Universitatea De Stiinţe Agronomice şi Medicina Veterinară din Bucureşti
Proiect
Coordonator: Student: Grupa:
Specializarea:Controlul și Experiza Produselor Alimentare
București 2019
1
Proiect la Disciplina Expertiza Agroalimentara
2
Nitritii si Nitratii din Carnea de Porc sau Preparate din Carne de Porc
3
Cuprins INTRODUCERE ............................................................................................................................................. 5
1.OBȚINEREA ȘI CARACTERIZAREA NITRAȚILOR ȘI NITRIȚILOR ........................................... 6 1.1
Nitritul de sodiu E 250.................................................................................................................... 6
1.2
Dozele admise în produsele alimentare pentru E 249 și E 250 .................................................... 6
1.3
Nitratul de sodiu E 251 .................................................................................................................... 7
1.4
Nitratul de potasiu E 252 ................................................................................................................ 7
1.5
Doze admise în produsele alimentare pentru E 251 și E 252 ....................................................... 8
2.NECESITATEA UTILIZĂRII NITRAȚILOR ȘI NITRIȚILOR ÎN CARNE ȘI PREPARATE DIN CARNE ............................................................................................................................................................. 9
2.1
Necesitatea utilizării nitriților în carne și preparatele din carne .................................................. 9
2.2
Necesitatea utilizării nitraților în carne și
preparatele din carne .............................................. 11
2.3 Toxicitatea nitraților și nitriților din carne și preparatele din carne .......................................... 12 3.
Determinarea Nitritilor si Nitratilor .................................................................................................... 14 3.1
Determinarea nitriţilor din produsele obţinute din carne prin metoda Griess ....................... 14
Determinarea spectofotometrică a conținutului de nitriți din preparatele din carne prin metoda Griess modificată ......................................................................................................................... 15 3.2
Concluzii .......................................................................................................................................................... 1 9
Bibliografie ..................................................................................................................................................... 20
4
INTRODUCERE
În mod generic, alimentele pot fi considerate elemente componente ale mediului ambiant cu care omul interacţionează extrem de puternic pe tot parcursul existenţei sale. Cea mai importantă interacţiune este determinată de faptul că alimentele furnizează organismului substanţele nutritive necesare pentru asigurarea energiei indispensabile proceselor vitale, pentru sintetizarea propriilor substanţe necesare combaterii uzurii, precum şi pentru producerea substanţelor active (enzime, hormoni) care favorizează desfăşurarea normală a proceselor metabolice. Principiile unei alimentaţii corecte presupun şi îndeplinirea unei condiţii esenţiale cum ar fi, ca alimentele consumate să fie lipsite de agenţi nocivi sau în cel mai fericit caz, aceştia să se găsească în concentraţii astfel admise încât să nu dăuneze organismului uman. Din păcate, există uneori situaţii în care alimentele conţin astfel de agenţi nocivi, aceştia transformându-se în factori care subminează starea de sănatate, provocând în mod frecvent îmbolnăvirea. Unii dintre aceşti agenţi nocivi sunt biologici (bacterii, viruşi, paraziţi), iar alţii sunt substanţe chimice toxice, mutagene sau cancerigene. Depistarea nitraţilor și nitriţilor din produsele alimentare au preocupat dintotdeauna specialiştii, iar în ultimele decenii chimizarea agriculturii, poluarea mediului şi industrializarea pe o scară din ce în ce mai mare a alimentaţiei cu utilizarea a numer oase produse de adaos au creat o nouă dimensiune a acestei probleme, cu implicaţii directe asupra sănătăţii consumatorilor. (Bolcu Constantin, 2008) Nitraţii şi nitriţii sunt componenţi naturali ai solului care provin din mineralizarea substanţelor organice azotoase de origine vegetală şi animală. Mineralizarea azotului organic în amoniac se datorează acțiunii microorganismelor existente în sol, în ţările cu climat temperat acest proces desfăşurându-se cu maxim de intensitate în sezonul cald. Amoniacul la rândul său este oxidat la nitrați și nitriți. Norganic → NH3 → NO2- → NO-3
O parte dintre nitraţi şi nitriţi este absorbită de către rădăcinile plantelor şi serveşte ca materie primă pentru sinteza proteinelor şi a altor compuşi cu azot, iar altă parte este antrenată de apele de suprafaţă sau de cele care traversează solul, regăsindu -se în apele curgătoare subterane şi de suprafaţă. Nivelurile de nitrați și nitriți care se găsesc în țesuturile plantelor sunt influențate de condițiile de creștere, utilizarea de îngrășăminte cu azot și de caracterele genetice. În mod natural, între nitraţii şi nitriţii din sol, apă şi plante, există un echilibru, care poate fi însă rupt de utilizarea intensivă în agricultură a îngrăşămintelor organice naturale (gunoi de gr ajd) şi, mai ales, a celor azotoase sintetice. Din păcate, produşii de degradare îmbogăţesc solul şi se pot acumula în plantele cultivate până la concentraţii dăunătoare pentru consumatori. Atât nitraţii cât şi nitriţii sunt utilizaţi ca aditivi alimentari în preparatele din carne şi, uneori, în laptele destinat producţiei de brânzeturi, pentru ameliorarea emisiilor senzoriale şi prelungirea duratei de conservare.
5
1.OBȚINEREA ȘI CARACTERIZAREA NITRAȚILOR ȘI
NITRIȚILOR
Denumirea sa chimic ă este nitrit de potasiu, are formula chimică KNO2. Industrial se fabrică din trioxid de azot, care la rândul său, poate fi obținut din monoxid de azot (NO) – produs intermediar utilizat la fabricarea acidului azotic, și din hidroxid de potasiu. O altă metodă de obținere constă în reducerea azotatului de potasiu în stare topită cu reducători slabi (plumb). Azotitul de potasiu se prezintă sub formă de cristale incolore sau slab gălbui și ușor solubile în apă. Ca și azotitul de sodiu, se topește fără să se descompună. Temperatura sa de topire este de 400oC, iar de descompunere depășește 500oC. pH -ul unei soluții apoase de concentrație 5% este de minim 6 și de maxim 9. Prezintă acțiune reducătoare în mediu acid, în prezența oxidanților puternici, iar față de reducători se comportă ca un oxidant (oxidează Fe 2+ la Fe3+, iodurile la iod). Prin absorbția umidității din aer se oxidează la azotat. Aditivul trebuie să aibă un conținut de minim 95% azotit de potasiu, raportat la substanța anhidră. Pierderile prin deshidratare nu trebuie să depășească minim 3% după uscare, timp de 4 ore, peste gel de siliciu. 1.1
Nitritul de sodiu E 250
Denumirea sa chimică este nitrit de sodiu sau azotit de sodiu. Are formula moleculară NaNO2. Industrial se obține prin mai multe metode, ca de exemplu: - prin absorbția amestecului echimolecular de monoxid de azot (NO) și dioxid de azot (NO2) în soluție alcalină, are loc cristalizarea azotitului de sodiu la temperatura de 30 – 40oC și astfel se separă de azotat. Reacția de absorbție are loc în tunuri cu recircularea substanțelor respective; - prin reducerea azotatului de sodiu în stare topită (la 400oC), în prezența reducătorilor slabi (plumb). Nitritul de sodiu se prezintă sub formă de cristale hexagonale de culoare albă sau sub formă de fragmente gălbui. Nitritul de sodiu este stabil la temperatură ordinară, dar se descompune la 500oC, iar la temperatura de 284oC se topește fără descompunere. Prin absorbția umidității din aer, se oxidează la azotat. Față de oxidanții puternici, ca apa oxigenată, hipocloriți, permanganatul de potasiu, bicromatul de potasiu, acizii oxigenați ai halogenilor, bioxidul de plumb, în mediu acid se comportă ca un reducător, oxidându -se la azotat de sodiu. Este o substanță solubilă în apă rece și caldă (1 parte la 1,5 părți apă rece și 1 parte la 0,6 părți apă caldă), dar puțin solubilă în etanol, pH-ul soluției sale apoase este 9, fiind deci ușor alcalină, densitatea sa este de 2,168. Aditivul utilizat în industria alimentară trebuie să conțină minimum 97% az otit de sodiu, raportat la substanța anhidrică. Pierderile la deshidratare, prin uscarea aditivului timp de 4 ore peste gel de siliciu, sunt de maxim 0,25%. 1.2
Dozele admise în produsele alimentare pentru E 249 și E 250
Actul normativ elaborat pentru țara noastră este Directiva 95/2/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 20 februarie 1995 privind aditivii alimentari, alții decât coloranții și 6
îndulcitorii, care a fost modificată prin Directiva 69/2010 a Uniunii Europene din 22 octombrie 2010. Acestă directivă specifică utilizarea aditivilor E 249 și E 250 pentru produse din carne netratate termic, sărate sau uscate, în doză de 150 mg/kg cantitate maximă de încorporare în momentul fabricării și în doză de 50 mg/kg cantitatea reziduală. În alte pr oduse din carne afumată, sărată, produse din carne în conservă, „foie gras”, „foie gras entier”, bloc de „foie gras”, doza indicată pentru aditivul E 250 este de 150 mg/kg la încorporare și de 100 mg/kg ca doză reziduală. În șunca afumată este de 100 mg/kg doză reziduală iar în slănina în saramură de 175 mg/kg cantitate reziduală. Toate cantitățile se exprimă în NaNO2.
1.3
Nitratul de sodiu E 251
Nitratul de sodiu are ca sinonime Salpetru de Chile, Salpetru cubic, nitru, sare de piatră sau silistră. Denumirea sa chimică este azotat de sodiu sau nitrat de sodiu, având formula chimică NaNO3. Industrial se obține prin procedeul Shanks, care constă în recristalizarea azotatului de sodiu dintr-o soluție saturată fierbinte, obținută prin dizolvarea minereului care conține alături de azotatul de sodiu și azotat de potasiu, sulfat de sodiu, sulfat de calciu, de magneziu, clorat de potasiu, iodat de sodiu. Azotatul se fabrică astăzi aproape numai din acid azotic sintetic și carbonat sau hidroxid de sodiu. Aditivul se prezintă sub formă de cristale romboedrice, incolore sau de pudră cristalină albă higroscopică. Azotatul de sodiu în soluții apoase de concentrație 5% are pH -ul minim 5,5 iar maxim 8,3. Se topește la temperatura de 314oC, iar punctul său de fierbe re este de 360oC. Se descompune la temperatura de 380oC. Este o substanță inodoră, cu un gust slab amar. Are densitatea 2,27, iar indicele de refracție este de 1,587. În aerul uscat este stabil. Prin încălzire uscată, azotatul de sodiu se descompune, dând azotitul de sodiu. Din cauza ușurinței cu care cedează ox igenul, azotatul de sodiu este un agent oxidant puternic la temperatură ridicată. În soluție apoasă nu are proprietăți oxidante. Numai agenții reducători puternici reduc azotații. Aditivul alimentar trebuie sa conțină minim 99% substanță activă, după usc are timp de 4 ore la 105oC iar pierderile prin deshidratare nu trebuie să depășescă 2%. 1.4
Nitratul de potasiu E 252
Are ca sinonim Salpetru, denumirea sa chimică este nitrat de potasiu sau azotat de potasiu, având formula chimică KNO3. Industrial se obține prin tratarea azotatului de sodiu cu clorură de potasiu sau prin tratarea clorurii de potasiu cu acid azotic. Azotatul de potasiu se prezintă sub formă de pudră cristalină albă sau de cristale prismatice de culoare albă. Are un gust răcoritor, sărat, picant. Este o substanță solubilă în apă, pH -ul unei soluții apoase de concentrație 5% este cuprins între 4,5 și 8,5. Aditivul se topește la 339oC. Ca și azotatul de sodiu, prin încălzire uscată se descompune prin cedare de oxigen și formează azotiți. La temperatură înaltă, azotatul de potasiu din cauza ușurinței cu care cedează oxigen, este un agent oxidant puternic. În soluție apoasă nu are proprietăți oxidante, decât în prezența unor reducători puternici. Aditivul trebuie să conțină minim 99% substanță activă raportată la substanța anhidră. Pierderile la deshidratare sunt de maxim 1%, după uscare timp de 4 ore la 105oC. 7
1.5
Doze admise în produsele alimentare pentru E 251 și E 252
Aditivii E 251 și E 252 sunt admiși, conform legislației actuale, în produse din carne afumată și în produse din carne în conservă, în doza de încorporare de 300 mg/kg, iar pentru cantitatea reziduală se acceptă 250 mg/kg. În brânza tare, semitare, moale, precum și în brânzeturi pe bază de produse lactate se admit în doză reziduală de 50 mg/kg. În heringi, scrumbii murate, precum și în pate de ficat, pate de ficat gras, bloc de ficat gras se acceptă în doză reziduală de 200 mg/kg. Se mai adaugă în produse de carne netratate termic în doză de 150 mg/kg, iar în produse d e carne tradiționale conservate prin imersare în soluție de saramură, în bacon și file de bacon, precum și în jambon sec și alte tipuri maturate uscate, în cantitate de încorporare de 300 mg/kg. Toate aceste cantități sunt exprimate în azotit de sodiu.
Fig 1.Structura E250
Fig 2.Strucutra E249
Fig 3.Structura E251
8
2.NECESITATEA UTILIZĂRII NITRAȚILOR ȘI
NITRIȚILOR ÎN CARNE ȘI PREPARATE DIN CARNE
Nitraţii şi nitriţii sunt utilizaţi în mod curent în preparatele din carne (şuncă, salamuri, cârnaţi) pentru menţinerea culorii roz – roşie şi pentru efectele lor bacteriostatice, antioxidante şi de amplificare a aromei produselor. Pentru a difuza uniform în masa de carne, nitraţii şi nitriţii se agaugă de obicei în sarea solidă sau în saramură, de exemplu, 1 kg nitrat sau 0,5 kg nitrit la 100 kg sare solidă. Sub influenţa florei reducătoare din carne şi din saramură, nitraţii se transformă în nitriţi, aceştia din urmă, oxidând mioglobina şi hemoglobina din resturile de sânge în nitrozomioglobină, care îşi păstrează culoarea roşie după tratamentul termic. În lipsa lor, mezelurile fierte sau opărite ar avea o culoare gri – cenuşie, neatractivă din punct de vedere organoleptic.
2.1
Necesitatea utilizării nitriților în carne și preparatele din carne
Nitritul de potasiu și nitritul de sodiu se adaugă în produsele din carne în așa numiții „agenți de sărare” împreună cu: clorura de sodiu, nitratul de sodiu (E 251), nitratul de potasiu (E 252), acidul ascorbic (E 300), ascorbatul de sodiu (E 301), sorbatul de sodiu (E 201). Azotitul de sodiu sau de potasiu are un efect de colorare, antiseptic (antibacterian), de aromatizare și antioxidare.
Culoarea roșie a cărnii este dată de doi pigmenți: mioglobina (Mb din mușchi) și respectiv hemoglobina (Hb din sânge), ale căror concentrații depind de: specia animalului, tipul de mușchi, vârsta animalului, factorii genetici, factori de mediu, tratamentul postsacrificare. Datorită factorilor de mediu (oxigen, dioxid de carbon, pH, temperatură), după sacrificarea animalului, culoarea cărnii se schimbă, fie prin intensificarea nuanței de roșu purpuriu cu formarea oximioglobinei, deoximioglobinei, fie prin apariția nuanței brune. Culoarea brună se datorează faptului că mioglobina, care conține în structura sa Fe2+, se transformă în metmioglobină (MMb) sau methemoglobină (MHb), prin oxidarea Fe2+ la Fe3+. Metmioglobina se prezintă sub forma unui compus de culoare brună. Azotiții, împreună cu ceilalți agenți de sărare introduși în carne, acționează asupra metmioglobinei sau methemoglobinei pe care o transformă într -un pigment roșu stălucitor, nitrozomioglobina sau nitrozohemoglobina, cu o frumoasă culoare roșie pentru carnea conservată. În urma tratamentelor termice, nitrizohemoglobina trece în nitrozohemocrom, dând o culoare roșie caracteristică produselor de carne conservată și gătită.
Necesitatea utilizării acestor aditivi constă în faptul că produsele din carne, prin culoarea pe care o dobândesc, devin atractive pentru consumator și au aspectul cărnii proaspete. Azotiții mai sunt utilizați și pentru efectul lor antibacterian (de conservanți), inhibând creșterea și producerea de toxine de către bacteria Clostridium botulinum, acționând asupra unor enzime necesare pentru creșterea acestui microorganism. De asemenea, aditivii formează complexe cu unele substanțe din interiorul celulei bacteriene (feredoxina – compus cu fier), modificând metabolismul energetic al microorganismului, fapt ce blochează dezvoltarea acestuia. 9
Activitatea azotitului față de Clostridium botulinum depinde de următorii factori: -
-
-
-
-
nivelul de azotit adăugat și dinamica lui de transformare în timp, care determină de fapt concentrația de azotit de sodiu rezidual. În general, nivelul de azotit de sodiu rezidul necesar pentru a avea o acțiune antibacteriană este de 100 – 120 mg/kg; concentrația saramurii pentru inhibarea producerii de toxine este de 6,1% NaCl în absența NaNO2 și de 5,8% NaCl în prezență de 75 mg/kg NaNO2, respectiv 4,9% în prezența a 150 mg/kg NaNO2. La concentrația saramurii de 5,8 – 6,1% NaCl în produs se realizează în stadiul inițial, 3,5 – 4% NaCl, concentrație superioară celei găsite în mod obișnuit în produsele din carne (2 – 3%). Concentrația saramurii în NaCl necesară pentru inhibarea lui Clostridium botulinum în absența NaNO2 este de aproximativ 10%, nivel inacceptabil pentru consumator. În practică, trebuie să se aibă în vedere interacțiunea sinergică inhibitoare a NaCl, NaNO2, pH – ului și temperaturii asupra dezvoltării lui Clostridium botulinum; pH – ul mediului de 4,6 – 5 inhibă dezvoltarea lui Clostridium botulinum tip A și B. Domeniul de pH al produselor din carne sărate este de 5,5 – 6,6. De remarcat că prin scăderea pH – ului unor produse din carne, prin acidifiere artificială (acid fosforic, acid lactic, acid acetic), cum este cazul rasolului de porc în saramură sau al cârnăciorilor în oțet (pH = 4,5), sau prin folosirea culturilor pure lactice (cazul salamurilor crude) se previne în mare măsură dezvoltarea lui Clostridium botulinum, dar în același timp se diminuează acțiunea antibotilinică a NaNO2 care este mai rapid transformat în NO și NO2 și se favorizează formarea de nitrozamine, în condițiile în care în produs rămâne azotit. În condițiile unei scăderi controlate a pH – ului, NaNO2 și acidul lactic produs prin fermentarea cu culturi pure a glucidelor adăugate în pasta salamurilor crude acționează complementar, în sensul că inițial nitritul de sodiu inhibă de zvoltarea lui Clostridium botulinum până se produce acid lactic care face să scadă pH – ul până la nivelul de inhibare a lui Clostridium botulinum; prezența ascorbatului, izoascorbatului și a altor substanțe de chelare. Pentru accelerarea formării culorii cărnii sărate, alături de nitriți se folosește ascorbatul de sodiu sau izoascorbatul de sodiu. Cele două substanțe acționează ca și sinergetici pentru antioxidanți. Ascorbatul contribuie și la scăderea vitezei de formare a nitrozaminelor, fie prin mărirea vitezei de epuizare a azotitului, fie prin blocarea directă a nitrozării de către azotit. Ascorbatul și izoascorbatul măresc capacitatea de inhibarea a nitritului față de Clostridium botulinum, prin complexarea fierului. Nivelui de ascorbat sau izoascorbat folosit pentru creșterea activității antibotulinice a azotitului este de aproximativ 200 mg/kg; prezența cisteinei și a EDTA: eficacitatea nitritului asupra dezvoltării lui Clostridium botulinum este sporită și în prezența cisteinei și a EDTA, aceste două substanțe acționând drept chelatori de metale necesare dezvoltării lui Clostridium botulinum; polifosfații întrebuințați la fabricarea preparatelor din carne, care măresc capacitatea de hidratare și reținere a apei, îmbunătățesc randamentul în produs finit, îmbunătățesc aroma și culoarea și au proprietăți antioxidante, prin faptul că reduc activitatea prooxidantă a metalor grele. Adaosul de polifosfați măreste și consistența, elasticitate și capacitatea de felire a produselor din carne. Polifosfații afectează activitatea antibotulinică a azotitului prin aceea că modifică pH – ul; glucidele adăugate care, la concentrația la care se folosesc în unele produse din carne, influențează în mod indirect acțiunea antibotulinică a nitritului, deoarece reprezintă substraturi fermentescibile pentru bacteriile lactice, reducând astfel pH – ul mediului. Fructoza și alte glucide formează complexi cu metalele (fierul), reducând astfel 10
disponibilitatea fierului pentru Clostridium botulinum, ceea ce face ca acțiunea inhibitoare a nitritului să fie mai mare; - componentele fumului: fenolii din fum contribuie la scăderea pH – ului și deci, favorizează degradarea azotitului, ceea ce înseamnă că fenolii influențează atât pozitiv cât și negativ acțiunea antibotulinică a azotiților; - prezența sorbatului: combinația de 0,2% sorbat de potasiu și 40 mg/kg azotit de sodiu are același efect antibotulinic ca și 120 mg azotit/kg în cazul baconului. Combinația de 0,2% sorbat de sodiu și 80 mg/kg azotit de sodiu are același efect antibotulinic ca și 100 – 150 mg azotit/kg în cazul cărnii de porc mărunțite fin. În afara efectului antibacterian asupra bacteriei Clostridium botulinum, aditivul mai acționează și asupra altor microorganisme aerobe și anaerobe, ca de exemplu: Listeria monocytogens, Escherichia coli, Salmonella.
Prin acțiunea bacteriostatică – bactericidă, în special faţă de bacteriile anaerobe, se prelungește durata de păstrare a preparatelor din carne şi se face profilaxia botulismului. Adaosul de clorură de sodiu, precum și de ascorbați și izoascorbați (amestec de sărare), are un efect sinergetic asupra azotiților, mărind astfel capacitatea lor de inhibare a microorganismelor. Azotiții au și un efect slab aromatizant asupra produselor din carne, deoarece inhibă procesul de oxidare a lipidelor. Astfel, unele substanțe rezultate din metabolizarea lipidelor, ca aldehida valerianică și hexanolul (produși specifici râncezirii grăsimilor) se formează în cantitate mică, deci în prezența aditivilor E 249 și E 250 aroma cărnii este mai plăcută. Prin acest exemplu se evidențiază totodată și efectul de antioxidant blând al azotitului, având drept urmare inhibarea proceselor de formare a substanțelor cu gust și miros neplăcut, străin.
2.2
Necesitatea utilizării nitraților în carne și preparatele din carne
Nitratul de sodiu și nitratul de potasiu, folosiți în amestecurile de sărare, reprezintă de fapt doar o sursă de azotit. Azotatul ca atare nu are nici un efect asupra culorii cărnii. Azotații de sodiu și de potasiu prin reducere bacteriană ( microorganismele denitrificatoare care secretă enzimele nitratreductaze) se transformă în azotit de sodiu sau potasiu. Azotiții astfel obținuți în mediu acid (de acid lactic), formează acidul azotos care în prezența substanțelor reducătoare din carne se descompune la oxid de azot și dioxid de azot. Mai departe oxidul de azot se leagă de mioglobină sau de hemoglobină, formând nitrozomioglobină sau nitrozohemoglobină. Nitrații ca atare manifestă asupra microorganismelor efecte bacteriostatice slabe. Mecanismul acțiunii lor este asemănător cu al clorurii de sodiu, adică prin modificarea presiunii osmotice. Nitraţii sau amestecurile de nitraţi şi nitriţi în diverse proporţii sunt indicaţi a fi utilizaţi în cazul mezelurilor cu durată lungă de preparare şi păstrare (de exemplu, salamuri crude de Sibiu, pastramă, cârnaţi uscaţi). Deoarece elementul activ este constituit din nitrit, există tendinţa de a -l utiliza numai pe acesta sub denumirea de “silitră tare”.
11
2.3
Toxicitatea nitraților și nitriților din carne și preparatele din carne
Nitraţii şi nitriţii prezintă o acţiune toxică cunoscută de mult timp, problema devenind deosebit de actuală de când s -au semnalat frecvente intoxicaţii acute şi cronice la copiii mici care au consumat produse alimentare de origine vegetală şi apă cu conţinut ridicat din aceşti compuşi. Implicaţiile toxicologice ale acestor substanţe chimice au devenit şi mai complexe în urma evidenţierii efectului cumulativ al nitraţilor şi a posibilităţii formării nitrozaminelor cancerigene. Nitrații într -un regim alimentar tipic, provin din apa potabilă în proporție de 21%, din fructe si legume mai mult de 70%, dar pot proveni de asemenea din produsele din carne, în care nitratul se utilizează ca agent de conservare și de îmbunătățire a culorii, în proporție de 6%. (Carmen Socaciu și Andreea Stănilă, 2006). Nitraţii au o toxicitate redusă, iar pentru a da tulburări de sănătate trebuie ingerate cantităţi mari (până la 10g în doză unică). De regulă, predomină simptomele digestive: greaţă, vărsături, crampe şi diaree uneori sangvinolentă. În condiţiile unui aport ce nu depăşeşte limitele obişnuite, nitraţii se absorb practic integral în prima parte a intestinului subţire şi se elimină prin salivă, suc gastric şi urină. Nitraţii manifestă asupra microorganismelor efecte bacteriostatice slabe. Atâta timp cât nu sunt transformaţi în nitriţi, ei acţionează printr -un mecanism asemănător cu cel al clorurii de sodiu, adică prin modificarea presiunii osmotice. Nitriţii prezintă o toxicitate mai mare decât nitraţii, se găsesc în cantităţi mici în alimente ca şi compuși naturali, iar concentraţia lor poate creşte până la niveluri periculoase, prin acţiunea reducătoare a microorganismelor asupra nitraţilor. În ansamblu, nitriţii din produsele alimentare finite provin din nitraţii şi nitriţii utilizaţi ca aditivi alimentari. Procesul de transformare a nitraţilor în nitriţi se realizează prin intermediul următoarelor reacţii: -
reducerea enzimatică în alimente; reducerea în urma acţiunii micro florei existente în produsele alimentare; reducerea bacteriană în interiorul tractusului gastro -intestinal; reacţia de cedare a oxigenului din trioxidul de azot în respiraţia plantelor
O enzimă mult răspândită în lumea bacteriilor din tubul digestiv este nitratreductaza, iar microorganismele conţin şi o nitritreductază. În cazul în care acţiunea acesteia ţine pasul cu activitatea nitratreductazei, nitritul nu se acumulează deoarece este degradat în produşi mai simpli (oxizi de azot, amoniac şi azot molecular). Însă, de regulă, activitatea nitratreductazei este mai intensă decât a nitritreductazei. În mod obişnuit, cantităţile de nitriţi formate în intestinul gros sunt mici, pentru că majoritatea nitraţilor se absorb la nivelul intestinului subţire şi se eli mină prin urină. Producerea şi trecerea în sânge şi în ţesuturi a unor mari cantităţi de nitriţi sunt favorizate de următoarele condiţii: -
consumul de alimente şi apă cu concentraţii mari de nitraţi şi eventual de nitriţi; exacerbarea florei intestinale şi mai ales ascensiunea ei în zonele proximale ale intestinului subţire, adică acolo unde vor găsi cantităţi de nitraţi neabsorbite şi de unde trecerea în sânge a nitriţilor se face relativ uşor.
Aceste procese au loc în cazul tulburărilor digestive acute ş i cronice (colite, enterocolite, scăderea sau lipsa acidităţii gastrice) sau în afecţiuni ale căilor respiratorii superioare (rinite, 12
sinuzite, amigdalite) când flora din nazofarinx este înghiţită, însămânţând astfel tubul digestiv. Nitriţii se pot forma prin reducerea nitraților secretaţi de salivă şi aduşi de alimente. Efectul methemoglobinizant al nitriţilor constituie acţiunea majoră a creşterii concentraţiei sanguine a acestor compuşi. Methemoglobina este o varietate de hemoglobină puternic oxidată, fierul din formula ei transformându-se din bivalent în trivalent. În mod normal, methemoglobina se formează în mod continuu în eritrocitele normale, dar cu un ritm lent şi pe măsură ce se produce, este reconvertită în hemoglobină prin mecanisme reducătoare neenzimatice (acid ascorbic) şi enzimatice diaforetice. Datorită acestui fapt, nivelul methemoglobinei rămâne întotdeauna coborât (sub 0,8% din hemoglobina totală la adult şi sub 1,5% la sugarul mic). În cazul intoxicaţiilor cu nitraţi şi nitriţi, formarea methemoglobinei depăşeşte ritmul de reducere şi, ca urmare, procentul ei creşte. Cianoza devine perceptibilă când methemoglobina depăşeşte o concentraţie de 10% din totalul hemoglobinei, iar alte semne clinice (cefalee, ameţeli, astenie) apar la peste 2 0% methemoglobina. Cei mai sensibili sunt copiii din primii ani de viaţă şi, dintre aceştia, în primul rând sugarii, datorită persistenţei hemoglobinei fetale (mai oxidabilă decât hemoglobina adulţilor) şi a insuficienţei enzimelor de reducere a methemoglo binei. Nitriții formează cu aminele exogene si endogene nitrozamine, compuși extrem de cancerigeni, care în stomac se transformă în nitrozoguanidină. Acestă substanță ocupă locul al doilea în ceea ce privește acțiunea sa generatoare de cancer. Nitriții reduc rezervele de vitamina A din ficat și perturbă funcția tiroidiană. Carențele de vitamina E și B se datorează tot acțiunii nitriților. Nitraţii şi nitriţii în concentraţiile existente curent în alimente de origine animală nu prezintă pericol pentru sănătatea adulţilor şi a copiilor, dar în acelaşi timp, reprezintă un risc pentru sugari în primele trei luni de viaţă. Pentru nitrați, doza zilnică admisibilă este de 5 mg/kilocorp, iar pentru nitriți de 0,2 mg/kilocorp. Doza letală pentru copii este de 0, 2 – 0,5 g. (Tofană Maria, 2006). În concluzie, este indicat ca produsele din carne obținute cu ajutorul nitraţilor şi nitriţilor să nu fie folosite în alimentaţia sugarului, iar în cazul copiilor şi a adulţilor este de preferat să nu se depăşească limita maximă admisă din cele două clase de compuşi (printr -un consum moderat de astfel de alimente). Acest deziderat se poate atinge doar printr- o alimentaţie raţională, echilibrată şi variată.
13
3 3.1
Determinarea Nitritilor si Nitratilor
Determinarea nitriţilor din produsele obţinute din carne prin metoda Griess Metoda se bazează pe faptul că în mediu acid azotiţii se pot combină cu o amină aromatică
primară, formând o sare de diazoniu. La cuplarea cu o altă amină primară se formează un complex colorant cu maximul de absorbţie la 540 nm. Intensitatea culorii soluţiei analizate se compară cu a unei soluţii etalon ce conţine o cantitate cunoscută de nitriţi. . Citirea se poate face direct, vizual, folosind o scală de comparație, sau cu ajutorul unui fotocolorimetru sau spectofotometru, folosind o curbă etalon. Pentr u o apreciere corectă este bine ca proteinele din extractul apos să fie îndepărtate prin
precipitare şi filtrare. Orientativ, extractul apos se poate pregăti şi fără deproteinizare, dar în cazul în care rezultatul este apropiat de limita maximă admisă, este necesară repetarea determinării conform metodei descrise. Principiul metodei
Măsurarea intensității culorii roz a compusului azotic format în urma reacţiei de diazotare dintre acidul sulfanilic şi nitriţii din extractul apos deproteinizat şi cuplarea ulterioară cu α – naftilamina. Reactivi:
Reacţia Griess, soluție I și II este specifică acidului azotos (azotiţilor în mediu slab acid) respectiv anionului azotit NO2.
Soluția I se prepară din 0,5 g acid sulfanilic dizolvat în 150 ml acid acetic glacial 1 2%. Soluția II se prepară din 0,2 g alfa -naftilamină dizolvată initial în 20 ml apă distilată fierbinte, care după filtrare se diluează cu 180 ml acid acetic glaciar 12%. Reactivul Griess este format din amestecul soluției I și II în părți egale. Amestecul se face în momentul folosirii, trebuie să fie incolor și se păstrează la întuneric. Soluția etalon de nitrit conține 0,001 mg nitrit la 1 ml soluție. Pentru prepararea soluției etalon, într-un balon cotat de 100 ml se introduc 0,1 g azotit de sodiu și apă distilată până la semn.
Din soluție se ia 1 ml și se introduce într -un balon cotat de 1000 ml, se completează cu apă distilată până la semn, obținându -se astfel soluți a etalon pentru lucru. Pregatirea scării comparatoare Se iau 12 eprubete uniform calibrate, curate și incolore și se numerotează de la 1 la 12. În fiecare eprubetă se introduce un număr de ml de soluție etalon egal cu numărul de ordine al eprubetei (1 ml...12 ml), câte un ml reactiv Griess (0,5 ml soluție I și 0,5 ml II) și se completează până la 13 ml
cu apă distilată conform următoarei scheme: 14
Tabelul 3.1
Scară comparatoare Nr. eprubetă
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Nr. ml soluție etalon
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Nr. ml reactiv Griess
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Nr. ml apă distilată
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
-
Scara etalon se pregătește în momentul analizei, se lasă în stativ minim 20 minute pentru dizolvarea culorii (culoarea este stabilă maxim 4 ore). Mod de lucru
Se iau 10 g din proba de cercetat, se toacă mărunt și se introduce într -un pahar Berzelius, se adaugă 100 ml apă distilată și se lasă în repaus la temperatura camerei 30 minute, apoi se filtrează. Într-o eprubeta (de același diametru ca și c ele din scara etalon) se ia 1 ml filtrat, 1 ml reactiv
Griess si 11 ml apă distilată. Se omogenizează conținutul eprubetei și după 20 minute de repaus, se compară culoarea obținută cu cea din scara etalon. Cantitatea de nitrit din proba de cercetat se exp rimă în mg % și este egală cu numărul de
ordine al eprubetei corespunzătoare din scara etalon. În cazul în care culoarea soluției din eprubeta de examinat este mai intensă decât culoarea ultimei eprubete din scară, extractul se diluează 1/1 și se apreciază din nou. Cantitatea de nitriți va fi egală cu cea arătată pe scară, înmulțită cu doi. În caz de litigiu, determinarea nitriților se face prin metoda Griess modificată, care folosește pentru citirea extincțiilor de culoare un spectrocolorimetru sau spectrofotometru. 3.2
Determinarea spectofotometrică a conținutului de nitriți din preparatele din carne prin metoda Griess modificată
Principiul metodei
Dozarea nitriților, prin măsurarea intensității culorii compusului azotic format în urma r eacției de diazotare dintre acidul sulfanilinic și nitriții din extracul apos al probei și cuplarea cu alfa -
nafilamina. Conținutul de nitriți se calculează cu ajutorul unei curbe de etalonare.
SO3H Diazotare [HO3S
HNO2 + CH3 - COOH + H2 N Acid sulfanilic
15
N≡ N]+
H CH3 – COO- + 2 H2O [ HO3S
N≡N]+ CH3 – COO- +
HO3S
NH2 + CH3 – COOH
N≡N
NH2
Reactivi
Soluția pentru precipitarea proteinelor: I – Ferocianura de potasiu, soluție 10,6 % : într -un balon cotat de 1000 ml se introduc 106 g
ferocianură de potasiu cristalizată [K 4Fe(CN)6·3H2O], cântarite cu precizie de 0,01 g se dizolvă în apă și se aduce balonul cu apă; II – Acetat de zinc, soluție 22 % : într -un balon cotat de 1000 ml se introduc 220 g acetat de zinc cristalizat [Zn(CH3COO) ·2H2O], cântarite cu precizie de 0,01 g și 30 ml acid acetic glacial, se
dizolvă în 300 – 400 ml apă și se aduce la semn cu apă. III - Soluția saturată de borax: 50 g tetraborat de sodiu cristalizat se introduc într -un balon cotat de
1000 ml, se dizolvă cu apă caldă (40 – 50oC), se lasă să se răcească la temperatura mediului ambiant și se aduce la semn cu apă. Reactiv Griess: amestec de volume egale din soluție I si soluție II. Amestecul se prepară în momentul folosirii.
Soluția I se dizolvă, prin încalzire pe baia de apă, 6 g acid sulfanilic, cântarite cu precizie de 0,001 g, în 200 ml acid acetic glacial și 400 ml apă. Se răcește și se adaugă 200 ml soluție de clorură de sodiu 10 % și se diluează până la 1000 ml cu apă. Soluția II se dizolvă prin încălzire pe baie de apă, 0,3 g clorhidrat de alfa -naftilamină în 100 ml apă se filtrează – dacă este necesar – se răcește și se adaugă 200 ml acid acetic glacial. Se aduce la semn cu apă într -un balon cotat de 1000 ml. Soluțiile I și II se păstrează în sticle brune, închise ermetic, cel mult o săptămână. Observație: Soluția II se manipulează cu grijă evitând contactul cu pielea. Soluție etalon de nitrit de sodiu, preparată în momentul folosirii. Echipamente de măsurare și materiale spectrofotometru UV-VIS; balanță analitică; eprubete; pahare cilindrice de 100 ml. 16
Mod de lucru
Pregătirea filtratului pentru determinare Din proba pentru încercare se cântăresc aproximativ 10 g, cu precizie de 0,001 g, se trec cantitativ într-un balon cotat de 200 ml, cu aproximativ 100 ml apă caldă ( 70 – 80oC). Se adaugă 5
ml soluție saturată de borax și se încălzește vasul timp de 15 minute pe baia de apă la fierbere, agitănd din când în când.
Se lasă să se răcească la temperatura ambiantă și se adaugă succesiv 2 ml ferocianură de potasiu și 2 ml acetat de zinc, agitându -se după fiecare adaos. Se lasă în repaus 20 – 30 minute și apoi se aduce la semn cu apă. Conținutul balonului se agită și se flitrează printr -o hârtie de filtru cu o porozitate mare, cutanată. Filtratul se colectează într -un vas Erlenmeyer uscat. Filtratul obținut trebuie să fie limpede. Determinarea nitriților Din filtratul obținut se iau 10 ml ca re se introduc într-un pahar de laborator de 50 ml, se adaugă 10 ml reactiv Griess, se amestecă și se lasă în repaus minimum 20 minute, dar nu mai mult de 4 ore, la întuneric, la temperatura camerei, pentru dezvoltarea colorației. Din soluția obținută se introduce intr-o cuvă cu grosimea stratului de 1 cm și se măsoară intensitateta culorii la spectrofotometru la lungimea de undă de 520 nm față de o soluție martor efectuată cu reactivii folosiți pentru probă, înlocuind proba cu apă (10 ml). Se efectuează î n paralel două determinări din aceeași probă de analizat. Dacă extincția soluției colorate obținute este superioră extincției soluției etalon celei mai concentrate, se diluează corespunzător cantitatea de extract luată în lucru, completându -se volumul până la 10 ml cu apă și adăugându -se apoi 10 ml reactiv Griess. La calculul rezultatului se va ține
seama de diluția făcută. Trasare curbă de etalonare În șase pahare Erlenmeyer de 50 ml se introduc, pe rând, cu pipeta, soluție etalon de nitrit de sodiu, apă și reactivul Griess, conform tabelului: Nr.ordine al paharelor
1
2
3
4
5
6
Soluție etalon cu
0
2
4
6
8
10
Apă, ml
10
8
6
4
2
0
Reactiv Griess, ml
10
10
10
10
10
10
Conținut de nitrit de
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
conținit de nitrit de sodiu, ml
sodiu, ml Tabelul 3.2 17
După adăugarea reactivului Griess, se omogenizează și se lasă la temperatura camerei. la întuneric, 20 minute pentru dezvoltarea culorii.
Se măsoară extincția probelor etalon la spectrofotometru, la lungimea de undă de 520 nm față de soluția din proba I. Se trasează o curbă de etalonare, înscriind pe ordonată valorile extincțiilor obținute, iar pe abscisă conținuturile corespunzătoare de nitrit de sodiu, în mg. Calculul conținutului de nitriți Nitriți (NaNO2)
[ mg/Kg] (ppm)
Nitriți (NaNO2)
(mg/100g)
în care: c = cantitatea de nitrit de sodiu citită pe curba de etalonare, în mg; V = volumul total al extractului obținut în ml; V1 = volumul extractului luat pentru determinare, în ml; m = masa probei în g.
Repetabilitatea: diferența între rezultatele a două determinări efectuate de același operator, în cadrul aceluiași laborator, nu trebuie sa depășească 10 % din valoarea conținutului de nitriți.
18
În condițiile diversificării și înnoirii rapide a ofertei de mărfuri, mondializării piețelor, creșterii continue a exigențelor clienților, calitatea produselor și serviciilor a devenit un imperativ al dezvoltării durabile, în așa fel încât produsul trebuie să satisfacă în condiții optime, nevoile pentru care a fost realizat. Siguranţa alimentară este unul dintre cei mai importanţi factori, care concură la sănătatea populaţiei, la reducerea îmbolnăvirilor şi, implicit, a costurilor din sistemul de sănătate, ca şi la îmbunătăţirea calităţii vieţii în ţara noastră. Pentru prevenirea intoxicaţiilor sau toxiinfecţiilor alimentare, care afectează sănătatea consumatorilor, este necesar să se identifice şi să se analizeze pericolele potenţiale (fizice, chimice şi biologice), care pot provoca contaminarea alimentelor de- a lungul lanţului alimentar: producţie primară → procesare → depozitare → transport —> comercializare produse alimentare → consumatori. Este foarte important ca producători de preparate din carne să respecte limitele admise pentru nitrați și nitriți deoarece numai în acest fel se poate evita îmbolnăvirea consumatorilor.
19
Bibliografie 1. Apostu, S., V. Stănescu, 2010, – Igiena, Inspecția și siguranța alimentelor de origine animală – Practicum, Editura Risoprint, Cluj - Napoca, paginile 153 - 182. 2. Apostu, S., V. Stănescu, 2010, – Igiena, Inspecția și siguranța alimentelor de origine animală, Editura Risoprint, Cluj - Napoca, volumul II, paginile 519 – 536. Banu, C., 2000, – Aditivi și ingrediente pentru industria alimentară, Editura Tehnică,
3.
București. 4. Banu, C., 2010, – Aplicații ale aditivilor și ingredientelor în industria alimentară, Editura Asab,
București. 5. Bolcu, C., 2008, – Scurte considerați privind toxicitatea nitraților și nitriților din produsele
obținute din carne, Timișoara. 6. Hura Carmen, 2004, – Aditivi alimentari , Editura Cermi, Iași. 7. Hura Carmen, 2005, – Contaminarea chimică a alimentelor în România, Editura Cermi, Iași, volumul 5. 8. Hura Carmen, 2006, – Ghid de laborator „Metode de analiză pentru produsele alimentare”,
Editura Cermi, Iași, volumul 6. 9. Jurca, I. M., Cornelia Maria Răducu, 2005, – Tehnologia industrializării produselor animale , Editura AcademicPress, Cluj – Napoca, paginile 54 – 84. 10. Jurca, I. M., 2001 – Ghid practic de tehnologia cărnii și a produselor din carne , Editura Icriaf, Cluj – Napoca. 11. Laslo, C., Crina Mureșan, Mirela Jimboreanu, Ramona Suharoschi, 2008, – Examenul de
laborator al produselor din carne de origine animală – îndrumător de lucrări practi ce, Editura AcademicPress, Cluj – Napoca. 12. Lupea, A., Dorina Ardelean, Mirabela Pădure, 2001, – Chimia și controlul alimentelor de
origine animală, Editura Politehnică, Timișoara. 13. Modoran, D., I. Ivan, D. Sălăgean, Mirela Jimboreanu și Constanța Modoran, 20 07, –
Tehnologia prelucrării produselor agroalimentare, Editura U.T. Press, Cluj – Napoca. 14. Orănescu Elena, 2008, – Aditivi alimentari, necesitate și risc, Editura Agir, București, pag. 101 105. 15. Popa Maria, Maria Rocas, 2002, – Cercetări privind compoziția chimică a preparatelor din carne, Editura Mirton, Timișoara.
16. Popa Maria, 2005, – Calitatea și siguranță alimentară, Editura Casa cărții de știință, Cluj – Napoca. 20
17. Sălăgean, D., D. Țibulcă, 2009, – Tehnologia produselor din carne, Editura Risoprint, Cluj Napoca. 18. Sălăgean, D., D. Țibulcă, 2010, – Tehnologia cărnii și a produselor din carne – îndrumător de
lucrări practice, Editura Risoprint, Cluj – Napoca. 19. Socaciu Carmen și Andreea Stănilă, 2007, - Nitrați în alimentație, sănătate și mediu , Studii de caz în securitatea alimentară și sănătatea mediului, partea I, volumul 6. 20. Tofană Maria, 2001, – Aditivi alimentari – Îndrumător de laborator , Editura Alma Mater, Cluj
– Napoca. 21. Tofană Maria, 2003, – Aditivii alimentari și conservabilitatea, Editura AcademicPress, Cluj – Napoca. 22. Tofană Maria, 2006, – Poluarea produselor alimentare, Editura Alma Mater, Cluj – Napoca. 23. Tofană Maria, 2006, – Aditivi alimentari – Interacțiunea cu alimentul , Editura AcademicPress, Cluj – Napoca. 24. *** Directiva 95/2/CE a Par lamentului European și a Consiliului din 20 februarie 1995 privind
aditivii alimentari, alți decât coloranții și îndulcitorii. 25. ***Directiva 2010/69/ a Uniuni Europene din 22 octombrie 2010 de modificare a anexelor la Directiva 95/2/CE a Parlamentului Europ ean și a Consiliului privind aditivii alimentari, alții
decât coloranții și îndulcitorii. 26. *** Ministerul Agriculturii, Alimentației și Padurilor, Ordin număr 295 din 12/07/2002 pentru
aprobarea Normelor privind aditivii alimentari destinați utilizării în p rodusele alimentare pentru consumul uman, 2002.
27. *** Ministerul Agriculturii, Alimentației și Padurilor, Ordin număr 806 din 27/11/2007 pentru
modificarea si completarea Normelor privind aditivii alimentari destinați utilizării în produsele alimentare pentru consumul uman, 2007. 28. *** Ministerul Sănătății, Ordin număr 975 din 11/06/1999 privind aprobarea Normelor igienico – sanitare pentru alimente, 1999.
29. *** Revista „Știință și viața noastră”, 2008, – Toxicitatea nitriților și nitraților din produsele
obținute din carne, numărul 1. 30. *** Standard european 12014 – 3, 2005, – Determinarea spectofotometrică a conținutul de
nitriți din produsele din carne. 31. *** Standarde de stat și norme tehnice de calitate, 1994, Carne si preparate din carne,
București. 32. *** Stas 11581 – 83. 21
33. *** www.ansvsa.ro 34. *** www.eur – lex.europa.eu 35. *** www.monitoruloficial.ro 36. *** www.revista – informare.ro 37. *** www.scribd.com 38. *** www.umfcv.ro
22
