенні нітратів з аналізованого матеріалу розчином алюмокалієвих квасців із подальшим вимірюванням концентрації нітратів за допомогою іоноселективного нітратного електроду. Є експресним і дозволяє вести визначення в мутних і забарвлених середовищах. Для усунення домішок, що заважають визначенню нітратів, проводять їх окислення перманганатом калію. Однак метод застосовується для продуктів, що не містять хлоридів, і продуктів, в яких вміст хлоридів не перевищує вміст нітратів більше ніж в 50 разів. Чутливість і вибірковість методу залежать від властивостей нітратселективного електрода і в середньому становлять 6 мг/л досліджуваного розчину.

• ДСТУ EN 12014-2-2001 Продукти харчові. Визначання вмісту нітрату і/або нітриту. Частина 2. Метод високоефективної рідинної хроматографії/ іонообмінної високоефективної рідинної хроматографії для визначання вмісту нітрату в овочах та овочевих продуктах

Метод заснований на екстрагуванні нітрату з проби гарячою водою, очищенні екстракту від зайвих компонентів матриці шляхом обробки розчинами Карреза або методом твердофазної екстракції і подальшому аналізі методом обернено-фазової ВЕРХ із застосуванням спектрофотометричного детектування в ультрафіолетової області або методом ІХ із застосуванням кондуктометричного детектування. Діапазон вимірювань вмісту нітрату даним методом – від 50 до 3000 мг/кг.

• ДСТУ EN 12014-5:2007 Продукти харчові. Визначення вмісту нітратів і (або) нітритів. Частина 5. Ферментативний метод визначення вмісту нітратів в овочевих продуктах для дитячого харчування

Метод заснований на екстрагуванні нітратів з проби водою і ферментативному відновленні нітрату до нітриту в присутності відновленої форми коферменту НАДФ (НАДФ∙Н). Кількість НАДФ∙Н, витрачена на відновлення нітрату, відповідає кількості нітрату і вимірюється фотометрично. Діапазон вимірювань вмісту нітрату даним методом – від 50 до 200 мг/кг.

• • ДСТУ EN 12014-7:2014 Продукти харчові. Визначення вмісту нітратів і/або нітритів. Частина 7. Метод безперервного потоку для визначення вмісту нітратів в овочах та овочевих продуктах після відновлення кадмію

Зразки для аналізу екстрагуються водою і фільтруються. Фільтрат переноситься в діалізатор системи безперервного потоку. Аліквотні частини нітратних іонів дифундують у блок діалізу з гідрофільної мембраною в злегка лужний буферний розчин, в якому нітрати відновлюються до нітритів металевим кадмієм. Нітрит-іони реагують з сульфаніламідами і IV-1-нафтілетілендіаміном, утворюючи азофарбник червоно-фіолетового кольору. Поглинання цього барвника визначають спектрофотометрично при довжині хвилі 520–540 нм. Даний метод можна застосовувати для визначення вмісту нітрату в овочах і овочевих продуктах в діапазоні від 900 до 5200 мг/кг (в перерахунку на нітрат-іон).

Також існує ряд експрес-методів сумарного визначення нітратів і нітритів в плодоовочевої продукції.

• Експрес-метод із використанням ДФА (дифеніламіну): на годинне скло помістити три краплі розчину дифеніламіну, п'ять крапель концентрованої сірчаної кислоти і кілька крапель досліджуваного розчину. У присутності нітрат-і нітрит-іонів з'являється забарвлення від блакитного до темно-синього кольору, за інтенсивністю якого можна судити про кількість іонів в зразку
• Індикаторні тест-смужки
• Портативні нітрат-тестери

Такі експрес-методи характеризуються меншою точністю порівняно з кількісними методами.

МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

На завершення варто сказати, що контроль за дотриманням еколого-гігієнічних регламентів вмісту нітратів в рослинних продуктах вимагає необхідного методичного забезпечення. Ефективність системи контролю нерозривно пов'язана із забезпеченням контролюючих служб досить чутливими, надійними, селективними і доступними методами аналізу нітратів і нітритів у різних харчових продуктах – і перш за все тих, рівень нітратів в яких нормується.

Високочутливі й селективні методи – іонохроматографічні і хемілюмінесцентний – мають беззаперечні переваги. При цьому слід зазначити, що концентрація нітратів в харчових продуктах змінюється в широкому діапазоні, і це необхідно враховувати при виборі методу.

Серед різноманіття наявних методів аналізу нітратів і нітритів, враховуючи можливості контролюючих служб, найбільш прийнятними для аналізу сполук азоту в харчових продуктах є іонометричний і спектрофотометричний методи.

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД

При спектрофотометричному визначенні одним із найбільш важливих процесів є очищення екстракту від домішок, що заважають визначенню, і отримання прозорого фільтрату. Із реактивів для очищення екстрактів використовують сульфат цинку, залізистосинеродистий калій і тетраборат натрію в різних співвідношеннях залежно від виду досліджуваного продукту. У деяких випадках рекомендується додавати також ацетат цинку і гідроксид натрію.

ІОНОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД

При іонометричному методі визначення важливо після усунення впливу домішок окисленням сумішшю перманганату калію і сірчаної кислоти обробити зразок пероксидом водню, який руйнує надлишок перманганату, – його наявність може змінити потенціал електродної системи.

При порівнянні двох фотометричних методів із використанням Cd-колонки і методу «сухого відновника», а також іонометричного методу виявлено, що фотометричний метод відрізняється універсальністю, дає найбільш точні результати як щодо випадкових, так і систематичних похибок в області низьких концентрацій <50 мг/кг продукту.

У той же час, більш експресний іонометричний метод ефективний в області середніх і високих концентрацій (100–2000 мг/кг), які становлять найбільший інтерес для контролю безпеки харчових продуктів. Однак при цьому необхідно враховувати обмежені можливості цього методу. Фотометричний метод із застосуванням «сухого відновника» має більш високі значення випадкових похибок, крім того, виявляє завищення результатів при низьких і заниження при високих концентраціях нітратів.