Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое загрязнения веществами, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое загрязнения веществами, микотоксины, токсичные элементы, антивитамины , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Пищевая химия.
Проблема безопасности продуктов питания комплексная, сложная,
требующая усилий со стороны ученых и производителей пищевых продуктов.
Актуальность проблемы безопасности продуктов питания возрастает с каждым
годом, так как является определяющей в сохранении здоровья людей.
Под безопасностью продуктов питания понимают отсутствие опасности для
здоровья человека при их употреблении. Безопасными можно считать продукты
питания, не оказывающие вредного, неблагоприятного воздействия на здоровье
настоящего и будущих поколений. Эта опасность может возникнуть в результате
отрицательного воздействия на организм человека при пищевых отравлениях и
инфекциях. Опасность представляют и отдаленные во времени последствия
воздействия загрязняющих веществ – канцерогенное, мутагенное, тератогенное
воздействие. Канцерогенное воздействие приводит к возникновению раковых
опухолей. Мутагенное воздействие приводит к качественным и количественным
изменениям в генетическом аппарате клеток. Тератогенное воздействие приводит к
аномалиям развития плода.
Пищевые продукты представляют собой сложные многокомпонентные
системы, состоящие из большого числа различных по своей химической природе
соединений. Эти соединения можно разбить на три группы:
Соединения необходимые человеку (имеющие алиментарное значение). В эту
группу входят белки, липиды, углеводы, витамины, минеральные вещества.
Вещества, участвующие в формировании вкуса, аромата, цвета,
предшественники и продукты распада нутриентов, биологически активные
вещества.
Чужеродные, потенциально опасные вещества антропогенного или
природного происхождения. Эти вещества называют ксенобиотиками,
чужеродными химическими веществами. Они могут быть неорганической и
органической природы, микробиологического происхождения. Источники и пути
поступления этих веществ в продовольственное сырье и продукты питания
разнообразны.
Токсичные элементы (например, тяжелые металлы) составляют опасную в
токсикологическом отношении группу веществ.
Загрязнение окружающей среды и продуктов питания токсичными металлами
происходит за счет:
- промышленных выбросов (например, угольной, металлургической, химической
промышленности);
- выбросов автотранспорта (в автомобильных выхлопных газах содержится
свинец);
- применения в консервном производстве некачественной металлической тары;
- контакта сырья и готовой продукции с металлическими частями оборудования.
Наибольшую опасность из тяжелых металлов представляют ртуть, свинец,
кадмий.
Ртуть – один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий
способностью депонироваться в растениях и в организме животных и человека. Ртуть
изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных ферментов. Соединения
ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты (витамин С), пиридоксина (витамин
В6), токоферолов (витамин Е), белков, цистеина, кальция, меди, цинка, селена, железа,
марганца. В организм человека ртуть поступает в основном с рыбопродуктами. Мясо
рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, так как извлекает
их из воды и корма. Ртуть может содержаться и в других видах продуктов: мясо,
печень, почки, молоко, сливочное масло, яйца, овощи, фрукты, бобовые, зерновые, в
шляпочных грибах.
Свинец. В настоящее время перечень областей его применения очень широк:
производство аккумуляторов, электрических кабелей, химическое машиностроение
атомная промышленность, производство эмалей, лаков, хрусталя, пиротехнических
изделий и т. п. Основным источником загрязнения атмосферы свинцом являются
выхлопные газы автотранспорта и сжигание каменного угля. Многие растения
накапливают свинец, который затем обнаруживается в мясе и молоке животных.
Свинец инактивирует ферменты, воздействует на кроветворную, нервную и
пищеварительную системы, почки. Отравление свинцом приводит к головным болям,
головокружениям, повышенной утомляемости, раздражительности, ухудшению сна,
параличам, умственной отсталости.
Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности. В
окружающую среду кадмий поступает при сжигании топлива, с газовыми выбросами
предприятий, минеральными удобрениями. Соли кадмия применяют в ветеринарии как
средство борьбы с паразитами. Доказано, что кадмий поступает в организм человека с
пищей, из атмосферы и при курении. Кадмий поражает почки, нарушает обмен железа и
кальция. Он вызывает гипертоническую болезнь, анемию, ишемическую болезнь
сердца, почечную недостаточность.
В продукты питания могут попадать радиоактивные изотопы. К естественным
источникам относят радиоактивные вещества, находящиеся в земной коре. Они могут
поступать в продукты питания при применении минеральных удобрений, получаемых из
фосфатных пород с высоким уровнем содержания этих радионуклидов.
Значительно более опасным источником являются загрязнения окружающей
среды в результате строительства и эксплуатации ядерных реакторов и использования
радиоактивных изотопов в других отраслях промышленности, а также из-за захоронения
твердых и жидких отходов таких производств. Аварии на АЭС и других предприятиях
ядерной промышленности являются одним из основных источников загрязнения
окружающей среды радионуклидами. Авария на Чернобыльской АЭС резко обострила
воздействие радиации на огромное количество людей. К этому же привела недавняя
авария на АЭС, расположенной в г. Фукусима (Япония). Подобные аварии
провоцируют возникновение различных заболеваний.
Наиболее опасными для человека и животных являются стронций-90 и цезий-137.
Стронций имеет ряд радиоактивных изотопов, образующихся при делении урана в
ядерных реакторах, а также при взрывах атомных бомб. Являясь аналогом кальция,
стронций в организме включается в минеральный обмен. В организме стронций-90
хорошо всасывается в желудочно-кишечном тракте, значительные количества его
откладываются в скелете. Это приводит к облучению костей, костного мозга,
других тканей. Большую опасность стронций представляет для детей, в их организм
он поступает с молоком и накапливается в костной ткани. При длительном
поступлении стронция в организм даже в относительно небольших количествах в
результате непрерывного облучения костной ткани могут развиваться лейкемия и
рак костей.
Цезий. Содержится в радиоактивных осадках, радиоактивных отходах,
сорбируется почвой. Цезий накапливается в мышцах, сердце, печени, почках,
коже, крови, жировой ткани. При длительном поступлении цезия-137 отмечается
постоянное увеличение общего содержания его в организме, а затем наступает
состояние равновесия, когда ежедневное поступление его уравновешивается
выведением. Цезий вызывает нарушение функций эндокринной, кроветворной,
сердечно-сосудистой, иммунной, нервной, половой, дыхательной и других систем с
развитием тяжелых патологических процессов (лейкемии, злокачественных
новообразований, дистрофии, ожирения и др.).
9.4 Полициклические ароматические углеводороды
Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) являются сильными
канцерогенами. К наиболее активным канцерогенам относят 3,4-бензапирен, который
является канцерогенным компонентом сажи и смолы, а также дибензапирен.
Образуются ПАУ в процессах сгорания нефтепродуктов, угля, дерева, мусора,
пищи, табака. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Условия термической обработки значительно увеличивают содержание
бензапирена. Полимерные упаковочные материалы могут играть роль в загрязнении
пищевых продуктов ПАУ, например, жир молока экстрагирует бензапирен из
парафинобумажных пакетов или стаканчиков. Высока концентрация бензапирена в
табачном дыме, в дыме, предназначенном для дымного копчения. С этой точки
зрения более безопасным является бездымное копчение. Но при этом нельзя считать
бездымное копчение полностью безопасным. Бензапирен обнаружен в хлебе, овощах,
фруктах, маргарине, растительных маслах, в обжаренных зернах кофе, копченостях,
жаренных мясных продуктах.
9.5 Диоксины
Диоксины являются побочными продуктами производства пластмасс, пестицидов,
бумаги, дефолиантов (химические вещества, вызывающие опадение листьев у
растений). Диоксины обнаружены в отходах металлургической, целлюлозно-бумажной
и деревообрабатывающей промышленности. Они образуются при сжигании мусора на
городских свалках, бензина, на тепловых электростанциях, работающих на твердом
топливе, при горении синтетических покрытий и масла, т. е. везде, где ионы хлора или
брома взаимодействуют с активным углеродом в кислой среде.
Диоксины интенсивно накапливаются в почве, водоемах, активно перемещаются
по пищевым цепям. В организм человека диоксины попадают в основном с пищей.
Среди основных продуктов, представляющих опасность из-за возможного присутствия
диоксинов, находятся животные жиры, мясо, молочные продукты, рыба, корнеплоды.
Эти вещества оказывают токсичное действие при любых концентрациях.
Диоксины обладают широким спектром биологического действия на человека и
животного. В малых дозах вызывают мутагенный эффект, отличаются способностью
накапливаться, ингибирующим или индуцирующим действием на различные
ферментные системы организма. Диоксины вызывают различные заболевания, в том
числе и онкологические. Их опасность очень велика, поэтому диоксины и
диоксинподобные соединения относят к группе суперэкотоксикантов.
Сельскохозяйственные ядохимикаты присутствуют почти во всех видах
пищевых продуктов. К ним относятся пестициды (бактериоциды, фунгициды,
инсектициды, гербициды и др.), удобрения, регуляторы роста растений, средства
против прорастания, средства, ускоряющие созревание плодов.
Пестициды – вещества, применяемые в сельском хозяйстве для защиты
культурных растений от сорняков, вредителей и болезней. Наиболее распространены
хлорорганические, фосфорорганические, ртутьорганические, медьсодержащие
пестициды.
Нарушения условий хранения, транспортировки и применения пестицидов, не
правильная работа с ними приводят к тому, что они накапливаются в кормах,
продовольственном сырье и пищевых продуктах. В настоящее время наблюдается
возрастание общего содержания пестицидов в продуктах растительного и животного
происхождения. Особенно это касается картофеля, лука, капусты, томатов, огурцов,
моркови, свеклы, яблок, зерновых культур, рыбы, выращенной в прудах, молока. Так
как в настоящий момент отказаться от применения пестицидов невозможно, важен
контроль за производством и применением пестицидов.
Нитраты, нитриты, нитрозоамины. Нитраты являются нормальными
продуктами обмена любого живого организма. Но чрезмерное количество нитратов
приводит к их восстановлению до нитритов. Нитриты в организме взаимодействуют с
гемоглобином крови, образуется метгемоглобин, который неспособен связывать и
переносить кислород. Из нитритов могут образовываться нитрозоамины, некоторые
из которых обладают канцерогенным, мутагенным, тератогенным действием.
Хроническое воздействие нитритов приводит к снижению содержания в
организме витаминов А (ретинол), Е (токоферол), С (аскорбиновая кислота), В1
(тиамин), В6 (пиридоксин), а это вызывает снижение устойчивости организма
онкогенным факторам. Основными источниками поступления нитратов и нитритов в
организм человека являются растительные продукты. Мясные продукты
колбасы, рыба, сыры так же могут содержать нитраты и нитриты. Их добавляют в эти
продукты как консерванты или цветорегулирующие вещества.
Регуляторы роста растений (РРР) – это соединения, оказывающие влияние на
процессы роста и развития растений и применяемые в сельском хозяйстве для
повышения урожайности, улучшения качества продукции растениеводства, облегчения
уборки урожая, увеличения сроков хранения растительных продуктов. К этой группе
можно отнести и некоторые гербициды, которые в зависимости от концентрации
могут проявлять и стимулирующее действие. Регуляторы роста растений делят на две
группы: природные и синтетические.
Природные РРР – это естественные компоненты растительных организмов,
которые выполняют функцию фитогормонов: ауксины, гиберрелины, цитокинины,
эндогенный этилен и др. В процессе эволюции в организме человека выработались
соответствующие механизмы защиты от этих веществ, и поэтому природные РРР не
представляют опасности для человека.
Синтетические РРР – это соединения, являющиеся аналогами эндогенных
фитогормонов, способны влиять на гормональный статус растений. Например,
используются препараты, являющиеся производными сульфанилмочевины.
Синтетические РРР оказывают отрицательное влияние на организм. Однако степень
опасности большинства РРР до конца не изучена.
9.7 Загрязнение веществами, применяемыми в животноводстве
С целью повышения продуктивности сельскохозяйственных животных,
профилактики и лечения заболеваний, сохранения качества кормов в животноводстве
применяются различные лекарственные и химические препараты. Это антибиотики,
гормоны, транквилизаторы, антиоксиданты. Регулярное употребление продуктов
питания, загрязненных этими веществами, является причиной различных отклонений в
здоровье человека (например, дисбактериозы).
Антибиотики. Находящиеся в пищевых продуктах антибиотики могут иметь
различное происхождение:
- естественные антибиотики – это природные компоненты некоторых пищевых
продуктов; например, яичный белок, молоко, мед, лук, чеснок, фрукты, пряности содержат
естественные антибиотики;
- образующиеся в результате производства пищевых продуктов – это вещества,
появляющиеся при осуществлении технологических процессов; например, при
ферментации некоторых видов сыров;
- попадающие в пищевые продукты в результате лечения животных;
- попадающие в пищевые продукты при использовании их в качестве
биостимуляторов, которые добавляют в корм для улучшения его усвояемости и
стимуляции роста; антибиотики устраняют факторы, препятствующие росту
животного, например, подавляют бактерии, мешающие усвоению кормов;
- применяемые в качестве консервирующих веществ – антибиотики добавляют в
пищевые продукты с целью предотвращения микробиологической порчи.
Сульфаниламиды. Антимикробное действие сульфаниламидов менее эффективно,
чем действие антибиотиков, но они более дешевы и доступны для борьбы с
инфекционными заболеваниями животных. Сульфаниламиды способны накапливаться
в организме животных и птицы и загрязнять животноводческую продукцию: мясо,
молоко, яйца.
Гормоны. Гормональные препараты используют в ветеринарии и животноводстве
для улучшения усвояемости кормов, стимуляции роста животных, ускорения полового
созревания. Следствием применения гормонов в животноводстве является проблема
загрязнения ими продовольственного сырья и пищевых продуктов. В настоящее
время созданы синтетические гормоны, которые по анаболитическому действию
значительно эффективнее природных гормонов. Они накапливаются в организме
животных в больших количествах и передаются по пищевым цепям.
Транквилизаторы. Успокаивающие средства применяются с целью
предупреждения стрессовых состояний у животных, например при транспортировке
или перед забоем. Их применение должно проводиться под строгим контролем, т.к.
они способны оказывать отрицательное воздействие на организм человека. Для того
чтобы мясо не содержало остатков этих препаратов, их можно применять не позднее,
чем за 6 дней до забоя животного.
Антиоксиданты. Это пищевые добавки, вносимые в корм животных для защиты
окисляемых компонентов (в основном липидов). Используют бутилгидроксианизол,
бутилгидрокситолуол, пропилгаллаты.
Микотоксины – это продукты жизнедеятельности плесневых грибов, обладающие
токсическими свойствами. Это особо опасные токсические вещества, загрязняющие
корма и пищевые продукты. Опасность микотоксинов заключается в том, что они
обладают токсическим эффектом в очень незначительных количествах и способны
активно проникать в глубь продукта.
Афлатоксины. Нарушают проницаемость плазматических мембран, блокируют
синтез ДНК и белка, что в итоге приводит к гибели клетки. Афлатоксины
обнаруживаются в арахисе, кукурузе, семенах хлопчатника; накапливаются в орехах,
семенах масличных культур, пшенице, ячмене, зернах какао и кофе. В кормах для
сельскохозяйственных животных, афлатоксины также обнаруживаются, поэтому они
встречаются в продуктах животного происхождения. Для удаления афлатоксинов
применяют отделение загрязненного сырья, автоклавирование, ультрафиолетовое
облучение и озонирование, обработка материала сильными окислителями.
Охратоксины обладают тератогенным эффектом. Продуцентами являются
микроскопические грибы рода Aspergillus и Penicillium. Охратоксины поражают почки,
печень, лимфоидные ткани, желудочно-кишечный тракт. Охратоксины
обнаруживаются в кукурузе, пшенице, ячмене. Поэтому они могут содержаться в
животноводческой продукции.
Зеараленон и его производные продуцируются микроскопическими грибами рода
Fusarium. Зеараленон обладает выраженными гормоноподобными свойствами,
обладает тератогенным действием. Наиболее часто обнаруживается зеараленон в
кукурузе, комбикормах, а также в пшенице и ячмене, овсе. Среди пищевых продуктов
этот токсин был обнаружен в кукурузной муке, хлопьях и кукурузном пиве. Тепловая
обработка в нейтральной или кислой среде не разрушает зеараленон, но в щелочной
среде происходит частичное разрушение.
Патулин обладает канцерогенными и мутагенными свойствами. Продуцентами
патулина являются микроскопические грибы рода Penicillium. Патулин обнаружен в
яблоках, грушах, абрикосах, персиках, вишне, винограде, бананах, клубнике,
голубике, бруснике, облепихе, айве, томатах. В высоких концентрациях
обнаруживается и в продуктах переработки фруктов и овощей: соках, компотах, пюре и
джемах.
Антиалиментарные факторы питания – вещества природного происхождения,
не обладающие токсичностью, но способные ухудшать или блокировать усвоение
нутриентов.
Ингибиторы пищеварительных ферментов. Блокируют активность
пищеварительных ферментов. Белковые ингибиторы обнаружены в семенах бобовых
культур, злаковых, картофеле, яичном белке. Употребление семян бобовых культур
возможно лишь после соответствующей тепловой обработки.
Цианогенные гликозиды – это гликозиды, которые при гидролизе выделяют
синильную кислоту. Синильная кислота вызывает поражение нервной системы.
Представителями цианогенных гликозидов являются лимарин, содержащийся в белой
фасоли, и амигдалин, находящийся в косточках миндаля, персиков, слив, абрикосов.
Алкалоиды (диэтил-амид лизергиловой кислоты (ЛСД)), морфин, кофеи,
соланины).
антивитамины . Антивитамины делятся две группы соединений:
- соединения, являющиеся химическими аналогами витаминов;
- соединения, инактивирующие витамины.
К антивитаминам относятся:
- лейцин - нарушает обмен триптофана, в результате чего блокируется образование
из триптофана ниацина (витамин РР);
- индолилуксусная кислота и ацетилпиридин являются антивитаминами по
отношению книацину; содержатся в кукурузе; чрезмерное употребление продуктов,
содержащих вышеуказанные соединения, может усиливать развитие пеллагры,
обусловленной дефицитом ниацина;
- аскорбатоксидаза и некоторые другие окислительные ферменты проявляют
антивитаминную активность по отношению к аскорбиновой кислоте (витамин С);
наиболее активна аскорбатоксидаза в огурцах, кабачках, наименее - в моркови, свекле,
помидорах;
- тиаминаза – антивитаминный фактор для тиамина (витамина В1); наибольшее
содержание этого фермента отмечено у пресноводных и морских рыб;
- гидрогенизированные жиры – являются факторами, снижающими сохранность
ретинола (витамин А).
Факторы, снижающие усвоение минеральных веществ – щавелевая кислота и
оксалаты, фитин и танины.
Щавелевая кислота нарушает солевой обмен, связывает ионы кальция, поэтому
способствует образованию камней в почках. Содержится в шпинате, щавеле, красной
свекле.
Фитин образует труднорастворимые комплексы с ионами кальция. Достаточно
большое количество фитина содержится в злаковых и бобовых культурах (пшеница,
горох).
Дубильные вещества (танины) так же являются факторами, снижающими
усвоение минеральных веществ.
Алкоголь – это продукт, который имеет только энергетическую ценность (7 ккал/г),
при этом не является источником пищевых веществ.
В течение дня организм человека способен синтезировать 1-9 г этанола.
Эндогенный алкоголь является естественным продуктом обменных процессов, и
организм легко окисляет его в энергетических целях. При поступлении в организм
больших количеств алкоголя ферменты не справляются, происходит накопление
этилового спирта и уксусного альдегида, что вызывает симптомы обширной
интоксикации (головная боль, тошнота, аритмия сердечных сокращений). Это дает
основание считать алкоголь антиалиментарным фактором питания, так как
нарушается обмен веществ. Регулярное употребление алкоголя приводит к
авитаминозам, нарушению углеводного, жирового и белкового обмена и заканчивается
разрушением организма.
Пищевые добавки стали неотъемлемой частью большинства продуктов
питания. Каждая пищевая добавка перед регистрацией и присвоением Е-кода
проходит исследование. Наличие Е-кода означает что:
- данное вещество проверено на безопасность;
- вещество может быть использовано при условии, что при применении
потребитель не будет введен в заблуждение относительно типа и состава пищевого
продукта, в который оно внесено;
- для данного вещества установлены критерии чистоты, необходимые для
достижения определенного уровня качества продуктов питания.
Нельзя сказать, что они абсолютно безвредны, иначе как объяснить тот факт,
что время от времени та или иная пищевая добавки запрещается или в отдельной
стране или в целом ряде стран. Например, в настоящее время в пищевой
промышленности запрещено применение следующих добавок:
- цитрусовый красный (Е121) – синтетический краситель красного цвета;
- амарант (Е123) – синтетический краситель красного цвета;
- эритрозин (Е127) – синтетический краситель коричневого цвета;
- коричневый FК (Е154) – синтетический краситель коричневого цвета;
- литолрубин ВК (Е180) – синтетический краситель красного цвета;
- гексаметилентетрамин (уротропин) (Е239) – консервант;
- гваяковая смола (Е314) – натуральный антиоксидант.
Контрольные вопросы
1. Какое воздействие называется канцерогенным?
2. Какое воздействие называется мутагенным?
3. Какое воздействие называется тератогенным?
4. Перечислите наиболее опасные для организма человека тяжелые металлы.
5. Чем для организма опасна ртуть?
6. Чем для организма опасен свинец?
7. Чем для организма опасен кадмий?
8. В чем заключается опасность радиоактивного изотопа стронций-90?
9. В чем заключается опасность радиоактивного изотопа цезий-137?
10. В ходе каких процессов образуются полициклические ароматические
углеводороды? Приведите примеры полициклических ароматических углеводородов.
11. Чем для организма опасны диоксины?
12. Какие вещества, применяемые в растениеводстве, могу стать причиной
загрязнения продовольственного сырья и продуктов питания? Чем они опасны?
13. Какие вещества, применяемые в животноводстве, могу стать причиной
загрязнения продовольственного сырья и продуктов питания? Чем они опасны?
14. Чем для организма опасны микотоксины? Назовите их.
15. Что такое антиалиментарные факторы питания? Перечислите их.
16. В чем заключается опасность антиалиментарных факторов питания?
17. Почему некоторые пищевые добавки рассматриваются как загрязняющие
вещества продовольственного сырья и продуктов питания?
Исследование, описанное в статье про загрязнения веществами, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое загрязнения веществами, микотоксины, токсичные элементы, антивитамины и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Пищевая химия
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Комментарии
Оставить комментарий
Пищевая химия
Термины: Пищевая химия