4.4. Методы определения остаточных количеств пестицидов в пищевых продуктах и продовольственном сырье
Основными лабораторными методами исследования пищевых продуктов на содержание остаточных количеств пестицидов являются газовая и тонкослойная хроматография.
Во многих регионах, в том числе производящих сельскохозяйственную продукцию, основным методом контроля является тонкослойная хроматография, которая по чувствительности, объективности и точности количественного определения уступает методам инструментального хроматографического анализа.
В настоящее время в качестве арбитражного метода определения хлорорганических пестицидов, нормируемых в пищевых продуктах и сырье, используют капиллярную газожидкостную хроматографию.
Арбитражный метод определения хлорорганических пестицидов основан на экстракции пестицидов из образца продукта этилацетатом, очистке экстракта серной кислотой или силикагелем, концентрировании очищенного экстракта и последующем анализе на газовом хроматографе с электронозахватным детектором (рис. 10).
Раствор анализируемых пестицидов в легкокипящем растворителе (гексане) вводится микрошприцем, испаряется в испарителе, подхватывается потоком газаносителя (азот) и поступает в капиллярную хроматографическую колонку, где происходит разделение смеси определяемых пестицидов на отдельные компоненты. Разделенные вещества элюируются потоком газаносителя из хроматографической колонки, регистрируются детектором и фиксируются на хроматограмме в виде пиков. Полученная хроматограмма служит основой для качественного и количественного анализа смеси веществ.
Для идентификации пиков на хроматограмме проводят анализ стандартной смеси веществ, т. е. специально составленной и аттестованной смеси определяемых веществ с известными концентрациями и известным порядком выхода в данных условиях хроматографирования.
Лекция 5 Диоксины и другие полигалогенированные углеводороды как контаминанты продуктов питания.
Учебные вопросы
5.1Токсическое действие диоксинов и диоксиноподобных соединений.
5.2Источники загрязнения окружающей среды полигалогенированными углеводородами.
5.3Пути решения безопасности пищевых продуктов с точки зрения контаминации их плигалогенированными углеводородами
Токсическое действие диоксинов и диоксиноподобных соединений.
Диоксины обобщенное название большой группы полихлордибензопарадиоксинов (ПХДЦ), полихлордибензодифуранов (ПХДФ) и полихлордибифенилов (ПХДФ).
В семейство диоксинов входят сотни хлорорганических, броморганических и смешанных хлорброморганических циклических эфиров, из которых 17 наиболее токсичны. Диоксины твердые бесцветные кристаллические вещества, химически инертные и термически стабильные (разлагаются при нагревании выше 750 oС).
Диоксин один из самых вездесущих техногенных ядов, наступающих на людей с широкого фронта современного производства.
В природной среде диоксины быстро поглощаются растениями, почвой и различными материалами, практически не изменяются под влиянием физических, химических и биологических факторов.
Диоксины поражают практически все формы живой материи — от бактерий до теплокровных. Токсическое действие диоксинов на простейшие организмы обусловлено, повидимому, нарушением функций металлоферментов, с которыми они образуют прочные комплексы. Значительно сложнее происходит поражение диоксинами высших организмов, особенно теплокровных и, прежде всего, человека. Комплексный характер действия этой группы соединений на человека и живые организмы приводит к подавлению иммунитета, поражению внутренних органов и истощению организма.
Действие диоксинов направлено на отобранные в ходе эволюции регуляторные механизмы живой клетки, запускаемые рецепторными белками с однотипным активным центром. Таким центром может служить гем — железосодержащее соединение из группы порфиринов, поскольку в силу своих геометрических и электронных параметров он способен связываться с планарными по структуре диоксинами. А порфирины, как известно, ответственны за перенос кислорода в живом организме. Таким образом, попадая в организм, диоксины выступают в роли индукторов длительных ложных биоответов, способствуя накоплению ряда биокатализаторовгемопротеидов в количествах, опасных для функционирования клетки и всего организма. В итоге затрагиваются регуляторные механизмы адаптации к внешней среде. Поэтому даже слабое поражение диоксинами, проявляющееся в высокой утомляемости, пониженной физической и умственной работоспособности, а также в повышении чувствительности к биологическим инфекциям и другим химическим ксенобиотикам, может привести к негативным последствиям в условиях дополнительных, обычно легко переносимых стрессов.
Вторичные эффекты диоксинов на организм связаны с индуцируемыми ими биокатализаторами — гемопротеинами. Накопление последних опасно, поскольку в комплексах с диоксинами они включают механизм расходования энергетических ресурсов клетки, что вызывает мутагенез, биодеградацию чувствительных к окислению гормонов, витаминов, липидов, разрушение биомембран и нарушение функций мембраносвязанных комплексов металлов с органическими лигандами, определяющих работу клетки. Особенно чувствительны к подобным негативным воздействиям иммунные клетки. Указанные процессы приводят, с одной стороны, к повышению скорости биодеградации некоторых низкомолекулярных гормонов, нейромедиаторов, витаминов, ароматических аминокислот, лекарственных соединений, с другой — к биоактивации чужеродных веществ, среди которых особенно опасными являются предшественники афлатоксина Вр канцерогенов, нейротоксинов и сильных нервных ядов.
В организме теплокровных диоксин первоначально попадает в жировые ткани, после чего перераспределяется, накапливаясь преимущественно в печени, а затем и в других органах. Разрушение диоксина в организме незначительно: он выводится в основном неизменным, в виде комплексов не установленной пока природы. Период полувыведения колеблется от нескольких десятков дней (мышь) до 10 и лет
При остром отравлении животных наблюдаются признаки общетоксического действия диоксина: потеря аппетита, физическая и половая слабость, хроническая усталость, депрессия и катастрофическая потеря веса. К летальному исходу это приводит через несколько дней или даже через несколько десятков дней, в зависимости от дозы яда и скорости его поступления в организм.
В нелетальных дозах диоксин вызывает тяжелые специфические заболевания. У высокочувствительных особей первоначально появляется заболевание кожи — хлоракне (поражение сальных желез, сопровождающееся дерматитами и образованием долго незаживающих язв), причем у людей хлоракне может многократно повторяться, даже спустя много лет после излечения. Более сильное поражение диоксином приводит к порфирии: нарушению обмена порфиринов — важных предшественников гемоглобина и простетических групп железосодержащих ферментов (цитохромов). Порфирия проявляется в повышенной фоточувствительности кожи: она становится хрупкой, покрывается многочисленными микропузырьками. При хроническом отравлении диоксином развиваются также различные заболевания, вызванные поражениями печени, иммунных систем и центральной нервной системы.
Указанные заболевания проявляются на фоне резкой активации диоксином важного железосодержащего фермента — цитохрома Р448. Особенно сильно активируясь в плаценте и в плоде, этот фермент даже в ничтожно малых количествах подавляет жизнеспособность, нарушает процессы формирования и развития нового организма. В очень низких концентрациях диоксин вызывает генетические изменения в клетках пораженных особей и повышает частоту возникновения опухолей, т. е. обладает мутагенным и канцерогенным действием.
Действие диоксинов на человека обусловлено их влиянием на рецепторы клеток, ответственных за работу гормональных систем. При этом возникают эндокринные и гормональные расстройства, изменяется содержание половых гормонов, гормонов щитовидной и поджелудочной желез, что увеличивает риск развития сахарного диабета, нарушаются процессы полового созревания и развития плода. Дети отстают в развитии, их обучение затрудняется, у молодых людей появляются заболевания, свойственные старческому возрасту. В целом повышается вероятность бесплодия, самопроизвольного прерывания беременности, врожденных пороков и прочих аномалий. Изменяется также иммунный ответ, а значит, увеличивается восприимчивость организма к инфекциям, возрастает частота аллергических реакций, онкологических заболеваний.
Полихлорированные бифенилы (ПХБ) — высокотоксичные соединения, поражающие печень и почки. Даже в чрезвычайно низких концентрациях они оказывают негативное воздействие на живые организмы и известны тем, что приводят к кожным заболеваниям, а в высоких концентрациях могут вызвать смерть человека.
Хроническое действие полихлорированных бифенилов сходно с действием хлорпроизводных нафталина. Они вызывают порфирию: активируют микросомные ферменты печени. С увеличением количества атомов хлора в молекуле ПХБ это свойство усиливается. ПХБ обладают эмбриотоксическим действием, оказывают выраженное негативное влияние на репродуктивную функцию. Повидимому, токсическое действие хлорированных бифенилов обусловлено образованием высокотоксичных полихлордибензофуранов и полихлордибензодиоксинов.
В таблице представлены группы полигалогенированных углеводородов, являющихся контаминантами продуктов питания и представляющих опасность для здоровья человека. Указанные соединения, наряду с рассмотренными выше хлорорганическими пестицидами, экологи относят к разряду суперэкотоксикантов, подчеркивая глобальный характер загрязнения ими окружающей среды, а также их высокую стойкость и токсичность.
Таблица Классификация полигалогенированных углеводородов
(ПГУ)
|
Название |
Аббривеатура |
Структурная формула |
Область применения |
|
Полихлорированные бифенилы
|
ПХБ |
|
Диэлектрик в трансформаторах |
|
Полихлорированные дибензидиоксины
|
ПХДД |
Примесь в гербицидахдефолиантах | |
|
Полихлорированные дибензофураны
|
ПХДФ
|
Примесь в гербицидахдефолиантах | |
|
Полихлорированные нафталины
|
ПХН |
Средства защиты резиновых изделий | |
|
Полибромированные бифенилы |
ПББ |
Замедлители горения |
