Лекции по "Гигиене питания и химии пищи"

выбросов промышленных предприятий, городского транспорта, контакта сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов с оборудованием, применения в консервном производстве некачественных внутренних покрытий и при нарушении технологии припоев.

Радиоактивное загрязнение

Радионуклиды естественного происхождения постоянно присутствуют во всех объектах неживой и живой природы. Однако природные радионуклиды не представляют существенной угрозы для здоровья человека.

С момента овладения человеком ядерной энергией в биосферу начали поступать искусственные радионуклиды, образующиеся на АЭС, при производстве ядерного топлива и испытаниях ядерного оружия: 14С, l37Cs, 90Sr, 89Sr, 106Ru, 144Ce, 131I, 95Zr.

Существуют три пути попадания радиоактивных веществ в организм человека: а) при вдыхании воздуха, загрязненного радиоактивными веществами; б) через желудочно-кишечный тракт – с пищей и водой; в) через кожу.

Ионизирующие излучения действуют на организм в целом, но прежде всего на биомолекулы и субклеточные образования. Наиболее чувствительными к облучению органеллами клеток организма млекопитающих являются ядро и митохондрии. В результате радиоактивного воздействия происходят количественные и качественные изменения в ДНК, нарушаются процессы транскрипции и трансляции. Кроме этого, угнетаются энергетические процессы, нарушаются функции мембран.

Диоксины и диоксинподобные соединения

Диоксины – высокотоксичные соединения, обладающие мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами (негативное влияние на развитие плода).

Диоксины являются побочными продуктами производства пластмасс, пестицидов, бумаги, обнаруживаются в составе отходов металлургии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Они присутствуют в выхлопных газах автомобилей, при горении синтетических покрытий и масла, т. е. практически везде, где ионы хлора (брома) или их сочетания взаимодействуют с активным углеродом. Таким образом, проблема диоксинов приобрела глобальный характер.

При попадании в окружающую среду диоксины интенсивно накапливаются в почве, водоемах, активно мигрируют по пищевым цепям. В организм человека диоксины попадают в основном с пищей.

Для диоксинов не существует таких норм как ПДК – эти вещества токсичны при любых концентрациях, меняются лишь формы ее проявления.

Полициклические ароматические углеводороды

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) – насчитывают более 200 представителей, которые являются сильными канцерогенами.

К наиболее активным канцерогенам относят бенз(а)пирен, а также дибенз(а)пирен, перилен и холантрен.

Канцерогенные ПАУ образуются в природе путем абиогенных процессов; ежегодно в биосферу поступают тысячи тонн бенз(а)пирена природного происхождения. Еще больше – за счет техногенных источников. Образуются ПАУ в процессах сгорания нефтепродуктов, угля, дерева, мусора, пищи, табака, причем, чем ниже температура, тем больше образуется ПАУ.

Бенз(а)пирен попадает в организм человека преимущественно с пищевыми продуктами. Причем его содержание в продуктах значительно колеблется в зависимости от способа технологической и кулинарной обработки или от степени загрязнения окружающей среды.

 

Лекция №16

Тема: Чужеродные вещества в сельском хозяйстве. Природные токсиканты

1 Загрязнения веществами, применяемыми в растениеводстве

2 Загрязнения веществами, применяемыми в животноводстве

3 Бактериальные токсины

4 Микотоксины

5 Метаболизм чужеродных соединений

 

1 Загрязнения веществами, применяемыми в растениеводстве

Остатки сельскохозяйственных ядохимикатов представляют наиболее значительную группу загрязнителей, так как присутствуют почти во всех пищевых продуктах. В эту группу загрязнителей входят пестициды (бактериоциды, фунгициды, гербициды и др.), удобрения, регуляторы роста растений.

Пестициды – вещества различной химической природы, применяемые в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от вредителей и болезней. В настоящее время в мировой практике используют около 10 тыс. наименований пестицидных препаратов. Наиболее распространены следующие: хлорорганические, фосфорорганические, карбаматы, ртутьорганические, синтетические пиретроиды и медьсодержащие фунгициды.

Пестициды классифицируют:

• по токсичности при однократном поступлении через желудочно-кишечный тракт пестициды делятся на сильнодействующие ядовитые вещества (ЛД50 до 50 мг/кг), высокотоксичные (ЛД50 от 50 до 200 мг/кг), среднетоксичные (ЛД50 от 200 до 1000 мг/кг), малотоксичные (ЛД50 более 1000 мг/кг);

• по стойкости пестициды делятся на очень стойкие (время разложения на нетоксичные компоненты свыше 2 лет), стойкие (от 0,5 до 1 года), умеренно стойкие (от 1 до 6 месяцев), малостойкие (1 месяц).

Нарушения гигиенических норм хранения, транспортировки и применения пестицидов, низкая культура работы с ними приводят к их накоплению в кормах, продовольственном сырье и пищевых продуктах, а способность аккумулироваться и передаваться по пищевым цепям – к их широкому распространению и негативному влиянию на здоровье человека.

Нитраты, нитриты, нитрозамины. Нитраты широко распространены в природе, они являются нормальными метаболитами любого живого организма (в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах более 100 мг нитратов). Однако при потреблении в повышенном количестве нитраты (NO3-) в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (NO2-), которые взаимодействуют с гемоглобином крови с образованием метгемоглобина, неспособного связывать и переносить кислород. Хроническое воздействие нитритов приводит к снижению в организме витаминов А, Е, С, некоторых витаминов группы В. Кроме того, из нитритов в присутствии различных аминов могут образовываться N-нитрозамины, 80% из которых обладают канцерогенным, мутагенным, тератогенным действием.

Основными источниками поступления нитратов и нитритов в организм человека являются, в первую очередь, растительные продукты. Помимо растений, источниками нитратов и нитритов для человека являются мясные продукты, а также колбасы, рыба, сыры, в которые добавляют нитрит натрия или калия в качестве пищевой добавки – как консервант или для сохранения привычного красного цвета мясопродуктов.

Регуляторы роста растений. Регуляторы роста растений (РРР) – это соединения, применяемые в сельском хозяйстве с целью увеличения урожайности, улучшения качества растениеводческой продукции, а в некоторых случаях для увеличения сроков хранения растительных продуктов.

Регуляторы роста растений можно разделить на две группы: природные и синтетические. Первые являются естественными компонентами растений и не представляют опасности для организма человека. Вторые, аналоги природных фитогормонов оказывают негативное влияние на организм человека как ксенобиотики. Однако они технологически эффективнее и лучше сохраняются.

 

2 Загрязнение веществами, применяемыми в животноводстве

С целью повышения продуктивности сельскохозяйственных животных, профилактики заболеваний, сохранения качества кормов в животноводстве широко применяются различные лекарственные и химические препараты. Это антибактериальные вещества (антибиотики, сульфаниламиды), гормональные препараты, транквилизаторы, антиоксиданты и другие.

Антибиотики, встречающиеся в пищевых продуктах могут иметь следующее происхождение:

1.  естественные  антибиотики. К ним относятся  природные компоненты некоторых пищевых продуктов с выраженным антибиотическим действием (яичный белок, молоко, мед, лук, чеснок, фрукты, пряности).

2.  искусственные, попадающие в пищевые продукты в результате лечебно-ветеринарных мероприятий. Антибиотики способны переходить в мясо животных, яйца птиц, другие продукты и оказывать токсическое действие на организм человека.

3.  искусственные, попадающие в пищевые продукты при использовании их в качестве биостимуляторов для улучшения усвояемости кормов и стимуляции роста животных.

4.  искусственные, применяемые в качестве консервирующих веществ в продуктах питания с целью предупреждения порчи последних. Для этой цели, как показали многочисленные исследования, наиболее приемлемы антибиотики из группы тетрациклинов В некоторых странах применение антибиотиков в качестве консервантов запрещено.

Сульфаниламиды. Антимикробное действие сульфаниламидов менее эффективно, чем действие антибиотиков, но они дешевы и более доступны для борьбы с инфекционными заболеваниями животных. Сульфаниламиды способны накапливаться в организме животных и птицы и загрязнять животноводческую продукцию. Наиболее часто обнаруживаются следующие сульфаниламиды: сульфаметазин, сульфахиноксазалин.

Гормональные препараты. Гормональные препараты используют в ветеринарии и животноводстве для улучшения усвояемости кормов, стимуляции роста животных, ускорения полового созревания. Ряд гормональных препаратов обладают ярко выраженной анаболитической активностью.

В настоящее время созданы синтетические гормональные препараты, которые по анаболитическому действию значительно эффективнее природных гормонов и поэтому широко применяются. Однако, в отличие от природных аналогов, многие синтетические гормоны оказались более устойчивыми, они накапливаются в организме животных в больших количествах, передаются по пищевым цепям и, поступая в организм с пищей, способны вызывать дисбаланс в обмене веществ человека.

 

3 Бактериальные токсины

Природные токсины представляют огромный риск для здоровья населения планеты, так как они широко распространены и оказывают очень высокую нагрузку на организм человека, сопоставимую с антропогенными ксенобиотиками. Наибольшую опасность представляют бактериальные токсины. Бактериальные токсины загрязняют пищевые продукты и являются причиной острых пищевых интоксикаций.

Staphylococcus aureus – грамположительные бактерии, являются причиной стафилококкового пищевого отравления (27 – 45% всех пищевых токсикоинфекций). Наиболее благоприятной средой для роста и развития стафилококков являются молоко, мясо и продукты их переработки, а также кондитерские кремовые изделия. Энтеротоксины S. aureus термостабильны и инактивируются лишь после 2 – 3 часового кипячения.

Бактерицидным действием по отношению к стафилококкам обладают уксусная, лимонная, фосфорная, молочная кислоты при рН до 4,5. Жизнедеятельность S. aureus прекращается при концентрации соли (NaCl) – 12%, сахара – 60-70%, вакуумная упаковка также ингибирует рост бактерий. Все это необходимо учитывать в различных технологиях консервирования, как в промышленном масштабе, так и в домашних условиях.

Clostridium botulinum продуцирует высокоопасные токсины. Палочка ботулизма может развиваться и накапливать токсины в рыбных, мясных продуктах, фруктовых, овощных и грибных консервах при недостаточной тепловой обработке и в условиях резкого снижения содержания кислорода (герметично закупоренные консервы). Кроме того, ботулотоксины характеризуются высокой кислот, но инактивируются под влиянием щелочей и высоких температур (80°С – 30 мин; 100°С – 15 мин).

Патогенные штаммы Escherichia coli являются продуцентами термостабильных токсинов, способных вызывать как острые токсиноинфекции, так и являться причиной хронической интоксикации.

Сырое мясо и мясные продукты, молоко, а также вода могут быть причиной возникновения заболеваний, связанных с присутствием патогенных штаммов Е. coli.

 

4 Микотоксины

Микотоксины (от греч. mukes – гриб и toxicon – яд) – это метаболиты микроскопических плесневых грибов. С гигиенических позиций – это особо опасные токсические вещества, загрязняющие корма и пищевые продукты. Высокая опасность микотоксинов выражается в том, что они обладают токсическим эффектом в чрезвычайно малых количествах и способны весьма интенсивно диффундировать вглубь продукта (заплесневевший хлеб).

Наибольшую опасность представляют следующие виды микотоксинов.

Афлатоксины продуцируются некоторыми штаммы микроскопических грибов Aspergillus flavus (Link.) и Aspergillus parasiticus (Speare).

Афлатоксины или их активные метаболиты действуют практически на все компоненты клетки, что приводит к так называемому метаболистическому хаосу и гибели клетки. В первую очередь происходит поражение печени.

В природных условиях чаще и в наибольших количествах афлатоксины обнаруживаются в арахисе, кукурузе, семенах хлопчатника. Кроме того, в значительных количествах они могут накапливаться в различных орехах, семенах масличных культур, пшенице, ячмене, зернах какао и кофе.

Охратоксины – это соединения высокой токсичности, с ярко выраженным тератогенным эффектом.

Продуцентами охратоксинов являются микроскопические грибы рода Aspergillus и Penicillium.

Охратоксины входят в группу микотоксинов, преимущественно поражающих почки. При остром токсикозе, вызванном охратоксинами, патологические изменения выявляются в печени и в желудочно-кишечном тракте.

Основными растительными субстратами, в которых обнаруживаются охратоксины, являются зерновые культуры и среди них, в первую очередь, кукуруза, пшеница, ячмень.

Трихотеценовые микотоксины являются метаболитами различных представителей микроскопических грибов рода Fusarium, которые вызывают гниение корней, стеблей, листьев, семян, плодов, клубней и сеянцев сельскохозяйственных растений.

Алиментарные токсикозы, вызванные потреблением в пищу пищевых продуктов и кормов, пораженных микроскопическими грибами, продуцирующими ТТМТ, можно отнести к наиболее распространенным микотоксикозам человека и сельскохозяйственных животных. Хорошо известен токсикоз «пьяного хлеба» – заболевание человека и животных, причиной которого является употребление зерновых продуктов (главным образом хлеба), приготовленных из зерна, пораженного грибами Fusarium graminearum (F. roseum).