Тема 8. Экологические проблемы питания

3. Природные токсиканты в пищевых продуктах

Безопасность пищевых продуктов определяется содержанием в них чужеродных веществ, количества которых не должны превышать существующие гигиенические нормативы. Эти вещества можно разделить на две группы. К первой группе относятся «загрязнители» — чужеродные вещества антропогенного происхождения, которые либо целенаправленно используются человеком в процессе сельскохозяйственного и пищевого производства (пестициды, нитраты, нитрозамины, антибиотики, пищевые добавки и др.), либо экологически обусловлены (тяжелые металлы, радионуклиды, полициклические соединения, микотоксины и др.). Вторую группу составляют природные токсиканты (алкалоиды, биогенные амины, цианогенные гликозиды и др.).

Ксенобиотики в продуктах питания нормируют по величине допустимой суточной дозы (ДСД).

ДСД — это максимальная доза (рассчитанная на килограмм массы тела человека), ежедневное поступление которой на протяжении всей жизни человека безвредно, т. е. не оказывает неблагоприятного влияния на жизнедеятельность и здоровье настоящего и будущего поколений.

Умножая ДСД на массу тела человека (в среднем 60 кг), определяют допустимое суточное поступление (ДСП) соединения в сутки в составе пищевого рациона.

Зная ДСД, ДСП и средний набор пищевых продуктов в суточном рационе, рассчитывают максимально допустимый уровень (МДУ) и ПДК ксенобиотика в продуктах, где он может находиться.

ПДК должна отвечать требованиям:

· безвредность для человека при сколь угодно длительном употреблении данного пищевого продукта в реально возможном суточном количестве;

· сохранение органолептических свойств пищевого продукта;

· отсутствие негативного влияния на пищевую ценность продукта и его сохранность.

Продовольствие должно соответствовать требованиям безопасности, изложенным в санитарных правилах и нормах «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (Минздрав России, 2002).

Индивидуальный предприниматель и юридическое лицо, занимающиеся изготовлением и оборотом пищевых продуктов, работающие в сфере розничной торговли пищевыми продуктами и сфере общественного питания, обязаны предоставлять покупателям и потребителям, а также органам государственного надзора и контроля полную и достоверную информацию о качестве и безопасности пищевых продуктов (СанПиН 2.3.2.1078—01 и ГОСТ Р51074- 2003 «Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования»).

При этом такая информация, как «выращенный с использованием только органических удобрений», «выращенный без применения пестицидов», «выращенный без применения минеральных удобрений», «витаминизированный», «без консервантов», указывается только в том случае, если изготовитель может подтвердить ее.

Обязательна информация о применении пищевых добавок, нетрадиционных пищевых компонентов белковой природы, а также облучения ионизирующим излучением при изготовлении пищевого продукта.

2. «Загрязнители» пищевых продуктов

В результате воздействия загрязненной внешней среды при нарушении норм выращивания растений или кормления животных, а также при нарушении технологической обработки или условий хранения в пищевых продуктах могут появиться токсичные вещества. Их называют загрязнителями. К ним относятся токсичные элементы, пестициды, микотоксины, антибиотики и ряд других соединений.

Пестициды. Интенсивное сельскохозяйственное производство в настоящее время невозможно без использования химических пестицидов для защиты урожая. Культурные растения не способны нормально расти и развиваться без участия человека — они очень неустойчивы в современных экологических условиях и постоянно привлекают вредителей. В настоящее время на нашей планете обитают 10 000 видов вредных насекомых и других членистоногих, 3000 видов нематод (круглых червей), 120 000 видов грибов, около 100 видов фитопатогенных (т. е. вызывающих заболевания у растений) бактерий и примерно 600 видов фитопатогенных вирусов. Кроме того, насчитывается около 30 000 видов сорных растений.

В связи с этим люди вынуждены активно защищать сельскохозяйственные растения от сорняков, вредителей и болезней. Химический способ защиты культурных растений и животных в настоящее время является самым массовым из-за его технологической простоты, невысокой стоимости и эффективности.

Пестициды (ядохимикаты) — группа веществ, используемых как основные средства защиты растений, животных и различных материалов от повреждений разнообразными организмами.

По своему назначению различают следующие пестициды:

· инсектициды — для уничтожения вредных насекомых;

· акарициды — для уничтожения клещей, вредных для сельскохозяйственных растений и животных;

· нематициды — для уничтожения круглых червей, вредных для сельскохозяйственных растений;

· родентициды — для уничтожения вредных грызунов;

· моллюскоциды — для уничтожения моллюсков;

· бактерициды — для подавления патогенных бактерий;

· гербициды — для уничтожения нежелательной травянистой растительности;

· фунгициды — для уничтожения или предотвращения роста патогенных грибов;

· арборициды — для уничтожения древесно-кустарниковой растительности;

· альгициды — для уничтожения водорослей.

Химический состав пестицидов весьма разнообразен и включает не менее 12 классов химических соединений. Наиболее распространены четыре: хлорорганические (типа гексахлорциклогексана); фосфорорганические (типа метафоса, хлорофоса); карбаматы (типа севина); ртутьорганические (типа гранозана).

Нет смысла приводить названия пестицидов, так как их количество огромно (несколько сотен) и зависит от сельскохозяйственной культуры, внешних условий. Кроме того, учитывая быстрое привыкание вредителей к одним и тем же пестицидам, их приходится часто менять.

ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) является одним из самых экологически опасных инсектицидов. Он был первым, который применили против переносчиков малярии и сыпного тифа во многих странах. В России из-за технической отсталости его применение началось незадолго до того, как во всем мире его запретили. Но в нашей стране успели загрязнить этим инсектицидом всю территорию довольно сильно. Его производство в СССР началось в 1946-1947 гг. в Москве и Чувашии. С 1950-1970 гг. его использовали около 20 тыс. тонн в год. Даже после его запрета в начале 1970-х гг. производство ДДТ не прекратилось и инсектицид использовался до конца 1980-х гг. в Узбекистане и некоторых областях России. По прогнозам, он будет еще долго находиться в биосфере, поскольку отличается высокой устойчивостью.

Опасность применения пестицидов связана с наличием их остатков в пищевых продуктах, с загрязнением водоемов и почв. Такое загрязнение происходит при неправильном использовании пестицидов — нарушении сроков опрыскивания и доз применения.

Гигиеническая классификация разделяет пестициды по степени токсичности с учетом ЛД₅₀, кумуляции и стойкости в объектах окружающей среды. Современные пестициды обладают низкой токсичностью (стоимость при этом возрастает в сотни раз) и в течение одного вегетационного периода полностью разрушаются в окружающей среде. Например, ЛД₅₀ поваренной соли — 3750 мг/кг, кофеина — 200 мг/кг, аспирина — 1750 мг/кг, а современных гербицидов — производных сульфонилмочевины — 5000 мг/кг.

Установлена шкала для оценки токсичности пестицидов в баллах от 0 до 21.

Как органические соединения, пестициды хорошо растворимы в жирах, в организме человека они накапливаются в печени, почках и мозге и вызывают интоксикации, которые проявляются головными болями, снижением памяти, отсутствием аппетита, нарушением сна, общей вялостью, тошнотой.

Важное значение в развитии интоксикации имеет состояние организма. Высокой чувствительностью к пестицидам отличаются дети, подростки, больные и ослабленные люди.

Ряду пестицидов присущи гонадотоксическое, мутагенное, канцерогенное действие, а также аллергические свойства.

Для уменьшения возможной опасности разработаны требования к современным пестицидам:

· низкая острая токсичность для человека и полезных животных;

· отсутствие отрицательных эффектов при длительном воздействии малых доз, в том числе мутагенного, канцерогенного и тератогенного действия;

· низкая устойчивость в окружающей среде (время разложения — не более одного вегетационного периода).

Во всех видах продовольственного сырья и пищевых продуктов нормируются «глобальные» пестициды: гексахлорциклогексан, ДДТ и его метаболиты.

В рыбе и продуктах ее переработки дополнительно нормируются 2,4-Д-кислота, ее соли и эфиры.

В зерне и продуктах его переработки нормируются гек- сахлорциклогексан (а-, (3-, у-изомеры), ДДТ и его метаболиты, гексахлорбензол, ртутьорганические пестициды, 2,4-Д-кислота, ее соли и эфиры.

В отношении всех других, применяемых в сельском хозяйстве пестицидов, действуют следующие положения.

Для продовольственного сырья растительного происхождения обязательна информация о пестицидах, которые использовались:

1. при возделывании сельскохозяйственных культур;

2. для фумигации (обработки от насекомых) помещений и тары для их хранения;

3. для борьбы с вредителями продовольственных запасов.

Кроме того, должна быть указана дата последней обработки пестицидами.

Для продовольственного сырья животного происхождения обязательна информация об использовании пестицидов:

1. для борьбы с эктопаразитами (внешними паразитами — блохами и др.) животных и птицы;

2. для обработки животноводческих и птицеводческих помещений;

3. для обработки прудовых хозяйств и водоемов для производства рыбы.

Указываются наименование пестицида и конечная дата его использования.

Что касается растений, то значительная часть пестицидов накапливается на их поверхности. Поэтому перед употреблением их нужно тщательно мыть или снимать кожицу, если это возможно.

Нитросоединения (нитраты, нитриты и нитрозамины). Нитраты — соли азотной кислоты — используются как минеральные удобрения, вносимые в почву с целью повышения урожайности продуктов растениеводства. Повышенные дозы нитратов или внесение их перед уборкой урожая способствует их накоплению в растениях. Избыточные дозы нитратов, невостребованные растениями, из почвы попадают в водоемы хозяйственно-питьевого назначения, а затем с пищей и водой поступают в организм человека. Животные продукты (мясо, молоко) содержат, как правило, весьма незначительные количества нитратов. Наибольшие количества нитратов содержатся в недозрелых овощах и овощах раннего срока созревания. Но есть и растения — «накопители» нитратов. К ним относятся зеленые листовые овощи: салат, ревень, петрушка, шпинат, щавель, укроп, а также свекла, капуста, морковь. Наименьшие количества нитратов содержатся во фруктах, ягодах и бахчевых культурах. При приеме высоких доз нитратов с питьевой водой или продуктами через 4-6 ч появляется тошнота, одышка, посинение кожных покровов и слизистых, диарея. Сопровождается все это общей слабостью, головокружением, болями в затылочной области, сердцебиением. В пищеварительном тракте нитраты восстанавливаются до более токсичных соединений — нитритов, которые при поступлении в кровь могут вызвать метгемоглобинемию. Происходит дезактивация оксигемоглобина и нарушается поступление в ткани кислорода.

Нитриты (соли азотистой кислоты) используются в качестве консерванта (нитрит натрия) при изготовлении колбас, ветчины, мясных консервов. Под действием микрофлоры желудочно-кишечного тракта из нитритов могут образовываться нитрозамины, обладающие канцерогенными свойствами (группа 2А — соединения, вероятно канцерогенные для человека). Амины — промежуточный продукт метаболизма белков, поэтому встречаются почти во всех пищевых продуктах. Нитрозамины образуются в процессе хранения продуктов, их консервировании, копчении и жарении. Больше всего нитрозаминов обнаружено в копченых мясных изделиях, колбасах, приготовленных с добавлением нитритов и в соленой и копченой рыбе.

Особенно высокие концентрации нитрозосоединений обнаружены в соленой рыбе, приготовленной сухим, так называемым китайским способом, популярным в странах Юго-Восточной Азии. Этот способ заключается в том, что непотрошеную рыбу мелких и средних размеров сушат на солнце, помещая ее не в рассол, а в сухую соль; при этом вода, содержащаяся в мякоти рыбы, постепенно замещается солью. В рыбе, приготовленной по такому рецепту, высоко содержание N-нитрозаминов, N-нитрозамидов, нитритов, солеустойчивых бактерий, ряда галофильных бактерий и грибов. Употребление такой рыбы, как показали исследования, приводит к развитию рака носоглотки, опухолям желудка и пищевода и является безусловным канцерогенным фактором для человека.

Сыры, солено-маринованные изделия, пиво — также источники нитрозаминов.

В связи с этим содержание азотсодержащих соединений нормируется: нитратов — в плодоовощной продукции, нитрозаминов — в рыбе, мясе, продуктах их переработки и в пивоваренном солоде.

Содержание в пищевых продуктах нитратов снижается при хранении и отваривании продукта. Что касается нитрозаминов, то защита от них — правильное хранение и не очень частое употребление продуктов, их содержащих.

Полициклические ароматические углеводороды. ПАУ (наиболее известный из них бенз(а)пирен) образуется при термическом воздействии на пищевые продукты. Он образуется при жарке зерен кофе, в подгоревшей корке хлеба, при сушке зерна дымом из бурого угля или мазута, в копченой домашним способом рыбе или мясе. Иногда его концентрации достигают 50 мкг/кг. Помимо бенз(а)пирена, насчитывается более 200 представителей этой группы соединений, все они являются сильными канцерогенами. В связи с этим содержание бенз(а)пирена нормируется в копченых мясных и рыбных продуктах и в продуктах растительного происхождения.

Тяжелые металлы. К тяжелым относятся металлы с атомной массой более 50 а. е. м., кроме благородных и редких. Обычно рассматривают 8 элементов: ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, цинк, медь, олово и железо. Наибольшую опасность из них представляют первые три, которые обладают высокой токсичностью, способностью накапливаться в организме и вызывать отдаленные последствия (мутагенные и канцерогенные).

Источники попадания тяжелых металлов в пищу:

1. Загрязненные почвы: вблизи предприятий, автотрасс (до 500 м), почвы геохимических провинций, почвы с избыточным количеством минеральных удобрений. На степень накопления токсикантов в сельскохозяйственной продукции влияет уровень загрязненности почвы, содержание в ней гумуса (чем его больше, тем хуже тяжелые металлы усваиваются растениями), биологические особенности растений (например, кадмий из почвы лучше всего аккумулируют листовые овощи, свекла и морковь).

2. Сборные жестяные консервные банки (припой, используемый при сварке швов, содержит до 60% свинца и кадмий), луженая, глазурованная керамическая и эмалированная посуда. Особенно опасно хранить кислые продукты. Еду в открытых консервных банках нельзя хранить вообще, так как под действием кислорода воздуха коррозия банок усиливается.

Ртуть — весьма токсичный яд кумулятивного действия, поэтому в организмах молодых животных его меньше, чем в старых, а в хищниках больше, чем в их жертвах. Особенно этим отличаются хищные рыбы, такие как тунец. Накопителями ртути являются почки животных, а из растительных продуктов ртуть больше всего содержится в орехах, какао-бобах и шоколаде (до 0,01 мг/кг). В большинстве остальных продуктов содержание ртути не превышает 0,01-0,03 мг/кг.

Особенно большую опасность представляет попадание ртути в водоемы, где в организме гидробионтов она подвергается метилированию и превращению в более токсичные органические соединения ртути, способные накапливаться в организме.

Гидробионты способны накапливать метилртуть в концентрациях, значительно превышающих ее содержание в воде и низшем звене трофической цепи (коэффициент концентрирования достигает 3000). Много ртути поступает в организм человека с морской рыбой, морепродуктами, рисом (до 0,2 мг/кг). Для людей, в рационе которых значительное место занимают морепродукты, фоновое содержание ртути в волосах может быть в 3-10 раз выше общепринятого уровня.

Воздействие ртути, попадающей в организм человека через морепродукты, обычно иллюстрируется описанием болезни Минамата. В 1950-е гг. компания «Чиссо» стала сбрасывать содержащие ртуть сточные воды в бухту Минамата (Япония). Произошло трансформирование ртути в метилртуть, которой и отравились жители бухты при употреблении в пищу рыбы. Следствием этого происшествия явилась гибель десятков людей, тяжелые поражения нервной системы и, кроме того, в период с 1955 по 1959 гг. примерно каждый третий ребенок в Минамате рождался с психическими и физическими аномалиями. Негативные последствия этой трагедии продолжались еще многие годы, так как у детей наблюдалось отставание в умственном развитии. Другой случай воздействия метилртути описан в Колумбии (залив Картахена), где детальное обследование семей рыбаков выявило частые симптомы уменьшения остроты зрения, за которым следовало нарушение восприятия. В настоящее время проводятся эколого-эпидемиологические исследования среди семей, проживающих на побережье морей и океанов и использующих в пищу преимущественно морепродукты.

Другие ртутные интоксикации, возникающие гораздо чаще, связаны с использованием в пищу зерна, протравленного алкилртутными фунгицидами и предназначенного для использования только в качестве семян для посевов.

Допустимая суточная доза (ДСД) для ртути составляет 0,05 мг, из которых метилртути не должно быть более 0,03 мг. Недельная доза для взрослого человека не должна превышать 0,3 мг.

Свинец поступает в организм человека в основном с пищей, куда он попадает из глиняной посуды, покрытой глазурью (особенно желтого и красного цвета), из луженой и эмалированной посуды при хранении в ней пищи с повышенной кислотностью (квашенные овощи, щи, борщи, компоты, маринады, кисломолочные продукты и др.). В основном повышенное содержание свинца наблюдается в консервах, помещенных в сборную жестяную тару, которая спаивается припоем, содержащим свинец. Поэтому рекомендуется вскрытые консервы из таких банок даже для кратковременного хранения помещать в стеклянную посуду, так как под влиянием кислорода воздуха коррозия банок резко увеличивается и через несколько дней содержание свинца (и олова) в продукте резко возрастает. Попадая в организм человека, свинец взаимодействует с сульфидгидрильными группами белков и блокирует различные ферментные системы.

При поступлении свинца в организм порядка 2 мг в сутки, уже спустя несколько месяцев могут развиться тяжелые свинцовые интоксикации. При этом вначале появляются общее недомогание, упадок сил, тошнота, а затем — «свинцовая кайма» по краю десен, запоры, колики в животе, малокровие, бледность. Острые формы пищевых отравлений развиваются крайне редко — при ежедневном поступлении свинца до 10 мг. В соответствии с санитарными правилами для лужения различных видов пищевой посуды должно использоваться олово, содержащее не более 1% свинца. Оловянно-свинцовый припой, используемый для пайки внутренних швов посуды, не должен содержать более 10% свинца.

Большое загрязнение свинцом происходит от сгорания этилированного бензина. Тетраэтилсвинец (ТЭС), добавляемый в бензин для повышения октанового числа в количестве около 0,1%, весьма летуч и более токсичен, чем сам свинец и его неорганические соединения. И хотя в настоящее время использование ТЭС запрещено, он годами накапливался в почве вдоль автострад (опасная зона может простираться от 10 до 500 м в зависимости от интенсивности движения). Поэтому выращенные вдоль дорог продукты питания, собранные грибы или ягоды будут содержать высокие концентрации свинца, опасные для здоровья человека.

Кадмий относится к числу весьма токсичных веществ. Летальная доза кадмия 150 мкг/кг массы тела. Жители городов примерно 80% кадмия получают с пищей, а 20% — из загрязненной атмосферы и при курении. Повышенные концентрации его наблюдаются в какао-порошке, почках животных и рыбе. Содержание кадмия увеличивается в консервах из сборной жестяной тары, так как кадмий, как и свинец, переходит в продукт из некачественно выполненного припоя, в котором он содержится.

Повышенное количество кадмия (и других тяжелых металлов) может появиться в зоне вблизи промышленных предприятий, загрязняющих воздух и воду недостаточно очищенными отходами производства. Так, орошение рисовых полей стоками, содержащими кадмий, привело к возникновению хронической интоксикации людей в бассейне р. Джинцу (Япония). Болезнь получила название Итай-Итай (или Ох-Ох) и была первоначально отнесена к болезням неизвестной этиологии. Она проявлялась в виде сильных болей в конечностях и пояснице, нарушением почечной функции, позже — похуданием, деформацией скелета и переломами костей вследствие нарушения фосфорно-кальциевого обмена.

Острые и подострые интоксикации кадмием сопровождаются тошнотой, рвотой, болями в животе. Установлена связь между количеством обнаруженного в почве и воде кадмия и уровнем заболеваемости новообразованиями различных форм среди населения.

Мышьяк попадает в продукты питания в основном из почв, загрязненных мышьяксодержащими пестицидами, или из почв биогеохимических провинций. Острая форма отравления сопровождается рвотой, болями в поджелудочной области, спазмами кишечника, диареей. При хронических отравлениях наблюдаются потери массы тела, расстройства желудочно-кишечного тракта, периферические невриты, поражения кожи, цирроз печени и развитие злокачественных новообразований.

Цинк является малотоксичным элементом. Отравление им может произойти при изготовлении и хранении в цинковой посуде пищи, имеющей кислую реакцию (квас, морс, квашенные или соленые овощи, пиво). Поэтому хранение пищевых продуктов и приготовление блюд в оцинкованной посуде запрещены, а разрешается лишь хранение воды и сыпучих продуктов.

Медь попадает в пищу в случае использования медьсодержащих удобрений или пестицидов (при выращивании винограда), а также при использовании медной посуды. В настоящее время отравления солями меди встречаются крайне редко, так как медная посуда практически не используется.

Олово в основном попадает в пищевые продукты из покрытий посуды, тары и др. При поступлении в организм человека его больших количеств наблюдается снижение активности пищеварительных ферментов.

Во всех видах продовольственного сырья и пищевых продуктов нормируются токсичные элементы: свинец, мышьяк, кадмий, ртуть.

В консервированных продуктах, помимо этих элементов, нормируется олово и хром.

В продуктах переработки растительных масел и животных жиров (маргарины, кулинарные жиры, майонезы, кондитерские жиры), включая рыбий жир, наряду со свинцом, мышьяком, кадмием и ртутью нормируется никель.

В коровьем масле, топленых животных жирах, жировых продуктах на основе сочетания животных и растительных жиров, дополнительно к свинцу, мышьяку, кадмию и ртути нормируются медь и железо; в загустителях, стабилизаторах, желирующих агентах (пектин, агар, карагинан и другие камеди) — медь и цинк.

Ртуть не нормируется в меде, сухих специях и пряностях.

Радионуклиды поступают в организм человека вместе с продуктами питания. Их источниками являются: производство и испытания ядерного оружия, работа АЭС (особенно аварии на них). Среди продуктов расщепления урана оказываются радиоактивные изотопы — стронций-90 и цезий-137, устойчивые во внешней среде и характеризующиеся длительным периодом полураспада (порядка 30 лет). Мигрируя из воздуха в цепочку «почва— водоемы — растения — животные», стронций и цезий в конечном итоге попадают в пищевые продукты, а с ними и в организм людей, где кумулируются в костях и мышечной ткани. Такое накопление связано со сходством химических свойств стронция с кальцием, а цезия с калием.

Радионуклиды способны накапливаться в капусте, картофеле, фасоли и других растениях. Вскармливание сельскохозяйственных животных этими продуктами, загрязненными радионуклидами, приводит к их накоплению в тканях животных и молоке лактирующего скота. По результатам исследований, в 1970-х гг. в ОС содержалось уже достаточное количество стронция, чтобы он оказывал свое канцерогенное действие. Опасность в какой-то мере уменьшилась в связи с запретом на испытания ядерного оружия в атмосфере. Однако после аварии на Чернобыльской АЭС опасность острой радиации сменилась длительной опасностью от употребления зараженных радиоизотопами пищевых продуктов.

Микотоксины. Это токсины плесневых грибов (микогрибы), которые обладают токсическим эффектом в чрезвычайно низких концентрациях. Их обнаружили в пищевых продуктах только с появлением высокочувствительных методов анализа. В основном поражаются грибами рода Pinicillium и Aspergillus, образующими микотоксины, растительные продукты в виде плесневого налета. Оптимальные условия для их развития — температура около 30°С и влажность 85%.

Поэтому, если продукты при хранении в этих условиях покрываются плесенью, то лучше их целиком выбросить, так как, хотя плесень развивается на поверхности, вырабатываемые ею токсины могут проникать в глубину продукта без изменения его вида и консистенции довольно глубоко. Микотоксины обладают тератогенным, мутагенным и канцерогенным действием, и такая «экономия» может привести к серьезным нарушениям здоровья. Один из наиболее опасных микотоксинов — афлатоксин, обладающий канцерогенным действием. Наиболее изучены пять основных представителей афлатоксинов, которые обозначаются буквами латинского алфавита В₁, В₂, С₁, С₂, М₁. Афлатоксин В₁ является наиболее опасным и высокотоксичным. Чаще всего афлатоксины встречаются в плодах масляничных культур (кукуруза, орехи, арахис). У лиц, потреблявших продукты, сильно загрязненные афлатоксинами, чрезвычайно высок риск развития гепатокарцином и цирроза печени. Доказано также, что афлатоксины влияют на наследственные свойства организма. Афлатоксины термолабильны, в воде плохо растворимы, разрушаются только крепкой желчью.

Второй, часто встречающийся микотоксин, — патулин, также обладающий канцерогенным действием. Он встречается в заплесневелых яблоках, облепихе, а также в других фруктах, плодах и овощах, ягодах и соках, джемах, приготовленных из заплесневевших плодов и ягод.

Токсины грибов из рода Fusarium — вомитоксины — образуются в перезимовавшем в поле зерне. Отравления этими токсинами вызывают септическую ангину. Также они известны как отравление «пьяным хлебом», признаками которого является состояние возбуждения, эйфории (смех, пение и т. д.), нарушение координации движений (шаткая походка). Нередко появляются расстройства желудочно-кишечного тракта. Токсическое вещество этих грибов термоустойчиво и при тепловой обработке изделий из зерна не теряет активности.

В гнилых кукурузных початках встречается еще один опасный микотоксин — зеароленон. Реже в растительных продуктах встречаются другие микотоксины (Т-2, вомитоксин, дезоксиниваленол). В животных продуктах микотоксины обнаруживаются только в молоке, если коровы съедают плесневелые корма.

Микотоксины (афлатоксин В₁, вомитоксин, зеароленон, дезоксиниваленол, Т-2 токсин, патулин) нормируются в продуктах растительного происхождения.

Основной мерой профилактики микотоксикозов является создание правильных условий хранения продуктов (особенно зерна), исключающих их увлажнение и плесневение.

Ветеринарные препараты. Этот вид загрязнителей присущ только животным организмам и включает стимуляторы роста животных (в том числе гормональные препараты) и лекарственные средства (в том числе антибиотики), применяемые в животноводстве для откорма, лечения и профилактики заболеваний скота и птицы.

Существуют очень строгие инструкции, определяющие тип используемого препарата (не рекомендуется использовать препараты, предназначенные для лечения людей) и время приема препарата до убоя или до получения молока для питания людей. К сожалению, эти инструкции часто нарушаются, и у некоторых людей (чаще всего детей) наблюдается аллергия.

Контроль за ветеринарными препаратами заключается в том, что изготовитель продукции предоставляет информацию о том, какие стимуляторы роста и лекарственные препараты использовались.

Пищевые добавки. Это природные или синтезированные вещества, добавляемые в продукты питания для сохранения пищевых свойств продуктов, увеличения их сроков хранения, придания им более привлекательного вида, удешевления и упрощения технологической переработки.

Пищевые добавки используются человеком много веков: соль, специи (перец, гвоздика, мускатный орех, корица, мед и др.). Однако широкое использование пищевых добавок началось в конце XIX в., оно связано с ростом населения, концентрацией его в городах, необходимостью совершенствования традиционных пищевых технологий, достижениями химии, созданием продуктов специального назначения. В настоящее время в России при производстве и обороте пищевых продуктов используется 425 разрешенных пищевых добавок, в других странах — от 500 до 2300.

В России допускаются к использованию пищевые добавки, не оказывающие, по данным современных научных исследований, вредного воздействия на жизнь и здоровье человека и жизнь и здоровье будущих поколений.

Их применение и допустимые уровни содержания в пищевых продуктах регламентированы СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению пищевых добавок».

В зависимости от назначения пищевые добавки разделяют на красители, консерванты, антиокислители, подсластители, усилители вкуса, загустители, регуляторы кислотности и др.

Красители предназначены для усиления или восстановления цвета продукта. Наиболее широко их применяют при производстве кондитерских изделий, напитков, маргарина, некоторых видов консервов и т. д. Используют природные, натуральные и синтетические красители. Натуральные красители представляют собой смесь каротиноидов, антоцианов, флавоноидов, хлорофилла и других натуральных компонентов растений. Например, желтый краситель куркуму (Е100) получают из многолетних травянистых растений семейства имбирных; энокраситель — интенсивно красного цвета получают из выжимок красных сортов винограда и ягод бузины, а красный кармин (Е120) получают из кошенели — насекомых, живущих на кактусах. В качестве желтых и розово-красных красителей используют пигменты, содержащиеся в соке кизила, красной и черной смородины, клюквы, брусники, в состав которых входят антоцианы, для придания красного цвета используют краситель, выделенный из свеклы (Е162). Для придания темно-коричневого цвета используют продукт карамелизации сахара — сахарный колер.

Большинство синтетических красителей являются канцерогенами, мутагенами и аллергенами, поэтому у нас в стране разрешено использовать только некоторые из них: индигокармин интенсивного синего цвета и тартразин (Е102) с оранжево-желтой окраской. К разрешенным к использованию красителям относятся рибофлавины (Е101), шафран (Е164). Запрещены в настоящее время цитрусовый красный 2 (Е121) и амарант (Е123).

Наряду с красителями используются цветорегулирующие материалы. Это нитрат и нитрит калия (Е250), используемые во всем мире как фиксаторы цвета колбасы и мясных изделий и антимикробные вещества. В мясо их разрешено добавлять не более 50 мг/кг. Также их добавляют в сыр и брынзу — не более 300 мл на 1 л молока. Для отбеливания муки раньше применяли броматы калия (Е924а) и кальция (Е924б), которые сейчас запрещены, что связано с разрушением витаминов В₁, РР и метионина.

Консерванты прекращают или задерживают рост и размножение микроорганизмов, поэтому их добавляют к пищевым добавкам для увеличения их сроков хранения. Универсального консерванта, пригодного для всех пищевых продуктов, не существует.

Наиболее распространенными консервантами являются соединения серы (сернистый газ, сульфиты), которые подавляют рост плесневых грибов, дрожжей, некоторых бактерий и используются для многих продуктов питания (мармелад, пастила, зефир, картофель, вино). Сернистый газ разрушает витамины В₁ и биотин, поэтому его применение для стабилизации нежелательно (рекомендуемая доза 0,7 мг на 1 кг массы тела). Сорбиновая кислота (Е200) и ее калиевые, натриевые и кальциевые соли применяются при производстве фруктовых, овощных, рыбных и мясных изделий, маргарина. Предельное ее содержание в продуктах питания должно быть 1-0,8 г/кг, а в напитках — 0,3-0,5 г/л.

Бензойная кислота (Е210) входит в состав многих плодов и является распространенным природным консервантом. Она применяется при изготовлении фруктово-ягодных изделий, а ее соли (бензоаты) — при производстве рыбных консервов, маргарина, напитков. Допустимое содержание бензоата натрия в кондитерских изделиях — 700 мг/кг, в плодово-ягодных полуфабрикатах и маргарине — 1000 мг/ кг, в рыбной икре и консервах — 1000-2000 мг/кг.

Уротропин и входящий в его состав формальдегид (Е240) в нашей стране раньше использовали для консервирования икры лососевых рыб. Допустимое содержание составляло 1000 мг на 1 кг продукта. Сейчас эта пищевая добавка запрещена.

Органические кислоты (муравьиная, пропионовая) и их соли обладают высоким антимикробным действием. Соли муравьиной кислоты наряду с этим улучшают вкус. Однако рекомендуемая доза не должна превышать 0,5 мг на 1 кг массы тела, что связано со способностью муравьиной кислоты ингибировать тканевые ферменты и нарушать функции почек и печени.

Пропионовую кислоту добавляют к хлебным и кондитерским изделиям и к муке для предупреждения плесневения. Выраженным отрицательным действием на организм человека она не обладает.

Антиокислители, как и консерванты, предназначены для продления сроков хранения продуктов питания. Синтетические антиокислители — бутилоксианизол (БОА) и бутилокситолуол (БОТ) замедляют окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов, поэтому их добавляют к жирам животного происхождения в количестве не более 200 мг/кг при необходимости хранения этих продуктов более 3 месяцев. Природные антиокислители — токоферолы присутствуют в растительных маслах и используются в качестве добавок (Е307). Другие антиокислители: аскорбиновая кислота (Е300), лимонная кислота (Е330), лецитин (Е322).

Подсластители широко применяются с давних времен. Первыми из них были мед, соки и плоды растений. Основное сладкое вещество в них — сахароза. Из синтетических веществ широко применяется сахарин (Е954), который слаще сахарозы в 300-550 раз и разрешен в количестве 5 г/кг продукта. Используется сахарин при производстве продуктов для больных диабетом, диетических сыров, напитков, жевательной резинки. Наряду с сахарином к разрешенным добавкам относятся ксилит (Е967), цикламаты (Е952) и аспартам (Е951). Сладость ксилита по сравнению с сахарозой составляет 0,85. Он практически полностью усваивается организмом и оказывает положительное действие на состояние зубов, увеличивает выделение желудочного сока и желчи. Цикламаты (Е952) имеют сладость в 30 раз выше, чем у сахарозы, и обеспечивают стабильный приятный вкус при варке, выпечке, хорошо растворимы в воде. Поэтому в ряде стран они применяются в кондитерской промышленности и при производстве напитков.

Аспартам (Е951) прошел тщательную проверку на токсичность и канцерогенность и является безвредным. Он не оказывает побочного действия на пищеварительный тракт, сердечно-сосудистую и центральную нервную систему. Аспартам используют для подслащивания пищевых продуктов, которые не требуют тепловой обработки (кремов, мороженого) и длительного хранения, так как при этом снижается сладость готового продукта.

Усилители вкуса вносятся в пищевые продукты с целью улучшения их органолептических свойств. Наиболее распространен глутамат натрия (Е620), который добавляют в количестве 0,1-0,3% от массы продукта и применяют при производстве концентратов, первых и вторых блюд и других продуктов (колбасы, мяса птицы), срок хранения которых необходимо увеличить. Это связано с антиокислительными свойствами данной пищевой добавки. Однако при изготовлении продуктов детского питания его использовать запрещено. У нас в стране также запрещено применение синтетических продуктов, которые усиливают аромат, свойственный данному натуральному продукту. Для придания определенного вкуса в готовые блюда и кулинарные изделия нередко добавляют пряности (лавровый лист, перец, тмин, анис, корицу, гвоздику и др.), а также приправы (соль, горчицу, уксус). Эти вещества также должны соответствовать нормам, не содержать вредных примесей и микроорганизмов.

Эмульгаторы и стабилизаторы — это вещества, изменяющие консистенцию пищевых продуктов. К ним относятся пектины (Е440), альгинат натрия (Е401), агар, агароид, желатин, крахмал и вещества, получаемые искусственно: метилцеллюлоза, модифицированные крахмалы (Е1400-1450).

3. Природные токсиканты в пищевых продуктах

К природным токсикантам относятся натуральные, присущие данному виду продукта биологически активные вещества, которые могут при определенных условиях потребления вызвать токсический эффект.

Некоторые вещества, содержащиеся в съедобных пищевых продуктах, способны оказывать токсическое действие в случае поступления в организм человека в высоких дозах. К таким веществам относятся биогенные амины, алкалоиды, цианогенные гликозиды и др.

Биогенные амины (серотонин, тирамин, гистамин и др.) обладают сосудосуживающим эффектом и противопоказаны гипертоникам. Серотонин содержится в основном в овощах и фруктах (томатах, сливе, шоколаде); тирамин — в ферментированных продуктах (сыр); гистамин — в рыбных деликатесах.

Алкалоиды (кофеин, теобромин и теофилин) возбуждают нервную систему, что не всегда желательно. Они содержатся в кофе (1050 мг/л), чае (350 мг/л), пепси-коле и кока-коле (100 мг/л). При употреблении кофеина в количествах 1000 мг в день у человека появляется постоянная потребность в нем, которая по аналогии с алкоголизмом получила название кофеинизм.

К алкалоидам относятся также соланин и хаконин, содержащиеся в картофеле. Их количества резко возрастают при прорастании и позеленении картофеля. Картофель, содержащий большое количество соланина, имеет горький вкус, при его употреблении возникает царапающее ощущение в зеве. При зачистке картофеля от кожуры эти алкалоиды обычно удаляются. Однако при попадании их в организм в повышенных количествах появляются типичные признаки отравления (одышка, тошнота, диарея). Соланин относится к «кровяным» ядам, разрушает эритроциты крови. Для предупреждения накопления соланина картофель хранят в темных помещениях при температуре 1-2°С.

Цианогенные гликозиды (амигдалин и др.) при ферментативном гидролизе (в желудке человека) выделяют синильную кислоту, вызывающую поражение нервной системы. Амигдалин обнаруживается в основном в косточках горького миндаля (от 5 до 8%), в косточках персиков, сливы и абрикосов (от 4 до 6%), поэтому употреблять в пищу ядра этих плодов не стоит.

В наливках и настойках из косточковых плодов (вишня, персик, абрикос и др.), хранящихся свыше 1 года, амигдалин также подвергается кислотному гидролизу с образованием синильной кислоты. Компоты и варенья из косточковых безопасны, так как при нагревании ферменты, гидролизирующие амигдалин, дезактивируются и образования яда не происходит. В легкой форме отравления сопровождаются головной болью, тошнотой, при тяжелых формах возможны судороги, потеря сознания, смерть.

Отравления грибами происходят в основном в связи с неосведомленностью о ядовитых грибах. Среди 2500 разновидностей грибов, произрастающих в Европе, около 200 потенциально ядовиты. В России отравление вызывают 20- 25 видов ядовитых грибов. Наиболее ядовитыми являются бледная поганка и мухомор. Токсичны для человека также энтомола ядовитая, волоконница Патуйяра, некоторые виды ложных опят, строчки.

Отравления бледной поганкой имеют выраженную сезонность — от середины июля до середины октября. Пик кривой приходится на август. Бледная поганка относится к группе Amanita phalloides и бывает желтого, зеленого и белого цвета. Две последние разновидности особенно ядовиты.

Шляпка гриба содержит больше токсичных веществ, чем ножка. Ядовитые вещества бледной поганки не разрушаются при термической обработке и могут сохраняться в течение многих лет. Токсичные вещества, выделенные из бледной поганки, являются циклопептидами — производными индола и представлены в основном двумя группами ядов — фаллотоксинами (фаллоидин, фаллоин, фаллоцидин, фаллизин, фаллин) и аманитотоксинами (аманин, амануллин). Токсины бледной поганки относятся к «печеночным» ядам.

Практически одного гриба достаточно, чтобы вызвать смертельное отравление взрослого человека. Летальность — свыше 50%.

Токсины быстро всасываются в желудочно-кишечном тракте, депонируются в печени (57%) и в почках (2,7%). Фаллотоксины действуют быстро (6-8 ч), но менее токсичны, так как плохо всасываются в кишечнике и термолабильны. Аманитотоксины действуют медленнее (28-46 ч), но токсичность их в 20 раз выше, чем фаллотоксинов. Они относятся к числу наиболее токсичных из известных природных ядов.

Признаки отравления, как правило, развиваются спустя 6-24 ч после употребления грибов. Первыми симптомами являются боли в животе, неукротимая рвота, холероподобный понос, продолжающийся до суток. Если обеспечить поддержание водно-электролитного баланса (введение до 9 л жидкости в сутки), возможно временное улучшение состояния. Затем появляются желтуха, признаки острой печеночной (а иногда и почечной) недостаточности, развивается кома и смерть на 4-7-е сутки. В случае несмертельного поражения выздоровление растягивается на три и более недель.

Гораздо меньшим токсическим действием обладают мухоморы, они содержат атропиноподобные алкалоиды, мускарин и аманитин. Последний способен повреждать все клетки, причем особенно сильно страдают печень, почки, сердце и мозг. Интоксикация сопровождается желудочно- кишечными расстройствами.

Вещества, синтезируемые некоторыми видами высших грибов, обладают выраженной галлюциногенной активностью, например псилобицин, псилоцин, мускарин и др.

Один и тот же гриб порой относится и к съедобным, и к ядовитым. В некоторых грибах, считавшихся съедобными, обнаружили яд. Так, признана ядовитой довольно популярная у грибников, часто встречающаяся в лесу и в общем-то достаточно вкусная свинушка тонкая. Ядовитость свинушки своеобразная. Ведь многие грибники постоянно употребляли этот гриб в пищу и вроде бы чувствовали себя нормально. Оказывается, токсины свинушки накапливаются в организме постепенно. Лишь после нескольких смертельных случаев ученые выяснили, что при повторяющемся употреблении свинушки тонкой в пищу в крови человека образуются специфические антитела (агглютинины), реагирующие на антигены гриба. Агглютинины обладают способностью аккумулироваться в организме, и при многократном употреблении свинушек их накапливается уже такое количество, что они начинают разлагать не только антигены гриба, но и красные кровяные шарики человека. Отравление может наступить через самое неопределенное время, даже после многих лет употребления свинушек в пищу. Это зависит от восприимчивости каждого человека. Признаки отравления различны. Обычно оно начинается головокружениями и болями в области живота, а кончается нарушением функций почек.

К условно съедобным грибам относится также строчок обыкновенный. Условие его употребления в пищу было таким: обязательно отваривать в течение 7-10 мин, а отвар сливать. Однако было установлено, что яды при этом не удаляются полностью. В строчке были обнаружены ядовитые вещества гиромитрин и метилгидрозин, которые могут вызывать отравление, что, однако, происходит не всегда. Отравление, иногда со смертельным исходом, могут вызвать только перезревшие грибы, достигшие возраста в несколько недель. В них содержание ядовитых веществ выше, чем в молодых грибах, а поскольку строчок растет медленно, в одно лукошко попадают и молодые, и старые грибы.

Гиромитрин, напоминающий токсин бледной поганки, обнаружен и в строчке гигантском. Этот яд оказывает токсическое действие на печень.

Интересными свойствами обладают грибы, которые растут на огородах, вдоль садовых дорожек, на пастбищах — навозники. При росте края шляпки молодого гриба постепенно разворачиваются и гриб превращается в темную массу, похожую на чернила. Раньше эту массу добавляли в чернила и тушь. Шляпки молодых навозников съедобны, однако из-за своего неприятного внешнего вида этот гриб в пищу не употребляется. Некоторые грибы-навозники вызывают у людей, находящихся в стадии сильного опьянения, тошноту, рвоту, сильное сердцебиение, покраснение кожи, т. е. действуют подобно известному препарату антабусу, который используется для выработки отвращения к водке.

Ученые убеждены в том, что из грибов еще будут выделены многие целебные вещества.

Съедобные грибы могут оказаться причиной отравления иногда с летальным исходом, если они собраны на загрязненной территории.

Грибы активно впитывают и накапливают в себе не только полезные вещества, но и ядовитые (пестициды, соли тяжелых металлов и т. д.). Например, концентрация ртути в грибах может быть в 30-550 раз выше, чем в почве, на которой они произрастают.

Видовые особенности грибов связаны с биологическим накоплением определенных видов загрязнений. Свинушка, черный груздь и дождевик накапливают медь; подберезовик — кадмий; опенок — кобальт и цинк. Меньше всего тяжелых металлов накапливается в сыроежках. Поэтому нельзя собирать какие-либо грибы в городе — на газонах, в парках и скверах. Также не стоит их собирать вдоль автострад. Лучше углубиться в лес на 300-500 м от шоссе. Нельзя собирать грибы вблизи возделанных полей, поскольку они обрабатываются ядохимикатами или удобрениями. Соблюдение этих правил поможет избежать отравлений, казалось бы, вполне безвредными съедобными грибами.

В старых грибах содержатся токсичные вещества: пуриновые соединения, мочевина и неорганические соединения азота.

Часть биологически активных веществ, вырабатываемых животными, являются пассивными токсинами, оказывающими действие при поедании животного-продуцента. Сакситоксин, известный как паралитический яд моллюсков, является одним из самых токсичных веществ небелковой природы. Он поступает в организм моллюсков (мидий, венерок и устриц) при их питании ядовитыми динофлагеллятами — подвижными морскими простейшими, которые образуют морской планктон. Об их присутствии говорит цветение моря и окрашивание приливов в красный цвет. Такие моллюски, съедобные при обычных условиях, вызывают отравления людей. Сакситоксин обусловливает паралитическую форму отравления у человека. Симптомы отравления проявляются через 30 мин: парестезии в области языка, губ, десен, лица, распространяющиеся на шею и конечности. Позднее развиваются параличи двигательной мускулатуры, дыхательных мышц. Смерть может наступить от паралича дыхания. Летальность колеблется от 8 до 23%. Наряду с паралитической возможны и другие формы отравления: гастроэнтеральная, аллергическая (эритематозная).

Сине-зеленые водоросли пресноводных водоемов также синтезируют сакситоксин, что приводит к отравлению скота водой, зараженной этими водорослями. Летальная доза сакситоксина для человека 0,004-0,01 мг/кг. Симптомы поражения обычно проявляются в течение 30 мин после поступления вещества в организм. Первыми признаками являются парестезии в области рта, губ, языка, десен, распространяющиеся в область шеи, на конечности. Ощущение покалывания, жжения сменяется онемением. Позже возникает ощущение невесомости тела. Отравление сопровождается желудочно-кишечными расстройствами, головной болью, слабостью мускулатуры, тахикардией, саливацией, болями в животе. На этом фоне развивается паралич двигательной мускулатуры. Смерть наступает через 1-24 ч от паралича дыхательной мускулатуры и асфиксии. Специфических противоядий нет. Больного переводят на искусственное дыхание. В случае сохранения жизни выздоровление бывает быстрым и полным.

Тетродотоксин обнаружен в тканях целого ряда живых существ, среди которых рыбы (более 70 видов, в том числе Tetrodontidae — четырехзубообразные), лягушки (3 вида), моллюски (1 вид). В Японии, где представитель четырехзубообразных, рыба фугу, является деликатесом, десятки людей ежегодно отравляются в результате неумелого приготовления блюда. Специально обученные повара приготавливают рыбу, тщательно освобождая ее от всех ядовитых органов. Тем не менее тяжелые отравления рыбой фугу в Японии нередки. После поступления тетродотоксина в организм спустя 10-45 мин появляется тошнота, рвота, боли в животе, диарея, парестезии губ, языка, слизистой оболочки полости рта. Наблюдается общая слабость, беспокойство, онемение конечностей, гиперсаливация, цианоз губ и конечностей. Иногда на коже и слизистых оболочках образуются пузыри. Постепенно развивающийся паралич, который начинается с покалывания, ощущения жжения кожи конечностей, охватывает все большие группы мышц. Смерть наступает от паралича дыхательной мускулатуры и асфиксии через 6-24 ч с начала интоксикации. Если больной выживает в течение последующих суток, наступает полная нормализация состояния без отдаленных последствий. Специфических противоядий нет.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Что понимают под безопасностью продуктов питания?

2. Насколько опасны для человека современные пестициды и как их нормируют в пищевых продуктах?

3. Каковы источники нитросоединений в пищевых продуктах и в чем их опасность для человека?

4. Каковы источники и последствия для человека попадания в пищу тяжелых металлов?

5. Каковы источники попадания в пищу радионуклидов?

6. В чем опасность загрязнения пищи различными видами микотоксинов?

7. С какой целью используют пищевые добавки и почему некоторые из них запрещены?

8. Какие натуральные вещества, содержащиеся в съедобных пищевых продуктах, способны оказывать токсическое действие?

9. Какие токсичные вещества содержатся в условно съедобных и съедобных грибах?

10. Какие пассивные токсины содержатся в мясе рыб и моллюсков?

11. Какие грибы относят к ядовитым и как проявляется их токсическое действие?

12. Какие ядовитые грибы относят к условно съедобным?