Контроль содержания нитратов и вредных веществ в овощах, фруктах и других продуктах питания. Часть 2

Контроль содержания нитратов в пищевых продуктах является важным элементом обеспечения их качества. Осуществляется он в двух направлениях:

• Контроль качества продукции производителем.
• Государственный надзор за качеством пищевых продуктов.

Государственный санитарный надзор за соответствием продуктов установленным санитарным нормам осуществляет центральный орган исполнительной власти, который обеспечивает реализацию государственной политики в сфере безопасности пищевых продуктов. Контролируется содержание азотосодержащих соединений:

• нитратов – в плодовоовощной продукции;
• N-нитрозаминов – в рыбе и морепродуктах, мясных продуктах и пивном солоде.

Однако периодичность контроля на законодательном уровне не установлена.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ПЕРИОДИЧНОСТЬ КОНТРОЛЯ

Учитывая, что 70–90% суточного количества нитратов поступает в организм человека с овощами, особое внимание следует обращать на те виды овощей, которые дают наибольшую нитратную нагрузку (картофель, бахчевые). Рекомендуемая периодичность контроля этих продуктов составляет один раз в десять дней, периодичность контроля фруктов и ягод, молока и молочных продуктов – один раз в месяц. Особенно важен контроль за содержанием нитратов в продукции, предназначенной для детского и диетического питания, периодичность контроля которых составляет также один раз в 10 дней.

ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ НИТРАТОВ В ОВОЩАХ: ЗАКОНОДАТЕЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

Лабораториями пищевой токсикологии Научно-исследовательского института МОЗ Украины утверждены максимально допустимые уровни нитратов в плодовоовощной продукции (ДЕРЖАВНІ ГІГІЄНІЧНІ ПРАВИЛА І НОРМИ «Регламент максимальних рівнів окремих забруднюючих речовин у харчових продуктах», приказ №368 от 13.05.2013).

Для определения нитратов и нитритов разработан целый ряд методик

Определять нитрозамины в продуктах питания гораздо сложнее. Благодаря летучести нитрозаминов, как правило, в этих целях используют газовую хроматографию с флуоресцентным детектором.

Фотометрический метод определения нитритов и нитратов в овощах

Фотометрический метод определения нитратов и нитритов распространяется практически на все продукты: все виды свежей и кулинарно-переработанной растительной продукции; на плодоовощные консервированные продукты, включая консервы для детского питания, в рецептуру которых могут входить, помимо растительной части, также жиры, мясо, молочные продукты; на все виды зерна и зернопродуктов; на все виды молочных продуктов.

Суть метода заключается в экстрагировании их водой, очистке экстракта и фотометрическом измерении интенсивности окраски азосоединения, образующегося при взаимодействии нитритов с ароматическими аминами.

• Нижний предел определения нитритов – 0,02 мг NO₂ в 1 см³ колориметрируемого раствора
• Нижний предел определения нитритов в анализируемой пробе – 0,1 мг NO₂/кг (для жидких продуктов) и 0,5 мг NO₂/кг (для твердых продуктов)

Суть метода заключается в экстрагировании их водой, очистке экстракта, восстановлении нитратов до нитритов на кадмиевой колонке с последующим фотометрическим измерением интенсивности окраски азосоединения, образующегося при взаимодействии нитритов с ароматическими аминами.

• Нижний предел определения нитратов – 0,03 мг NO₃ в 1 см³ колориметрируемого раствора

ИОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРАТОВ В ОВОЩАХ И ФРУКТАХ

Сущность метода состоит в извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов с последующим измерением их концентрации в полученной вытяжке с помощью ИСЭ. Для ускорения анализа вместо вытяжки может быть использован сок анализируемой продукции, разбавленной раствором алюмокалиевых квасцов. При анализе капусты для разрушения примесей, мешающих определению нитратов, дополнительно проводят их окисление марганцовокислым калием.

Метод непригоден, если содержание хлоридов в анализируемом материале более чем в 25 раз превышает содержание нитратов при их концентрации до 50 мг/кг и в 50 раз – при более высоких.

Существует методика выполнения измерений концентраций нитратов в пищевых продуктах методом ионной хроматографии, основанная на извлечении нитратов из анализируемого продукта водой и анализе полученной водной вытяжки методом ионной хроматографии.

Для определения N-нитрозаминов используют два варианта флуориметрического метода и хемилюминесцентный метод.

ФЛУОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОЗАМИНОВ

Метод определения N-нитрозаминов в пищевых продуктах и продовольственном сырье включает следующие стадии:

• Выделение летучих N-нитрозаминов путем перегонки с паром или в вакууме
• Экстракция хлористым метиленом нитрозаминов из водного дистиллята
• Концентрация экстракта
• Денитрозирование нитрозаминов бромистым водородом в уксусной кислоте
• Алкилирование образовавшихся аминов 8-метокси-5-хинолинсульфонилазиридином (КАЗ)
• Разделение и количественное определение образовавшихся флуоресцирующих 8-метокси-5хинолинсульфонамидных производных (КАЭ-производные) в тонком слое силикагеля

Идентификацию нитрозаминов осуществляют сравнением подвижности в тонком слое силикагеля флуоресцирующих КАЭ-производных из образца с подвижностью соответствующих стандартных производных: диметиламина – КАЭ-ДМА, диэтиламина – КАЭ-ДЭА, дипропиламина – КАЭ-ДПА.

В основе полуколичественного определения лежит визуальное сравнение интенсивности флуоресценции пятен КАЭ-производных из образца с интенсивностью флуоресценции пятен стандартных соединений.

Для количественного определения их извлекают из сорбента и измеряют величины флуоресценции КАЭ-производных с использованием флуориметра.

ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОЗАМИНОВ (АРБИТРАЖНЫЙ)

Метод идентификации и количественного определения нитрозаминов состоит в выделении летучих нитрозаминов путем перегонки с паром или в вакууме, экстракции хлористым метиленом нитрозаминов из водного дистиллята, концентрировании экстракта, разделении смеси методом газожидкостной хроматографии и количественном определении немодифицированных нитрозаминов с помощью высокоселективного и высокочувствительного хемилюминесцентного (термоэнергетического) детектора ТЕА-502.

Идентификацию нитрозаминов осуществляют по времени удерживания в сравнении с параметрами удерживания стандартных нитрозаминов. Количественное определение проводят методом абсолютной калибровки с систематическим контролем калибровочного коэффициента.

Для определения содержания нитратов в Украине действуют следующие нормативно-утвержденные методы:

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

Метод основан на экстракции нитрата горячей водой, осаждении путем добавления растворов гексацианоферрата калия (II) и ацетата цинка и фильтрации осадка, с последующим восстановлением нитрата до нитрита металлическим кадмием (только для определения нитрата) и добавлением сульфаниламида и N- (1-нафтил)этилендиамин дигидрохлорида. Интенсивность окраски раствора образовавшегося красного соединения измеряют спектрофотометрически при длине волны 538 нм.

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

Стандарт устанавливает методы определения нитратов: фотометрический и ионометрический.

Фотометрический метод основан на экстракции нитратов из продукта, восстановлении их до нитритов на кадмиевой колонке с последующим фотометрированием раствора азосоединения, образующегося при взаимодействии нитритов с ароматическими аминами.

Ионометрический метод основан на извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов с последующим измерением концентрации нитратов с помощью ионоселективного нитратного электрода. Является экспрессным и позволяет вести определение в мутных и окрашенных средах. Для устранения примесей, мешающих определению нитратов, проводят их окисление перманганатом калия. Однако метод применяется для продуктов, не содержащих хлоридов, и продуктов, в которых содержание хлоридов не превышает содержание нитратов более чем в 50 раз. Чувствительность и избирательность метода зависят от свойств нитратселективного электрода и в среднем составляют 6 мг/л исследуемого раствора.

• 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 основан на экстрагировании нитрата из пробы горячей водой, очистке экстракта от мешающих компонентов матрицы путем обработки растворами Карреза или методом твердофазной экстракции и последующем анализе методом обращенно-фазовой ВЭЖХ с применением спектрофотометрического детектирования в ультрафиолетовой области или методом ИХ с применением кондуктометрического детектирования. Диапазон измерений содержания нитрата данным методом – от 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 основан на экстрагировании нитратов из пробы водой и ферментативном восстановлении нитрата до нитрита в присутствии восстановленной формы кофермента никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ∙Н). Количество НАДФ∙Н, израсходованное на восстановление нитрата, соответствует количеству нитрата и измеряется фотометрически. Диапазон измерений содержания нитрата данным методом – от 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

Образцы для анализа экстрагируются водой и фильтруются. Фильтрат переносится в диализатор системы непрерывного потока. Аликвотные части нитратных ионов дифундируют в блок диализа с гидрофильной мембраной в слегка щелочной буферный раствор, в котором нитраты восстанавливаются до нитритов металлическим кадмием. Нитрит-ионы реагируют с сульфаниламидами и IV-1-нафтилэтилендиамином, образуя азокраситель красно-фиолетового цвета. Поглощение этого красителя определяют спектрофотометрически при длине волны 520–540 нм. Данный метод применим для определения содержания нитрата в овощах и овощных продуктах в диапазоне от 900 до 5200 мг/кг (в перерасчете на нитрат-ион).

Также существует ряд экспресс-методов суммарного определения нитратов и нитритов в плодоовощной продукции.

• Экспресс-метод с использованием ДФА (дифениламина): на часовое стекло поместить три капли раствора дифениламина, пять капель концентрированной серной кислоты и несколько капель исследуемого раствора. В присутствии нитрат- и нитрит-ионов появляется окрашивание от голубого до темно-синего цвета, по интенсивности которого можно судить о количестве ионов в образце
• Индикаторные тест-полоски
• Портативные нитрат-тестеры

Такие экспресс-методы характеризуются меньшей точностью в сравнении с количественными методами.

МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

В заключение нужно сказать, что контроль за соблюдением эколого-гигиенических регламентов содержания нитратов в растительных продуктах требует необходимого методического обеспечения. Эффективность системы контроля неразрывно связана с обеспечением контролирующих служб достаточно чувствительными, надежными, селективными и доступными методами анализа нитратов и нитритов в различных пищевых продуктах – и прежде всего тех, уровень нитратов в которых нормируется.

Высокочувствительные и селективные методы – ионохроматографические и хемилюминесцентный – имеют неоспоримые преимущества. При этом следует отметить, что концентрация нитратов в пищевых продуктах изменяется в широком диапазоне, и это необходимо учитывать при выборе метода.

Среди многообразия имеющихся методов анализа нитратов и нитритов, учитывая возможности контролирующих служб, наиболее приемлемыми для анализа соединений азота в пищевых продуктах являются ионометрический и спектрофотометрический методы.

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

При спектрофотометрическом определении одним из наиболее важных процессов является очистка экстракта от мешающих определению примесей и получения прозрачного фильтрата. Из реактивов для очистки экстрактов используют сульфат цинка, железистосинеродистый калий и тетраборат натрия в разных соотношениях в зависимости от вида исследуемого продукта. В некоторых случаях рекомендуется добавлять также ацетат цинка и гидроксид натрия.

ИОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

При ионометрическом методе определения важно после устранения влияния примесей окислением смесью перманганата калия и серной кислоты обработать образец пероксидом водорода, который разрушает избыток перманганата, – его наличие может изменить потенциал электродной системы.

При сравнении двух фотометрических методов с использованием Cd-колонки и метода «сухого восстановителя», а также ионометрического метода выявлено, что фотометрический метод отличается универсальностью, дает наиболее точные результаты как в отношении случайных, так и систематических погрешностей в области низких концентраций <50 мг/кг продукта.

В то же время, более экспрессный ионометрический метод эффективен в области средних и высоких концентраций (100–2000 мг/кг), которые представляют наибольший интерес для контроля безопасности пищевых продуктов. Однако при этом необходимо учитывать ограниченные возможности этого метода. Фотометрический метод с применением «сухого восстановителя» имеет более высокие значения случайных погрешностей, кроме того, обнаруживает завышение результатов при низких и занижение при высоких концентрациях нитратов.