Н.Г. Габрук, А.А. Шапошников
Белгородский государственный университет
В условиях Белгородской области впервые проведен анализ молока в 29 хозяйствах по показателям качества, а также степени загрязнения тяжелыми металлами и хлорорганическими пестицидами. Изучена сезонная динамика содержания этих веществ в молоке. В лабораторных условиях в опытах in vitro подобраны эффективные минеральные добавки, обладающие сорбционной способностью, построены изотермы сорбции. Препарат «Атокс» впервые испытан в рационах лактирующих коров с целью снижения концентрации токсичных веществ в молоке. Оптимальная доза препарата установлена в массе 20 г на одно животное в сутки. При постоянном скармливании, в оптимальной дозе, атокс снижает в молоке концентрацию цинка на 11, меди - 35, кадмия - 36, свинца - 35 и ХОП - на 63%. Дискретное применение препарата снизило концентрацию тяжелых металлов и пестицидов соответственно на 13; 23; 30; 25 и 31%.
Введение
Составной частью национальных и международных программ охраны здоровья человека является обеспечение безопасности продуктов питания, которые подвержены антропогенному воздействию. Особое внимание уделяется чистоте молока, превалирующего в питании всех категорий населения.
Молоко наряду с медом является одним из натуральных продуктов, пригодных для употребления в пищу без кулинарной обработки.
Минздрав РФ в 1990 г. издал «Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов». В них указаны допустимые уровни токсичных веществ в молоке и основных молочных продуктах. Некоторые из этих соединений в определенных количествах присутствуют в натуральном молоке и являются эссенциальными микроэлементами. К ним относятся: медь, железо, цинк. Они присутствуют в экологически чистом молоке в микроколичествах. Так, в сырье, предназначенном для производства продуктов детского питания и диетических продуктов, содержание меди и свинца не должно превышать соответственно 1,0 и 5,0 мг • кг-1 [1].
Интенсивность попадания экотоксикантов в молоко предопределяется целым рядом факторов: сезон года, условия содержания животных и их корма, а также хранение и транспортировка молока.
Следует отметить, что количество меди в молоке резко увеличивается в период обработки садов и лугов медьсодержащими фунгицидами.
При изучении содержания кадмия в молоке установлено, что наличие его зависит от степени загрязнения окружающей среды этим металлом.
Содержание свинца в молоке постоянно растет. Особенно его много в молоке, получаемом в зонах, расположенных вблизи шоссейных дорог, заводов, производящих или перерабатывающих свинец.
В связи с большой устойчивостью пестицидов некоторые из них могут сохранять свои токсичные свойства в течение многих лет. Они способны накапливаться в почве и ежегодно переходить из неё в растения. Эти вещества представляют опасность всегда. Можно утверждать, что загрязненные ядохимикатами кормовые культуры являются основной причиной попадания их в молоко круглогодично.
Пищевые продукты и корма зачастую загрязняются одновременно многими токсинами в низких концентрациях. Однако при потреблении таких продуктов (или кормов) развиваются хронические токсикозы. Присутствующие у людей, в пище микроколичества микотоксинов синергически взаимодействуют с остатками пестицидов. Это является одной из причин большого числа заболевания людей, в том числе с резким нарушением иммунной системы, в районах постоянного применения пестицидов при содержании их остатков в пище и воде в пределах санитарной нормы.
Было установлено, что молоко с содержанием кадмия, свинца и ртути в количестве ПДК и У ПДК показывало высокую мутагенную активность и подострую или скрытую токсичность. Иными словами, проявлявшие скрытую хроническую токсичность образцы полностью соответствовали требованиям к качеству продуктов [1].
Поскольку в настоящее время приоритеты в области экологии направлены в основном на предотвращение загрязнения окружающей среды и уменьшение поступления загрязнителей в растениеводческую и животноводческую продукцию, то в перспективе основной проблемой будет максимальное выведение загрязнителей из организма.
Совершенно естественно, что решить данную проблему в одночасье невозможно. Вместе с тем применение целого ряда мер в состоянии улучшить ситуацию и может оказывать протекторное действие на почву, растения, организм животных и человека.
В числе эффективных средств защиты как самих сельскохозяйственных животных, так и получаемой от них продукции значится применение синтетических и природных сорбентов (минералы и породы), обладающих уникальными адсорбционными и каталитическими свойствами.
Активные угли - это широко известные сорбенты. Исследования показали, что наиболее активно извлекали хлорорганические пестициды (ХОП) из молока активированные угли марок БАУ, СКГ, АР-3 и АГ-3. Сорбенты, наиболее активно извлекающие ХОП, практически не влияют на основные свойства и химический состав молока.
Другой серией сорбентов, используемых в животноводстве, являются препараты на основе мелкодисперсного диоксида кремния. Они представляют собой разновидность аэросила марки 500 с коммерческим названием авикан. В молочном скотоводстве авикан в качестве кормовой добавки использовали с целью понижения уровня токсичных и вредных веществ в организме коров и в молоке. Несмотря на то, что кремний официально признан биогенным элементом, о физиологической роли его в организме известно крайне недостаточно.
Обобщение научного материала позволяет сосредоточить внимание на узловых проблемах загрязнения объектов окружающей среды экотоксикантами и способах уменьшения токсичной нагрузки на организм человека.
Среди соединений, представляющих наибольшую опасность для здоровья, можно выделить тяжелые металлы (ТМ), остатки хлорорганических пестицидов и радионуклиды.
В связи с тем, что эта проблема глобальная и многоплановая, целесообразно выделить определенный аспект её решения и сузить его до регионального уровня. Поэтому прежде всего необходимо определить хозяйства Белгородской области - потенциальных производителей биологически полноценного и экологически чистого молока, в том числе такого, которое по качеству и содержанию в нём токсичных веществ соответствует медико-биологическим требованиям, предъявляемым к молоку для приготовления детского питания. Несомненно, перспективны исследования по разработке способов выведения ТМ и других ксенобиотиков из организма сельскохозяйственных животных при использовании синтетических и природных сорбентов, обладающих уникальными свойствами. Однако не последнее место в этих исследованиях занимают цена и доступность используемых сорбентов.
Экспериментальная часть
Целью данного исследования было изучить степень загрязнения молока опасными для здоровья соединениями, а также разработать способы снижения содержания тяжелых металлов и хлорорганических пестицидов в молоке коров. Для достижения поставленной цели необходимо было:
проанализировать качество и степень загрязнения ТМ и ХОП молока, производимого в хозяйствах Белгородской области и поступающего для промышленной переработки;
изучить динамику содержания потенциально опасных для здоровья веществ в молоке в зависимости от сезона года;
усовершенствовать метод сорбции катионов Cu2+ и Pb2+ в условиях in vitro и подобрать эффективные минеральные добавки, обладающие сорбционной способностью;
испытать на коровах наиболее перспективные сорбенты, подобрать дозу и способ скармливания.
Исследования проводили на Белгородском молочном комбинате путем отбора средних проб молока, поступающего из различных хозяйств Белгородской области. Подбор, изучение физико-химических и адсорбционных свойств препаратов осуществляли в лаборатории биологических исследований Белгородской сельскохозяйственной академии, а опыты на коровах проводили в условиях Майской фермы учхоза «Центральное».
Ежемесячно определяли качество и степень загрязнения средних проб молока, поступавшего из хозяйств Белгородской области на комбинат. Средние пробы отбирали согласно ГОСТ 1328-84.
Всего было обследовано 29 хозяйств области. Показатели качества и степени загрязненности молока определяли согласно «Временной инструкции о порядке проведения государственных закупок молока для производства продуктов детского питания», разработанной Всероссийским научно-исследовательским институтом молочной промышленности и утвержденной в 1992 г.
Следующим этапом исследований был поиск эффективных путей снижения в молоке коров уровня обнаруженных токсичных веществ. Как уже отмечалось, для этого была выбрана концепция применения в кормлении животных некоторых сорбентов. С этой целью исследовали их физико-химические свойства и способность сорбировать из водных растворов ионы Cu2+ и Pb2+.
Для лабораторных опытов отобрали следующие препараты:отработанные активированные угли при производстве витаминов С, В1, В2, выпускаемых на АО Белвитамины», поливинилпирролидон (ПВП), цеолиты, мелкодисперсный диоксид кремния («Атокс»), белую сажу - аналог «Атокса» по базисному химическому веществу SiO2, смесь отработанного при производстве витамина С активированного угля и сорбированного на пшеничных отрубях аскорбината цинка (аскосорб) и кремниевую опоку (месторождение Белгородской области).
Равновесные концентрации названных элементов определяли атомно-абсорбционным методом, построены изотермы адсорбции.
По результатам второго этапа исследований для опытов на коровах были выбраны препараты «Атокс» (изготовлен Киевским НПО «Аксис»), белая сажа (Тула), а также механическая смесь отработанного активированного угля и аскорбината цинка под условным названием аскосорб.