Источники загрязнений пищевых продуктов

Источники загрязнений пищевых  продуктов

Потенциально опасные  для здоровья человека химические и  биологические вещества попадают и  накапливаются в пищевых продуктах  по ходу как биологической цепи (обеспечивающей обмен веществ между живыми организмами, с одной стороны, и воздухом, водой  и почвой - с другой), так и пищевой  цепи, включающей все этапы сельскохозяйственного  производства продовольственного сырья  и пищевых продуктов, а также  хранение, упаковку и маркировку, что  отражено на рисунке 1. Конкретные источники загрязнений пищевых продуктов приведены в таблице.

Таблица

Источники загрязнения пищевых  продуктов чужеродными веществами

Тип загрязнений	Вид продукта	Характер контаминации	Контаминант(ы)
1	2	3	4
Антропогенный	Растительные	Прямое осаждение на листьях, плодах и других открытых частях растений	Пестициды, инсектициды, фунгициды, гербициды
	Растительные	Всасывание через корневую систему  из загрязнений почвы	Соли кадмия, свинца, цинка, компоненты минеральных удобрений, в частности  нитраты
	Животные (водные организмы, рыбы)	Аккумуляция в тканях моллюсков и  рыб загрязнений из сточных вод  промышленных предприятий	Органические соединений ртути; хлорорганические соединения
	Животные	Аккумуляция в тканях животных препаратов, используемых для стимуляции их роста  и лечения	Гормоны, гормоноподобные вещества, антибиотики
	Животные	Образование или накопление в процессе технологической или кулинарной обработки	Полициклические ароматические углеводороды, N-нитрозоамины, фенолы, олово, свинец
	Растительные и животные	Специальное внесение в конечный пищевой  продукт с целью улучшения  его качества, удлинения сроков хранения и т.д.	Пищевые добавки, красители, консерванты, антиокислители, эмульгаторы, ароматизаторы и др.
Естественный	Животные и растительные	Бактериальная обсемененность и размножение  бактерий в благоприятных условиях как с образованием токсинов, так и без них	B. cereus, токсины, Cl. botulinum, сальмонеллы, стафилококковые энтеротоксины и др.
	Животные	Аккумуляция в тканях и молоке при  употреблении контаминированных кормов	Микотоксины: афлатоксины, охратоксины
	Животные	Поражение паразитами	Паразиты

Загрязнители различных пищевых  продуктов в России

Группы пищевых продуктов	Загрязнители
Мясо и мясопродукты	Токсичный элементы, антибиотики, гормональные препараты, нитриты, нитрозоамины, полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны
Молоко и молочные продукты	Токсичные элементы, антибиотики, пестициды, афлатоксины, полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны, полихлорбифенол
Рыба и рыбопродукты	Токсичные элементы, нитрозоамины, полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны, полихлорбифенол, гистамин
Зерно и зернопродукты	Пестициды, микотоксины (афлатоксин В1, вомитоксин, Т-2 токсин, зеараленон)
Овощи, фрукты	Нитраты, пестициды, патулин

Контаминанты пищевых продуктов

Пищевые продукты представляют собой сложные многокомпонентные  системы, состоящие из сотен химических соединений. Все химические вещества пищи с определенной степенью условности могут быть разделены, во-первых, на собственно компоненты пищевых продуктов, то есть вещества, специфические для определенного вида продуктов растительного и животного происхождения; во-вторых, на пищевые добавки- вещества, специально вносимые в пищевые продукты для достижения определенного технологического эффекта и, в-третьих, на контаминанты из окружающей среды.

Чужеродные вещества пищи подразделяют на пищевые добавки  и контаминанты.

Пищевые добавки - химические вещества природного или синтетического происхождения, специально добавляемые в пищевые продукты на различных этапах его производства, хранения или транспортирования с целью достижения желаемого эффекта.

Несомненно, что наибольшую опасность для здоровья человека представляют контаминанты пищевых продуктов, поступающие их окружающей среды - контаминанты как естественного, так и антропогенного происхождения.

По данным зарубежных исследователей, из общего количества чужеродных химических веществ, проникающих из окружающей среды в организм человека, в зависимости  от условий проживания, 30…80% поступает  с пищей.

Наибольшую опасность  с точки зрения распространенности и токсичности имеют следующие контаминанты:

· токсические элементы;

· нитраты, нитриты, нитрозоамины;

· гистамин;

· пестициды;

· антибиотики;

· радионуклиды;

· полициклические ароматические  углеводороды (ПАУ);

· диоксины и диоксиноподобные соединения;

· бактерии и бактериальные  токсины;

· микотоксины.

В науке о безопасности питания базисным регламентом являются предельно допустимая концентрация (ПДК), допустимое суточное потребление (ДСП) и допустимая суточная доза (ДСД).

ПДК загрязняющих веществ в продуктах питания - установленное законом предельно допустимое с точки зрения здоровья человека количество вредного вещества.

Токсичность - способность  химических веществ вызывать нарушения  жизнедеятельности организма - отравление.

Токсическое действие загрязнителей  различных групп отличается по критериям  риска: тяжести, частоте встречаемости  и времени наступления поражения.

Контаминанты пищевых продуктов химического происхождения

Нитраты, нитриты и нитрозосоединения. Азот — важнейший химический элемент в жизни растений. Он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Растение получает азот из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных). Нитрат в растениях восстанавливается до нитритов, основная часть которых превращается в аммиак — основной элемент питания растений. Частично нитриты накапливаются в растениях, подавляя их рост. Излишнее присутствие нитратов в растениях крайне нежелательно. В организме человека нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нем двухвалентное железо до трехвалентного. В результате образуется метгемоглобин, который не способен переносить кислород. Нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего скапливается молочная кислота, холестерин, резко падает количество белка. Нитраты способствуют развитию патогенной кишечной микрофлоры, снижают содержание витаминов в пище, при их длительном поступлении уменьшается количество йода.

Овощи являются одним из основных источников нитратов, которые в основном сосредоточены в корнях, корнеплодах, стеблях, кожице плодов. Количество нитратов сокращается по мере созревания плода. Больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), редьке, петрушке, редисе, свекле, капусте, моркови, укропе. Обычно потребление нитратов значительно ниже приемлемого ежедневного потребления. Беспокойство не должно препятствовать потреблению овощей, которые являются важнейшим источником витаминов.

Максимальные уровни нитратов законодательно устанавливаются, в  частности, для салата и шпината, в зависимости от сезона. Хорошие  сельскохозяйственные методы должны гарантировать, что уровни нитратов настолько низки, насколько это разумно достижимо.

Нитрозамины

К сильнейшим из известных  канцерогенов относятся нитрозамины, имеющие в своем строении нитрозогруппу, соединенную с атомом азота. Они образуются в результате взаимодействия нитритов с вторичными и третичными аминами. Нитрозамины могут образовываться в желудке из неканцерогенных предшественников, содержащихся в пищевых продуктах, — нитратов и нитритов с одной стороны и аминов — с другой стороны. Нитраты и нитриты поступают в организм человека из растений. Амины образуются в процессе спиртового брожения. Очень высокие концентрации вторичных аминов обнаружены в рыбных продуктах, некоторых овощах и фруктовых соках.

Нитрозамины находят в пшеничной муке, пастеризованном молоке и сыре.

Бенз(а)пирен

С пищевыми продуктами в организм человека попадает канцерогенный углеводород  — бенз(а)пирен. Он обнаружен в хлебе, овощах, фруктах, маргарине, растительных маслах, обжаренном кофе, копченостях и мясных продуктах, обжаренных на древесном угле. Сильное загрязнение продуктов происходит при обработке их дымом. Накапливаемый в почве бенз(а)пирен может переходить через корни в растения.

Полихлорированные бифенилы

Наиболее опасными среди  множества токсичных веществ, образующихся при сжигании ископаемых топлив, в  производствах химической, нефтехимической, металлургической, целлюлозно-бумажной промышленности, являются диоксины и (фенолы) фураны. Основной поставщик диоксинов и фуранов — предприятия химической промышленности, которые производят хлорорганические пестициды. В западных странах источниками этих веществ являются мусоросжигательные печи. Полихлорированные соединения, если они оказались в организме или ими загрязнена окружающая среда, нельзя нейтрализовать, поэтому усилия направлены на борьбу с источниками поступления.

Основные количества диоксинов попадают в организм с пищей. Содержание диоксинов в пищевых продуктах определяется главным образом их жирностью. Наибольшим содержанием характеризуются жирные сорта мяса и рыбы, масло, сыры.

Для диоксинов не существует предельно допустимой концентрации, эти вещества токсичны при любых концентрациях. Они вызывают канцерогенный эффект и приводят к возникновению хлоракне, разрушают эндокринную систему, пагубно влияют на развитие эмбриона, поражая нервную систему плода. С ними связано развитие иммунодефицита, повышенная чувствительность к инфекционным заболеваниям.

Считается, что токсические  эффекты обусловлены блокировкой  диоксинами и фуранами одного из рецепторов, участвующих в биосинтезе белков.

Сельскохозяйственные и  пищевые отрасли интегрированы  и объединены. Это означает, что  продукты из отдельного источника распределяются на расстояния, большие, чем когда  бы то ни было, создавая возможность  для широкого распространения вспышек  болезней. Примером распространения  загрязнения из единственного источника  была вспышка, связанная с диоксином в мясе животных и домашней птицы. В этом случае диоксины попали в пищевую цепь, когда жир животных оказался загрязненным промышленным маслом, добавляемым в корм. Больше 1500 ферм в Европе получили такой корм в течение двухнедельного периода времени. Это загрязнение привело к серьезным экономическим последствиям.

Нитраты и нитриты широко распространены в окружающей среде, главным образом в почве и  воде. Наряду с нитратами в почве  содержится другой минеральный источник азота - аммоний. Нитраты быстро и легко реагируют с другими компонентами почвы. Нитритов в растениях содержится небольшое количество, в среднем - 0,2 мг/кг, поскольку они представляют собой промежуточную форму восстановления окисленных форм азота в аммиак.

В больших количествах  нитраты опасны для здоровья человека. Человек относительно легко переносит  дозу в 150…200 мг нитратов в сутки, 500 мг считается предельно допустимой дозой, а 600 мг в сутки - доза, токсичная  для взрослого человека. Для грудных  детей токсичной является доза 10 мг в сутки. Министерством здравоохранения  России утверждена суточная допустимая доза нитратов - 5 мг на 1 кг массы тела человека (300…350 мг нитратов ежедневно). Поступление такого количества нитратов не вызывает никаких изменений ни у человека, ни у его потомков. Эта доза нитратов соответствует  рекомендациям Всемирной организации  здравоохранения.

Основным источником нитратов в сырье и продуктах питания служат азотсодержащие соединения и нитратные пищевые добавки, вводимые в мясные изделия для улучшения их органолептических показателей и подавления размножения некоторых патогенных микроорганизмов.

Для увеличения урожайности  растительной продукции агрохимическая технология часто нарушается - в  почву вносят повышенное количество азотсодержащих удобрений. Это приводит к увеличению содержания нитратов в  растительном сырье и продуктах. В молодых растениях нитратов на 50-70% больше, чем в зрелых. Их содержание возрастает ближе к корню. Повышенное содержание нитратов в растениях может быть обусловлено и рядом других факторов, влияющих на метаболизм азотсодержащих соединений. Такими факторами являются соотношение различных питательных веществ в почве, освещенность, температура, влажность и др. Большая освещенность и наличие большого количества солнечного света способствуют ассимиляции азота из почвы, что в конечном итоге обусловливает снижение содержания нитратов в растениях. Также действует и повышение температуры и влажность воздуха, способствуя увеличению активности нитратредукетазы, что ведет к снижению содержания нитратов в плодах и овощах. На концентрацию нитратов в растениях оказывают влияние и сроки уборки урожая. Так, увеличение продолжительности вегетации в весенний период положительно сказывается на снижении содержания нитратов в овощах. Содержание нитратов в пищевых продуктах может возрастать по мере их хранения. Это связано с развитием микрофлоры, способной восстанавливать нитраты.

Потенциальная токсичность  нитратов, содержащихся в повышенной концентрации в пищевом сырье  и продуктах питания, заключается  в том, что они при определенных условиях могут окисляться до нитритов, которые обуславливают серьезное  нарушение здоровья не только детей, но и взрослых. Токсическое действие нитритов в человеческом организме  проявляется в форме метгемоглобинемии. Она является следствием окисления двухвалентного железа гемоглобина в трехвалентное. В результате такого окисления гемоглобин превращается в NO-метгемоглобин, который не способен связывать и переносить кислород. Тяжелая форма заболевания проявляется при содержании в крови более 40% метгемоглобина. Установлено, что нитраты могут угнетать активность иммунной системы организма, снижать устойчивость организма к отрицательному воздействию факторов окружающей среды.