Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биологическая и химическая безопасность продовольственного сырья и продуктов питания. Учебное пособие
.pdf
31
Пищевые продукты представляют собой сложные многокомпонентные системы, состоящие из сотен химических соединений. Эти соединения можно условно разделить на следующие
3 группы:
1) алиментарные вещества — необходимые организму
нутриенты (белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества), т.е. вещества, ради которых употребляются продукты.
Они обеспечивают биологические потребности организма в необходимых веществах и энергии;
2) условно неалиментарные вещества — вещества, участ-
вующие в формировании органолептических качеств продуктов
(вкуса, аромата, цвета, консистенции и др.), предшественники и
продукты распада основных нутриентов, другие биологически
активные вещества. Сюда же относят природные соединения, обладающие антиалиментарными и токсическими свойствами
(например, антивитамины, соланин);
3) чужеродные химические вещества (ЧХВ), контами-
нанты, ксенобиотики — чужеродные, потенциально опасные
соединения неорганической и органической природы, в том числе
микробиологического происхождения.
Наиболее изученными факторами являются химические. На
рис. 2.2 представлена классификация негативных химических
факторов, содержащихся в продуктах питания. Следует отметить,
что пища также может содержать радиоактивные изотопы. ЧХВ
могут поступать в продукты питания из продовольственного сырья, в процессе производства, хранения и реализации.
Вредными веществами могут быть как природные (естественные) компоненты, так и поступающие извне. Контаминанты
(вредные вещества из окружающей среды) поступают в организм
людей по пищевым цепям, особенностью которых является
накопление этих веществ в значительно большем количестве, чем
в предыдущем звене цепи. Так, по данным В. Эйхлера, препаратов ДДТ в водорослях было в 3000 раз больше, чем в воде. В организме ракообразных они увеличивались еще в 30 раз, в организме рыб — еще в 10–15 раз, в жировой ткани чаек — еще в
400 раз.
32
Рис. 2.2. Вредные вещества,
содержащиеся в продуктах питания
Пищевые цепи могут быть простыми и сложными. Простыми пищевыми цепями являются цепи, при которых растительные продукты, загрязненные ЧХВ почвы, воды, удобрениями, средствами борьбы с вредителями и сорняками, употребляются непосредственно человеком в пищу. Сложные цепи состоят
из нескольких звеньев. Особенно сложные пищевые цепи связаны с водной средой.
Из общего количества ЧХВ, поступающих в организм человека, 30–80% и более поступают с пищей.
ЧХВ, поступающие в организм с пищей, могут оказывать
следующие негативные воздействия:
неблагоприятно влиять на пищеварение и усвоение не-
обходимых веществ;
понижать иммунитет;
сенсибилизировать организм;
оказывать общетоксическое действие;
вызывать канцерогенный, тератогенный, гонадотоксиче-
ский, эмбриотоксический эффекты;
ускорять процессы старения;
нарушать процессы воспроизводства.
33
Для эффективной профилактики таких нарушений необходимо знать основные пути поступления в продукты питания ЧХВ.
Основными путями загрязнения продуктов питания
являются:
1) использование неразрешенных красителей, консерван-
тов, антиокислителей или их применение в повышенных дозах;
2) применение новых нетрадиционных технологий производства продуктов питания или отдельных пищевых веществ, в
том числе полученных путем химического и микробиологического синтеза;
3) загрязнение сельскохозяйственных культур и продуктов
животноводства пестицидами, используемыми для борьбы с вредителями растений и в ветеринарной практике для профилактики
заболеваний животных;
4) нарушение гигиенических правил использования в растениеводстве удобрений, оросительных вод, твердых и жидких
отходов промышленности и животноводства и других сточных
вод, осадков очистных сооружений и т.д.;
5) использование в животноводстве и птицеводстве неразрешенных кормовых добавок, консервантов, стимуляторов роста,
профилактических и лечебных медикаментов или применение
разрешенных добавок и т.д. в повышенных дозах;
6) миграция в продукты питания токсических веществ из
пищевого оборудования, посуды, инвентаря, тары, упаковок
вследствие использования неразрешенных полимерных, резиновых и металлических материалов;
7) образование в пищевых продуктах эндогенных токсических соединений в процессе теплового воздействия, кипячения,
жарки, облучения, других способов технологической обработки;
8) несоблюдение санитарных требований в технологии
производства и хранения пищевых продуктов, что приводит к
образованию бактериальных токсинов (микотоксины, ботулотоксины и др.);
9) поступление в продукты питания токсических веществ, в
том числе радионуклидов, из окружающей среды — атмосферного воздуха, почвы, водоемов.
34
Наибольшую опасность с точки зрения распространенности
и токсичности имеют следующие контаминанты.
1. Токсины микроорганизмов — относятся к числу наиболее опасных природных загрязнителей. Они наиболее распространены в растительном сырье. Так, в поступающем по импорту
арахисе обнаруживаются афлотоксины до 26% от объема исследуемого продукта, в кукурузе — до 2,8%, в ячмене — до 6%. Патулин, как правило, выявляется в продуктах переработки фруктов — соки, фруктовые пюре и джемы, что связано с нарушением
технологий и использованием нестандартного сырья.
2. Токсические элементы (тяжелые металлы). Основной
источник загрязнения — угольная, металлургическая и химическая промышленность.
3. Антибиотики — получили распространение в результате нарушений их применения в ветеринарной практике. Остаточные количества антибиотиков обнаруживаются в 15–26% продукции животноводства и птицеводства. Обращает внимание
большой уровень загрязнения левомицетином — одним из
наиболее опасных антибиотиков.
4. Пестициды — накапливаются в продовольственном
сырье и пищевых продуктах вследствие бесконтрольного использования химических средств защиты растений. Особую опасность
вызывает одновременное наличие нескольких пестицидов, уровень которых превышает предельно допустимые концентрации (ПДК).
5. Нитраты, нитриты, нитрозоамины. Проблема нитратов и нитритов связана с нерациональным применением азотистых удобрений и пестицидов, что приводит к накоплению указанных контаминантов, а также аминов и амидов, усилению процессов нитрозирования в объектах окружающей среды и
организме человека и, как следствие этого, образованию высокотоксичных соединений — N-нитрозоаминов.
По данным Института питания РАМН, в настоящий момент
N-нитрозоамины встречаются практически во всех мясных, молочных и рыбных продуктах, при этом 36% мясных и 51% рыбных продуктов содержат их в концентрациях, превышающих гигиенические нормативы.
35
6. Диоксины и диоксиноподобные соединения — хлорорга-
Группы пищевых продуктов
Загрязнители
Зерно и зернопродукты
Пестициды
Микотоксины (афлатоксины: В1, зеараленон,
вомитоксин)
Мясо и мясопродукты
Токсичные элементы
Антибиотики
Нитрозоамины
Гормональные препараты
Нитриты
Полихлорированные дибензодиоксины
и дибензофураны
Молоко и молокопродукты
Пестициды
Антибиотики
Токсичные элементы
Афлатоксин М1
Полихлорированные бифенилы
Полихлорированные дибензодиоксины
и дибензофураны
Овощи, фрукты, картофель
Пестициды
Нитраты
Патулин
нические, особо опасные контаминанты, основными источниками
которых являются предприятия, производящие хлорную
продукцию.
7. Полициклические ароматические углеводороды
(ПАУ) — образуются в результате природных и техногенных
процессов.
8. Радионуклиды — причиной загрязнения может
быть небрежное обращение с природными и искусственными источниками.
9. Пищевые добавки — подсластители, ароматизаторы,
красители, антиоксиданты, стабилизаторы и т.д. Их применение
должно регламентироваться нормативной документацией с наличием разрешения органов здравоохранения.
Таблица 2.1
Загрязнители, подлежащие контролю
в различных группах пищевых продуктов
36
Существует проблема загрязнения продовольствия фузари-
отоксинами — дезоксиниваленолом (ДОН) и зеараленоном, которая обусловлена вспышками фузариоза зерна.
Перечень приоритетных загрязнителей, подлежащих контролю в различных группах продовольственного сырья и пищевых продуктов, содержит различные вещества (табл. 2.1). Вполне
вероятно, что в дальнейшем этот перечень может быть дополнен.
Содержание вредных для организма чужеродных соединений в пищевых продуктах регламентируется специальными документами, которые постоянно корректируются в связи с идентификацией новых загрязнителей и изучением их токсических
свойств, уровнем развития технологий.
В связи с проблемой защиты продовольственного сырья и
пищевых продуктов от загрязнения немаловажный интерес представляет использование природных цеолитов, обладающих способностью сорбировать различные соединения химической и
микробиологической природы.
Конкретные меры профилактики вытекают из описанных
выше путей загрязнения продуктов питания. Эти меры должны
быть юридически закреплены в соответствующих правовых документах, доведены до сведения населения.
2.2. Оценка токсичности веществ
В безопасности пищевых продуктов важное значение имеет
гигиеническое нормирование.
Количественная характеристика токсичности веществ достаточно сложна и требует многостороннего подхода. Судить о
ней приходится по результатам воздействия веществ на живой
организм, для которого характерна индивидуальная реакция, индивидуальная вариабельность, поскольку в группе испытуемых
животных всегда присутствуют более или менее восприимчивые
к действию изучаемого токсина индивидуумы.
Мерой токсичности является летальная доза (ЛД). Существует два вида этого критерия — ЛД50 и ЛД
, т.е. это доза, вы-
100
зывающая при однократном введении гибель 50% или 100% экспериментальных животных. Дозу обычно определяют в размерности концентрации. Токсичными считают все те вещества, для
37
которых ЛД мала. Принята следующая классификация веществ
Виды
ЛД50 для крысы при пероральном
введении, мг/кг
Чрезвычайно токсичные
менее 5
Высокотоксичные
5–50
Умеренно токсичные
5–500
Малотоксичные
500–5000
Практически нетоксичные
5000–15000
Практически безвредные
более 15000
по признаку острой токсичности (табл. 2.2).
Характеристикой токсичности также является время полувыведения (t
) из организма. Величина t
0,5
характеризует время
0,5
полувыведения токсина и продуктов его превращения из организма. Для разных токсинов оно может составлять от нескольких
часов до нескольких десятков лет.
На основе токсических критериев (с точки зрения гигиены
питания) международными организациями — ВОЗ, ФАО и др., а
также органами здравоохранения отдельных государств приняты
следующие базисные (основные) показатели: ПДК, ДСД и ДСП.
Таблица 2.2
Классификация вредных веществ
по признаку острой токсичности
ПДК (предельно допустимая концентрация) — предельно
допустимые количества чужеродных веществ в атмосфере, воде,
продуктах питания с точки зрения безопасности их для здоровья
человека. ПДК в продуктах питания — установленное законом
предельно допустимое с точки зрения здоровья человека количество вредного (чужеродного) вещества. ПДК — это такие концентрации, которые при ежедневном воздействии в течение сколь
угодно длительного времени не могут вызывать заболеваний или
отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в жизни настоящего и последующего поколений.
ДСД (допустимая суточная доза) — ежедневное поступление вещества, которое не оказывает негативного влияния на здоровье человека в течение всей жизни.
38
ДСП (допустимое суточное потребление) — величина,
рассчитываемая как произведение ДСД на среднюю величину
массы тела (60 кг).
Зная ДСД, ПДК и средний набор пищевых продуктов в рационе за сутки, определяют ПДК ксенобиотика в продуктах, в
которых он может находиться.
Зачастую в пищевом продукте содержится не один, а целый
комплекс вредных веществ, что сказывается на токсическом действии. Различают следующие виды комбинированного токсичного действия:
1) суммирование;
2) потенцирование или сверхсуммирование;
3) антагонизм (снижение токсического эффекта одного ве-
щества в присутствии другого);
4) изменение характера токсического воздействия.
В большинстве случаев наблюдается суммирование токсического эффекта.
2.3. Методы оценки качества и безопасности
пищевой продукции
За последние десятилетия в России разработаны современные высокоэффективные и прецизионные аналитические методы
определения качества и безопасности пищевой продукции, основанные на применении последних научных достижений, позволяющие выявлять контаминанты в очень низких концентрациях.
Особое место занимают и методы, связанные с выявлением
фальсификаций мясного сырья (замена одних видов мяса другими, выявление использования соединительнотканных или растительных белков и др.). Среди этих методов можно выделить следующие.
Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)
с различными детекторами (массы, светорассеивания, УФ, диодная матрица, электрохимический, флуоресцентный), предназначена для определения содержания микотоксинов, фикотоксинов
(токсинов морепродуктов), биогенных аминов, меламина, пищевых добавок, витаминов, органических кислот, индикаторных
компонентов биологически активных добавок к пище и ряда дру-
39
гих веществ, содержащихся в продовольственном сырье и пищевых продуктах.
Газовая хроматография (ГХ) с разными видами детекторов
(масс-детектор, пламя-ионизационный, термоионный, детектор
захвата электронов) применяется для определения пестицидов,
полихлорированных бифенилов, жирнокислотного состава и
идентификация жиров и масел и т.д.
Атомно-абсорбционная спектрофотометрия, атомноэмиссионная спектрофотометрия и вольтамперометрия пред-
назначены для определения токсичных металлов, макро- и микроэлементов.
Кроме этого в современных исследованиях широко применяется метод ПЦР, включая системы ПЦР в «реальном времени»,
для идентификации генетически модифицированных организмов
(ГМО) и генетически модифицированных микроорганизмов
(ГММ), идентификации и типирования микроорганизмов, а также
для идентификации видов мясного сырья, видов птицы и рыбы
для целей выявления фальсификации продуктов и выявления добавления растительного белка.
В области создания современной системы мониторинга за-
грязнений пищевых продуктов в России в последние годы организован мониторинг безопасности пищевых продуктов, проводящийся в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации № 60 от 2 февраля 2006 г. «Об утверждении
Положения о проведении социально-гигиенического мониторинга». Ежегодно в стране только службой государственного санитарно-эпидемиологического надзора проводится достаточно
большое количество исследований по санитарно-химическим и
санитарно-микробиологическим показателям. Такая плотность
контроля позволяет выявлять партии пищевых продуктов, не соответствующие гигиеническим нормативам, и изымать их из обращения. Одновременно создана и функционирует система учета
результатов мониторинга безопасности пищевых продуктов, которая позволяет дать характеристику по частоте, уровням и динамике загрязнения продовольственного сырья и пищевых продуктов, а также получить исходные данные для расчета суточной
нагрузки контаминантами на организм и провести оценку риска
загрязнения пищевых продуктов для здоровья населения (Руко-
40
водство Р 2.1.10.1920–04 «Руководство по оценке риска для здо-
Ре-
акция
ровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду», МУ 2.3.7.2125–06 «Социальногигиенический мониторинг. Контаминация продовольственного
сырья и пищевых продуктов химическими веществами. Сбор,
обработка и анализ показателей», МУ 2.3.7.2519–09 «Определение экспозиции и оценка риска воздействия химических контаминантов пищевых продуктов на население»).
2.4. Метаболизм ксенобиотиков
Биотрансформация ксенобиотиков представляет собой
принципиальный механизм поддержания гомеостаза во время
воздействия на организм чужеродных соединений. Изучение метаболизма чужеродных соединений, превращений, которые они
претерпевают, попадая в организм человека, важны в первую
очередь с точки зрения выяснения химических и биохимических
механизмов детоксикации, а также с точки зрения оценки возможностей защитной системы организма по детоксикации чужеродных веществ.
Метаболизм чужеродных соединений в организме будет зависеть от множества различных факторов. Попадая в организм,
определенная доза вещества всасывается в месте контакта, разносится и распределяется в крови и органах. Вследствие метаболических изменений и ритмического протекания процессов детоксикации уровень его содержания падает. В тканях и клетках ксенобиотик проходит через одну или несколько мембран,
взаимодействуя с рецепторами. В результате возникает ответная
реакция, включаются механизмы противодействия с целью поддержания постоянства внутренней среды — гомеостаза.
Метаболизм ксенобиотиков проходит в две фазы (рис. 2.3).
В результате этой серии реакций ксенобиотики становятся более
гидрофильными и выделяются с мочой. Вещества, более гидрофобные или обладающие большой молекулярной массой
(> 300 кД), чаще выводятся с желчью в кишечник и затем удаляются с фекалиями (рис. 2.4).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]