Влияние различных факторов на пищевую безопасность зерна пшеницы

Мониторинговые исследования зерна пшеницы в ведущих странах мира свидетельствуют об устойчивой тенденции снижения его качества и степени пищевой безопасности. В современных условиях высокой техногенной нагрузки на сельскохозяйственные угодья практически во всех регионах наблюдается комплексное радиационно-техногенное загрязнение территории, что, естественно, снижает уровень безопасности пищевого сырья и, как следствие, продуктов его переработки.

Причиной токсичности зерна являются также продуценты плесневых грибов – афлатоксины и микотоксины, которые диффундируют в муку и мучные изделия и являются причиной заболевания человека алиментарной септической ангиной [2,с.34-35; 4,с.40-41; 6,с.16-19].

Дефектное и заражённое зерно нередко составляет заметную долю в валовом сборе зерна, что заметно снижает эффективность зерноперерабатывающих производств: усложнение технологического процесса, увеличение внутрипроизводственных расходов, уменьшение выхода и снижение качества готовых изделий, рост себестоимости, снижение рентабельности. Задача по всемерному сокращению количества дефектного зерна приобретает общегосударственное значение, требует своевременного применения высокоэффективных агротехнологий, способов борьбы с вредителями и профилактики микробной контаминации хлебных растений с целью повышения степени их пищевой безопасности. Одним из направлений решения данной задачи являются повсеместный контроль качества зерна и разработка специальных технологических мероприятий по его обеззараживанию непосредственно на зерноперерабатывающих предприятиях [7,с.6-8].

Цель работы заключалась в изучении показателей, характеризующих пищевую безопасность зерна пшеницы и выявлении наиболее эффективных методов его детоксикации.

Объектом исследования служило зерно различных сортов пшеницы, районированных в Бухарской области Республики Узбекистан.

Результаты исследования приведены в табл.1, 2.

Основное влияние на сохранность зерна и его пищевую безопасность оказывают агрометеорологические условия выращивания культуры [1,с.39]. Установлено, что для всех типов почв Узбекистана характерна высокая засолённость и низкое содержание гумуса. Средняя температура поверхности почвы в самом тёплом месяце достигает 66 ± 3°С, запасы продуктивной влаги в почве не превышают 45,0 мм, дефицит влаги 26,5мбар.

На посевных площадях Бухарской области в почве обнаружены в основном цинк, медь и железо, в незначительных количествах свинец и ртуть, кобальт и мышьяк не обнаружены. Аналогично и в исследуемых образцах зерна пшеницы содержание тяжелых токсичных металлов (ТТМ) также не превышало ПДК (табл.1).

Таблица 1.

Содержание тяжелых токсичных металлов в исследуемых образцах зерна пшеницы

^*ПДК – предельно допустимая концентрация

Из общего количества микроорганизмов во всех пробах исследуемого зерна доминировали эпифитные бактерии Erwinia herbicola. Их содержание составляло в среднем 74,8±2,1% от общего числа микроорганизмов. Численность «плесеней хранения» (грибы родов Aspergillus, Penicillium, Rhizopus и др.) изменялась в пределах от 0,12 до 0,35 тыс. на 1,0 г зерна. Преобладали, главным образом, грибы Aspergillus и Penicillium.

Плесневые грибы способны образовывать многочисленные микотоксины, некоторые из них являются канцерогенными – это афлатоксины – производные кумаринов. Из всех известных канцерогенов наиболее опасными являются афлатоксины В₁ и G₁, особенно В₁. Наличие афлатоксинов в продуктах питания приводит к глубокому поражению печени, жировому её перерождению, кровоизлияниям и циррозу. Предполагают, что афлатоксины связывают ДНК и ингибируют синтез РНК - полимеразы, что приводит к подавлению синтеза белка [8,с.763].

В связи с этим исследовали влияние температуры и относительной влажности воздуха на накопление афлатоксинов на зерне пшеницы, инокулированном Aspergillus flavus NRRL-2999. Культуру микромицета накапливали 7 сут на зерне пшеницы с влажностью 18,0%. Для равномерного распределения мицелия образцы пшеницы инокулировали зараженным зерном при тщательном перемешивании и помещали на капроновых ситах в термостат при 30±1⁰С и относительной влажности воздуха 85,0%.

Влажность зерна определяли стандартным методом через каждые 30 сут. Поверхность зерна очищали от спор и мицелия грибов на лабораторном ситовом сепараторе. Мойку зерна осуществляли водой при 20±2⁰С в течение 30 с. Сушку проводили при температуре газовоздушной смеси 150±5⁰С. Подготовленные образцы зерна размалывали на лабораторной мельнице МЛУ-202. Количественное содержание афлатоксинов (АТ) В₁ и G₁ на каждом этапе технологического процесса и в продуктах помола пшеницы определяли по методике, приведенной в руководстве [5,с.114-116]. Результаты анализа приведены в табл.2.

Таблица 2.

Влияние различных способов обработки на содержание афлатоксинов в зерне пшеницы

Данные, приведенные в табл.2, свидетельствуют о том, что на высокостекловидных образцах пшеницы идет более интенсивный биосинтез АТ В₁ и G_1, чем на низкостекловидных. Увеличение сроков хранения зараженного зерна с 30 до 60 сут приводит к резкому возрастанию количества АТ, что объясняется их накоплением при увеличении грибных спор вплоть до достижения периода максимального спорообразования. При различных методах обработки зараженного зерна количество АТ снижалось. Так, при очистке поверхности зерна количество В₁ снижалось на 15,1 – 33,2%, а G₁ – до 16,4 %, что связано с удалением мицелия и спор гриба. Сушка и мойка зерна уменьшали количество АТ В₁ на 47,3-85,2 %, а G₁ – на 25,5-80,0 %. при очистке поверхности зерна количество В₁ снижалось на 15,2-33,4 %, а G₁ – до 16,5 %. Это связано с тем, что данные методы оказывают значительное влияние на поверхностные слои зерновки. Одновременно это подтверждает данные о том, что основная масса афлатоксинов находится в периферических слоях зерна [3,с.28-32].

Таким образом, на основании анализа экспериментальных данных установлена обратно пропорциональная зависимость между влаж­ностью зерна и летальной для его внутренней микрофлоры температурой, то есть при начальной влажности зерна 10, 12, 22, 28 и 32 % оно становится стерильным при температуре, соответственно, 80, 85, 65, 60 и 55⁰С.

Установлено, что на всех этапах технологической обработки заражен­ного афлатоксинами зерна (очистка поверхности, мойка, сушка) существенно снижается их содержание. При этом ни один из указанных способов не обеспечивает полной детоксикации зерна и продуктов его переработки. Распределение афлатоксинов в продуктах помола пшеницы неравно­мерно: максимальное их содержание в отрубях и муке с последних драных и размольных систем, содержащих сегменты периферийных частей зерна.

Следует отметить, что для регионов с сухим и жарким климатом проблема развития плесеней хранения на зерне пшеницы не настолько актуальная проблема, как для регионов с влажным умеренным климатом, однако исследования в данном направлении и для нас являются достаточно значимыми.