Экологические проблемы продовольствия и питания человека

 
Микотоксины 
 
Микотоксины представляют собой вторичные метаболиты микроскопических (плесневых) грибов. Из продуктов питания и кормов выделено около 30000 видов различных плесневых грибов. Свыше 250 из них продуцируют высокотоксичные метаболиты. Наиболее часто продуцентами микотоксинов являются виды грибов из родов аспергиллус, пенициллиум, фузариум. Уже идентифицировано и изучено более 120 микотоксинов. 
 
К наиболее распространенным в продуктах питания высокотоксичным и представляющим реальную опасность микотоксинам принадлежат афлатоксины, стеригматоцистин, охратоксин, патулин, исландитоксин, зеараленон, рубратоксин, цитриовиридин и др. В настоящее время к семейству афлатоксинов причисляют около 20 соединений, но только 4 из них (В₁, В₂, G₁, G₂) считают основными, а остальные относят к их производным или метаболитам (М₁, М₂, В_2а, G_2а, G_м, P₁, Q₁, аспертоксин, афлатоксикол). 
 
Пища, загрязненная афлатоксинами, способна вызвать у человека острую и хроническую интоксикацию, а также отдаленные эффекты, в том числе гонадотоксическое, эмбриотоксическое, тератогенное (генные и хромосомные мутации) и канцерогенное действие. 
 
В ряду профилактических мероприятий одно из ведущих мест занимает гигиеническое регламентирование. Установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) для афлатоксинов, планируется их установление в будущем и для других микотоксинов в пищевых продуктах и кормах, поскольку полностью предотвратить заражение продуктов микроскопическими грибами практически невозможно. 
 
В нашей стране допустимое содержание микотоксинов регламентируется для определенных групп продуктов питания, дифференцированно по отдельным токсинам. 
 
 
Компоненты, попадающие в продукты питания из минеральных и других удобрений 
 
Загрязнение почвы разнообразными коммунальными и промышленными выбросами привело к тому, что вследствие нарушения обычных почвенных ценозов, в том числе структуры почвенной микрофлоры, отмечается существенное снижение плодородия почвы. По подсчетам Министерства сельского хозяйства США ежегодные экономические потери, обусловленные снижением плодородия почвы и, как следствие, понижение урожайности сельскохозяйственных культур исчисляются 5 млрд долл. 
 
Естественно, что во всех странах мира пытаются поддержать определенный уровень плодородия почвы за счет внесения в нее минеральных и других видов удобрений. 
 
В зависимости от химического состава различают удобрения азотные, фосфорные, калийные, известковые, микроудобрения, бактериальные, комплексные и др. 
 
За счет использования различных видов удобрений в растительных, а затем и в животных продуктах могут накапливаться нитраты, нитриты, другие азотсодержащие соединения, а также ряд металлов. 
 
В настоящее время особое внимание гигиенистов привлекают азотсодержащие соединения, так как все увеличивающееся применение азотных удобрений привело к возрастанию уровня нитратов в почве, а также в продовольственных и фуражных сельскохозяйственных культурах. Растения ассимилируют нитраты с помощью корневой системы двумя путями: восстановлением нитратов в нитриты и восстановлением нитратов в аммиак. Нитраты в больших концентрациях находятся в корнях, стеблях, черешках и жилках растений. Листья и корнеплоды богаче нитратами, чем плоды. 
 
Кулинарная обработка продуктов снижает содержание нитратов. Так, очистка, мытье и вымачивание продуктов уменьшают его на 5— 15 %. Хранение очищенных овощей в холодильнике не повышает концентрации нитритов, тогда как при комнатной температуре оно возрастает. При варке овощей до 80 % нитратов и нитритов вымывается в отвар. Из картофеля переходит в отвар до 80% нитратов, капусты, брюквы — 60 — 70%, моркови — 40 — 60%, свеклы -30 — 45%. 
 
Часть нитритов и нитратов, поступивших в пищеварительный канал, метаболизируется микрофлорой желудка и кишечника, а остальное количество легко всасывается. 
 
Нитриты, поступая из кишечника в кровь, взаимодействуют с гемоглобином (окисляя двухвалентное железо), в результате чего образуется нитрозогемоглобин, трансформирующийся в метгемоглобин и частично в сульфогемоглобин. В патогенезе острой нитритной интоксикации основную роль играет трансформация гемоглобина в метгемоглобин. Пороговой дозой нитритиона, вызывающей достоверное повышение концентрации метгемоглобина в крови людей, является примерно 0,05 мг на 1 кг массы тела. Нитраты не являются метгемоглобинообразователями и сами по себе не обладают выраженной токсичностью. Они быстро выделяются из организма с мочой, стимулируя диурез. 
 
В нашей стране согласно СанПиН 2.3.2.560-96 содержание нитратов не должно превышать: 200 мг/кг — для мяса и мясных консервов; 250 мг/кг — для картофеля; 150 — 300 мг/кг — для томатов; 150 — 400 мг/кг — для огурцов; 250 — 400 мг/кг — для моркови; 500 — 900 мг/кг — для капусты; 60 — 90 мг/кг — для бахчевых культур; 1400 мг/кг — для свеклы и 2000 мг/кг — для листовых (салат, петрушка, укроп, сельдерей, кинза и др.). С учетом коэффициента биологической активности (КБА) количество нитритов должно быть в 40 раз ниже. 
 
Снижение до минимума содержания в пищевых рационах населения нитратов, нитритов, а, следовательно, и является актуальной задачей. Центральное место в цепи профилактических мероприятий занимает работа агрохимической службы, которая обязана рекомендовать оптимальные по урожайности и гигиеническим соображениям сроки внесения, дозы и препараты азотных и других удобрений с учетом выращиваемых культур, типа почвы, содержания в ней и растениях азота и других условий. 
 
 
Остаточные количества пестицидов в продуктах питания 
 
В последние десятилетия в сельском хозяйстве широко используются пестициды — химические вещества, предназначенные для уничтожения вредителей и болезней растений, сорняков, вредителей запасов зерна и пищевых продуктов, экзопаразитов сельскохозяйственных животных.  
 
Классифицируются пестициды в зависимости от их назначения: 

1. инсектициды - вещества, которые уничтожают насекомых (вредителей сельскохозяйственных растений);
2. акарициды - вещества, которые уничтожают клещей;
3. ламациды - вещества, которые уничтожают моллюсков (слизней);
4. нематициды - вещества, которые уничтожают червей;
5. фунгициды - вещества, уничтожающие микроскопические грибы (плесень и пр.);
6. гербициды - вещества, уничтожающие сорную растительность;
7. зооциды - вещества, уничтожающие мелких животных (грызунов);
8. бактерициды - вещества, применяемые для борьбы с бактериальными болезнями растений и животных;
9. дефолианты - средства для стимуляции сбрасывания растениями листьев;
10. десиканты - средства для предуборочного высушивания растений;
11. дефлоранты - вещества для уничтожения цветков растений;
12. овициды - вещества для уничтожения яиц насекомых;
13. ларвициды - вещества для уничтожения личинок насекомых и т.д.

 
Многие пестициды обладают широким  спектром действия и называются инсектофунгицидами. 
 
При обработке сельскохозяйственных культур и животных, остаточные количества пестицидов могут сохраняться в продуктах питания и вместе с ними попадать в организм людей, вызывая отравления.

 
Для некоторых пестицидов (гексахлорциклогексан и его изомеры, ДДТ и его метаболиты и гексахлорбензол) согласно СанПиН 2.3.2.560-96 установлены допустимые остаточные количества в продуктах питания. Содержание остальных в продуктах питания недопустимо. 
 
Контроль за остаточным количеством пестицидов возложен на санитарно-эпидемиологическую службу. 
Радиоактивные изотопы в продуктах питания 
 
В качестве «чужеродных веществ» в продуктах питания могут содержаться радиоактивные изотопы. Источники изотоптов, включающихся в «пищевую цепь», представлены на рис. 3. 
 
К естественным источникам относят радиоактивные вещества, находящиеся в земной коре, ее породах и почве, откуда они попадают в воду и в пищевые продукты. В эту группу входит, прежде всего, К₄₀ (калий-40) и ряд других «космогенных» радионуклидов, относительно равномерно распределенных на поверхности земного шара, а также, в меньшей степени, долгоживущие радионуклиды — продукты распада цепочек U-238 (уран-238), Th-232 Торий-232). В регионах со средним уровнем естественной радиации годовое поступление U-238 в организм человека с продуктами питания оценивается по данным Японии, Англии и США примерно величиной 5 Бк, превышая таковые за счет воздуха и питьевой воды. Аналогичная зависимость наблюдается по данным Англии и нашей страны в отношении поступления в организм человека Ra-226 (радий-226). Годовое поступление этого изотопа с пищей достигает 15 Бк, что в 1000 и более раз превышает его поступление с воздухом. 
 
 
 

Рис.3. Источники поступления  радионуклидов в пищевую цепь 
 
Основным поставщиком в организм человека долгоживущих продуктов Pb-210 и Po-210 (свинец-210 и полоний-210) распада Rn-222 (родон-222) также являются продукты питания. Концентрации этих изотопов в молоке и мясе обычно невелики, в хлебопродуктах и овощах — умеренные и относительно высокие — в рыбе и других обитателях морской среды. Годовые поступления связаны с характером питания и колеблются от 20 — 30 Бк (США и Англия), до 40 Бк (Германия, Россия, Индия, Италия) и даже 200 Бк (Япония).  
 
Загрязнение продуктов питания примесями, мигрирующими из оборудования, инвентаря, тары и упаковочных материалов 
 
Существует постоянная потенциальная опасность загрязнения продуктов питания примесями, мигрирующими в продукты из кухонной посуды, аппаратуры. Чаше всего это соли тяжелых металлов (медь, цинк, свинец и др.). Кроме того, в продукты питания могут поступать и разнообразные химические соединения из тары для хранения и упаковочных материалов. 
 
В настоящее время в пищевой промышленности используются сотни наименований различных синтетических материалов, в той или иной степени контактирующих с продуктами питания. Среди них многочисленные марки различных клеев, лаков, лакокрасочных покрытий, пресс-материалов для производства посуды пищевого назначения, различные пленки, поливинилацетат, полистиролы, различные резиносодержащие компоненты, ионообменные смолы, органическое стекло, фторопласты, целлофан различных марок, многочисленные эмали для покрытия оборудования и тары и др. 
 

В последние годы во всех странах мира широкое распространение  в качестве упаковочных материалов для пищевых продуктов получили изделия из поливинилхлорида (ПВХ). ПВХ получают из винилхлорида, который, как показали исследования ряда ученых, при вдыхании паров может обладать канцерогенным действием, вызывая  гемангиосаркому (быстро развивающуюся злокачественную опухоль стенок кровеносных сосудов). Это обстоятельство, естественно, привлекло внимание к упаковочным материалам и ПВХ, предназначенным для изготовления кухонной утвари и упаковочным материалам для продуктов питания. Исследования показали, что в этих материалах содержатся остатки винилхлорида, однако его поступление в пищевые продукты возможно только в случае использования упаковочных материалов не по назначению. Например, когда бутылки и банки из ПВХ, предназначенные для расфасовки различных видов воды, повторно используются для хранения растительных масел, уксуса, фруктовых соков и горчицы.Были установлены допустимые уровни содержания винилхлорида в растительных маслах и маргарине, хранящимися в такой таре — не более 1 мг/кг продукта мономерного винилхлорида. В настоящее время выпускаются упаковочные материалы и тара из ПВХ, предназначенная для хранения самых разнообразных пищевых продуктов. 
 
В Германии описаны также случаи обнаружения в молоке, расфасованном в пакеты из целлюлозы с полиэтиленовым покрытием диоксинов и диуренов, образующихся при отбеливании целлюлозы хромом. И хотя обнаруженные концентрации диоксина в молоке не превышали 1/3 «допустимой суточной дозы», узаконенной в данной стране, было принято решение о запрещении данного вида упаковки для молока. 
 

В описанных случаях опасность  представляла не сама полимерная основа упаковочных материалов, а добавки  к ней (стабилизаторы, антиоксиданты, пластификаторы, красители) и незаполимеризованные мономеры, количество которых не должно превышать 0,03 — 0,07 %. Отрицательным моментом полимерных материалов является также то, что со временем они подвергаются деструкции в результате старения. 
 
С целью профилактики неблагоприятного влияния на организм человека органических веществ полимерных материалов, мигрирующих в пишу, необходимо соблюдение правила пользования посудой и изделиями из них.  
 
Лекарственные препараты и другие чужеродные вещества в продуктах животноводства и птицеводства 
 
Решение задачи повышения продуктивности животноводства и птицеводства привело к широкому применению в этих отраслях сельского хозяйства биологически активных добавок, обогатителей и ряда других веществ, в том числе лекарственных препаратов. 
 
В условиях длительного пребывания сельскохозяйственных животных в закрытых помещениях (клеточное, беспривязно-боксовое содержание) повышается потребность организма во многих биологически активных соединениях, добавление которых к рациону улучшает обмен веществ и увеличивает усвоение кормов. К ним относятся витамины, минеральные вещества, ферменты, гормоны, тканевые препараты. Поедаемость корма повышается при добавлении ароматических и вкусовых веществ, а качество их улучшается при консервировании и применении антиокислителей, стабилизаторов, детергентов. 
 
Широкое распространение получили ростстимулирующие препараты, а также лекарственные средства, применяемые для профилактики заболеваний. В качестве последних используют антибиотики, сульфаниламидные препараты, нитрофураны, кокцитуиастаты, а для стимуляции роста — чаше всего те же антибиотики и гормоны. 
 
В условиях современного животноводства и птицеводства с укрупнением ферм возникла необходимость в применении транквилизаторов, снижающих чувство страха у животных при их перемещении, формировании больших групп и прочих воздействиях. Использование успокоительных средств снижает отход животных, делает их более спокойными в стаде, увеличивает привесы. 
 
Все добавляемые к корму вещества и препараты можно разделить на 2 вида. Один — это пищевые компоненты, встречающиеся в продуктах питания и кормах: белковые, аминокислотные, минеральные и витаминные вещества. Они привычны для организма животных. Другой вид можно отнести к чужеродным веществам. Это химические соединения и продукты микробиологического синтеза, используемые в качестве консервантов, антиоксидантов, лечебно-профилактических средств, стимуляторов роста, ферментные препараты и др. 
 
В качестве лечебно-профилактических средств и веществ, стимулирующих рост животных, чаше используют антибиотики, а для увеличения привесов мясного скота — гормональные препараты. Среди антибиотиков наиболее приемлемы с гигиенических позиций для использования в животноводстве и птицеводстве кормогризин, витамицин, бацихилин и фрадизин, так как эти антибиотики не используются в медицине. 
 
В настоящее время в нашей стране для лечебно-профилактических целей в животноводстве применяются кормовые добавки, в состав которых входят антибиотики тетрациклинового ряда. Использование этих препаратов должно находиться под строгим санитарно-ветеринарным и гигиеническим контролем, так как тетрациклиновые антибиотики являются наиболее стойкими, практически не разрушаются в пищевых продуктах при длительном хранении, пониженных температурах, кипячении и длительной варке. 
 
Гормональные препараты применяются в сельском хозяйстве не только в качестве ускорителей роста и развития животных, но и как средства, увеличивающие привесы, что очень важно при выращивании мясного скота и птицы. 
 
В нашей стране использование стероидных гормонов в виде стимуляторов роста сельскохозяйственных животных запрещено, так как они обладают канцерогенным действием. Имелась попытка применения в сельском хозяйстве тиреостатических гормонов. Одним из первых препаратов стали использовать метилурацил. Однако после установления его водонакопительного действия в тканях применение метилурацила прекращено. 
 
Положительным оказался опыт имплантации бычкам и свиньям подкожно дийодтирозина и бетазина. Этот метод позволяет увеличить продуктивность животноводства на 15 —20 % без дополнительного расхода кормов. Отрицательного влияния в результате питания мясом таких животных установлено не было. 

Продукты животноводства могут загрязняться также пестицидами  вследствие содержания их в кормах и в связи с обработкой пестицидами  сельскохозяйственных животных и птицы. Содержание пестицидов, представляющих опасность, в продуктах питания  животного происхождения не допускается.  
 
Контроль за остаточными количествами лекарственных препаратов в продуктах животноводства и птицеводства возлагается на санитарно-эпидемиологическую службу. 
 
Санитарная экспертиза пищевых продуктов 
 
Санитарно-гигиеническая экспертиза проводится в порядке плановой работы, при наличии особых эпидемиологических показаний, с испытательной целью, а также в порядке арбитража. Экспертиза с испытательной целью в наши дни, в связи с расширением ассортимента и объема импортируемых продуктов питания, приобретает особо важное значение. 
 
Плановая санитарно-гигиеническая экспертиза проводится в порядке предупредительного и текущего санитарного надзора на подконтрольных объектах по календарному графику лаборатории для осуществления контроля качества продуктов по показателям, имеющим гигиеническое значение (органолептическим, физико-химическим, бактериологическим). С этой целью планируется отбор образцов пищевых продуктов и изделий на предприятиях пищевых отраслей промышленности, объектах торговли и общественного питания для лабораторного исследования. 
 

Работа по санитарно-гигиенической экспертизе должна предусматривать:  

• осуществление контроля за качеством скоропортящихся продуктов (молочных, вареных колбасных изделий. кремовых кондитерских, кулинарных изделий и пр.) с учетом их эпидемиологической значимости. Гигиенические исследования должны быть направлены на оценку качества тепловой обработки, определение бактериологических показателей. которые могут оказывать влияние на здоровье;
• осуществление контроля за выпуском новых изделий, а также использованием новых материалов для изделий и оборудования, соприкасающихся с пищевыми продуктами;
• осуществление контроля за соответствием продуктов рецептурам, согласованным с органами государственного санитарного надзора, в частности, за витаминизированными продуктами и кулинарными изделиями;
• осуществление контроля за содержанием остаточных количеств пестицидов, солей тяжелых металлов, антибиотиков, вредных примесей, пищевых добавок (консервантов, красителей и др.);
• осуществление контроля за качеством готовой пищи в детских учреждениях, учебных заведениях, пищеблоках лечебных и лечебно-профилактических учреждений, предприятиях общественного питания (доброкачественность)