- •Основы экотоксикологии красноярск 2011
- •Введение
- •Задачи изучения дисциплины
- •Глава 1. Механизмы токсического действия и перераспределения в организме токсических и ядовитых веществ
- •1.1. Токсикометрия
- •1.2. Токсикодинамика
- •Общая классификация факторов, определяющих развитие отравлений
- •1.3. Токсикокинетика
- •1.3.1. Пути поступления и распределения ядов в организме
- •1.3.2. Токсико-кинетические особенности отравлений
- •1.3.2.1. Особенности пероральных отравлений
- •1.3.2.2. Особенности ингаляционных отравлений
- •1.3.2.3. Особенности перкутанных отравлений
- •1.3.3. Транспорт токсичных веществ через клеточные мембраны
- •Классификация мембранотоксинов
- •Механизмы повреждения мембран
- •1.3.4. Пути и способы естественного выведения чужеродных соединений из организма
- •Контрольные вопросы
- •Использованная литература
- •Глава 2. Токсические вещества в природных средах
- •2.1. Антропогенное воздействие на окружающую природную среду
- •Классификация загрязнений по области их воздействия
- •Классификация веществ по степени их вредности
- •2.2. Поведение токсикантов в природных средах
- •2.3. Загрязнение атмосферы
- •2.3.1. Типы и виды загрязнений атмосферы
- •2.3.2. Основные загрязняющие вещества атмосферы
- •Лабораторная работа
- •Ход работы
- •2.3.3. Кислотные дожди
- •2.3.4. Парниковый эффект
- •2.3.5. Нарушение озонового слоя
- •2.4. Загрязнение воды
- •2.4.1. Основные источники загрязнения воды
- •2.4.2. Вещества, разрушаемые микроорганизмами, и изменение состояния воды
- •Ход анализа
- •2.4.3. Устойчивые, или трудноразрушающиеся, вещества в воде
- •2.4.4. Ионы, поступающие из удобрений и солей, используемых для снеготаяния при уборке снега и льда, и тяжелые металлы в воде
- •Ход работы
- •Приготовление вспомогательного раствора суммы металлов
- •Приготовление стандартного раствора
- •2.4.5. Загрязнение вод водорослями
- •Контрольные вопросы
- •Использованная литература
- •Глава 3. Токсические вещества в агросфере и продукции агропромышленного комплекса
- •3.1. Загрязнения пестицидами
- •По стойкости:
- •3.2. Диоксины в агросфере
- •3.3. Использование регуляторов роста растений
- •3.4. Нитраты и нитриты
- •Во время косвенного окисления гемоглобина сначала нитриты окисляются до нитратов с образованием пероксида водорода, затем последний вступает в реакцию с железом гемоглобина
- •Подготовка проб для анализа
- •Качественная оценка содержания нитратов в продукции растениеводства с использованием дифениламина
- •Ход анализа
- •Качественная оценка наличия нитритов в продукции растениеводства с помощью йодкрахмальной бумажки
- •Ход анализа
- •Качественная реакция определения нитритов с помощью реактива Грисса
- •Ход анализа
- •Фотоэлектроколориметрическое измерение интенсивности окраски
- •3.5. Нитрозосоединения
- •3.6. Тяжелые металлы в агросфере
- •3.6.1. Загрязнение ртутью
- •3.6.2. Загрязнение кадмием
- •3.6.3. Загрязнение свинцом
- •3.6.4. Загрязнение хромом
- •3.6.5. Загрязнение цинком, кобальтом, никелем, марганцем и медью
- •«Определение кобальта в почве»
- •Построение градуировочного графика
- •Ход работы
- •Ход работы
- •3.6.6. Загрязнение мышьяком
- •3.6.7. Загрязнение оловом
- •3.7. Полициклические ароматические углеводороды (пау)
- •3.8. Радиоактивное загрязнение агросферы
- •3.9. Влияние способов обработки пищевых продуктов
- •3.9.1. Добавки к пищевым продуктам (контаминанты)
- •3.9.2. Красители
- •3.9.3. Подсластители
- •3.9.4. Вкусовые добавки. Антиоксиданты
- •3.9.5. Консерванты
- •Ход работы
- •Ход анализа
- •3.10. Микотоксины в продукции агросферы
- •Микотоксинов (мг/кг)
- •Трихотеценовые микотоксины
- •Эрготоксины
- •Первая помощь и профилактика микотоксикозов
- •3.11. Получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
- •3.11.1. Растениеводство
- •3.11.2. Животноводство
- •Контрольные вопросы
- •Использованная литература
- •Заключение
- •Возможные последствия воздействия химических продуктов на экосистемы (последствия приводятся по степени убывания их опасности)
- •Словарь
- •Тестовые задания
- •Глава 1. Механизмы токсического действия и перераспределения в организме токсических и ядовитых веществ
- •Глава 2. Токсические вещества в природных средах
- •Глава 3. Токсические вещества в агросфере и продукции агропромышленного комплекса
- •Тестовые вопросы для самоконтроля
3.9.3. Подсластители
Применяются вместо сахара, обладают высоким подсластительным эффектом (табл. 9). Тауматин ввиду высокого подсластительного эффекта применяется в диабетических продуктах (манните – Е421, сорбите – Е420, ксилите – Е967).
Таблица 9 – Подсластительный эффект и воздействие на живые организмы
Вещества |
Эффект подслащения (по отношению к сахару) (раз) |
Эффект воздействия на живые организмы |
Сахарин |
450 |
Канцероген |
Цикламаты |
40 |
Канцероген |
Аспартам |
180 |
– |
Ацесульфам |
150-200 |
Аллерген |
Тауматин* |
2000-3000 |
– |
* Применяется в Японии с 1979 года без ограничений.
Подсластители могут оказывать следующее физиологическое действие на организм:
связывают воду в прямой кишке;
разжижают стул;
повышают кровяное давление;
влияют на обмен кальция;
модифицируют жизненные функции организма.
Применение подобных веществ должно быть ограничено (не более 20 г), а для детского питания (до 3 лет) вообще исключено.
3.9.4. Вкусовые добавки. Антиоксиданты
Уксусная кислота и ее соли – ацетаты (K-, Na-, Ca) – Е260-Е263.
Молочная кислота е ее соли – лактаты (K-, Na-, Ca) – Е270; Е325-Е327.
Лимонная кислота и ее соли – цитраты – Е330-Е333.
Винная кислота и ее соли – тартраты – Е334-Е337.
Ортофосфаты – Е338-Е341.
Яблочная кислота и ее соли – малаты – Е350-Е352.
Фумаровая кислота – Е297.
Янтарная кислота и ее соли – Е363.
Угольная кислота – карбонаты и ее соли – Е500-Е501.
Серная кислота и ее соли – сульфаты – Е513-Е515.
Глюконовая кислота – Е574.
К числу антиоксидантов относятся:
галаты (Е310-Е312), в т.ч. ароматические вещества;
буталгидроокситолуол (ВНТ) (Е320);
L-аскорбиновая кислота (Е300) и ее соли (аскорбаты) (Е301 – аскорбат натрия и Н302 – аскорбат кальция).
ВНТ является канцерогеном, он индуцирует жизненно важные энзимы.
Разрушение витамина Е под влиянием антиоксидантов вызывает еще большее снижение стабилизирующего эффекта относительно жирных кислот, что в конечном итоге нарушает обменные процессы в организме.
К эмульгаторам относят: лецитин (Е322); пищевую кислоту (Е470); моно-, диглицериды (Е471). Токсикологическая оценка этих веществ проблематична.
3.9.5. Консерванты
Консервирующий эффект заключается в торможении развития микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов. К примеру, при изготовлении сгущенного молока его свертывание предотвращают добавкой гидрокарбоната натрия, динатрийфосфата и тринатрийцитрата. Эти стабилизирующие продукты препятствуют бактериальным процессам свертывания молока, однако «возраст» молока после введения консервантов с трудом удается восстановить.
Распространенным консервирующим агентом служит сложный эфир n-гидроксибензойной кислоты. Чаще всего применяют метиловый и пропиловый эфиры, которые обладают бактерицидными и фунгицидными свойствами. Продукты питания должны содержать не более 0,1% эфира. Консерванты, обладающие благодаря наличию фенольной группы высоким консервирующим эффектом, оказывают и определенное побочное физиологическое действие на человека. Отмечаются дурманящее (анестезирующее) локальное действие, расширение сосудов, появление судорог.
Более сильные последствия вызывает сернистая кислота, точнее ее соли, выделяющие сернистую кислоту. Эту кислоту используют для придания устойчивости винам, ее добавка в количестве до 20 мг/л уже препятствует образованию плесени. При концентрации ее более 40 мг/л она может вызвать головную боль. Большие количества сернистой кислоты можно встретить в молодых, не созревших винах (типа божоле). Запрещено повышать стойкость мяса и рыбы с помощью сернистой кислоты, устраняющей гнилостный запах мяса, даже если начался микробиологический процесс его разложения.
Для сохранения продуктов используют их окуривание с помощью пропиленоксида, который с небольшими количествами соляной кислоты образует хлорпропанол, оказывающий на некоторые виды бактерий мутагенное действие.
В качестве консервантов используют следующие вещества:
сорбиновую кислоту и ее соли (Е200-Е203) – эти вещества нарушают энзиматический аппарат (энолазу, лактатдегидрогеназу), образование лимонной кислоты, блокируют каталазу и пероксидазу, нарушают клеточные мембраны;
бензойную кислоту и ее соли (Е210-Е213) – влияют на рост микроорганизмов посредством уплотнения клеточных мембран, а также блокировки обмена веществ, в частности, образования лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования;
гидроксилбензойную кислоту – Ester – оказывает антисептическое действие аналогично фенолу. Эту кислоту называют еще «карболовой водой» из-за содержания фенола (2%). Повреждает цитоплазматическую мембрану и вызывает денатурацию белков;
муравьиную кислоту и ее соли (Е236-Е238) – нарушают ферментные системы, особенно каталазу;
пропионовую кислоту и ее соли (Е280-Е283) – накапливаются в межклеточных пространствах и блокируют обмен веществ; выступают как конкуренты аланина и других аминокислот. Действие зависит от реакции среды. Оптимальным является рН ниже 4,5;
бифенил (Е230), ортофенилфенол (Е231, Е232), тиабендазол (Е233). Вещества накапливаются в межклеточных пространствах и нарушают работу цитоплазматических мембран. Ортофенилфенол является мутагеном;
K-Na – нитраты и нитриты (Е249-Е252) – вызывают ряд заболеваний;
SO2, SO3 (Е221-Е224), (Е226-Е228). Обладают антимикробным действием. Механизм действия заключается в замедлении (приостановлении) образования энзимов сульфгидрильной группой SH при взаимодействии с SO2 или SO3. В кислой среде и при повышенных концентрациях SO2 или SO3 может наступать инактивация тиамина, кроме того, имеет место реакция с нуклеиновыми кислотами. Это объясняет мутагенный эффект сернистого газа in vitro-системах в кислой среде. Нарушают образование витаминов и коэнзимов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«Определение сернистой кислоты в кондитерских изделиях»
Оборудование и реактивы: мерная колба вместимостью 200– 250 мл; коническая колба вместимостью 200–250 мл; пипетки; бюретка; раствор гидроксида натрия или калия 1 М; раствор серной кислоты (1:3); раствор крахмала; раствор йода 0,01 моль/л; исследуемое кондитерское изделие; дистиллированная вода.
