Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние эндогенных и экзогенных факторов на образование органических ксенобиотиков в сырье и продуктах животного происхождения

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Влияние эндогенных и экзогенных факторов на образование органических ксенобиотиков в сырье и продуктах животного происхождения"

На правах рукописи

ЮСУПОВ ЕВГЕНИЙ ВАЛЕРИЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ЭНДОГЕННЫХ И ЭКЗОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ОБРАЗОВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КСЕНОБИОТИКОВ В СЫРЬЕ И ПРОДУКТАХ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Специальность 03.02.08 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 НЮН 2011

Москва-2011

4848967

Работа выполнена на кафедре технологии мяса и мясных продуктов технологического факультета и кафедре неорганической и аналитической химии ГОУ ВПО Московского государственного университета прикладной биотехнологии.

Научный руководитель доктор химических наук, профессор

Макаров Н.В.

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор

РУДН Орлова Валентина Сергеевна

доктор биологических наук, вед.науч.сотр. МГУ Новиков Кирилл Николаевич

Ведущая организация ГОУ ВПО Московский государственный

университет технологии и управления.

Защита диссертации состоится 16 июня 2011 г. в 16-00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.203.17 при^Российском университете дружбы народов по адресу: 115093, г. Москва, Подольское шоссе, д.8/5, экологический факультет РУДН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6; с авторефератом - на сайте ВАК http:www.rad.pfu.edu.ru.

Автореферат разослан «14» мая 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент " и} Карпухина Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Взаимные связи в экосистеме «человек -окружающая среда» включают в себя не только влияние человека на окружающую среду, но и воздействие окружающей среды на человека. Основные внешние факторы - воздух, вода и продукты питания являются жизненно важными для полноценного существования любого живого организма.

Согласно биогеохимическим принципам В.И. Вернадского существует «биогенная миграция атомов» по цепочке воздух - почва - вода - пища -человек, в результате которой практически все элементы окружающей среды проникают внутрь организма человека.

В декабре 1974 г. ООН одобрила разработанные ФАО "Международные обязательства по обеспечению продовольственной безопасности в мире". В 1996 г. была принята Римская декларация по всемирной продовольственной безопасности. В указанной декларации особое внимание уделяется безопасности продовольствия для потребителей, состоящей в предотвращении производства, реализации и потребления некачественных пищевых продуктов, способных нанести вред здоровью населения.

В России эта проблема приобрела особую остроту, что связано с увеличением поступления на продовольственный рынок некачественных, фальсифицированных и опасных для здоровья продуктов.

Важную роль в пищевом рационе человека занимают мясные продукты. Процессы биохимического распада белков могут приводить к ухудшению потребительских свойств мясных изделий. Растет число ксенобиотиков, поступающих в живой организм, — по данным ВОЗ их насчитывается уже около 4 млн.

Производство экологически безопасных продуктов невозможно без изучения путей метаболизма белков и механизмов действия органических контаминантов.

Изучение химического состава пищи требует применения простых и доступных методов, позволяющих быстро оценить качество продовольствия и сохранить здоровье населения в условиях ухудшения экологической обстановки.

Работы по теме диссертации выполнялись в соответствии с программой РАСХН «Хранение и переработка сельскохозяйственной продукции».

Исследования проводились с учетом фундаментальных трудов Горбатова В.М., Рогова И.А., Розанцева Э.Г., Иванкина А.Н., Мазо В.К., Воробьева Р.И, Костюковского Я.Л, Саприна А.Н., Покровского A.A., Либермана С.Г. и др., посвященных проблеме контаминации сырья животного происхождения и образования биогенных аминов и других органических ксенобиотиков в пищевых продуктах.

Цель и задачи работы. Целью настоящей диссертационной работы являлось разработка методов комплексной оценки качества мясного сырья и продуктов его переработки, основанной на определении содержания свободных аминокислот и биогенных аминов.

Основные задачи исследования:

- оценка влияния микробиологического фактора на скорость и характер образования биогенных аминов в мясном сырье и продуктах его переработки;

- изучение влияния белков, жиров и углеводов, входящих в состав пищевых продуктов, на процессы образования биогенных аминов;

- изучение граничных условий содержания биогенных контаминантов, которые позволяют определять безопасность пищевой продукции;

- разработка методики определения свежести мясного сырья и продукции на его основе с использованием хроматографического метода определения содержания биогенных аминов;

- изучение влияния сахара, кислотности среды, температуры и геометрических параметров продукции на образование биогенных аминов в сырокопченых колбасах;

- изучение ингибирования витаминов на образование N -нитрозаминов в вареных колбасах;

- количественная оценка временных параметров образования основных органических ксенобиотиков, образующихся в процессе переработки и хранения мясного сырья.

Научная новизна. Проведен системный анализ состояния пищевого сырья и продуктов на его основе, и установлена прямая взаимосвязь его качества и безопасности с уровнем содержания биогенных аминов.

Установлено, что биогенный амин - кадаверин является сигнальным веществом, содержание которого в пищевой продукции варьирует в зависимости свежести мясной продукции. Определены безопасные уровни содержания кадаверина в мясной продукции.

Определены кинетические характеристики изменения содержания кадаверина в зависимости от сроков и основных температурных режимов хранения пищевого сырья.

Разработаны научно-методические принципы оценки качества сырья и продуктов животного происхождения по уровню содержания кадаверина, определяемого методом тонкослойной хроматографии.

Практическая значимость. Разработаны методические рекомендации, реализация которых позволит повысить качество и безопасность пищевой продукции. Предложена методика оценки качества пищевого сырья, которая может применяться при сертификации продукции.

Изучены уровни содержания биогенных аминов в сырокопченых колбасах на различных этапах их производства. Это позволило установить скорость их накопления и уточнить роль эндогенных и экзогенных факторов в образовании биогенных аминов в готовых сырокопченых колбасах.

Изучено влияние витаминов на образование Ы-нитрозаминов в вареных колбасах.

На защиту выносятся методические рекомендации по определению качества сырья животного происхождения и продуктов на его основе по уровню содержания биогенного амина (кадаверина) с помощью метода тонкослойной хроматографии, а также разработанные положения характеризующие:

- предельные граничные уровни содержания биогенных контаминантов, по которым можно судить о безопасности пищевой продукции;

- методы комплексной оценки качества сырья и пищевых продуктов с использованием биогенных аминов;

- влияние различных факторов и закономерность образования биогенных аминов в сырокопченых колбасах;

- влияние витаминов на образование Ы-нитрозаминов в вареных колбасах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы

обсуждены в рамках Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Экотоксикология - 2009 (современные биоаналитические системы, методы и технологии)» (Пущино, 2009), Всероссийской конференции с элементами научной школы «Инструментальные методы для исследования живых систем в пищевых производствах» (Кемерово, 2009), Первой международной научно-практической конференции «Идентификация фальсифицированных пищевых продуктов. Контроль содержания и безопасности наночастиц в продукции сельского хозяйства и пищевых продуктах» (Москва, 2009), 12 Международной научно-практической конференции посвященной памяти Василия Матвеевича Горбатова «Обеспечение продовольственной безопасности России через наукоемкие технологии переработки мясного сырья» (Москва, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), методической части (глава 2), экспериментальной части (глава 3-4), выводов, списка использованной литературы и приложений.

Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 31 таблицу, 14 рисунков, библиография включает 112 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цели и задачи, научная новизна, практическая значимость работы и защищаемые положения.

В первой главе представлен аналитический обзор отечественной и зарубежной научной, технической и патентной литературы по теме диссертации. Рассмотрена классификация опасных химических соединений в составе пищевых продуктов, их метаболизм в организме человека, причинно-следственные связи возникновения органических ксенобиотиков в мясных продуктах, а также методы исследования и способы снижения их содержания. На основании проведенного анализа литературных данных сформулирована цель и определены основные задачи настоящего исследования.

Во второй главе «Материалы и методы исследования» дана характеристика объектов исследований, описана постановка опытов, и приведены методы и определения комплекса исследуемых показателей.

Постановка исследований проводилась в соответствии с программно-целевой моделью исследований (рис. 1).

Объектами исследований при выполнении экспериментальной части работы служили: мясное сырье (свинина, говядина, баранина) и продукты питания на их основе, изготовленные по традиционным (ГОСТ) и технологическим инструкциям, разработанных в данной работе.

В работе использовали как стандартные, так и модифицированные аналитические методы. рН измеряли согласно ГОСТ Р 51478-99. Массовую долю влаги определяли согласно ГОСТ Р 51479-99. Физико-химические и микроскопические анализы свежести мяса проводили согласно ГОСТ 23392-78, при этом отбор проб проводили согласно ГОСТ 7269-79. Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы обнаруживали согласно ГОСТ Р 50455-92.

Рис. 1. Алгоритм исследований

Дрожжи и плесневые грибы определяли согласно ГОСТ 10444.12-88. Бактериологический анализ изделий колбасных и продуктов из мяса проводили в соответствии с ГОСТ 9958-81.

Аминокислотный состав образцов устанавливали на аминокислотном анализаторе LC 3000, "Eppendorf-Biotronic" (Германия) с использованием программы Winpeak 3.24.

Содержание N-нитрозаминов и биогенных аминов определяли методом тонкослойной хроматографии.

Органолептическую оценку качества готовой продукции проводили по профильному методу Сафроновой Т.М. с использованием бальных шкал.

Отбор и подготовку проб пищевых продуктов и исследования проводили в соответствии с установленными ГОСТами в лабораториях ГНУ ВНИИ мясной промышленности имени В.М.Горбатова Россельхозакадемии, производственные опыты - на базе ЗАО «Микояновский мясокомбинат» и «ЧП Жидкова Е.И.».

Компьютерную обработку данных проводили с использованием на компьютере в соответствии с пакетом программ Motic Images 2000 1.3 (Motic China Group Co. LTD).

Результаты исследований и их обсуждение

В третьей главе «Экологические маркеры состояния сырья животного происхождения и продуктов на их основе» проведена критическая систематизация методов оценки качества пищевых продуктов. Рассмотрен процесс образования биогенных аминов: гистамина, кадаверина и свободных аминокислот в продуктах в зависимости от композиционного состава и условий хранения. Подтверждена возможность использования кадаверина, количество которого при хранении возрастает в 3-10 раз, в качестве тест-системы. Безопасный уровень его содержания для свиной и говяжьей ткани составляет 6 и 25 мг/кг, а его увеличение до > 14,5 и >50 мг/кг, соответственно, позволяет давать заключение о непригодности сырья. Показана целесообразность использования кадаверина в качестве «сигнального»

вещества для оценки качества сырья животного происхождения и идентификации его биохимического состава.

Состояние мясного сырья определяется также органолептической оценкой, пробой с сульфатом меди, содержанием летучих жирных кислот, микроскопией мазков-отпечатков исследуемых образцов, реакцией на пероксидазу, величиной рН. Эти методы нередко дают противоречивые результаты.

Определение содержания гистамина в мясном сырье различной свежести подтверждает, что количество этого вещества в сырье и готовой продукции, как правило, повышается, однако эта тенденция не является однозначной.

Исследование образцов животной ткани (говядина) показывает, что при комнатной температуре содержание гистамина удваивается при полной потере свежести продукции (табл. 1).

Таблица 1

Содержание гистамина в животном сырье (говядина) в зависимости от срока и

условий хранения

Образцы Содержание гистамина, мг/кг в процессе хранения

0ч 48 ч 96 ч 7 суг 15 сут

Говядина (при +20 °С)

№1 5,87± 0,29 7,86+0,39 11,35+0,57 >12 >12

№2 6,07+ 0,3 8,60+0,43 10,77+0,54 — « — -«-

№3 6,21+0,31 8,93+0,45 11,52+0,58 — «- - «-

Говядина (при +4°С)

№1 5,87+0,29 - - 7,73+0,39 6,13+0,31

№2 6,07+0,3 - - 8,24+0,41 5,99+0,29

№3 6,21+0,31 - - 8,27+0,41 7,35+0,37

В начале исследования концентрация гистамина была в пределах от 5,87 до 6,21 мг/кг, а по степени свежести все образцы (0 ч) по органолептическим характеристикам, пробе с сульфатом меди и данным микроскопии отвечали требованиям свежего мяса. Для образцов сырья, отнесенных по этим показателям к категории сомнительной свежести (48 ч, при +20 °С и 7 сут, при +4 °С), диапазон содержания гистамина составлял 7,86 - 9,14 мг/кг.

При появлении первых признаков потери свежести мясного сырья образцы (96 ч при +20 °С и 15 сут при +4 °С) исследовали на содержание в них гистамина. В образце говядины №3 хранившегося при +20°С, уровень гистамина постепенно повысился до 11,52 мг/кг, в дальнейшем этот уровень незначительно превышал предел в 12 мг/кг. В отличие от несвежих образцов, хранившихся при +20°С, в образцах, содержавшихся при +4°С, уровень гистамина снизился до минимального показателя 5,99 мг/кг. Таким образом, идентификация гистамина в животном сырье не показывает стабильной взаимосвязи содержания гистамина с другими биохимическими параметрами свежести мяса.

Совершенно иная картина наблюдается для кадаверина, содержание которого пропорционально зависит от времени выдержки сырья. Так, если исходные образцы говядины и баранины содержали от 10 до 14 мг кадаверина на кг массы образца, то количество биогенного амина возрастало в 3 - 10 раз в зависимости от условий хранения и обработки продукции. Этот факт позволяет использовать кадаверин в качестве «сигнального» вещества для идентификации биохимического состояния мяса и оценки качества мясного сырья.

Анализ содержания кадаверина в мясорастительных смесях с добавками соевого белка от 1 до 50 %, выдержанных при +4 °С в течение 24 ч, показывает, что и в этом случае наблюдается линейная зависимость содержания кадаверина от времени выдержки образцов. Исходные образцы свинины, проанализированные методом тонкослойной хроматографии при использовании в качестве стандарта чистого кадаверина, содержали от 1 до 3 мг кадаверина на кг массы образца. Среднее содержание кадаверина через сутки увеличивалось почти в 10 раз, достигая уровня 20-30 мг/кг (табл. 2).

Примеси растительных белков в рецептурах мясных продуктов несколько снижают уровень содержания кадаверина, выделяющегося в процессе хранения, однако его уровень достаточен для количественной оценки биохимического состояния изучаемого мяса и мясных продуктов.

Таблица 2

Содержание кадаверина в смесях животного и растительного белков, мг/кг

Наименование Содержание животного белка (свинина), % Содержание растительного белка (соя), % Содержание кадаверина, образце во времени, ч (и мг/кг в ри +20 °С)

0 24 72

1 18 1 2 10 30

2 15 5 3 9 30

3 14 10 2 8 26

4 12 20 2 14 20

5 9 50 3 15 18

Результаты определения динамики изменения содержания кадаверина в

зависимости от сроков хранения и основных температурных режимов (+4 °С, +20 °С)представлены на (рис. 2). Формальный кинетический анализ показал, что для образования кадаверина в животной ткани выполняется кинетическое уравнение псевдонулевого порядка.

дС/дх = к,

где к - константы скоростей реакции (мг/кгхсут) равны соответственно: говядины кг - 0,23±0,05, баранины кв - 0,26±0Д4, свинины кс - 0,11±0,03.

Бактериальный анализ для различных видов сырья показал определенную корреляцию между содержанием кадаверина и уровнем микробной чистоты.

0 15 30 Время, сутки

Рис. 2. Уровень содержания кадаверина в животной ткани при температуре +4°С: 1 - говядина; 2 - баранина; 3 - свинина

Проведенные испытания показывают, что для мясных продуктов можно

считать предельным следующий уровень содержания кадаверина, который

позволяет соотнести конкретный вид мясного изделия и соответствующую

группу продукции по общепринятой классификации (табл. 3). Эта таблица

классификации может также быть рекомендована для классификации мясной продукции в случае включения в нее растительных (соевых) белков.

Таблица 3

Безопасные уровни содержания кадаверина в мясной продукции, мг/кг

Наименование 1 группа (свежее) 2 группа (сомнительной свежести) 3 группа (несвежее)

говядина <25 25-50 >50

баранина <25 25-50 >50

свинина <6 6-14 >14,5

Таким образом, уровни содержания биогенного амина (кадаверина) в сырье и изделиях на основе животного белка можно использовать для характеристики мясного и мясорастительного сырья и продуктов на его основе.

В четвертой главе «Изучение влияния эндогенных и экзогенных факторов на образование биогенных аминов и ГЧ-нигрозамннов в колбасных изделиях» проведены исследования влияния геометрических параметров на образование биогенных аминов в сырокопченых колбасах, концентрация внесеного в рецептуру сахара, изменения во время хранения при различной температуре, влияние уровня рН на образование тирамина и влияния витаминов на образование Ы-нитрозаминов в вареных колбасах.

В результате изучения было обнаружено, что более высокие концентрации биогенных аминов находились в колбасах (А - диаметр 50 мм), чем в колбасах (Б - диаметр 26 мм) (рис. 3) в зависимости от вида амина.

Тирамин был найден во всех случаях, и его содержание во всех видах колбас было самым высоким среди аминов (рис. 3, 4), но достигало в некоторых случаях 80 мг/кг. Количество ароматических аминов в образцах с большим диаметром (А) было выше, чем в более тонких образцах (Б).

Содержание тирамина, гистамина, 3-фенилэтиламина и триптамина существенно зависит от диаметра изделия: ароматические амины были найдены в больших количествах в центральной части по сравнению с периферической (рис. 4).

Рис. 3. Средние значения содержания биогенных аминов (мг/кг) в сырокопченых колбасах с диаметром (А - 50 мм и Б - 26 мм)

Рис. 4. Среднее значение содержания биогенных аминов (мг/кг) в наружном и внутреннем слое сырокопченых колбас

Разница в содержании биогенных контаминантов в колбасах разного диаметра и различия между двумя сегментами, объясняются различной степенью ферментации, т.к. молочнокислые бактерии непосредственно влияют на образование биогенных аминов во время ферментации. Процесс созревания колбасных изделий в процессе сушки ведет не только к снижению активности воды, но и к увеличению концентрации соли, - оба эти фактора оказывают консервирующий эффект. Эти явления менее выражены в центральной части большего диаметра. Снижение уровня микробной обсемененности в толстых образцах (А) будет проходить медленнее, чем в более тонких образцах (Б), и последующее образование биогенных аминов микробной флорой будет более интенсивным в ферментированных изделиях большего диаметра.

Кадаверин отличается от других биогенных аминов тем, что уровень его содержания в образцах (Б) был выше, чем в образцах (А). Это можно объяснить степенью ферментации колбас и тем фактом, что образование кадаверина было связано с контаминантной микробной средой, способствующей порче.

Процесс созревания сырокопченых колбас идет быстрее с меньшим диаметром, поэтому ферментативная микробная флора, обладала меньшей способностью к развитию селективной среды, что сдерживает рост числа лизиндекарбоксилазно-положительных микроорганизмов. Если производящие кадаверин микроорганизмы присутствуют в исходном сырье, они могут приводить к образованию большего количества кадаверина в менее ферментированных образцах (Б).

Более высокое содержание кадаверина обнаружено в центре колбасы (А) по сравнению с краевой частью. Это объясняется тем, что в центре колбасы процесс сушки не такой интенсивный, как во внешней части. Следовательно, консервирующий эффект сушки в центре изделия ниже, лизиндекарбоксилазные микроорганизмы лучше выживают, чем во внешней части. Анаэробные условия, характерные для внутренней части колбасы, также могут способствовать формированию кадаверина вызывающими порчу микроорганизмами, которые поступают еще из сырого мяса.

Установлено, что уровень рН находится в обратной зависимости от диаметра сырокопченых колбас. Образование молочной кислоты в результате ферментации Сахаров молочнокислыми бактериями привело к самым низким показаниям уровня рН в образцах (А) и самым высоким - в образцах (Б). Известно, что образование биогенных аминов может представлять собой защитный механизм микроорганизмов против кислотных условий среды. Образцы с самым низким рН, как правило, содержали самое большое количество аминов, поэтому рН также может служить фактором для объяснения разницы в содержании биогенных аминов в разных группах колбас.

Содержание спермина и спермидина оставалось постоянным во время изготовления колбасы. Это согласуется с уже опубликованными данными и

гипотезой, что данные биогенные амины не образуются в результате бактериального декарбоксилирования аминокислот во время ферментации, но они изначально присутствуют в мясе, используемом в качестве исходного сырья.

Влажность образцов различалась в зависимости от их диаметра, достигая конечного значения 33,3±1,9 % - для образцов (Б) и 41,5±0,5 % - для образцов (А). Более низкое содержание воды могло также привести к пониженной декарбоксилазной активности микроорганизмов.

Содержание воды в образцах колбас, взятых на 0 сутки, составило, 64,5± 1,86 %, а затем постепенно снижалось. Содержание воды к концу созревания составило (33,7±2,2 %). Уровень рН зависел от концентрации сахара: исходный уровень рН 6,00±0,02 снизился после первой недели созревания до 5,37±0,02 в колбасах с сахаром и до 5,73±0,02 в колбасах без сахара. Затем уровень рН оставался неизменным в течение второй недели и повысился до 6,32±0,06 за последнюю неделю созревания независимо от присутствия в них сахара. Основными обнаруженными аминами были: спермин, кадаверин, тирамин и в меньшем количестве спермидин (рис. 5).

На формирование тирамина и кадаверина основное влияние оказывает рецептура колбасы, т.к. партии с сахаром содержали значительно большее количество этих аминов. Разница во времени их образования не может быть однозначно приписана присутствию сахара, т.к. надо принять во внимание разницу в температуре в течение первой недели ферментации.

Образование путресцина проходило по-разному в каждом опыте (рис. 5): колбасы без сахара содержали большее количество путресцина, который появился на последней неделе созревания.

Тирамин - это амин, присутствие которого чаще всего связывают с некоторыми видами микрофлоры - лактобактериями и энтерококками, обнаруженными в ферментированных колбасах.

/

Рис. 5. Средние значения содержания биогенных аминов (мг/кг) в сырокопченых колбасах с содержанием сахара и без сахара

Более высокие концентрации тирамина и кадаверина можно отнести за счет роста числа энтерококков, развитию которых способствовало медленное увеличение количества лактобактерий в течение первой недели созревания. Из полученных результатов следует, что на образование тирамина влияет наличие или отсутствие сахара в рецептуре колбасы.

Низкое содержание гистамина, обнаруженное в исходных образцах, не изменилось ни в одном случае в период созревания. Другие биогенные амины, такие как триптамин и фенилэтиламин были выявлены только на последней неделе созревания. Как и в случае с основными аминами, конечное содержание этих второстепенных аминов было значительно ниже <1 мг/кг в колбасах с сахаром, нежели в колбасах без сахара, которые содержали 4,25±0,15 мг/кг триптамина и 1,90±0,26 мг/кг фенилэтиламина.

Значения уровня содержания спермина и спермидина во время созревания колбас практически не изменились. Незначительное изменение в содержании биогенных аминов обычно обнаруживают в течение ферментации колбасы, причем эти амины присутствуют в исходном сырье и не образуются в результате микробного декарбоксилирования аминокислот.

N

Влияние концентрации сахара на содержание биогенных аминов во время хранения сырокопченых колбас.

В зависимости от партии и температуры хранения наблюдался рост значений показателей содержания биогенных аминов во время хранения (табл. 4). По сравнению с конечными продуктами созревания содержание тирамина и фенилэтиламина значительно повысилось только в колбасах без сахара, хранимых при +20 °С. Увеличение количества кадаверина и триптамина было значительным во всех случаях, за исключением колбас с сахаром, хранимых при +4 °С. После хранения партия колбас без сахара содержала гораздо большее количество биогенных аминов, чем партия колбас, изготовленная с сахаром. Более того, в колбасах, хранимых при +20 °С, концентрации биогенных аминов были выше, чем в тех, которые хранились при +4 °С.

Интенсивное образование тирамина наблюдается в течение первых дней ферментации. Процесс накопления биогенных аминов может продолжаться и во время доведения колбасы до готовности (включая период хранения). Увеличение числа биогенных аминов во время хранения созревших колбас может объясняться остаточной активностью микробных энзимов, появившихся на более ранних стадиях созревания. Эта активность более типична для случаев хранения при комнатной температуре, чем для хранения в холодильнике, и поэтому колбасы при +20 °С содержали в конечном итоге больше биогенных аминов (6,4 % в партии с сахаром и 23 % в партии без сахара), чем те, которые хранились при +4 °С.

Показано, что уровень рН является одним из наиболее важных факторов, который оказывает влияние на образование биогенных аминов в продуктах питания. Это особенно относится к тем сырокопченым колбасам, в процессе изготовления которых в качестве закваски используется глюконо-дельта-лактон.

Таблица 4

Содержание биогенных аминов (мг/кг) в сырокопченых колбасах после 20 сут _хранения при температуре (+4 °С и +20 °С)_

Наименования с сахаром,мг/кг без сахара, мг/кг

+4°С +20 °С +4 "С +20 "С

Спермин 41,8±2,1 37,2±1,9 41,1±2,1 38,2±1,9

Тирамин 113,9±5,7 114,4±5,7 180,4±9 210,2±10,5

Триптамин 0,5±0,01 1,4±0,1 5,6±0,3 10,2±0,5

Фенилэтиламин 0,4±0,01 0,8±0,04 1,8±0,1 4,5±0,2

Путресцин 4,9±0,2 3,8±0,2 34,5±1,7 42,2±2,1

Кадаверин 23,6±1,2 31,9±1,6 201,0±10,1 254,1±12,7

Спермидин 6,5±0,3 5,4±0,3 6,7±0,3 5,6±0,3

Выявлено, что конечное содержание тирамина 40,4 - 70,9 мг/кг в неинокулированных суспензией Lactobacillus acidophilus

(тираминообразующий штамм) и ферментированных «естественной» микрофлорой образцах колбас №1, №2 и №3 было довольно низким. Это связано с относительно небольшим количеством тираминобразующих организмов в естественной микрофлоре исходного сырья, использованного в данном исследовании.

Содержание тирамина в неинокулированных колбасах, которые были изготовлены при неизменном уровне рН (образец №1), составляло примерно 45 мг/кг (табл. 5). Образование тирамина увеличилось на 57 %, когда уровень рН неинокулированных колбас был понижен после добавления глюконо-дельта-лактона (образец №2). Конечное содержание тирамина в неинокулированных колбасах, уровень рН которых был искусственно повышен гидрокарбонатом натрия (образец №3 в сравнении с образцами №1 и №2), было ниже на 10-43 %.

Образование тирамина в инокулированных колбасах.

Инокулированные тираминообразующим штаммом Lactobacillus acidophilus колбасы (образцы №1, №2 и №3) содержали относительно большое конечное количество тирамина 123,5-273,9 мг/кг, которое может быть оценено как потенциально токсическое, особенно для населения, относящегося к группе риска.

Содержание тирамина в инокулированных колбасах с уровнем рН=6,2 (образец №1), составило примерно 126 мг/кг (табл. 5). Этот образец содержал на 26 % больше тирамина, чем образец №3 (колбасы с искусственно повышенным уровнем рН=7,4). Однако колбасы с более низким значением уровня рН=5,5 (образец №2) содержали большее количество тирамина, чем колбасы с повышенным уровнем рН=7,4 (образец №3). Этот факт указывает на то, что в данном случае именно уровень рН играет решающую роль. Самое интенсивное образование тирамина было характерно для инокулированных суспензией Lactobacillus acidophilus колбас с добавлением глюконо-дельта-лактон (образец №2). Его концентрация была в 2-3 раза выше, чем в инокулированных образцах №1 и №3.

Эти различия могут быть обусловлены двумя факторами тирозиндекарбоксилазной продуктивностью бактерий и собственно активностью энзимов.

Таблица 5

Содержание тирамина в сырокопченых колбасах (мг/кг) с внесенным (А) и не внесенным (Б) тироминобразующим штаммом Lactobacillus __acidophilus__

Образец №1 Образец №2 Образец №3

А Б А Б А Б

123,5±6,2 36,2±1,8 247±12,4 56,8±2,8 155,6±7,8 30,8±1,5

124,1±6,2 43,4±2,2 250,5±12,5 67,3±3,4 156,4±7,8 37,1±1,9

127,5±6,4 45,2±2,3 266,7±13,3 69,6±3,5 160,7±8 43,7±2,2

129,3±6,5 55,2±2,8 273,9±13,7 85,5±4,3 166,8±8,3 53,1±2,7

Тирозиндекарбоксилазно-положительные лактобактерии, которые были суспендированы в буферных растворах, образовали в стационарной фазе при рН=5,0 больше тирамина, чем при нейтральном рН, хотя число микробов в обоих субстратах было одинаковым. Разница в абсолютных значениях была мала (около 10 %), но статистически значима. Этот факт подтверждает предположение о том, что одинаковые микробные популяции при разных уровнях рН показывают разную продуктивность образования тирамина.

Возможно, что более интенсивное образование щелочных метаболитов (биогенных аминов) в кислой среде, которая является частью сохраняющего гомеостаза клеточного механизма аминопозитивных микроорганизмов,

способствует данному явлению. Оптимальный уровень рН для декарбоксилазной активности аминокислот составляет 4,0-5,5, поэтому усиленное образование тирамина в подкисленных ферментированных колбасах может указывать на повышенную активность энзимов. Результаты нашей работы показывают, что остаточная активность тирозиндекарбоксилазных энзимов в стерилизованном колбасном фарше (рН=7) была очень низкой, так как изначальная концентрация во время хранения при +20 °С значительно не повысилась. Однако содержание тирамина в стерилизованной колбасной массе (рН=5,5) повысилась с 2 мг/кг до 3 мг/кг в течение такого же времени хранения.

Несмотря на очень низкую абсолютную конечную концентрацию, это довольно большое повышение содержания тирамина в подкисленном колбасном фарше (44 % от начального значения) сигнализирует о том, что тирозиндекарбоксилазная активность была выше при низком уровне рН.

Установлено влияние витаминов на образование Ы-нитрозаминов. Как видно из таблицы 6 уровень содержания М-нитрозаминов в контрольных образцах колбас сравнительно высокий. Уровень содержания М-нитрозаминов в колбасах с применением витаминов (одного или комплекса) ниже уровня содержания контрольных образцов. Добавляемые витамины ингибируют образование М-нитрозаминов из предшественников во время изготовления колбас, поскольку исходное сырье, как правило, не содержит М-нитрозаминов.

Наибольшая степень ингибирования (68,6%, табл. 6) обнаружена в опыте с аскорбиновой кислотой (витамин С), классического ингибитора нитрозирования экзо- и эндогенного образования М-нитрозаминов.

Тиамин (ВО и рибофлавин (В2) проявляют аналогичный эффект, но в меньшей степени (соответственно, на 29,4 % и 39,2 %).

Использование комплекса витаминов (Вь В2 и С) не позволяет полностью предотвратить образование М-нитрозаминов в готовой продукции, но при этом достигается достоверное снижение их уровня на 55%.

Таблица 6

Влияние водорастворимых витаминов и их комплекса на содержание Г^-нитрозаминов в модельных образцах вареных колбас_

Наименование Содержание М-нитрозаминов, мкг/кг Степень ингибирования, %

Ы- нитродимеггиламин Ы- нитрозодиэтиламин Суммарное содержание

Контроль (без витаминов) 1,3+0,1 3,9+0,8 5,1+0,6 -

Тиамин (В,) 0,7+0,2 2,9+0,3 3,6+0,4 29,4

Рибофлавин <вд 0,5+0,1 2,6+0,5 3,1+0,5 39,2

Аскорбиновая кислота(С) 0,4+0,1 1,2+0,2 1,6+0,2 68,6

Комплекс витаминов (В,,В2,С) 0,6+0,1 1,7+0,2 2,3+0,2 54,9

Обобщая полученные результаты, можно констатировать ингибирующее действие растворимых витаминов на образование М-нитрозаминов в колбасных изделиях. Можно предположить, что влияние витаминов на образование М-нитрозаминов в мясных продуктах осуществляется посредством конкурентного связывания ими одного из предшественников (нитритов, оксидов азота).

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что кадаверин является сигнальным веществом, определяющим качество продукции: содержание кадаверина для 1 группы (свежая) в случае свинины и говядины <25 мг/кг, а баранины <6 мг/кг, для 2 группы (сомнительной свежести) содержание кадаверина возрастает в 2 раза, а для 3 группы (несвежая) - в 2.5 раза.

2. Определена динамика изменения содержания кадаверина в зависимости от сроков хранения и температурных режимов(+4 °С, +20 °С). Образование кадаверина в животной ткани соответствует кинетическому уравнению псевдонулевого порядка сС/от = к, где к - константы скоростей реакции (мг/кгхсут) равны соответственно для: говядины кг - 0,23+0,05, баранины кБ -0,26+0,14, свинины кс-0,11+0,03.

3. Сокращение сроков ферментации за счет уменьшения диаметра колбасных изделий снижает образование биогенных аминов при созревании сырокопченых

колбас за счет более быстрого снижения активности воды и увеличения концентрации соли. Содержание аминов в центральной части по сравнению с периферической было выше: тирамина на 12%, гистамина - 55%, путресцина -40%.

4. При ферментации сырокопченых колбас, содержащих сахар, увеличивается конкурентоспособность молочнокислых бактерий и подавляется рост микрофлоры колбасного фарша. Включение сахара в рецептуру не оказало значительного влияния на уровень рН, но существенно снизило образование биогенных аминов в процессе хранения, так при +20 °С было обнаружено биогенных аминов 6,4% в партии с сахаром и 23% в партии без сахара.

5. Уровень рН играет решающую роль в образовании тирамина в ферментированных колбасах. Подкисление колбасного фарша приводит к более высокому содержанию биогенных аминов в конечном продукте (концентрация тирамина в подкисленном колбасном фарше было на 44% больше от начального значения).

6. Водорастворимые витамины и их комплекса (В), В2, С) в вареных колбасах, оказывают ингибирующее влияние на образование №нитрозаминов. Степень ингибирования для аскорбиновой кислоты (витамин С) составила 68,6%, для тиамина (В,) и рибофлавина (В2) составили соответственно 29,4% и 39,2%, а комплекса витаминов (Вь В2 и С) - 55%.

7. Разработаны и утверждены методические рекомендации по определению качества сырья животного происхождения и продуктов на его основе по уровню содержания биогенного амина (кадаверина) с помощью тонкослойной хроматографии.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы.

1. Юсупов Е.В. Взаимосвязь качества сырья животного происхождения продуктов на его основе с уровнем содержания свободных аминокислот и биогенных аминов. // Сб. докладов Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Экотоксикология - 2009 (современные биоаналитические системы, методы и технологии)». - Пущино: ИБФМ РАН, 2009. - С. 127-129.

2. Юсупов Е.В., Бершова Т.М., Макаров Н.В., Иванкин А.Н. Взаимосвязь качества сырья животного происхождения продуктов на его основе с уровнем содержания свободных аминокислот и биогенных аминов. // Сб. докладов Всероссийской конференции с элементами научной школы «Инструментальные методы для исследования живых систем в пищевых производствах». КемТИПП. - Кемерово, 2009. - С. 176-179.

3. Юсупов Е.В., Бершова Т.М., Макаров Н.В., Иванкин А.Н. Экологические маркеры и их взаимосвязь с качеством сырья животного происхождения и продуктов на его основе. 11 Сб. докладов Первой международной научно-практической конференции «Идентификация фальсифицированных пищевых продуктов. Контроль содержания и безопасности наночастиц в продукции сельского хозяйства и пищевых продуктах». МГУПП. — Москва, 2009. - С. 185191.

4. Юсупов Е.В., Бершова Т.М., Макаров Н.В., Иванкин А.Н. Экологические маркеры состояния сырья животного происхождения. И Сб. докладов 12 Международной научно-практической конференции посвященной памяти В.М. Горбатова / «Обеспечение продовольственной безопасности России через наукоемкие технологии переработки мясного сырья». - М.: ВНИИМП, 2009. -С. 289 - 293.

5. Юсупов Е.В., Бершова Т.М., Тюгай И.М., Кухтенкова С.Л., Гавриленкова Т.В. Способы снижения содержания биогенных аминов в сырокопченых колбасах. // Мясная индустрия - 2008. - №12 - С. 42-44.

6. Юсупов Е.В., Бершова Т.М., Бухтеева Ю.М. Влияние pH на образование тирамина в сырокопченых колбасах. // Мясная индустрия - 2009. - №2 - С. 4951.

7. Бершова Т.М., Юсупов Е.В., Бухтеева Ю.М. Влияние факторов внешней среды на образование биогенных аминов в мясе и мясных изделиях. // Мясная индустрия - 2009.-№3 -С. 31-33.

8. Юсупов Е.В., Бершова Т.М., Кузнецов A.B., Неклюдов А.Д., Иванкин А.Н. Экология пищи: взаимосвязь качества сырья животного происхождения продуктов на его основе с уровнем содержания свободных аминокислот и биогенных аминов. // Экологические системы и приборы - 2009. - №12 - С. 3541.

Юсупов Евгений Валериевич (Россия) Влияние эндогенных и экзогенных факторов на образование органических ксенобиотиков в сырье и продуктах животного происхождения

Проведен системный анализ состояния пищевого сырья и продуктов на его основе и установлена прямая взаимосвязь его качества и безопасности с уровнем содержания биогенных аминов. Установлено, что биогенный амин -кадаверин является сигнальным веществом, содержание которого в пищевой продукции варьирует в зависимости от состояния свежести мясной продукции. Определены безопасные уровни содержания кадаверина в мясной продукции. Определены кинетические характеристики изменения содержания кадаверина в зависимости от сроков и основных температурных режимов хранения пищевого сырья. Разработаны методические рекомендации по определению качества сырья животного происхождения и продуктов на его основе с уровнем содержания кадаверина хроматографией в тонком слое.

Yusupov Evgeny Valerievich (Russia) Influence endogenousis and exogenousis factors on formation organic in raw materials and products of an animal origin

The system analysis of a condition of food raw materials and products on its basis is carried out, and the direct interrelation of its quality and safety with level of the maintenance biogenic amines is established. It is established that biogen amine -cadaverine is the warning substance which maintenance in food production varies depending on a condition of meat production freshness. Safe levels of the maintenance of cadaverine in meat production are defined. Kinetic characteristics of change of the maintenance of cadaverine depending on terms and the basic temperature modes of food raw materials storage are defined. Methodical recommendations about definition of quality of raw materials of an animal origin and products on its basis with level of the maintenance cadaverine by chromatography in a thin layer are developed.

Подписано в печать:13.05.11 Тираж: 100 экз. Заказ № 3767 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, ул. Фридриха Энгельса, д. 3/5, стр. 2 (495) 661-60-89; www.reglet.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Юсупов, Евгений Валериевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Литературный обзор.

1.1 Органические ксенобиотики в пищевых продуктах.

1.2 Основные свойства биогенных аминов.

1.2.1 Бактериальное продуцирование биогенных аминов.

1.2.2 Биогенные амины в пищевых продуктах.

1.2.3 Токсическое влияние биогенных аминов на организм человека.

1.2.4 Биогенные амины как индикаторы качества пищевых продуктов

1.3 Влияние температуры на образование биогенных аминов.

1.4 Влияние уровня рН на образование биогенных аминов.

1.5 Влияние поваренной соли, нитритов и нитратов на образование биогенных аминов.

1.6 Структура и физико-химические свойства 1чГ-нитрозаминов.

1.6.1 Образование Т<Г-нитрозаминов.

1.6.2 Оценка токсичности 1Ч-нитрозаминов.

1.6.3 Содержание К1-нитрозаминов в мясных продуктах.

1.6.4 Образование Ы-нитрозаминов в мясных продуктах.

1.7 Современные методы анализа органических ксенобиотиков и их предшественников в мясных продуктах.

1.7.1. Химико-аналитические методы.

1.7.2 Биологические испытания на высших животных.

1.7.3. Биологические методы с использованием одноклеточных организмов и клеточных культур.

1.7.4 Биохимические методы исследования.

1.8 Выводы по обзору литературы.

ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования.

2.1 Объекты исследования.

2.2 Выделение И-нитрозосоединений из пищевых продуктов.

2.3 Выделение биогенных аминов из пищевых продуктов и мясного сырья.

2.4 Физико-химические, органолептические и микробиологические методы исследования.

ГЛАВА 3. Экологические маркеры состояния сырья животного происхождения и продуктов на их основе.

3.1 Противоречивые результаты стандартных методов контроля степени свежести мяса.

3.2 Идентификация гистамина в животном сырье и его взаимосвязь с биохимическими изменениями свежести мяса.

3.3 Кадаверин — индикатор качества мясного сырья и продуктов на его основе.

3.4 Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. Изучение влияния эндогенных и экзогенных факторов на образование биогенных аминов и N-нитрозаминов в колбасных изделиях

4.1 Изучение влияния сроков ферментации на образование биогенных аминов в сырокопченых колбасах.

4.2 Изучение влияния сахара на образование биогенных аминов в сырокопченых колбасах.

4.2.1. Изменения содержания биогенных аминов во время хранения сырокопченых колбас, выработанных с сахаром и без сахара.

4.3 Изучение влияния уровня pH на образование биогенных аминов в сырокопченых колбасах.

4.4 Изучение влияния водорастворимых витаминов и их комплекса на образование N-нитрозаминов в мясных изделиях.

4.5 Выводы к главе 4.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние эндогенных и экзогенных факторов на образование органических ксенобиотиков в сырье и продуктах животного происхождения"

Актуальность работы.

Взаимные связи в экосистеме «человек - окружающая среда» включают в себя не только влияние человека на окружающую среду, но и воздействие окружающей среды на человека. Основные внешние факторы — воздух, вода и продукты питания являются жизненно важными для полноценного существования любого живого организма.

Согласно биогеохимическим принципам Вернадского В.И. существует «биогенная миграция атомов» по цепочке воздух — почва - вода - пища -человек, в результате которой практически все элементы окружающей среды проникают внутрь организма человека.

В декабре 1974 г. ООН одобрила разработанные ФАО "Международные обязательства по обеспечению продовольственной безопасности в мире". В 1996 г. была принята Римская декларация по всемирной продовольственной безопасности. В указанной декларации особое внимание уделяется безопасности продовольствия для потребителей, состоящей в предотвращении производства, реализации и потребления некачественных пищевых продуктов, способных нанести вред здоровью населения [Корбут А.В., 2002].

В России эта проблема приобрела особую остроту, что связано с увеличением поступления на продовольственный рынок некачественных, фальсифицированных и опасных для здоровья продуктов.

Важную роль в пищевом рационе человека занимают мясные продукты. Процессы биохимического распада белков могут приводить к ухудшению потребительских свойств мясных изделий. Растет число ксенобиотиков, поступающих в живой организм, — по данным ВОЗ их насчитывается уже около 4 млн.

Производство экологически безопасных продуктов невозможно без изучения путей метаболизма белков и механизмов действия органических контаминантов.

Изучение химического состава пищи требует применения простых и доступных методов, позволяющих быстро оценить качество продовольствия и сохранить здоровье населения в условиях ухудшения экологической обстановки.

Работы по теме диссертации выполнялись в соответствии с программой РАСХН «Хранение и переработка сельскохозяйственной продукции».

Исследования проводились с учетом фундаментальных трудов Горбатова В.М., Рогова И.А., Розанцева Э.Г., Иванкина А.Н., Мазо В.К., Воробьева Р.И, Костюковского Я.Л, Саприна А.Н., Покровского A.A., Либермана С.Г. и др., посвященных проблеме контаминации сырья животного происхождения и образования биогенных аминов и других органических ксенобиотиков в пищевых продуктах.

Цель и задачи работы. Целью настоящей диссертационной работы являлось разработка методов комплексной оценки качества мясного сырья и продуктов его переработки, основанной на определении содержания свободных аминокислот и биогенных аминов.

Основные задачи исследования:

- оценка влияния микробиологических факторов на скорость и характер образования биогенных аминов в мясном сырье и продуктах его переработки;

- изучение влияния белков, жиров и углеводов, входящих в состав j пищевых продуктов на процессы образования биогенных аминов;

- изучение граничных условий содержания биогенных контаминантов, которые позволяют определять безопасность пищевой продукции;

- разработка методики определения свежести мясного сырья и продукции на его основе с использованием хроматографического метода определения содержания биогенных аминов;

- изучение влияния сахара, кислотности среды, температуры и геометрических параметров продукции на образование биогенных аминов в сырокопченых колбасах;

- изучение ингибирования витаминов на образование N -нитрозаминов в вареных колбасах; определение временных параметров образования основных органических ксенобиотиков, образующихся в процессе переработки и хранения мясного сырья и дать им количественную оценку.

Научная новизна. Проведен системный анализ состояния пищевого сырья и продуктов на его основе, и установлена прямая взаимосвязь его качества и безопасности с уровнем содержания биогенных аминов.

Установлено, что биогенный амин — кадаверин является сигнальным веществом, содержание которого в пищевой продукции варьирует в зависимости от состояния свежести мясной продукции. Определены безопасные уровни содержания кадаверина в мясной продукции.

Определены кинетические характеристики изменения содержания кадаверина в зависимости от сроков и основных температурных режимов хранения пищевого сырья.

Разработаны научно-методические принципы оценки качества сырья и продуктов животного происхождения по уровню содержания кадаверина, определяемого методом тонкослойной хроматографии.

Практическаязначимость. Экспериментальные данные использованы для формулировки методических рекомендаций по установлению показателей безопасности и качества пищевой продукции.

Разработана методика оценки качества пищевого сырья, которая может применяться при сертификации продукции.

Изучены уровни содержания биогенных аминов в сырокопченых колбасах на различных этапах их производства. Это позволило установить скорость их накопления и уточнить роль эндогенных и экзогенных факторов в образовании биогенных аминов в готовых сырокопченых колбасах. I

Изучено влияние витаминов на образование К-нитрозаминов в вареных колбасах.

На защиту выносятся следующие положения: предельные граничные уровни содержания биогенных контаминантов, по которым можно судить о безопасности пищевой продукции;

- методы комплексной оценки качества сырья и пищевых продуктов с использованием биогенных аминов;

- влияние различных факторов и закономерность образования биогенных аминов в сырокопченых колбасах;

- влияние витаминов на образование ТЧ-нитрозаминов в вареных колбасах;

- методические рекомендации по определению качества сырья животного происхождения и продуктов на его основе по уровню содержания биогенного амина (кадаверина) с помощью метода тонкослойной хроматографии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены в рамках Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Экотоксикология - 2009 (современные биоаналитические системы, методы и технологии)» (Пущино, 2009), Всероссийской конференции с элементами научной школы «Инструментальные методы для исследования живых систем в пищевых производствах» (Кемерово, 2009), Первой международной научно-практической конференции «Идентификация фальсифицированных пищевых продуктов. Контроль содержания и безопасности наночастиц в продукции сельского хозяйства и пищевых продуктах» (Москва, 2009), 12 Международной научно-практической конференции, посвященной памяти Василия Матвеевича Горбатова «Обеспечение продовольственной безопасности России через наукоемкие технологии переработки мясного сырья» (Москва, 2009).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), методической части (глава 2), экспериментальной части (глава 3-4), выводов, списка использованной литературы и приложений.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Юсупов, Евгений Валериевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что кадаверин является сигнальным веществом, определяющим качество продукции: содержание кадаверина для 1 группы (свежая) в случае свинины и говядины <25 мг/кг, а баранины <6 мг/кг, для 2 группы (сомнительной свежести) содержание кадаверина возрастает в 2 раза, а для 3 группы (несвежая) - в 2,5 раза.

2. . Определена динамика изменения содержания кадаверина в зависимости от сроков хранения и температурных режимов(+4 °С, +20 °С). Образование кадаверина в животной ткани соответствует кинетическому уравнению псевдонулевого порядка дС/дт = к, где к — константы скоростей реакции (мг/кгхсут) равны соответственно для: говядины кг - 0,23+0,05, баранины кБ - 0,26+0,14, свинины кс - 0,11+0,03.

3. Сокращение сроков ферментации за счет уменьшения диаметра колбасных изделий снижает образование биогенных аминов при созревании сырокопченых колбас за счет более быстрого снижения активности воды и увеличения концентрации соли. Содержание аминов в центральной части по сравнению с периферической было выше: тирамина на 12%, гистамина - 55%, путресцина - 40%.

4. При ферментации сырокопченых колбас, содержащих сахар, увеличивается конкурентоспособность молочнокислых бактерий и подавляется рост микрофлоры колбасного фарша. Включение сахара в рецептуру не оказало значительного влияния на уровень рН, но существенно снизило образование биогенных аминов в процессе хранения, так при +20 °С было обнаружено биогенных аминов 6,4% в партии с сахаром и 23% в партии без сахара.

5. Уровень рН играет решающую роль в образовании тирамина в ферментированных колбасах. Подкисление колбасного фарша приводит к более высокому содержанию биогенных аминов в конечном продукте (концентрация тирамина в подкисленном колбасном фарше было на 44% больше от начального значения).

6. Водорастворимые витамины и их комплексы (Вь В2, С) в вареных колбасах, оказывают ингибирующее влияние на образование 1М-нитрозаминов. Степень ингибирования для аскорбиновой кислоты (витамин С) составила 68,6%, для тиамина (В1) и рибофлавина (В2) составили соответственно 29,4% и 39,2%, а комплекса витаминов (Вь В2 и С) - 55%.

7. Разработаны и утверждены методические рекомендации по определению качества сырья животного происхождения и продуктов на его основе по уровню содержания биогенного амина (кадаверина) с помощью тонкослойной хроматографии.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Юсупов, Евгений Валериевич, Москва

1. Адо А.Д., Ишимова Л.М. и др. Патологическая физиология. - М.: Медицина, 1980. - 519 с.

2. Асатиани B.C. Биохимическая фотометрия. М.: АН СССР, 1957.- С. 248-253.

3. Беляев М. П., Гнеушев М. И. и др. Справочник лабораторных и функциональных показателей здорового человека, Москва, 1992.

4. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1998. - 264 с.

5. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1982. - 750 с.

6. Брехман И.И. Валеология — наука о здоровье. М.: Физкультура и спорт, 1990.-280 с.

7. Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г. Перекисное окисление липидов мембран и природные антиоксиданты // Успехи химии. — 1985. — Т. 54 — №9. —С. 1540- 1558.

8. Варфоломеев С.Д. Биосенсоры // Соросовский образовательный журнал. 1997. - № 1. - с. 45 - 49.

9. Воробьев Р.И. Питание и здоровье. — М.: Медицина, 1990. -С. 154

10. Гамаш A.B. Введение в спектроскопические методы анализа. Оптические методы анализа. М.: Химия, 1995. - 264 с.

11. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.1078-01. М.: ИнтерСЭН, 2002. 168 с.

12. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормы. СанПиН 2.3.2.560-96, Издание официальное. Минздрав России, М.: 2002. 162с.

13. Горки В.З., Камышанская Н.С., Херкель А.З., Медведев М.Е., Москвитина Т.А. Медико-биологические аспекты биохимии аминов и другихазотистых оснований // Вестник Российской Академии Медицинских Наук. — 1995.-№2.-С. 12-17.

14. ГОСТ 2874-82. Вода питьевая.

15. ГОСТ 6709-72. Вода дистиллированная. Технические условия.

16. Гумилевский Л. И. Вернадский В.И. — 3-е изд. М.: Молодая гвардия, 1988. -255 с.

17. Дарбре А. Практическая химия белка: Пер. с англ. / Под ред. -М.: Мир, 1989.-621 с.

18. Дж. де Бур Т., Дирка И.П. Химия нитро- и нитрозогрупп. — М.:, Мир, 1972. —375 с.

19. Добронравов A.B. Правильное питание при аллергии. — СПб.: Диля, 2003.- 160 с.

20. Дэвис А. и др. Нутрицевтика: питание для жизни, здоровья и долголетия. — М.: Саттва, 2008. — 656 с.

21. Жолнин А. В. Химия биогенных элементов. Конспект лекций по общей химии. Челябинск: Челябинская государственная медицинская академия, 2001. -42 с.

22. Жукова Г.Ф., Михайлова М.В. Снижение уровня загрязненности п нитрозаминами продуктов животного происхождения: Обзорная информация // ВНИИТЭИагропром. - 1989. - 38 с.

23. Заридзе Д.Г. Канцерогенез. М.: Медицина, 2004. - 576 с.

24. Иванкин А.Н., Герман А.Б., Тележкин В.В., Осотов A.A. Практикум по основам биотехнологии. Учебное пособие / Под ред. Неклюдова А.Д. М.: МГУЛ, 1996. - 100 с.

25. Карасек Ф. Клемент Р. Введение в хромато-масс-спектрометрию: Пер. с англ. М.: Мир, 1993. - 237 с.

26. Корбут A.B. Продовольственная безопасность населения России: состояние, тенденции, проблемы // Аналитический вестник Совета

27. Федерации ФС РФ. 2002.-№ 26.-С. 182.

28. Коровина H.A., Захарова И.Н., Заплатников А.Л., Обыночная Е.Г. Дефицит витаминов и микроэлементов у детей: современные подходы к коррекции. Методическое пособие. — М.: Медпрактика-М, 2004 С. 67, 73, 74.

29. Костюковский Я. Л, Меламед Д.Б. Концерогенные N-нитрозамины, образование, свойства, анализ // Успехи химии. —- 1988. — Т. 57, №4. — С. 625—655.

30. Костюковский Я.Л., Меламед Д.Б. Выделение и флуоресцентное определение N-нитрозаминов в объектах окружающей среды // Аналитическая химия. — 1979. — Т. 34, №7. — С. 1358—1363.

31. Крылова H.H., Лясковская Ю.Н. Биохимия мяса. М.: Пищевая промышленность, 1968. — 349 с.

32. Кузнецов A.B. Иванкин А.Н. Костенко Ю.Г. О контроле мяса на свежесть // Все о мясе. 2002. - №2. - С. 31-32.

33. Кузнецов A.B., Костенко Ю.Г., Иванкин А.Н. // Тезисы доклада 3-го Международного Иран-Российского симпозиума. Москва-Тегеран: МТСХА, 2002. — С. 140I

34. Куликов Ю.И., Дадян Н.К., Черемных Е.Г. Биологическая оценка токсичности пищевых красителей // Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. — 2009. №2(19). - С. 60 — 63.

35. Лазарева Д.Н., Плечев В.В., Алехин Е.К. и др. Лекарственная аллергия. Уфа: Башкирский государственный медицинский университет, 2000. - 103 с.

36. Лисицын А.Б., Иванкин А.Н., Неклюдов А.Д. Методы практической биотехнологии. Анализ компонентов и микропримесей в мясных и других пищевых продуктах. М.: ВНИИМП, 2002 . 402 с.

37. Лифляндский В.Г., Закраевский В.В. Питание против болезней. — СПб.: Импакс, 1992 79 с.

38. Лусс Л.В., Прокопенко В.Д., Репина Т.Ю. Истинные и ложные аллергические реакции на пищевые продукты. — М.: Крон-Пресс, 1996 — 111 с.

39. Люк Э., Ягер М. Консерванты в пищевой промышленности. СПб. : ГИОРД, 2000. 287 с.

40. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг суперэкотоксикантов. — М.: Химия, 1996. -319 с.

41. Макаров В.А. Фролов В. П., Шуклин Н. Ф. «Ветеринарно-санитарная экспертиза с основами технологии и стандартизации продуктов животноводства». М.: Агропромиздат. 1991. 463 с.

42. Международный стандарт ИСО. Мясо и мясные продукты. Определение содержания влаги. Эталонный метод. ISO N 1442, 1997.

43. Михаэль А. Анализ пищевых продуктов. Введение и способы решения прикладных задач // Hewlett-Packard, Германия, номер публикации 5963-2317Е, перевод Лапина Б.П., 2000.

44. Мюнх Г., Заупе X., Шрейтер М. Микробиология продуктов животного происхождения. -М.: Агропромиздат, 1985. С. 351-358.

45. Неумывакин И. П. Здоровье в ваших руках. М.: ФиС, 1994-255 с.

46. Нечаева А.П. Пищевая химия. СПб.: ГИОРД, 2003. - 640 с.

47. Нужный В.П. Методологические аспекты оценки токсичности спиртосодержащих жидкостей и алкогольных напитков // Токсикологический вестник. 1999. - №4. - С. 2-10.

48. Орехович В. Н. Современные методы в биохимии. М.: Медицина, 1977. - С. 205.

49. Орешкин Е.Ф., Костенко Ю.Г., Тимченко C.B. Об эффективности оценки качества мясного сырья стандартными методами // Мясная и молочная промышленность. 1991. - № 6. — С. 29-31. 4

50. Осипова В. В. Лечение суматриптаном мигрени и кластерной головной боли // Невропатол. и психиатр. 1996. - №3. — С. 100 - 104.

51. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.4.559-96. М.: Госкомсанэпиднадзор РФ, 1996. - 112 с.

52. Пищевая аллергия и пищевая непереносимость. Справочник. Перевод с голландского. — М.: Знание, 2001 — 124 с.

53. Поздняковский В.М., Богатырев А.Н., Спиричев В.Б. Использование витаминов при производстве мясных продуктов. Обзорная информация. М.: АгроНИИТЭИММП, 1986 - С. 24.

54. Покровский А.А. Роль биохимии в развитии науки о питании. Некоторые закономерности ассимиляции пищевых веществ на уровне клетки и целостного организма. — М.: Наука, 1974. 127 с.

55. Рогов И. А., Забашта А. Г., Казюлин Г. П. Технология мяса и мясных продуктов. Общая технология мяса. М.: Колос, 2009. 565 с.

56. Рощина Т.М. Хроматография в физической химии // Соросовский образовательный журнал. 2000. — Т.6. — №8. - С.39 - 46.

57. Рубенчик Б.Л., Костюковский Я.Л., Меламед Д.Б. Профилактика загрязнения пищевых родуктов канцерогенными веществами. — Киев: Здоров'я, 1983. — 160 с.

58. Рядчиков В.Г., Андропова И.Н., Дрозденко Н.П., Птак И.Р. Методы определения аминокислот в кормах, животноводческой продукции и продуктах обмена. Дубровицы: ВАСХНИЛ, 1967. - С. 11-19.

59. Сафонова Э.Н., Беликов В.М., Успехи в области синтеза и производства а-аминокислот // Успехи химии. — 1974. Т. 43. - №.9. - 1575 с.

60. Сафронова Т.М.,Быкова В.М.,Кривошеина Л.И. и др. Применение профильного метода для оценки качества рыбной продукции: На примере, пресервов из япономор.анчоуса // Технология рыбных продуктов. — 1997. — С. 257-264.

61. Северина И. С. Амины биогенные // Большая советская энциклопедия. 3-е изд. статья 2807. 1969 - 1978.

62. Скоупс Р. Методы очистки белков: Пер. с англ. — М.: Мир, 1985— С .34- 133.

63. Стожаров А. Н. Медицинская экология. — Минск: Высшая школа, 2007. 368 с.

64. Тернер Э. и др. Биосенсоры: основы и приложения. М.: Мир, 1992.-614 с.

65. Тулупов В.П., Приходько Е.И., Фомиченко Э.И. Токсико-гигиеническая оценка нитратов в пищевых продуктах // Вопросы питания. — 2001.-№2.-С. 32-34.

66. Уайт Л., Хенджер Ф., Смит Э., Уилл Р. Основы биохимии. М.: Мир, 1981. Т. 3,-С. 1467- 1499.

67. Устинова A.B., Тимошенко Н.В. Мясные продукты для детского питания. М.: Изд - во ВНИИ мясной промышленности, 1997. — 251 с.

68. Фомин Г.С. Вода: Энциклопедический справочник. М.: Изд-во "Протектор", 1995. - 650 с.

69. Фридман А.Л., Мухаметишин Ф.М., Новиков С.С. Образование Ы-нитрозаминов алифатического ряда // Успехи химии. — 1971. — Т. 40. — №1. —С. 64-94.

70. Черемных Е.Г., Долгов В.А., Иванова Г.В. Инфузории и корма // Комбикорма. 2006. - № 6. - С. 61 - 64.

71. Шилов В.Н., Мицьо В.П. Здоровое питание. Практические советы. М.: Парус, 2008. - 160 с.

72. Шмаль А.Г. Экология = регламентация? // Экология и жизнь. -1999. -№3.~ С. 3-7.

73. Юсупов Е.В., Бершова Т.М., Бухтеева Ю.М. Влияние рН на образование тирамина в сырокопченых колбасах // Мясная индустрия. — 2009.-№2.-С. 49-51.

74. Юсупов Е.В., Бершова Т.М., Тюгай И.М., Кухтенкова С.Л., Гавриленкова Т.В. Способы снижения содержания биогенных аминов в сырокопченых колбасах // Мясная индустрия. — 2008. — №12. — С. 42-44.

75. Якубке Х.Д., Ешкайт X. Аминокислоты, пептиды, белки. М.: Мир, 1985.-С. 262 - 271.

76. ANZFA (1998a) Standard Dl Fish in Australian Food Standards Code (Issue 41,18 November 1998). Australian and New Zealand Food Authority, Canberra.

77. Arnold S.H., Brown W.D. Histamine toxicity from fish products // Food. Res. 1978. - №24. - P. 113 - 154.

78. Askar A., Treptow H. Biogene amine in Lebensmitteln. Vorcommen, Bedeutung und Bestimmung. Eugen Ulmer GmbH & Co. Stuttgart, 1986. S. 197.

79. Bardocz S.G. Grant d.S. Polyaminesin food — implications for growth and healh. // Nutr. Biochem. 1993. - №4. - P. 66 - 71.

80. Barnes D. M., Kirby Y. K., Oliver K. G. Effects of Biogenic Amines on Growth and the Incidence of Proventricular Lesions in Broiler Chickens // Poultry Science. 2001. - V. 80. - №3. - P. 906-911.

81. Bartsh H., Montesano R. Relevance of N-nitrosamunes to human cancer. // Carcinogesis. 1987,- V.5. - № 11. - P. 1381-1393.

82. Baucom T.L., M.H. Tafacchi, Cottrell T.H.E. and Ricmond B.S. Biogenic amine content in New York State wines // J. Food Sei. 1986. - №51. — P. 1376-1377.

83. Behling A.R., Taylor S.L. Bacterial histamine production as a function of temperature and time of incubation // J. Food Sei. — 1982. — №47. P. 13111317.

84. Bjeldanes L.F., Schutz D.E., and Morris M.M. On the aetiology of scombraid poisoning: cadaverine potentiation of histamine toxicity in the guinea -pig//Food Cosmet. Toxical. 1978.-№16.-P. 157-159.

85. Chander B., Batish V.K., Babu and Bhatia K.L. Studies on optimal conditions for amine production by E. coli // Milewissenschaflt. — 1988. №43. - P. 90-91.

86. Chin K.-D.H. and Koehler P.E. Effect of salt concentration and incubation temperature on formation of histamine, phenethhylamine, tryptamine and tyramine during miso fermentation // J. Food Prot. 1986. - №49. - P. 423427. '

87. Coundell D.R., Devalia J.L. Histidine decarboxylasese from bacteria that colonise the human respiratory tract // Journal of medical microbiology. — 1991. V.35. -№6. - P. 363-6.

88. Eerola S., Muijala R. and Hill P. The influence of nitrite on the formation of biogenic amines in dry sausages. In Proceedings of 3 8th International Congres of Meat Science and Techlogy. Clermont, France, 1992. P. 783-786.

89. Fiddler W. Effect of sodium nitrite concentration on HDMA formation in frankfurters // J. Food Sci. 1978. - V.37. - P. 668-670.

90. Fish and Fishery Products Hazard and Controls Guide. US Food and Drug Administration. DHHS/PHS/FDA, Washington, D.C., 1998.

91. Hotchkiss J.H. Sources of N nitrosamines contamination in foods. Adv. Exp. Med. Biol. - 1984. -V. 177. - P. 287

92. Josten and van Boekel Conditions allowing the formation of biogenic amines in cheese. A study of the kinetics of histamine formation in on infected Gouda chesse // J. Neth. Milk Dairy. 1988.

93. Kaniou-Grigoriadou I., Mouratidou T., Asimakopoulou A. Determination of biogenic amines in beef and meat products // Agricultural Research. 2001. - V. 24. - №2. - P. 81.

94. Karlson P. Introduction tomodern biochemistry. Fourth edition. Academic Press, INC. New York. 1975.

95. Karmas E. Biogenic amines as indicators of seafood freshness // Lebensm.-Wiss.u Technol. 1981. -№14. - P. 1295-1298.

96. Kranner P., Bauer F., Hellwig E. Investigation on the formation of histamine in raw sausages. In Proceedings of 37th International Congress of Meat Scinece and Technology. Kulmbach, Germany. 1991. - P. 889-891.

97. Luten J.B., W. Bouquet, L.A.J. Seuren, M.M. Buggraaf Biogenic amines in fishery products. Standardization methods within EC // Quality assurance in fish industry. Elsevier Publishers B.V. 1992. - P. 427-439.

98. Michael Bernstein New test could help consumers avoid surprise headaches from chocolate, wine // Dieting Food & Nutrition Head. 2007.

99. Pötzelberger D.E., Paulsen P Erhebungen zur Haltbarkeit und Haltbarkeitsbewertung von frischfleish Die Bildung biogéner Amine und mikrobielle Veränderungen während der Lagerung // Fleischwirtschaft. — 1997. — Bd.77. — №12.-S. 1086-1089.

100. Sen N. P., Tessier L., Seaman S. et. al. Volatile nitrosamines in various cured meat products. Effect of cooking and recent trends // J. Agric. Food Chem. 1979. - V.27. - P. 1354-1359.

101. Shenoy W.R., Chonghuhey A.S.V. Effect of certain plant phenolics on nitrosamine formation // J. Agric. Food Chem. — 1989. — V. 37. — P. 721 — 725.

102. Stein W., Moor S. Use of specific précipitants in the amino acid analysis.—Ann. N. Y. Acad. Sei., 47, 59 (1954).

103. Straub B.W., Tichaczek P., Kicherer M. and Homes W.P. Formation of tiramine by Lactobacillus curvatus tTH 972 in Bitrage des Symposiums Aktuciller stand and Trends in der Lebensmittel technologic. Univeristat Hohenheim. Stuttgart. 1992.

104. Taylor S.L. Other microbial introxications. in D.O. Cliver (ed). Foodborne Diseases, Academic Press. Inc., California. 1990. - P. 159 - 170.

105. Terplan G.S. Wenzel, and Grove H-H. Zur Histamine und Tyraminbildung durch Mikroorganismenin Milch und Milcproducten // Wien. Tierarzte. Mschr. - 1973. - №60. - P. 46-50.

106. Theiler R. F., Sato K. Inhibition of N-nitrosamine formation in cured ground pork belly model system // J. Food Sei. 1984 - V.49. - P.341 - 344.