Лекции для студентов

Лекционный материал по дисциплине “Пищевая химия” — Чужеродные вещества и пути их поступления в продукты питания

Чужеродные вещества и пути их поступления в продукты питания

Понятие безопасности продуктов питания. Система критической контрольной точки при анализе опасного фактора

Проблема безопасности продо­вольственного сырья и продуктов питания с каждым годом возрастает, поскольку она является одним из основных факторов, определяющих здоровье людей и сохранение генофонда.

В практическом смысле 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).

В начале 70-х гг. была разработана концепция критической конт­рольной точки при анализе опасного фактора (ККТАОФ), которая при­звана обеспечить безопасность пищевых продуктов. Главным принципом, лежащим в сути этой концепции является акцент на предупредительный контроль «критичес­ких моментов» в производстве продовольствия, а не на проверку готовой продукции.

Ответственность за определение критических точек в технологии производства безопасных пище­вых продуктов возлагается на производителей.

Выявление ККТАОФ складывается из двух основных операций.

Операция 1. Выявление опасных факторов и определение конт­рольных мер. При этом необходимо изучить следующие важные обстоя­тельства:

—состав используемого сырья и компонентов;

—параметры и условия процесса производства, влияющие на опасные факторы или их создающие;

—защита от повторного загрязнения химическими веществами и микроорганизмами (целостность, проницаемость и безопасность упаковки);

—использование в потребительской практике (размораживание, подогревание, варка и т. п.);

—группы риска (система общественного питания, дети, пожилые люди, лица с нарушением иммунной системы, другие категории больных).

Операция 2. Установление критических контрольных точек. При этом необходимо для каждого опасного фактора на каждой стадии ответить на следующие вопросы:

—может ли изучаемый опасный фактор появиться в продукте из сырья или при его переработке и на каком уровне (допустимом или недопустимом)?

—обеспечивает ли технологический процесс безопасность готового продукта за счет снижения уровня опасного фактора или за счет предотвращения его возрастания до опасного уровня?

Кроме названных двух основных операций ККТАОФ включает также спецификацию, систему мониторинга, системы устранения недостатков и проверки.

Окружающая среда, как основной источник загрязнения сырья и пищевых продуктов

Несмотря на то, что окружающая среда остается главным источни­ком загрязнения сырья и пищевых продуктов, в настоящее время появ­ляются новые и модифицируются традиционные технологии получения продуктов питания, которые часто связаны с применением жестких ви­дов воздействия на сырье и полуфабрикаты, что, может приводить к возникновению токсичных веществ. Кроме того, получили широкое распространение разнообразные виды непроверенных пищевых добавок и новых упаковочных материалов.

Количественная характеристика токсичности веществ достаточно сложна и требует многостороннего подхода. Судить о ней приходится по результатам воздействия вещества на живой организм, для которого ха­рактерна индивидуальная реакция, индивидуальная вариабельность, по­скольку в группе испытуемых животных всегда присутствуют более или менее восприимчивые к действию изучаемого токсина индивидуумы.

Существуют следующие основные характеристики токсичности:

ЛД₅₀ и ЛД₁₀₀. ЛД — аббревиатура летальной дозы, т. е. дозы, вызывающей при одно­кратном введении гибель 50 или 100% экспериментальных животных. Токсичными счи­тают все те вещества, для которых ЛД мала.

Величина t_0,5 характеризует время полувыведения токсина и продук­тов его превращения из организма. Для разных токсинов оно может со­ставлять от нескольких часов до нескольких десятков лет.

Кроме того в токсикологических экспериментах на живот­ных принято указывать еще и время 100 или 50% гибели объектов. Но для этого такие эксперименты должны проводиться в течение многих месяцев и лет, а при существующем непродолжительном контроле можно ошибочно отнести загрязнитель к малотоксичным веществам, а он проявит губительное действие через длительное время.

На основе токсикологических критериев (с точки зрения гигиены пи­тания) международными организациями ООН — ВОЗ, ФАО и др., а так­же органами здравоохранения отдельных государств приняты следующие базисные (основные) показатели: ПДК, ДСД и ДСП.

ПДК (предельно-допустимая концентрация) — предельно-допустимые количества чужеродных веществ в атмосфере, воде, продуктах питания, которые при ежедневном воздействии в течение сколь угодно длительного времени не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными метода­ми исследований, в жизни настоящего и последующих поколений.

ДСД (допустимая суточная доза) — удельное ежедневное поступление веще­ства из расчёта на 1 кг массы тела, которое не оказывает негативного влияния на здоровье человека в течение всей жизни.

ДСП (допустимое суточное потребление) — величина, рассчитывае­мая как произведение ДСД на среднюю величину массы тела (60 кг).

Основные типы чужеродных веществ

Токсичные элементы

Токсичные элементы (в частности, некоторые тяжелые металлы) со­ставляют обширную и весьма опасную в токсикологическом отношении группу веществ: Hg, Pb, Cd, As, Sb, Sn, Zn, Al, Be, Fe, Cu, Ba, Cr, Tl. Наибольшую опасность из вышеназванных элементов представляют ртуть (Hg), свинец (РЬ), кадмий (Cd). При этом малые концентрации некоторых элементов жизненно необходимы для нормаль­ной жизнедеятельности человека и животных.

Загрязнение водоемов, атмосферы, почвы, сельскохозяйственных ра­стений и пищевых продуктов токсичными металлами происходит за счет:

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.