izvkgtuИзвестия КГТУKSTU News1997-3071Калининградский государственный технический университет10.46845/1997-3071-2026-81-57-70izvkgtu-206Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВPROCESSES AND TECHNOLOGY OF FOOD MANUFACTURINGИнтегральная оценка экологической безопасности растительных альтернатив молоку на основе анализа тяжелых металловIntegral assessment of the environmental safety of plant-based milk alternatives based on heavy metal analysishttps://orcid.org/0000-0001-7675-8078БегдайИ. В.BegdayI. V.

Инна Владимировна Бегдай - кандидат технических наук, доцент, заведующая научно-учебной лабораторией биогеохимии окружающей среды

 г. Ставрополь

Inna V. Begday - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Research and Educational Laboratory of Environmental Biogeochemistry

Stavropol'

algae@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-0860-6080ЦесарьТ. А.TsesarT. A.

Тамара Александровна Цесарь - инженер-лаборант научно-учебной лаборатории биогеохимии окружающей среды

 г. Ставрополь

Tamara A. Tsesar - Laboratory Engineer in the Research and Educational Laboratory of Environmental Biogeochemistry

Stavropol'

tsesar.tamara@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9091-6375ХаринК. В.KharinK. V.

Константин Викторович Харин - кандидат географических наук, доцент, заведующий кафедрой экологии и биогеографии

 г. Ставрополь

Konstantin V. Kharin - Candidate of Geographical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Ecology and Biogeography

Stavropol'

k-harin79@mail.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth-Caucasus Federal UniversityRussian Federation2026070520260815770Copyright © Бегдай И.В., Цесарь Т.А., Харин К.В., 20262026Бегдай И.В., Цесарь Т.А., Харин К.В.Begday I.V., Tsesar T.A., Kharin K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.klgtu.ru/jour/article/view/206

В рамках данной работы выполнена интегральная оценка экологической безопасности растительных аналогов молока, представленных на российском рынке. Исследование охватывало как готовые коммерческие напитки популярных брендов, так и образцы, приготовленные лабораторным способом из крупяного сырья. Основной целью являлись определение уровня содержания токсичных и условно-токсичных тяжелых металлов – свинца, кадмия, цинка и меди – и последующая оценка потенциального неканцерогенного риска для здоровья взрослых и детей при регулярном потреблении данных продуктов. Лабораторный анализ проводили методом атомно-абсорбционной спектрометрии, полученные количественные данные сравнивали с установленными гигиеническими нормативами предельно допустимых концентраций (ПДК). Для перехода от химических концентраций к оценке воздействия на здоровье применялась утвержденная методика расчета экспозиционных доз и коэффициента опасности (HQ). Результаты анализа показали, что ни в одном из исследованных образцов, как промышленных, так и лабораторных, не было зафиксировано превышения ПДК по всем четырем металлам. Концентрации варьировали в безопасных пределах 4,8 %–36,7 % от соответствующих ПДК. Ключевым результатом интегральной оценки является расчет HQ. Его значения для каждого металла, а также суммарные показатели риска всех типов напитков для взрослых и детей оказались существенно меньше единицы (менее 0,01). Это однозначно свидетельствует об отсутствии угрозы появления неканцерогенных эффектов для здоровья при долгосрочном употреблении. Таким образом, исследование демонстрирует, что рассмотренные растительные аналоги молока обладают высоким уровнем экологической безопасности по критерию содержания тяжелых металлов. Установлено, что решающим фактором безопасности является качество исходного сельскохозяйственного сырья, а не тип обработки (промышленный или лабораторно приготовленный).

The study presents a comprehensive assessment of the environmental safety of plant-based milk alternatives available on the Russian market. The study included both ready-to-drink commercial beverages from popular brands and laboratoryprepared samples from cereal raw materials. The primary objective has been determination of the levels of toxic and conditionally toxic heavy metals- lead, cadmium, zinc, and copper – and subsequent assessment of the potential non-carcinogenic health risk to adults and children with regular consumption of these products. Laboratory analysis has been performed using atomic absorption spectrometry. The resulting quantitative data have been compared with the established hygienic standards (MPCs). To convert chemical concentrations to health impact assessment, an approved method for calculating exposure doses and hazard quotients (HQs) has been used. The analysis results showed that none of the samples, whether industrial or laboratory, exceeded the MPCs for all four metals. Concentrations varied within safe limits, ranging from 4.8 % to 36.7 % of the corresponding MACs. The key result of the integrated assessment is the calculation of the hazard quotient (HQ). Its values for each metal, as well as the overall risk indicators for all beverage types for adults and children, were significantly less than one (less than 0.01). This clearly indicates no risk of developing non-carcinogenic health effects with long-term consumption. Thus, the study demonstrates that the plant-based milk analogues examined possess a high level of environmental safety in terms of heavy metal content. It has been found that the decisive safety factor is the quality of the original agricultural raw materials, not the type of processing (industrial or laboratory prepared).

растительное молокотяжелые металлыэкологическая безопасностькоэффициент опасностирискplant-based milkheavy metalsenvironmental safetyhazard quotientriskReferencesHale, M. Exploring the growth of plant-based milk alternatives. – Текст: электронный // Dairy Foods:сайт. – URL:https://www.dairyfoods.com/blogs/14-dairyfoods-blog/post/95247-exploring-the-growth-of-plant-based-milk-alternatives#:~:text=The%20plant%2Dbased%20milk%20alternatives,a%20way%20of%20identifying%20yourself.%E2%80%9D (дата обращения: 20.10.2025).Hale, M. Exploring the growth of plant-based milk alternatives. – Text: electronic // Dairy Foods: site. – URL:https://www.dairyfoods.com/blogs/14-dairy-foodsblog/post/95247-exploring-the-growth-of-plant-based-milk-alternatives#:~:text=The%20plant%2Dbased%20milk%20alternatives,a%20way%20of%20identifying%20yourself.%E2%80%9D (date of treatment: 10.20.2025).Алексаночкин, Д. И. Напитки на растительной основе: обзор сырьевых компонентов и технологий получения / Д. И. Алексаночкин, И. Д. Семенов, И. А. Фоменко // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. – 2025. – Т. 28, № 3. – С. 371-384. – DOI 10.21443/1560-9278-2025-28-3-371-384. – EDN CIANAP.Aleksanochkin, D. I. Plant-based drinks: a review of raw materials and production technologies / D. I. Aleksanochkin, I. D. Semenov, I. A. Fomenko // Bulletin of MSTU. Transactions of Murmansk State Technical University. – 2025. – Vol. 28, № 3. – P. 371–384. – DOI 10.21443/1560-9278-2025-28-3-371-384. – EDN CIANAP.McClements, D. J. Plant-based milks: a review of the science underpinning their design, fabrication, and performance / D. J. McClement, E. Newman, I. F. McClements. – DOI: 10.1111/154-4337.12505 // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2019. – Vol. 18, № 6. – P. 2047–2067.McClements, D. J. Plant-based milks: a review of the science underpinning their design, fabrication, and performance / D. J. McClement, E. Newman, I. F. McClements. – DOI: 10.1111/154-4337.12505 // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2019. – Vol. 18, №. 6. – P. 2047–2067.Федеральный центр развития экспорта продукции АПК Минсельхоза России (Агроэкспорт). Обзор ВЭД «Растительные напитки». – Текст: электрон ный // Агроэкспорт: сайт. – URL:https://aemcx.ru/ (дата обращения: 25.09.2025).Federal Center for the Export of Agricultural Products of the Ministry of Agriculture of Russia (Agroexport). Review of the foreign economic activity «Herbal drinks». – Text: electronic // Agroexport: site. – URL:https://aemcx.ru / (date of treatment: 09.25.2025).Алексеев, Ю. В. Тяжелые металлы в агроландшафте / Ю. В. Алексеев. – Санкт-Петербург: Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова РАН, 2008. – 216 с. – ISBN 978-5-86763-213-7. – EDN QBSZFJ.Alekseev, Yu. V. Heavy metals in the agricultural landscape / Yu. V. Alekseev. – Saint-Petersburg: St.-Petersburg Institute of Nuclear Physics of the Russian Academy of Sciences, 2008. – 216 p. – ISBN 978-5-86763-213-7. – EDN QBSGFJ.Ильин, В. Б. Тяжелые металлы и неметаллы в системе почва-растение: моногр. / В. Б. Ильин; отв. ред. А. И. Сысо. – Российская акад. наук, Сибирское отдние, Ин-т почвоведения и агрохимии. – Новосибирск: Изд-во Сибирского отд-ния Российской акад. наук, 2012. – 218 с. – ISBN 978-5-7692-1229-1. – EDN QLDFYP.Ilyin, V. B. Heavy metals and nonmetals in the soil-plant system: mono- graphs / V. B. Ilyin; ed. by A. I. Syso. – Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Institute of Soil Science and Agrochemistry. – Novosibirsk: Publishing House of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 2012. – 218 p. – ISBN 978-5-7692-1229-1. – EDN QLDFYP.Горлов, И. Ф. Оценка миграции тяжелых металлов в пищевой цепи «вода – почва – корма – молоко» / И. Ф. Горлов, Н. И. Мосолова, Е. Ю. Злобина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. – 2012. – № 3(27). – С. 101–104. – EDN PCXKYZ.Gorlov, I. F. Assessment of migration of heavy metals in the food chain «water – soil – feed – milk» / I. F. Gorlov, N. I. Mosolova, E. Y. Zlobina // Izvestia of the Nizhnevolzhsky Agrouniversity Complex: Science and higher professional education. – 2012. – № 3(27). – P. 101–104. – EDN PCXKYZ.Титов, А. Ф. Тяжелые металлы и растения: моногр. / А. Ф. Титов, Н. М. Казнина, В. В. Таланова. – Петрозаводск: Институт биологии Карельского научного центра, 2014. – 194 с. – ISBN 978-5-9274-0641-8.Titov, A. F. Heavy metals and plants: monographs / A. F. Titov, N. M. Kaznina, V. V. Talanova. – Petrozavodsk: Institute of Biology of the Karelian Scientific Center, 2014. – 194 p. – ISBN 978-5-9274-0641-8.Дмитрюкова, М. Ю. Влияние кадмия на рост и дыхание растений табака с геном леггемоглобина а сои / М. Ю. Дмитрюкова, А. Х. Баймиев, З. Ф. Рахманкулова // Агрохимия. – 2011. – № 10. – С. 70–75. – EDN MXFYTG.Dmitryukova, M. Y. The effect of cadmium on the growth and respiration of tobacco plants with the soy leghemoglobin a gene / M. Y. Dmitryukova, A. H. Baymiev, Z. F. Rakhmankulova // Agrochemistry. – 2011. – № 10. – P. 70–75. – EDN MXFYTG.Виноградов, А. П. Полное собрание трудов в 18 т. Т. 4. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах: моногр. / науч. ред. Е.М. Коробова; [сост. Л. Д. Виноградова]. – М.: РАН, 2021. – 298 с. – ISBN 978-5-907366-41-1.Vinogradov, A. P. Complete works in 18 volumes. Vol. 4. Geochemistry of rare and scattered elements in soils: monographs / scientific ed. by E.M. Korobov; [comp. by L. D. Vinogradov]. – M.: RAS, 2021. – 298 p. – ISBN 978-5-907366-41-1.Виноградов, А. П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры / А. П. Виноградов // Гео-химия. – 1962. – № 7. – С. 555–571. – EDN SIZCQF.Vinogradov, A. P. Average content of chemical elements in the main types of igneous rocks of the Earth's crust / A. P. Vinogradov // Geochemistry. – 1962. – № 7. – P. 555–571. – EDN SIZCQF.Kabata-Pendias, A. Trace elements in soils and plants: Fourth edition: monogr. / A. Kabata-Pendias. – Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis Group, 2010. – 548 p. – ISBN 978-0-429192-03-6. – EDN KYYXAU.Kabata-Pendias, A. Trace elements in soils and plants: Fourth edition: monogr. / A. Kabata-Pendias. – Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis Group, 2010. – 548 p. – ISBN 978-0-429192-03-6. – EDN KYYXAU.Медведев, И. Ф. Тяжелые металлы в экосистемах: моногр. / И. Ф. Медведев, С. С. Деревягин. – Саратов: ООО «Ракурс», 2017. – 178 с. – ISBN 978-5-9758-1665-8. – EDN ZUOCLR.Medvedev, I. F. Heavy metals in ecosystems: monographs / I. F. Medvedev, S. S. Derevyagin. – Saratov: Rakurs LLC, 2017. – 178 p. – ISBN 978-5-9758-1665-8. – EDN ZUOCLR.Губин, А. Н. Кадмий в системе: торфяная низинная почва – растение / А. Н. Губин, М. А. Ефремова, B. H. Ефимов // Плодородие. – 2007. – № 2 (35). – С. 34–35. – EDN KUCKDJ.Gubin, A. N. Cadmium in the system: peat lowland soil – plant / A. N. Gubin, M. A. Efremova, B. H. Efimov // Fertility. – 2007. – № 2 (35). – P. 34– 35. – EDN KUCKDJ.Гнусарев, С. С. Влияние смешанной гнили от трутовика настоящего (Fomes fomentarius (L.:Fr.) Gill.) на накопление тяжелых металлов березой повислой (Betula pendula Roth.) / С. С. Гнусарев, Н. А. Митрофанова, Б. П. Чураков // Медико-физиологические проблемы экологии человека: материалы VIII Всероссийской конференции с международным участием, Ульяновск, 01–04 декабря 2021 г. – Ульяновск: Ульяновский государственный университет, 2021. – С. 67– 70. – DOI 10.34014/MPPHE.2021-67-70. – EDN XMOGNP.Gnusarev, S. S. The influence of mixed rot from the present tinder (Fomes fomentarius (L.:Fr.) Gill.) on the accumulation of heavy metals by birch (Betula pendula Roth.) / S. S. Gnusarev, N. A. Mitrofanova, B. P. Churakov // Medical and physiological problems of human ecology: materials VIII All-Russian Conference with International participation (Ulyanovsk, December 01-04, 2021). – Ulyanovsk: Ulyanovsk State University, 2021. – P. 67–70. – DOI 10.34014/MPPE.2021-67-70. – EDN XMOGNP.Velangi, M. Role of plant based milk alternatives as a functional beverage: a review / M. Velangi, M. Savla. – DOI:10.52403/ijhsr.20221135 // Int. J. Health Sci. Res. – 2022. – Vol. 12. – P. 273–281.Velangi, M. Role of plant based milk alternatives as a functional beverage: a review / M. Velangi, M. Savla. – DOI:10.52403/ijhsr.20221135 // Int. J. Health Sci. Res. – 2022. – Vol. 12. – P. 273–281.Патент № 2756071. Российская Федерация. Способ получения растительного молока: № 2021103148: заявл. 10.02.2021: опубл. 27.09.2021 / В. А. Нгуен, В.И. Дейнека, Л.А. Дейнека. – 12 с.Patent № 2756071. Russian Federation. Method for producing plant milk: № 2021103148: declared 10.02.2021: published 27.09.2021 / V. A. Nguyen, V. I. Deineka, L. A. Deineka. – 12 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.