 |
Природные токсиканты и загрязнители
|
|
|
|
В пищевых продуктах наряду с полезными веществами часто содержатся микрокомпоненты, которые в определенном количестве могут оказать отрицательное действие на организм человека. Это природные токсиканты и загрязнители - токсичные вещества, поступающие в пищу из окружающей среды, при нарушении различных технологических процессов производства, хранения пищевого сырья и продуктов питания.
Природные токсиканты
Природные токсиканты - это вещества, содержащиеся в микроколичестве в нативном пищевом сырье и продуктах или образующиеся в процессе ферментации, маринования и других видов консервирования некоторых скоропортящихся продуктов.
К природным токсикантам относятся биогенные амины, некоторые алкалоиды, цианогенные гликозиды и кумарины.
Наиболее распространенные и опасные биогенные амины - это серотонин, тирамин, гистамин, менее - путресцин, кадаверин, спермидин. Эти соединения, особенно гистамин, обладают сосудорасширяющим действием, и поэтому содержание их в пищевых продуктах в значительном количестве может оказать отрицательное влияние на здоровье человека.
Больше, чем в других продуктах, серотонин содержится в томатах, сливе и шоколаде; тирамин и гистамин - в ферментированных продуктах (сыре), маринованных рыбных продуктах, в рыбных консервах, вяленой рыбе. Причем количество путресцина, кадаверина и спермидина увеличивается при хранении различных рыбных консервов.
К алкалоидам относятся кофеин, теобромин, теофилин, содержащиеся в зернах кофе, листьях чая, напитках кока-кола, пепси-кола. Эти вещества обладают возбуждающим действием на нервную систему человека и при избыточном употреблении могут оказать отрицательное влияние на здоровье человека.
|
|
|
При хранении на свету в картофеле и овощах образуются стероидные алкалоиды (соланин и чаконин), способные вызвать отравление организма при концентрации около 500 мг/кг продукта.
Цианогенные глюкозиды, из которых наиболее распространен амигдалин, содержатся в косточках миндаля, персиков, сливы, абрикосов. При ферментативном или кислотном гидролизе амигдалина выделяется синильная кислота, вызывающая поражение нервной системы. При варке варенья, джема, компотов из косточковых плодов не происходит образования синильной кислоты, при приготовлении различных настоек и наливок с использованием косточковых плодов возможно образование этой кислоты, особенно при нарушении технологии данного процесса.
Кумарины относятся к мономерным фенольным соединениям, обнаружены в листовых овощах, и в настоящее время они мало изучены.
Загрязнители
Под загрязнителями или токсикантами окружающей среды понимают такие вредные вещества, которые распространяются в окружающей нас среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и в связи с этим оказывают вредное воздействие на животных, растения, а в ряде случаев и на человека [29, 30].
В последние десятилетия во многих странах проблема охраны здоровья населения в связи с возможностью поступления в организм с пищей химических загрязнителей из окружающей среды становится все более острой.
К загрязнителям, поступающим из окружающей среды, относятся ядовитые отходы промышленности, транспорта и домашнего хозяйства, попадающие через воздух, воду и почву в продукты питания. Чаще всего это продукты сгорания, токсичные элементы и другие химические вещества.
Наиболее значительную группу загрязнителей представляют собой сельскохозяйственные ядохимикаты, пестициды и удобрения.
К загрязнителям относятся компоненты упаковочных материалов. Они представлены в виде загрязнений от металлической тары, от пропитанной бумаги и дерева, а также в виде вспомогательных синтетических веществ, добавляемых в пластмассы и полимерные материалы для придания им желаемых свойств.
|
|
|
К загрязнителям пищевых продуктов относятся также бактериальные токсины и микотоксины - продукты жизнедеятельности плесеней, многие из которых идентифицированы и отнесены к чужеродным веществам.
Для пищевых продуктов, а следовательно, и для человека наибольшую опасность представляют пестициды, соли тяжелых металлов (токсичные элементы), микотоксины, нитраты, нитриты и нитрозамины, радиоактивные загрязнения.
Пестициды
Пестициды - это химические вещества, применяющиеся для уничтожения микроорганизмов (фунгициды), сорняков (гербициды) и насекомых (инсектициды), вредоносных или нежелательных с точки зрения экономики или здравоохранения [31].
Практически все продукты растениеводства в процессе роста или хранения подвергаются действию химических веществ (пестициды, минеральные удобрения, продукты загрязнения атмосферы).
Современное промышленное животноводство также использует разнообразные химические вещества (пестициды, стимуляторы роста, кормовые добавки, гормональные препараты, консерванты и другие).
Применение пестицидов во всем мире увеличивается, так как они сохраняют урожай, снижают потери от микроорганизмов и сельскохозяйственных вредителей, уничтожают сорняки. В то же время возникает ряд проблем и негативных моментов, связанных с отравлением людей, животных, растений, загрязнением окружающий среды, особенно водного и воздушного бассейнов земли, нарушением равновесия в экологической системе между отдельными видами и различными представителями растительного и животного мира. Пестициды могут попадать в организм человека с пищей, из почвы, воды и воздуха. Велико влияние пестицидов на экологическую систему, многие пестициды способны разрушать природные ферменты, необходимые для жизни растений, животных и полезных насекомых.
Эффективное применение различных химических веществ и особенно пестицидов в сельском хозяйстве, исключающее попадание их в определенном количестве в окружающую среду и продукты питания, - одна из главных проблем химизации сельского хозяйства, а также органов здравоохранения.
|
|
|
Большинство современных пестицидов относится к малотоксичным и малостойким соединениям. К моменту зрелости и сбора урожая в продуктах растениеводства либо вовсе не обнаруживаются пестициды, либо их количество настолько мало, что не может оказать через пищу вредного влияния на организм человека. Только при грубом нарушении правил пользования пестицидами (увеличении доз, кратности и сроков обработки) в пищевых продуктах могут остаться пестициды в количестве, превышающем ПДК. Однако и при правильном использовании пестициды могут оказать отрицательное влияние на качество продуктов. Это в первую очередь относится к "системным пес-тицидам" внутрирастительного действия, которые проникают внутрь растений, попадают в их организм и ткани.
В настоящее время выпускается и применяется в сельском хозяй- стве большое количество пестицидов различной химической структуры. Все пестициды, используемые в растениеводстве и животноводст-ве, делятся на следующие группы:
1. Хлорорганические химические вещества; применяются как инсектициды (гексахлорциклогексан - ГХЦГ, кельтан, каптан, полихлоркамфен, сульфон) для обработки картофеля, овощных, ягодных и зерновых культур.
2. Фосфорорганические химические вещества, применяемые как инсектициды (карбофос, хлорофос, тетраметилтиурамид сульфид, метатион, дуребан и другие).
3. Производные карбаминовой, тиокарбаминовой и дитиокарбаминовой кислот; применяются как фунгициды (бенлат, поликарбацин, цинеб), гербициды (бетанол, ронит), инсектициды (севин, карбат, карбендазин).
4. Хлорпроизводные фенолоксикислот; используются как гербициды (кротилин, дипал, карнокс, бутирал, бексон, метаксон) для обработки зерновых культур и картофеля.
5. Производные сими-триазина; применяются как гербициды (приматол, метазин, мезоранил, мезурон, зенкор, прометрин, сульфазин) для обработки овощей, картофеля, ягодных, бобовых и цитрусовых культур.
|
|
|
6. Нитро- и хлорпроизводные фенола; используются как инсекти-циды (динофен, динобуто, крезанит и другие), гербициды (каратан, аратан, динокап, мороцид и другие); как инсектицид, фунгицид и гер-бицид применяется нитрафен для яблонь, груш, ягодных культур, винограда.
7. Производные мочевины; применяются как гербициды (аре-зин, вензар, диурон, линурон, монурон и другие) и фунгициды (карпен, церкобан, метилтиофан и другие) для картофеля, овощей, яблонь, груш и пшеницы.
8. Медьсодержащие соединения; используются как фунгициды (сульфат меди, оксихлорид меди, бордосская жидкость и другие) для многих плодовых, ягодных и овощных культур.
Более опасны для окружающей среды и человека хлорорганические соединения, менее - фосфорорганические, так как они быстрее разлагаются и их остатки в продуктах обнаруживаются в 4-5 раз реже, чем хлорорганические.
Широкое применение во многих странах мира получили карбаматы. Они используются в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов, фунгицидов, гербицидов, нематоцидов, регуляторов роста растений, а также для борьбы с переносчиками инфекций [31].
Карбаматы - это большая группа синтетических пестицидов, N-замещенные эфиры карбаминовой кислоты, имеющие общую структурную формулу
R' - NН - C - ОR",
О
где R' - алкильные радикалы; R" - арильные радикалы.
Простые эфиры и N-замещенные производные карбаминовой кислоты - это нестойкие соединения, особенно в щелочной среде, распадающиеся с образованием спирта, фенола, аммония, амина и СО2.
Соли и эфиры замещенной карбаминовой кислоты более стойки, чем сама карбаминовая кислота.
Производное карбаматного эфира - это твердое кристаллическое вещество с низким давлением пара и плохой растворимостью в воде, но хорошей - в органических растворителях. Некоторые карба-маты могут сублимировать с поверхности слоя почвы в атмосферный воздух, загрязняя его. Карбаматы быстро разлагаются в воде и легко смываются дождевыми водами с растений после их обработки, загрязняя воду рек и озер.
В почве карбаматы разлагаются по-разному в зависимости от влажности и типа почв, рН, наличия микроорганизмов, способности абсорбции, вида карбамата (например, карбендазин очень медленно разлагается).
Механизм токсического действия карбаматов основан на подавлении активности ацетилхолинэстеразы (АХЭ) и других эстераз; АХЭ способствует гидролизу ацетилхолина до холина и уксусной кислоты.
Установлено, что под влиянием химических веществ возможно изменение качества продуктов, которое может иметь как положительную, так и отрицательную направленность. Качество продуктов в результате применения химических веществ может повышаться за счет улучшения минерального состава, уничтожения микроорганизмов, накопления ценных веществ. Однако под влиянием пестицидов, способных проникать в растения, происходят физиолого-биохимические изменения, приводящие к изменению и ухудшению качества продуктов. Так, ухудшаются органолептические показатели за счет остаточного количества пестицидов (появляются посторонний запах и вкус); изменяется химический состав и биологическая ценность (уменьшается количество витаминов, b-каротина, углеводов, аминокислот); образуются новые химические соединения, являющиеся метаболитами пестицидов. Некоторые промежуточные продукты распада пестицидов представляют собой стойкие соединения, которые могут сохраняться после сбора урожая.
|
|
|
Сохранение остатков пестицидов в овощах и плодах представляет особую опасность, так как они часто используются в пищу в сыром виде и, следовательно, термического разложения пестицидов не происходит. Овощи в большей мере накапливают пестициды, чем плоды. Морковь, томаты и огурцы обладают высокой способностью накапливать пестициды, из которых чаще всего встречается севин.
Многие пестициды хорошо растворяются в жирах и могут накапливаться в продуктах животноводства, в частности, молоке, яйцах, сметане, масле и т.п.
В последние годы в связи с запрещением хлорорганических пести- цидов, улучшением санитарного контроля, использованием малостойких пестицидов их содержание в пищевых продуктах выше предельно-допустимых концентраций (ПДК) практически не обнаруживается.
В настоящее время в нормативной документации на качество пищевых продуктов и в сертификатах соответствия указывается ПДК для пестицидов.
Токсичные элементы
Токсичные элементы. К основным токсичным элементам относятся: ртуть, свинец, кадмий, олово, медь, цинк, мышьяк, хром [32].
Ртуть - токсичный элемент кумулятивного действия принадлежит к числу рассеяных в природе микроэлементов, легко образует большое число органических и неорганических соединений, подавляющее большинство которых ядовито. Наиболее ядовиты органические соединения ртути.
Ртуть в металлической или связанной форме вместе с отходами химических предприятий попадает в сточные воды или в воздух, а затем в воду. Этот элемент попадает в воду также при вымывании почв дождевой водой. Всего в мире ежегодно производится около 9000 т ртути, из них примерно 5000 т впоследствии попадает в реки, озера, океаны.
В большинстве пищевых продуктов содержится очень мало ртути (менее 0,01 мг/кг - следы). Больше ее обнаружено в орехах, какао-бобах и в шоколаде (до 0,1 мг/кг). Ртуть накапливается в почках живот- ных и в рыбах-хищниках, особенно в тунце (до 0,7 мг/кг). Из всего количества ртути, которое поступает в организм человека с пищей, примерно половина приходится на продукты животного происхождения и одна треть - на растительную пищу.
Наиболее опасны в наземных и водных пищевых цепях и для организма человека метилртуть и другие алкильные соединения. Именно они применяются в качестве фунгицидов (например, для обработки зерновых культур), при производстве бумажной массы, служат катализаторами при синтезе пластмасс и в большом количестве с отходами производства попадают в окружающую среду.
Метилртуть представляет собой высокотоксичное жирорастворимое и устойчивое к воздействию внешних факторов соединение. Значительное количество этого вещества накапливается в воде при преобразовании ртути под действием микроорганизмов, обитающих в водных бассейнах.
Частое употребление в пищу рыбы даже при относительно низкой концентрации в ней метилртути приводит к отложению ртути в волосах (до 50 мг/кг). Если накапливается в волосах около 300 мг/кг, то это опасно для жизни.
Метилртуть оказывает вредное влияние на координацию движения, поражает головной мозг, ухудшает зрение.
По данным комитета ФАО-ВОЗ, в пищевых продуктах метилртути допускается 0,05 мг/кг, для рыбы - до 0,5 мг/кг, в питьевой воде - до 0,001 мг/л.
Недельное поступление ртути - не более 0,3; метилртути 0,2 мг для человека.
Свинец относится к наиболее изученным ядам высокой токсичности. В большинстве продуктов животного и растительного происхождения его содержится мало (не более 0,5-1,0 мг/кг). Чаще всего этот элемент обнаруживается в хищных рыбах, ракообразных и моллюсках.
В основном повышенное содержание свинца наблюдается в консервах, помещенных в жестяную тару. Большое загрязнение окружающей среды, пищевых продуктов и человека связано со сгоранием этилированного бензина. Тетраэтилсвинец, добавляемый в бензин для повышения октанового числа в количестве 0,1%, летуч и более токсичен, чем сам свинец.
В настоящее время практически все пищевые продукты, вода и другие объекты окружающей среды загрязнены свинцом, и тенденция к загрязнению со временем возрастает. Больше всего свинец накапливают листовые овощи, причем 95% свинца поглощается из воздуха и 5% - из почвы.
По данным ФАО-ВОЗ, среднее количество свинца, попадающего в организм с нормальными пищевыми продуктами, составляет 230-250 мкг в день; из воздуха - 90 мкг в день.
Свинец, подобно другим солям тяжелых металлов, включается в различные клеточные ферменты, в результате чего эти ферменты не могут выполнять предназначенные им в растительной, животной клетках или в организме человека функции. Токсичное действие свинца связывают с тем, что ионы свинца образуют с сульфгидрильными группами ферментов устойчивые меркаптиды. Свинец влияет на биосинтез нуклеиновых кислот, протеинов гемоглобина и различных гормонов.
Свинцовое отравление сопровождается поражением головного мозга, расстройством нервной системы и ухудшением зрения.
ПДК свинца для пищевых продуктов составляет от 0,1 до 1,0 мг/кг, ПСП для человека 0,05 мг на один килограмм массы тела.
Кадмий один из самых опасных токсикантов (токсичнее свинца). В природной среде он встречается в очень малом количестве.
Но в последние 30-40 лет кадмий нашел широкое техническое применение: например, при нанесении гальванических покрытий (кадмирование неблагородных металлов), для получения красителей, в качестве стабилизатора для пластмасс (например, поливинилхлорид), в электрических батареях. При этом много кадмия с промышленными отходами попадает в воздух и воду. Так, в Балтийское море поступает примерно 200 т кадмия, в том числе 45% - из воздуха. А во всем мире в окружающую среду выбрасывается примерно 5000 т кадмия.
Больше всего кадмия накапливается в растительных продуктах. Он легко переходит из почвы в растения, 70% кадмия поглощается из почвы, 30% - из воздуха. Кадмий накапливается в грибах, поч- ках животных, в какао-порошке. Кадмий опасен в любой форме - доза 30-40 мг может быть смертельной. Он плохо выводится из организма и вызывает хронические заболевания, поражает почки, нервную систему, приводит к костным заболеваниям, нарушает функции легких. Предполагается, что он обладает канцерогенным действием.
ПДК кадмия для пищевых продуктов составляет от 0,01 до 0,1 мг/кг.
Мышьяк. Источником загрязнения окружающей среды и, как следствие, продуктов питания и человека могут быть дымовые выбросы в виде мышьяковистого ангидрида медеплавильных заводов, электростанций, работающих на буром угле, при переработке некоторых руд. В ряде стран для ускорения роста цыплят, свиней и кроликов используют корм с добавлением солей мышьяковистой кислоты. Установлено, что при правильном вскармливании в мышечной ткани мышьяк не обнаруживается, но в печени может накапливаться. Человек принимает с пищей 1,5-2,0 мг мышьяка. В продуктах питания содержится мышьяка до 0,3 мг/кг, больше всего его обнаружено в дрожжах (до 17 мг/кг) и в морских моллюсках (до 120 мг/кг). Комитет ФАО-ВОЗ установил суточное поступление мышьяка 0,05 мг на один килограмм массы тела человека.
Хром. Металлический хром безвреден, так как не растворим. Сое- динения трехвалентного хрома не токсичны, а шестивалентного - сильно ядовиты. Хромированные изделия устойчивы к коррозии и не могут быть источником загрязнения. Наиболее опасны краски, содержащие хром, катализаторы и другие хромсодержащие соединения.
Поглощение хрома человеком очень мало. Организм содержит около 0,02-0,04 мг хрома на один килограмм массы тела. Кумуляция хрома в организме человека не обнаружена, выделение его происходит через почки.
Олово считается естественным компонентом пищевых продуктов низкой токсичности. Физиологическое значение не изучено. Органические соединения олова токсичны, применяются как фунгициды в сельском хозяйстве. Главным источником загрязнения пищевых продуктов являются луженые консервные банки из белой жести. Содержание олова в консервах составляет 20-175 мг/кг при соблюдении сроков хранения, в противном случае количество его в продуктах увеличивается в десятки раз.
Содержание в натуральных продуктах олова мало, до 4 мг/кг. До настоящего времени накопления олова в тканях и органах человека не наблюдалось. Безопасная ежедневная доза для человека неизвестна.
ПДК по олову устанавливается только в консервах: для взрослых - до 200 мг/кг и для детей - до 100 мг/кг.
Медь. Медь принадлежит к микроэлементам, необходимым для жизнедеятельности человека. Как недостаток, так и избыток меди вызывает нарушение обменных процессов в организме. Основными источниками загрязнения пищевых продуктов являются изделия из меди, применяемые в пищевой промышленности (котлы, трубопроводы, аппаратура и другие), а также медьсодержащие пестициды. Медь катализирует окисление жиров и аскорбиновой кислоты, ее присутствие может отрицательно повлиять на пищевую ценность и вкус продуктов питания. Естественное содержание меди в продуктах составляет 0,4-5,0 мг/кг, допустимые концентрации ее в продуктах 0,5-50 мг/кг в зависимости от вида. Общее количество меди в организме человека составляет примерно 100-150 мг, а ПСП - 0,5 мг на один килограмм массы тела.
Цинк. Цинк принадлежит к малотоксичным элементам. Источником загрязнения пищевых продуктов является оцинкованная посуда, ее неправильное использование, особенно для кислых продуктов.
В продуктах питания основная часть цинка представлена металлом естественного происхождения и содержится его примерно до 100 мг/кг. Высоким содержанием цинка отличается желатин (до 2000 мг/кг), зерновые культуры и особенно пшеница, некоторые фрукты и яичный желток до 45 мг/кг). Предельно-допустимая концентрация цинка в продуктах колеблется от 5 мг/л (напитки) до 100 мг/кг (фрукты, овощи). Для человека ПСП цинка комитетом ФАО-ВОЗ не установлено.
Радиоактивные загрязнения
Радиация - это один из наиболее распространенных источников загрязнения пищевых продуктов. В настоящее время увеличилась доза радиации в окружающей среде (авария на Чернобыльской атомной станции 1986 г.), а следовательно, и в пищевых продуктах.
Ниже приведена схема (рис. 5), характеризующая источники попадания радиоактивных элементов через окружающую среду в пищевые продукты и в организм человека [29].
Ядерные испытания, проводимые в различных странах, являются одной из причин радиоактивного загрязнения окружающей среды и пищевых продуктов.
Естественная радиоактивность изменяется и, скорее, подвергается постоянному снижению в результате превращения радиоактивных элементов в нерадиоактивные в соответствии с периодом полураспада.
Радиоактивные осадки (локальные или всемирные) опасны с точ-ки зрения содержания радиоактивных изотопов с длительным периодом полураспада, как, например, стронций-90 (89 лет) и цезий-137 (30 лет). Другие изотопы, например, йод-131 (8 дней) и стронций-89 (55 дней) менее опасны. Однако они могут создавать состояние опасности, вызванной локальным осаждением в районе взрыва.
Одним из важных показателей радиоактивности окружающей среды в случае локального осадка и при аварийном положении является изотоп йод-131. Он легко усваивается, хорошо растворяется в воде и в жидкостях организма. Содержание изотопа йод-131 в молоке характеризует зараженность окружающей среды.
Содержание стронция-90 и цезия-137 играет ту же роль при посто- янном контроле радиоактивного загрязнения.
Расщепление атомных ядер радиоактивных элементов сопровождается излучением a, b и g -лучей. b-лучи - это высокоскоростные электроны; a-лучи - коротковолновые рентгеновские лучи. Энергия квантов радиоактивных излучений очень высока, в связи с чем они химически и биологически очень активны. При этом a-лучи менее активны, чем b- и g-лучи. Характерной особенностью радиоактивных излучений является их способность вызывать ионизацию атомов и молекул, сопровождающуюся разрушением молекулярных структур.
Эффект действия ионизирующих излучений (радиации) на организм зависит от поглощенной дозы облучения. Очень малые дозы активируют некоторые жизненные процессы микроорганизмов, воздействуя на их ферментные системы; с повышением дозы облучения обмен веществ значительно нарушается, наблюдаются различные паталогические изменения в клетках (лучевая болезнь), которые могут привести к их отмиранию. При дозе ниже смертельной может восстановиться нормальная жизнедеятельность облученных клеток.
Губительное действие радиоактивных излучений обусловлено многими факторами. Они вызывают радиолиз воды в клетках и субстрате. При этом образуются свободные радикалы, атомарный водород, перекиси. Эти вещества, обладая высокой химической активностью, вступают во взаимодействие с другими веществами - возникает большое количество реакций, не свойственных нормально функционирующему организму. В результате наступают необратимые нарушения обмена веществ, разрушаются ферменты, изменяются внутриклеточные структуры.
Космическое Ядерные Ядерная энергия,
излучение и взрывы радиоактивные
естественная изотопы
радиация
Атмосфера
Аэрозоли,
Почва осадки Водоемы,
грунтовые
воды
Питьевая вода,
растения, пища
 |
Прием пищи
 |
Наружное Средняя доза
облучение облучения Вдыхание
человека
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
Малые источники Медицина
(часы, телевизоры (рентген и др.)
и т.п.)
Рис. 5. Схема радиоактивного загрязнения пищевых
продуктов и его воздействия на человека
Годовая радиоактивная нагрузка в пище человека не должна превышать 700 нанокюри. Органы здравоохранения учитывают особенно-сти радиоактивных изотопов: период полураспада, вид излучения, метаболизм (скорость поглощения и удаления, способность накопления в организме), защитные и обеззараживающие вещества.
Среди защитных мероприятий определенную роль играют адсорбция и связывание изотопов в почве с целью оборвать цепь попадания их в пищевые продукты.
В пищевых продуктах поиски ведутся по связыванию изотопов в нерастворимые комплексные соединения (сульфаты, оксалаты) или их разбавлению c помощью наполнителя, так, для стронция - это кальций (например, муку обогощают соединениями кальция). Обеззараживание возможно производить механическим путем - посредством удаления наружного слоя (помол зерна) - и химическим - посредством использования растворимости в воде или с помощью ионообменников (молоко, вода).
Микотоксины
Микотоксины - это ядовитые продукты обмена веществ плесеней, развивающихся на пищевых продуктах. Из плесеней, поражающих пищевые продукты, примерно 75% способны выделять токсичные вещества, отравляющие при определенных концентрациях организм человека и животного.
Микотоксины делятся на высоко-, средне- и малотоксичные. К высокотоксичным относятся: афлатоксины, охратоксины, патулин, спородесмин, лютеосцерин, фузариогенин, рубратоксин, мальторицин, нидулотоксин и другие; к среднетоксичным: глиотоксин, цитринин, аспергиловая кислота и ее производные, пенициллиновая кислота, a-нитропропионовая кислота, роридин, иридиоскирин, ругулозин и другие; к малотоксичным: гризеофурен, койевая кислота, щавелевая кислота, фузариновая кислота, фумагилин, трихотеция и триходермин, микофеноловая кислота, виридин, хетамин, фузидиновая кислота, геодин, кротоцин и другие. Широко распространенными и наиболее опасными являются афлатоксины, охратоксины, патулин и лютеосцирин [33].
Афлатоксины. Источником афлатоксинов являются плесневые грибы Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus. Эти грибы широко распространены в окружающей среде, особенно их много обитает в почве. Они являются основными возбудителями инфекционных заболеваний многих овощных, плодовых и зерновых культур.
Афлатоксины, как и все другие микотоксины, попадают в пищевые продукты из следующих источников:
- из видимо загнившего сырья;
- из сырья без видимой плесени;
- из растительных продуктов, в которых присутствие плесени не доказано;
- из продуктов животного происхождения, в которых наличие афлатоксинов обусловлено характером корма;
- из продуктов ферментации.
В явном виде заплесневелое сырье не применяется в пищу. Однако его скармливают животным, а затем афлатоксины через мясопродукты попадают в пищу. Такой продукт выбрасывается целиком, иногда удаляют очаги поражения; но метаболиты чаще всего проникают в продукт глубже, чем мицелий плесневого гриба, поэтому удаление очага плесени не гарантирует отсутствия токсинов. Способность к проникновению зависит в большой степени от пищевого продукта, во влажных и водянистых средах она больше, чем в сухих или бедных влагой. Особой осторожности с точки зрения гигиены требуют те продукты, которые производятся из заплесневелого сырья, так как в таких случаях потребитель не обнаруживает налета плесени, а микотоксины весьма устойчивы к применяемым при переработке температурам, кислотам или восстановителям.
К сырью без видимой плесени относятся плоды, на которых между семядолями может появиться плесень. Например, в скорлупе орехов, косточковых плодах, ядрах персиковых и абрикосовых косточек, миндале, каштанах может находиться незамеченная плесень, чаще A.parasiticus.
По цвету флуоресценции в УФ-свете афлатоксины обозначаются В1 и В2 (сине-голубая флуоресценция), G1 и G2 (зеленая флуоресценция), М1 и М2 (сине-фиолетовая флуоресценция).
В1 G1
В2 - и G2 -тип М1 М2
Наиболее токсичен афлатоксин В1. Афлатоксины оказывают как острое, так и хроническое воздействие на большинство видов животных, а также на организм человека. В первую очередь поражается печень. Поэтому в настоящее время в нормативных документах на качество многих пищевых продуктов указывается предельно-допустимая концентрация афлатоксинов, определяемых методом газожидкостной хроматографии.
Охратоксины выделяются в основном грибом Aspergillus ochraceus. Выделены три химически родственных токсических метаболита - охратоксины А, В и С. Охратоксин А является производным кумарина, продуцируется не только As.ocyraceus, но и другими грибами, например, Penicillium veridicatum, P.variabile, P.commune, P.cyclopium. Охратоксин А отличается высокой острой токсичностью в малых дозах, устойчив к температуре. Охратоксины могут поступать в организм человека не только с пищей, но и проникать через кожу и в дыхательные пути.
Охратоксины, и особенно охратоксин А, обнаруживаются в заплесневелых пшенице, ячмене, овсе, сырых кофейных зернах.
Патулин - ядовитый продукт обмена ряда плесневых грибов рода Penicillium, встречающихся на фруктах, фруктовых изделиях и на другой плодоовощной продукции. Основными продуцентами патулина является гриб Penicillium expancum - возбудитель "коричневой гнили" в яблоках, грушах, айве, абрикосах, персиках и томатах; P.urticaе - гриб, развивающийся на многих плодовых культурах и вызывающий гниение; Byssochlamis nivea - термоустойчивый гриб, выделенный из фруктовых соков.
Патулин обладает мутагенным и канцерогенным действием и поэтому в нормативной документации на многие пищевые продукты указывается ПДК.
Лютеосцерин выделяется грибом Penicillium islandicum, поражающим рис и рисопродукты. Этот гриб является обычным представителем почвенной микрофлоры во всем мире. Он образует желтый пигмент, названный лютеосцерином. Химически он относится к группе оксиантрахинонов. Лютеосцерин - высокотоксичное соединение, вызывающее серьезные поражения печени и почек.
Канцерогенные вещества
Полициклические ароматические углеводороды относятся к самой большой группе известных канцерогенов, из которых наиболее распространены: бензапирен, фенантрен, 20-метилхолантрен, флу- рантрен, 9,10-диметилбензантрацен. Эти соединения являются со- ставной частью сажи и смога, образующихся в результате пиролиза органических соединений [29].
Источником загрязнения окружающей среды, особенно воды, и пищевых продуктов могут быть отработанные газы двигателей внутреннего сгорания, сажа, смолы, промышленные сточные воды. Кроме того, полуциклические ароматические углеводороды образуются при термической обработке пищевых продуктов (обжаривании, копчении, выпечке).
Бензапирен - один из наиболее распространенных углеводородов - попадает в организм человека с такими пищевыми продуктами, в которых существование канцерогенов до настоящего времени не предполагалось. Он обнаружен в хлебе, овощах, фруктах, маргарине, растительных маслах, обжаренном кофе, копченостях и в мясных продуктах, поджаренных на древесном угле, зерне, высушенном с использованием бурого угля.
Образование канцерогенных углеводородов можно снизить путем правильно проведенной термической обработки продуктов питания. Однако даже при традиционном методе копчения с дымом в колбасу, мясо и рыбу попадает в среднем 0,5-10 мкг бензапирена на один килограмм продукта. В подгоревшей корке хлеба содержание бензапирена повышается до 0,5 мкг/кг, в подгоревшем бисквите - до 0,75 мкг/кг.
Овощи и фрукты, выращенные в непосредственной близости от предприятий, вырабатывающих смолу и сажу, очень сильно загряз-нены. Но при мытье до 20% углеводородов удаляется с поверхности плодов и овощей, некоторая часть этих соединений обнаруживается внутри плодов.
Другими источниками экзогенного загрязнения продуктов питания могут быть упаковочные материалы, например пакеты, покрытые парафином.
Содержание бензапирена в пищевых продуктах колеблется в широких пределах: от 0,73 мкг/кг (мука) до 90 мкг/кг (овощи, выращенные вблизи промышленных предприятий).
Нитрозамины - это вещества, характеризующиеся наличием нитрозо-группы, соединенной с атомом азота. Это сильнейшие химические канцерогены, и образуются они в результате взаимодействия нит
|
|
|
