Безопасность пищевых продуктов

 

9.1 Токсичные элементы.

9.2 Радиоактивное загрязнение.

9.3 Диоксины.

9.4 Полициклические ароматические углеводороды.

9.5 Вещества, применяемые в растениеводстве.

9.6 Вещества, применяемые в животноводстве.

9.7 Биологические загрязнители.

9.8 Показатели безопасности пищевой продукции.

9.9 Метаболизм чужеродных соединений.

 

Под безопасностью продуктов питания следует понимать отсутствие опасности для здоровья человека при их употреблении, как с точки зрения острого негативного воздействия (пищевые отравления и пищевые инфекции), так и с точки зрения опасности отдаленных последствий (канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие). Безопасными можно считать продукты питания, не оказывающие вредного, неблагоприятного воздействия на здоровье настоящего и будущих поколений.

Чужеродные химические вещества могут попадать в пищу случайно в виде контаминантов – загрязнителей, из окружающей среды, иногда их вводят специально в виде пищевых добавок, когда это связано с технологической необходимостью. Кроме того, в пищевом сырье и готовых продуктах питания могут содержаться природные компоненты, оказывающие вредное влияние на здоровье человека.

Классификация вредных и посторонних веществ в сырье, питьевой воде и продуктах питания может быть представлена в виде схемы.

Загрязнение продовольственного сырья и пищевых продуктов чужеродными веществами или ксенобиотиками напрямую зависит от степени загрязнения окружающей среды. Ксенобиотики, попадая в окружающую среду в результате антропогенной деятельности человека, способны накапливаться в почвах, водоемах, с атмосферными и водными потоками распространяться на тысячи километров. Передвигаясь по пищевым цепям, ксенобиотики попадают в организм человека и вызывают серьезные нарушения здоровья.

 

Классификация вредных веществ пищи

	Пища

Природные компоненты пищи

2+3 Вещества из окружающей среды

 

 

1. Бактерии и их токсины 1. Тяжелые металлы

2. Микотоксины 2. Радионуклиды

Компоненты с выраженной фармакологической активностью

3. Гельминты 3. Пестициды

4. Вирусы 4. Нитраты, нитриты

5.Полициклические

ароматические

углеводороды

6. Гормоны,

Токсические компоненты

антибиотики

7. Диоксины

8. Вещества из

упаковочных

материалов

 

Схема поступления ксенобиотиков из окружающей среды в организм человека по пищевым цепям представлена ниже:

 

 

 

Рассмотрим основные группы загрязнителей пищевых продуктов.

 

Токсичные элементы

 

К этой группе относят 14 элементов: ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, сурьма, олово, цинк, алюминий, бериллий, железо, медь, барий, хром, таллий.

Загрязнение токсичными элементами происходит за счет:

-выбросов промышленных предприятий (особенно угольной, металлургической и химической промышленности);

-выбросов городского транспорта (свинец);

-контакта с оборудованием и упаковочными материалами.

Для большинства продуктов установлены предельно-допустимые концентрации (ПДК) токсичных элементов.

Наибольшую опасность представляют ртуть, свинец, кадмий, мышьяк.

Ртуть. Один из наиболее опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в растениях и организме животных и человека, т.е. является ядом кумулятивного действия.

Наиболее токсичны алкилртутные соединения с короткой цепью – метилртуть, этилртуть, диметилртуть. Ртуть блокирует сульфгидрильные группы белков, изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных ферментов. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена; органические – обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена.

Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладают цинк и, особенно селен.

О высокой токсичности ртути свидетельствуют и очень низкие значения ПДК: 0,0003 мг/м³ в воздухе и 0,0005 мг/л в воде. Безопасным уровнем содержания ртути в крови считают 50-100 мкг/л. Человек получает с суточным рационом около 0,05 мг ртути, что соответствует рекомендациям ФАО/ВОЗ.

В организм человека ртуть поступает в наибольшей степени с рыбопродуктами. Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, поскольку активно аккумулирует их из воды и корма.

Свинец. Один из самых распространенных и опасных токсикантов.

Основными источниками загрязнения атмосферы свинцом являются выхлопные газы автотранспорта и сжигание каменного угля, а также широкая область применения его в промышленности.

Механизм токсического действия свинца имеет двойную направленность. Во-первых, блокада функциональных SH-групп белков, во-вторых, проникновение свинца в нервные и мышечные клетки, образование лактата свинца, затем фосфата свинца, которые создают клеточный барьер для проникновения ионов Са ²⁺. Основными мишенями при воздействии свинца являются кроветворная, нервная и пищеварительная системы, а также почки.

Неполноценное питание, дефицит в рационе кальция, фосфора, железа, пектинов, белков, увеличивают усвоение свинца, а, следовательно, его токсичность. Допустимая суточная доза (ДСД) свинца составляет 0,007 мг/кг, величина ПДК в питьевой воде – 0,05 мг/л.

Следует отметить активное накопление свинца в растениях и мясе сельскохозяйственных животных вблизи промышленных центров, крупных автомагистралей.

Кадмий. Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности. Примерно 80 % кадмия поступает в организм человека с пищей, 20 % - через легкие из атмосферы и при курении. С рационом взрослый человек получает до 150 мкг/кг и выше кадмия в сутки.

Попадая в организм кадмий проявляет сильное токсическое действие, главной мишенью которого являются почки. Механизм токсического действия кадмия связан с блокадой сульфгидрильных групп белков; кроме того, он является антагонистом цинка, кобальта, селена, ингибирует активность ферментов, содержащих указанные металлы; способен нарушать обмен железа и кальция. Отмечены канцерогенный, мутагенный и тератогенный эффекты кадмия.

По рекомендациям ВОЗ ДСД кадмия – 1 мкг/кг массы тела.

Большое значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание – включение в рацион белков, богатых серосодержащими аминокислотами, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, селена, кальция.

Мышьяк. Мышьяк как элемент в чистом виде ядовит только в высоких концентрациях. Он принадлежит к микроэлементам, необходимость которых для жизнедеятельности организма человека не доказана.

Мышьяк содержится во всех объектах биосферы. Известными источниками загрязнения окружающей среды являются электростанции, использующие бурый уголь, медеплавильные заводы, химические предприятия.

Нормальный уровень содержания мышьяка в продуктах питания не должен превышать 1 мг/кг. Повышенное содержание мышьяка отмечается в рыбе, ракообразных и моллюсках. В организм человека с суточным рационом поступает в среднем 0,05-0,45 мг мышьяка. ДСД – 0,05 мг/кг массы тела.

Мышьяк может вызвать острое и хроническое отравление разовая доза мышьяка 30 мг – смертельна для человека. Механизм токсического действия мышьяка связан с блокированием SH-групп белков и ферментов, выполняющих в организме самые разнообразные функции.

 

Радиоактивное загрязнение

 

Радионуклиды естественного происхождения постоянно присутствуют во всех объектах неживой и живой природы, начиная с момента образования нашей планеты. В результате производственной деятельности человека, связанной с добычей полезных ископаемых, сжиганием органического топлива, созданием минеральных удобрений и т.п., произошло обогащение атмосферы естественными радионуклидами. С момента овладения человеком ядерной энергией в биосферу начали поступать радионуклиды, образующиеся на АЭС, при производстве ядерного топлива и испытаниях ядерного оружия.

Наиболее опасными искусственными радионуклидами являются долгоживущие стронций 90 (Sr⁹⁰) и цезий 137 (¹³⁷Cs), и короткоживущий йод (¹³¹J).

Наиболее распространены радиоактивные элементы со следующим периодом полураспада:

Йод 131 – 8 суток.

Стронций 90 – 28 лет.

Цезий 137 – 30 лет.

Углерод 14 – 5 тыс. 760 лет.

В Чернобыле были выбросы йода, стронция, цезия. Йода уже нет, но остались стронций и цезий. В чем их опасность?

Стронций аналог кальция, он замещает кальций в костях, встраивается в скелет и происходит внутреннее облучение. Уровень его накопления зависит от соотношения кальция и стронция. Чем больше будет кальция, тем меньше выстроится стронция. Необходима диета с повышенным содержанием кальция. Йод встраивается в щитовидную железу. Цезий накапливается в мышцах и внутренних органах.

Наиболее чувствительными к облучению являются ядро и митохондрии клеток. Происходят изменения в ДНК, нарушаются функции мембран, возможны все виды мутаций – генные изменения.

Важнейшим фактором предотвращения накопления радионуклидов в организме человека является питание. Установлено, что обогащение рациона рыбой, кальцием, фтором, витаминами А, Е, С, которые являются антиоксидантами, а так же неусваеваемыми углеводами (пектином) способствует снижения риска онкологических заболеваний, играет большую роль в профилактике радиоактивного воздействия наряду с радиопротекторами – например серосодеражащими соединениями – цистеин и глутатион.

 

 

9.3 Диоксины

Диоксины – высокотоксичные соединения, обладающие мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами.

Они являются побочными продуктами производства пластмасс, пестицидов, бумаги, металлургии, образуются при уничтожении отходов, присутствуют в выхлопных газах автомобилей и т.д.

Группа диоксинов объединяет сотни веществ, каждое из которых содержит специфическую гетероциклическую структуру с атомами хлора или брома в качестве заместителей.

В организм человека диоксины попадают в основном с пищей. Опасные концентрации диоксинов обнаруживают в животных жирах, мясе, рыбе, молочных продуктах. Источником диоксинов могут быть и корнеплоды.

Для диоксинов не существует таких норм как ПДК – эти вещества токсичны при любых концентрациях, обладают широким спектром биологического действия на человека и животного. В малых дозах вызывают мутагенный эффект, отличаются кумулятивными свойствами, ингибирующим действием на различные ферментные системы организма.

В борьбе с диоксинами уже достигнуты определенные успехи. Во многих странах мира (и в России в том числе) проводится экологический мониторинг по диоксинам в различных отраслях промышленности. В соответствии с полученными данными решаются вопросы совершенствования тех или иных технологических процессов.