Эколого-гигиенические аспекты оценки содержания эссенциальных микроэлементов в пищевых продуктах севере Украины

  • Авторы: Е.Д. Петренко
Скачать вложения:

ГУ «Институт гигиены и медицинской экологии имени А.Н. Марзеева НАМИ Украины», г. Киев, Украина

Резюме. В работе исследовано содержание йода, селена, меди, цинка и железа в пищевых продуктах из северных областей Украины. Установлено несоответствие полученных показателей данным таблиц химического состава пищевых продуктов. Изучение микроэлементного состава продуктов с применением методов физико-химического анализа важно для оценки реального состояния обеспеченности этими веществами населения, разработки профилактических и коррекционных мероприятий.
Ключевые слова: йод, селен, медь, цинк, железо, инверсионно-вольтамперометрический метод, питание населения.

Вступ. Харчування є одним з найважливіших факторів підтримки життєдіяльності. Збалансований за кількісним та якісним складом раціон є необхідною та обов’язковою умовою нормального розвитку організму, збереження здоров’я, працездатності та довголіття. На жаль, харчування населення нашої країни не можна назвати адекватним: українці потерпають від нестачі вітамінів, багатьох есенційних мікроелементів і білка, але вживають забагато вуглеводів та рафінованих жирів [3]. Крім того, дослідження, проведені в різних країнах світу, свідчать про значні коливання вмісту окремих нутрієнтів у харчових продуктах [7, 8, 9]. Оцінка надходження дефіцитних елементів з продуктами харчування надзвичайно важлива в епідеміологічному відношенні, з огляду на те, що їх нестача є основною причиною більшості аліментарних захворювань та одним з чинників поширення інших хвороб, зокрема серцево-судинної патології, онкологічних захворювань, порушень обміну речовин тощо. Достовірно оцінити ступінь дисбалансу раціону за тим чи іншим нутріентом можна лише маючи реальні дані щодо його вмісту в харчових продуктах [1]. Лабораторні дослідження також важливі для оцінки доцільності та ефективності впровадження профілактичних заходів, оскільки внесення до складу продуктів надмірних доз збагачуючих добавок, безконтрольне їхнє застосування населенням може призвести і до негативних наслідків. Тому нині актуальним є питання вивчення вмісту дефіцитних нутрієнтів для оцінки споживання їх населенням та контролю вмісту в збагачених продуктах харчування.

Одна з важливих проблем охорони здоров’я в Україні — це зростання частоти захворювань, що етіологічно пов’язують із браком йоду в харчуванні. Тривалий час дефіцит йоду вважався єдиною причиною розвитку дифузного (ендемічного) зобу та інших йододефіцитних патологій (вузлового зобу, кретинізму, невиношування вагітності тощо), а тому розроблені профілактичні заходи стосувалися лише ліквідації дефіциту цього мікроелементу в харчуванні населення [6]. Проте сьогодні підтверджено невідповідність між вмістом йоду в довкіллі, харчових продуктах, організмі людини та поширенням йододефіцитної патології. Також доведено ключову роль у процесах обміну йоду селену, міді, цинку, заліза [3, 4, 10]. Незважаючи на численні наукові дослідження з цього питання, в Україні відсутня ефективна система оцінки розповсюдженості мікроелементів, а також недостатньо наукових праць щодо вивчення вмісту есенційних нутрієнтів у складі харчових продуктів.

Мета дослідження. Вивчення та оцінка вмісту важливих для тиреоїдного синтезу мікроелементів у зразках харчових продуктів загального вжитку.

Матеріали і методи. Проби харчових продуктів відібрано у приватних господарствах та торговельній мережі Волинської, Житомирської, Рівненської, Київської областей. Даний регіон характеризується підзолистими ґрунтами, збідненими на макро- та мікроелементи в доступній формі для кореневої системи рослин [3]. Структура харчування мешканців північних областей в основному відповідає загальноукраїнським даним. Раціон містить значну кількість хліба, картоплі, цукру та недостатньо — риби, молока, м'яса та продуктів з них, плодів, ягід та винограду. Найбільш оптимальним, згідно зі статистичними даними, є харчування мешканців Київської області та м. Києва [2]. Особливу увагу нами приділено дослідженню тих видів харчових продуктів, яким, за статистичними даними, віддає перевагу населення.

Визначення в зразках харчових продуктів масової частки йоду, селену, цинку, міді і заліза проводили методом інверсійної вольтамперометрії за трьохелектродною схемою із застосуванням аналізаторів «Екотест-ВА» (ООО Эконикс-Эксперт, Москва, РФ) та «АВА-3» (НПО «Буревестник», Санкт-Петербург, РФ), що ґрунтується на принципі концентрування на індикаторному електроді безпосередньо з досліджуваного розчину елементу, що визначається, і подальшому розчиненні концентрату з реєстрацією вольтамперної кривої. На вольтамперограмі реєструються піки, положення яких визначається потенціалом окислення/відновлення речовини, а висота — пропорційна концентрації елементу. Визначення масової концентрації мікроелементів у досліджуваному розчині проводиться методом стандартних добавок.

Вимірювальна чарунка аналізатора «Екотест-ВА» складається з імпрегнованого серебром графітового електрода, допоміжного електрода ЭПВ-1СР, електрода порівняння ЭВЛ-1М3.1, аналізатора «АВА-3» — з індикаторного вуглецево-ситалового електрода, на робочу поверхню якого електрохімічним шляхом нанесено плівку ртуті (та імпрегнованого золотом електрода ЭМ-5 для вимірювання селену), допоміжного електрода ЭПВ-02, електрода порівняння ЭВЛ-1М4.

Для підготовки проб застосовували «суху» мінералізацію, яку проводили за допомогою системи для мікрохвильового озолення «PHOENIX».

Одержані дані порівнювали з розрахунковими показниками, які використовують для оцінки вмісту нутрієнтів у харчових продуктах та раціонах харчування [5].

Результати дослідження. Вивчення вмісту йоду у продуктах харчування свідчить про вкрай низький вміст цього мікроелементу у досліджуваних зразках. Порівняння отриманих даних щодо вмісту йоду, селену, міді, заліза та цинку з даними таблиць, які використовуються для розрахунку вмісту макро- та мікроелементів у раціонах харчування, дозволило виявити наступне.

Вміст йоду у харчових продуктах місцевого виробництва суттєво знижений. Так, рівень йоду в капусті, огірках та редисці не перевищував межу чутливості приладу (0,0002 мг/кг). Вміст йоду у картоплі, буряку, моркві становив лише 8,3–11,8 % від розрахункових значень. Хліб містив 5,7–12,1 % від табличного нормативу вмісту йоду. Вміст йоду у продуктах тваринного походження був дещо вищим. Так, вміст йоду у м’ясі курки становив майже 60 % від розрахункових показників, молоці — 22,2–97,4 % (табл. 1).

Таблиця 1. Вміст йоду у зразках харчових продуктів за даними лабораторних досліджень (І) та розрахункових таблиць (II)

Результати дослідження вмісту селену у продуктах харчування наведено в табл. 2.

Таблиця 2. Вміст селену у зразках харчових продуктів за даними лабораторних досліджень (І) та розрахункових таблиць (II)*

Як видно за результатами проведених досліджень, має місце істотне коливання фактичного вмісту селену у харчових продуктах загального вжитку, навіть у межах однієї групи (зокрема в зразках молока, хліба та яєць). Порівняння одержаних даних щодо вмісту селену у харчових продуктах з розрахунковими неможливе через відсутність таких даних у розрахункових таблицях. При цьому, спостерігаються різнонаправлені коливання вмісту цього мікроелементу у харчових продуктах, що може суттєво позначитися на рівні надходження селену до організму.

Одержані нами дані щодо вмісту заліза в деяких харчових продуктах свідчать про його низький вміст, що і обумовлює недостатність цього елементу в раціонах харчування (табл. 3).

Таблиця 3. Вміст заліза в зразках харчових продуктів за даними лабораторних досліджень (І) та розрахункових таблиць (II)

Так, вміст даного мікроелементу у борошні пшеничному становить 4,01 мг/кг, що майже втричі менше аналогічного табличного показника (12 мг/кг), картопля містить 0,48 мг/кг заліза, що в 13,5 раза менше розрахункових даних (6,5 мг/кг). М’ясо курки містить 6,76 мг/кг заліза, що на 43,7 % менше розрахункових даних.

За результатами наших досліджень вміст міді в більшості зразків був значно нижчим за розрахункові дані (табл. 4).

Таблиця 4. Вміст міді у зразках харчових продуктів за даними лабораторних досліджень (і) та розрахункових таблиць {II}*

Разом з тим, як видно з табл. 4, спостерігається значне перевищення (майже втричі) вмісту міді у зразках риби (короп), що, скоріше за все, свідчить про забруднення водного об’єкту пестицидами, які містять мідь. Кількість міді в курятині знижена в 2,1 раза, в борошні — на третину, в молоці — у 6 разів, у хлібі — в 2,6 раза, в яйці — в 1,6 раза. Лише в деяких пробах картоплі вміст міді був знижений незначно.

У переважній більшості проаналізованих проб харчових продуктів (борошно пшеничне, картопля, молоко, риба, куряче яйце) майже співпадав з розрахунковими значеннями, або був дещо знижений (табл. 5).

Таблиця 5. Вміст цинку у зразках харчових продуктів за даними лабораторних досліджень (І) та розрахункових таблиць (II)*

Разом з тим, катастрофічно низький вміст цинку спостерігається у м’ясі курки (нижче розрахункових значень у 4,3 раза) та у цибулі ріпчастій (у 5,7 раза). Вміст цинку у гречаній крупі та хлібі знижений майже вдвічі, що, з огляду на підвищене споживання цих продуктів, безумовно, призведе до дефіциту цинку в організмі людини. Дещо поліпшити ситуацію може споживання продуктів харчування з високим вмістом цинку — коропу (19,90 мг/кг) та яєць курячих (8,20 мг/кг).

Отримані дані свідчать про необхідність подальших досліджень з метою визначення рівня надходження селену з харчовими продуктами до організму людей, які мешкають на досліджуваних територіях.

Недостатність вмісту більшості вітамінів і мікроелементів у харчових продуктах обумовлена, насамперед, збідненням ґрунтів, забрудненням довкілля екотоксикантами, а також впровадженням різноманітних технологічних операцій при обробці сировини для подовження термінів зберігання, надання кращого товарного вигляду та ін., що знижує вміст мікронутрієнтів у готовому продукті.

Висновки. Вивчення мікроелементного складу продуктів харчування із застосуванням методів фізико-хімічного аналізу важливе для оцінки реального стану забезпеченості цими речовинами населення регіону, повноцінності харчових раціонів, розробки профілактичних та корекційних заходів щодо наявних порушень.

Література

1. Баранова О.В. Сопоставление расчетных (оценочных) и аналитических методов определения химических элементов в пищевом рационе студентов Оренбургской области / О.В. Баранова, С.В. Нотова // Микроэлементы в медицине. — 2005. — № 4. — С. 27–29.

2. Державна служба статистики України. Охорона здоров'я та демографія [Електронний ресурс] : — Режим доступу: http://www.ukrstat.gov.ua/.

3. Корзун В.Н. Теоретичні основи створення та вживання продуктів спеціального призначення / В.Н. Корзун // Довкілля та здоров'я. — 2009. — № 1. — С. 63–68.

4. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека / А.В. Скальный. — 2004. — 216с.

5. Химический состав пищевых продуктов: Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, микро- и макроэлементов, органических кислот и углеводов. Кн. II / под ред. И.М. Скурихина и М.Н. Волгарева. — М.: Агропромиздат, 1987. — 360 с.

6. Assessment of Iodine Deficiency Disorders and Monitoring their Elimination / WHO. — Geneva, 2001.

7. Changes in the mineral and trace element contents of cereal, fruits and vegetables in Finland / P. Ekholm [et al.] // J. Food Comp. Anal. — 2007. — № 20. — P. 487–495.

8. Research review trends of food analysis in Latvia: major and trace element content / Zane Vincevica-Gaile [et al.] // Environmental Geochemistry and Health. — 2013. — Volume 35, http://link.springer.com/journal/10653/35/5/page/1 . — P. 693–703

9. Trace and Macro Elements Concentrations in Selected Fresh Fruits, Vegetables, Herbs, and Processed Foods in North Carolina, USA / T.F. Mehari [et al.] // Journal of Environmental Protection. — 2015. — № 6. — P. 573–583.

10. Zimmermann M.B. The impact of iron and selenium deficiencies on iodine and thyroid metabolism: biochemistry and relevance to public health / M.B. Zimmermann, J. Kohrle //Thyroid. — 2002. — № 12(10). — P. 867–878.

 

REFERENCES

1. Baranova O.V. Sopostavlenie raschetnykh (ocenochnykh) i analiticheskikh metodov opredeleniya khimicheskikh elementov v pischevom racione studentov Orenburgskoj oblasti / O.V. Baranova, S.V. Notova // Mikroelementy v medicine. — 2005. — № 4. — S. 27–29.

2. Derzhavna sluzhba statystyky Ukrainy. Okhorona zdorov'ya ta demohrafiya [Elektronnyj resurs] : — Rezhym dostupu: http://www.ukrstat.gov.ua/.

3. Korzun V.N. Teoretychni osnovy stvorennya ta vzhyvannya produktiv special'noho pryznachennya / V.N. Korzun // Dovkillya ta zdorov'ya. — 2009. — № 1. — S. 63–68.

4. Skal'nyj A.V. Khimicheskie elementy v fiziologii i ekologii cheloveka / A.V. Skal'nyj. — 2004. — 216s.

5. Khimicheskij sostav pischevykh produktov: Spravochnye tablicy soderzhaniya aminokislot, zhirnykh kislot, vitaminov, mikro- i makroelementov, organicheskikh kislot i uglevodov. Kn. II / pod red. I.M. Skurikhina i M.N. Volgareva. — M.: Agropromizdat, 1987. — 360 s.

6. Assessment of Iodine Deficiency Disorders and Monitoring their Elimination / WHO. — Geneva, 2001.

7. Changes in the mineral and trace element contents of cereal, fruits and vegetables in Finland / P. Ekholm [et al.] // J. Food Comp. Anal. — 2007. — № 20. — P. 487–495.

8. Research review trends of food analysis in Latvia: major and trace element content / Zane Vincevica-Gaile [et al.] // Environmental Geochemistry and Health. — 2013. — Volume 35, http://link.springer.com/journal/10653/35/5/page/1 . — P. 693–703

9. Trace and Macro Elements Concentrations in Selected Fresh Fruits, Vegetables, Herbs, and Processed Foods in North Carolina, USA / T.F. Mehari [et al.] // Journal of Environmental Protection. — 2015. — № 6. — P. 573–583.

10. Zimmermann M.B. The impact of iron and selenium deficiencies on iodine and thyroid metabolism: biochemistry and relevance to public health / M.B. Zimmermann, J. Kohrle //Thyroid. — 2002. — № 12(10). — P. 867–878.

 

Надійшла до редакції 15.12.2015.