Проблема отрицательного влияния загрязнения окружающей среды на здоровье человека становится все более острой. Она переросла национальные границы и стала глобальной. Интенсивное развитие промышленности, химизация сельского хозяйства приводят к тому, что в окружающей среде появляются в больших количествах химические соединения, вредные для организма человека. Известно, что значительная часть чужеродных веществ поступает в организм человека с пищей (например, тяжелых металлов - до 70 %). Поэтому широкая информация населения и специалистов о загрязняющих веществах в продуктах питания имеет большое практическое значение. Наличие в пищевых продуктах загрязняющих веществ, не обладающих пищевой и биологической ценностью или токсичных, угрожает здоровью человека. Естественно, что эта проблема, касающаяся как традиционных, так и новых продуктов питания, стала особенно острой в настоящее время. Понятие «чужеродное вещество» стало центром, вокруг которого до сих пор разгораются дискуссии. Всемирная организация здравоохранения и другие международные организации вот уже около 40 лет усиленно занимаются этими проблемами, а органы здравоохранения многих государств пытаются их контролировать и внедрять сертификацию пищевых продуктов. Загрязняющие вещества могут попадать в пищу случайно в виде контаминантов-загрязнителей, а иногда их вводят специально в виде пищевых добавок, когда это, якобы, связано с технологической необходимостью. В пище загрязняющие вещества могут в определенных условиях стать причиной пищевой интоксикации, которая представляет собой опасность для здоровья человека. При этом общая токсикологическая ситуация еще больше осложняется частым приемом других, не относящихся к пищевым продуктам, веществ, например, лекарств; попаданием в организм чужеродных веществ в виде побочных продуктов производственной и других видов деятельности человека через воздух, воду, потребляемые продукты и медикаменты. Химические вещества, которые попадают в продукты питания из окружающей нас среды, создают проблемы, решение которых является насущной необходимостью. В результате этого нужно оценить биологическое значение угрозы этих веществ для здоровья человека и раскрыть ее связь с патологическими явлениями в организме человека.

Специально добавленные вещества. Они являются составными частями пищевых продуктов и предназначены для употребления. К важнейшим из этой группы относятся вещества с антимикробным действием (химические средства консервирования, антибиотики), пищевые красители, вкусовые ингредиенты и вещества, улучшающие товарный вид и способствующие сохранению пищевых продуктов.

Случайно содержащиеся в продуктах соединения. Они попадают в продукты в виде загрязнений из сырья, тары или в результате обработки, и присутствие их в пищевых продуктах не является обязательным. К ним относятся остатки вспомогательных материалов, применяемых при получении или переработке пищевых продуктов, но не предназначенных быть их составными частями. В большинстве случаев имеются в виду посторонние примеси химической природы.

Загрязнения из окружающей среды. К ним относятся радиоактивные и ядовитые отходы промышленности, транспорта и домашнего хозяйства, попадающие через воздух, воду и почву на продукты питания или проникающие в них при хранении.

Загрязнения компонентами упаковочных материалов - загрязнения от металлической тары (свинец, олово), от пропитанной бумаги или от дерева. Такие загрязнения часто переходят в продукты питания. В последнее время все больше применяются синтетические полимерные материалы, которые выделяют в пищевые продукты не прореагировавшие соединения или исходные компоненты. Кроме того, они иногда придают продуктам не свойственные им вкус и запах.

Загрязнения микроорганизмами. Эта проблема усугубилась, когда установили, что плесень содержит высокотоксичные соединения (микотоксины). Бактериальные токсины, такие как токсин Cl.botulinum и другие продукты обмена ряда патогенных микроорганизмов, могут представлять собой смертельную опасность для человека. Установлена токсичность условно патогенных микроорганизмов, таких как кишечная палочка, молочнокислый стрептококк. Однако исследования в этой области только начинаются.

Остатки сельскохозяйственных ядохимикатов (удобрений). Они представляют собой наиболее значительную группу загрязнителей, так как присутствуют почти во всех пищевых продуктах. Пестициды и гербициды, проникающие в продукты в результате мероприятий по защите растений и борьбе с вредителями, или удобрения, поступающие в растения из почвы, подвергаются часто биохимическим превращениям, что затрудняет их обнаружение и осложняет раскрытие механизма их воздействия на организм человека (образование метаболитов из пестицидов, образование нитрозоаминов из азотных удобрений). Минеральные вещества, содержащиеся в химических удобрениях, могут существенно влиять на качество продуктов и их питательную ценность, например, вследствие изменения рН среды или витаминов. Это относится также к запаху и вкусу, которые при обработке ядохимикатами и удобрениями претерпевают нежелательные изменения, например, при обработке картофельных клубней техническим гексахлорциклогексаном меняется вкус и запах картофеля. Однако это вовсе не означает, что нужно полностью отказаться от использования химических средств в сельском хозяйстве.

Загрязнения, связанные с лечением животных. Введение в корм антибиотиков и психофармакологических препаратов приобретает все большее значение в животноводстве. Однако эти препараты могут оказывать действие и на организм человека.

Прочие загрязнения. Имеется ряд трудно поддающихся классификации химических препаратов, например, моющие средства или другие санитарные препараты, которые попадают в пищу в виде следов. Вторичные продукты. Они могут появляться вследствие химических и термических процессов, при облучении и применении биологических методов обработки пищевых продуктов. В результате изменения составных элементов пищи образуются продукты термической деструкции жиров, продукты реакции Майяра, наличие которых в пище нежелательно. Однако такая классификация чужеродных веществ не всегда правомерна с точки зрения воздействия на организм человека. Ведь нитриты могут случайно попасть в мясо при кормлении животных нитратными кормами, а могут быть специально добавлены в колбасу для придания ей цвета. Но воздействовать на организм человека они будут одинако.

Антибиотики, антимикробные вещества и успокаивающие средства. Эти соединения, поступая с продуктами питания, воздействуют на микроорганизмы толстого кишечника и способствуют развитию у человека дисбактериоза, а также привыканию патогенных микроорганизмов к этим антибиотикам.

Антиоксиданты и консерванты. Эти вещества используют для продления срока хранения пищевых продуктов за счет блокирования химических и биохимических процессов. При поступлении в организм человека данные соединения блокируют отдельные биохимические процессы, либо воздействуют на бифидобактерии желудочно-кишечного тракта человека. Это способствует развитию дисбактериоза.

Микотоксины. Микотоксинами называют ядовитые продукты обмена веществ (метаболизма) плесневых грибов, образующиеся на поверхности пищевых продуктов и кормов. Эти токсины могут попадать и внутрь продуктов. Плесневые грибы - это повсеместно распространенные микроорганизмы. Их роль в возникновении порчи при хранении известна точно так же, как и их применение в ферментативных процессах при изготовлении отдельных видов сыров или при микробиологическом синтезе лимонной кислоты и пенициллина. Первое исследование по микотоксинам было проведено в 1960 г. в связи с загадочным массовым падежом 100 000 индюшек в Великобритании. Причиной этой болезни явился токсин плесневых грибов, попавший в корм с заплесневелой мукой из арахиса. Это соединение было названо «Афлатоксин». Самый крупный случай очевидного афлатоксикоза произошел осенью 1974 г. в нескольких деревнях Индии. Было поражено около 400 человек и более 100 умерли от поражения печени. Важной составной частью рациона питания населения этих деревень была кукуруза, зараженная афлатоксинами в количестве от 0,25 до 15,6 мг/кг массы продукта.

Сырье без видимой плесени. К этой группе относятся плоды, на которых между семядолями может появиться плесень. Например, арахис или чечевица, орехи в скорлупе, косточковые плоды, ядра персиковых и абрикосовых косточек, миндаль, каштаны или мускатные орехи нередко содержат не замеченную, образующую афлатоксины, плесень. При исследовании 200 т фисташек без видимых очагов плесени обнаружили от 74 до 258 мкг/кг афлатоксина В1. Лесные орехи (лещина, фундук) без видимой плесени могут содержать в скорлупе до 50 мкг афлатоксинов. Афлатоксины в пораженном сырье распределены неравномерно. Например, в партии арахиса менее 0,5 % ядер были заражены продуцентами афлатоксинов, из них отдельные содержали до 900 мкг/кг. По российским нормам доза афлатоксина В1 не должна превышать 0,005 мг/кг продукта, в ФРГ - 0,01, а в США - до 0,02 мг/кг.

Растительные продукты, в которых присутствие плесени не установлено. Поверхностный налет плесени легко удаляется, а при хорошей очистке сырья мицелий и жизнеспособные споры могут почти или вовсе отсутствовать. Однако в таком сырье и изготовленных из него продуктов могут содержаться токсины. Дело в том, что в процессе переработки афлатоксины не разрушаются, в лучшем случае при сортировке удаляются наиболее пораженные, измененные участки или частицы продукта. Поэтому целенаправленное исследование сырья или продуктов на наличие афлатоксинов и других токсинов позволяет обнаружить «замаскированные» микотоксины. Имеются данные о присутствии афлатоксинов в пасте из арахиса (ореховом масле), белом вине, в сухом концентрате супа из гороховой муки и в пшеничной муке и даже пироге с фруктами.

Присутствие афлатоксинов в продуктах животного происхождения в зависимости от состава корма. Находящийся в корме дойных коров афлатоксин В1 частично (до 0,1-0,8 %) выделяется с молоком в виде афлатоксина М1. В 69 % проб сухого обезжиренного молока и 64 % сухого цельного молока обнаруживали содержание афлатоксина М1 до 4 мкг/кг. Проводили специальные исследования по кормлению свиней кормом, содержащим афлатоксин В1 в количестве 500 мкг/кг. Наибольшая концентрация афлатоксинов была обнаружена в печени (137 мкг/кг) и в почках (54 мкг/кг). Мышечная и жировая ткань содержали следы афлатоксинов.

Продукты, полученные в процессе брожения (ферментации). К этой категории относятся пищевые продукты, полученные путем брожения, из молока или мяса, а также ряд восточно-азиатских изделий. Сыры и сырокопченые колбасы могут во время созревания специально или случайно покрываться плесенью, которая продуцирует афлатоксины. В поступивших в продажу сырах в 7 % из 222 проб обнаруживали афлатоксин В1 в количестве до 26 мкг/кг.

Нитраты и нитриты содержатся в растениях в качестве нормальных метаболитов или накапливаются в результате нерационального использования азотных удобрений. За последние годы неоднократно наблюдались случаи цианоза (метгемоглобинемии) у грудных детей, которых кормили свежим или консервированным шпинатом. Отмечены серьезные токсикации при употреблении арбузов, земляники, редиса, огурцов с высоким содержанием нитратов. В литературе встречается успокаивающая информация, что для взрослого организма нитраты не представляют особого риска. Содержание нитратов в пищевых продуктах для детей не должно превышать 50 мг/кг, а для взрослого организма - от 70 до 1400 мг/кг. Но ведь дети не питаются отдельно от взрослых. Особенно часто появляется диспепсия, вызванная нитратным отравлением, у грудных детей. Однократное введение 100-150 мг нитритов вызывает у человека покраснение кожи лица, снижение артериального давления, учащение пульса, ощущение шума в голове. При введении 300 мг отмечается обильное потение, синюшность кожи, одышка, головокружение, а иногда - преходящее расстройство зрения. Нитрит и нитрат калия или натрия применяются как добавка при посоле мяса и мясных продуктов для сохранения красного цвета. При посоле красный мясной краситель - миоглобин, превращающийся при кипячении в серо-коричневый метмиоглобин, реагирует с нитритами, образуя красный нитрозомиоглобин. Это соединение, придающее мясным изделиям типичный красный цвет соленого мяса, не изменяется при кипячении и более устойчиво, нежели миоглобин, к воздействию кислорода воздуха. Наряду со стабилизацией окраски нитраты и нитриты совместно с поваренной солью оказывают консервирующее действие. Их применяют исключительно в виде так называемых посолочных смесей, состоящих из поваренной соли и небольших количеств нитритов и нитратов. Наблюдались тяжелые, иногда групповые, интоксикации различными колбасными изделиями, содержавшими, вследствие ошибочного применения, большие концентрации нитритов - от 200 до 6570 мг/кг продукта. Описаны случаи нитритной метгемоглобинемии при употреблении рыбы, обработанной нитритом натрия. Описаны также случаи острых отравлений нитратами, связанных с ошибочным употреблением их вместо поваренной соли. Существует мнение, что нитриты могут вызывать развитие опухолей, а также, что нитриты, уменьшая содержание витаминов в органах, снижают устойчивость организма к действию онкогенных факторов. При введении нитратов через желудочно-кишечный тракт организм человека в 2,5 раза более чувствителен, чем многие лабораторные модельные животные. Поэтому результаты исследований по токсичности нитратов и нитритов на организмы животных неадекватны для организма человека. Было установлено, что длительное применение нитратов во время беременности приводило к аномалии развития плода: гематомы, нарушение развития костной ткани. С помощью радиобиохимических исследований установлено, что мишенью действия больших доз нитратов являются ядра печеночных клеток и нуклеиновый обмен.

Введение антибиотиков домашним животным может привести к загрязнению пищевых продуктов животного происхождения (молоко и молочные продукты, мясо домашних животных и продукты их переработки, яйцо и яичные продукты). Остатки антибиотиков в молоке имеют особенно большое значение. Их присутствие часто связано с терапевтическими мерами, используемыми при мастите. Поэтому проверка молока на присутствие в нем антибиотиков является обязательной. Данные о степени загрязнения молока антибиотиками получены в разных странах. В Англии из 41700 проб молока 11 % содержали антибиотики, чаще всего пенициллин. Во Франции из 3315 проб молока 3,9 % содержали антибиотики. Следует иметь в виду аллергические реакции организма людей, потребляющих молоко с остатками антибиотиков. Особенно сильно это проявляется у детей. Помимо терапевтического и профилактического применения для борьбы с инфекционными заболеваниями антибиотики добавляют в корм для улучшения его усвояемости и стимуляции роста животных. Добавление антибиотиков в корм свиньям, телятам и птице позволяет повысить эффективность откорма и более рационально использовать корма. Прочие антимикробные вещества применяют для профилактики или в превентивном лечении субклинических форм некоторых паразитарных и инфекционных заболеваний у животных. Сюда относятся прежде всего препараты для профилактики кокцидиоза, гистомоноза, сальмонеллеза. Успокаивающие средства (транквилизаторы) применяются с целью предупреждения развития стрессовых состояний у животных во время транспортировки к месту убоя при массовом предубойном содержании в стойлах. Бесконтрольное применение этих препаратов не разрешается, так как их остатки могут оказать нежелательное действие на центральную нервную систему потребителя.

Стремление обеспечить людей максимально широким ассортиментом пищевых продуктов независимо от времени и места производства вызвало необходимость создания различных способов обработки сырья и готовых продуктов с целью предупреждения порчи и удлинения сроков хранения. Особенно остро эта проблема стала при появлении импортных продуктов питания с увеличенным сроком хранения. В России ограниченно использовались консерванты и антиокислители, но с появлением большого разнообразия импортных продуктов, из стран, где нормативы содержания консервантов и антиокислителей значительно занижены, на нашем рынке оказались пищевые продукты, не соответствующие требованиям Минздрава России. Консерванты воздействуют прежде всего на микроорганизмы. Но в желудочно-кишечном тракте человека также находятся полезные микроорганизмы (бифидобактерии), которые обитают в толстом кишечнике и, гидролизуя гемицеллюлозы, поставляют в наш организм другие (кроме глюкозы) биологически активные моносахариды. Длительное применение пищевых продуктов с консервантами приводит к угнетению бифидобактерий и способствует развитию у человека дисбактериоза. Многие пищевые продукты подкрашиваются продуктами разрушения сахаров - жженый сахар (коньяк, бренди, «Кока-Кола», «Пепси-Кола», «Байкал» и др. напитки), в котором обнаруживается высокое содержание оксиметилфурфурола. Однако содержание оксиметилфурфурола в напитках почему-то до сих пор не регламентируется.

20. Нитрозоамины

Нитрозоамины - вещества вызывающие расстройства здоровья и даже смерть. Образование нитрозоаминов в организме человека блокируется регулярным потреблением аскорбиновой кислоты.

Нитрозоамины содержатся в табаке, попадают в панкреас, реагируют с ДНК и активируют специфические онкогены ( К-ras) (20).

Нитриты и нитраты в организме человека могут трансформироваться в канцерогенные нитрозоамины.

26. Бактериальные токсины (стафилоккоковый энтротоксин, болотоксины и др.). Причины загрязнения пищевых продуктов

Пищевые отравления бактериальными токсинами - заболевания, возникающие после употребления продуктов, обсемененных различными микроорганизмами и содержащих бактериальные токсины. К ним относятся отравления токсинами ботулизма, Cl. perfringens и стафилококковые отравления. В данном разделе описаны отравления стафилококковым токсином и Cl.

Этиология, патогенез. Пищевые отравления стафилококкового происхождения связаны со штаммами патогенных стафилококков, способных продуцировать энтеротоксин. Они способны также образовывать гематоксины, гиалуронидазу, дают положительную реакцию плазмокоагуляции. При попадании в продукты (отлкадей, больных гнойничковыми заболеваниями, или аэрогенно от здоровых носителей стафилококков) они способны размножаться, что приводит к накоплению в продуктах энтеротоксина. Стафилококковые отравления чаще связаны с употреблением молока, молочных продуктов, мясных, рыбных, овощных блюд, тортов, пирожных, рыбных консервов в масле. Продукты, содержащие интеротоксин, по внешнему виду и запаху не отличаются от доброкачественных. Стафилококки переносят высокие концентрации соли и сахара. Если стафилококки погибают при прогревании до 80 гр. С, то энтеротоксин выдерживает прогревание до 100 гр. С в течение 1,5-2 ч. К энтеротоксину очень чувствительны котята и щенки, на которых проводят биологическую пробу. Микробы Cl. perfringens представляют собой крупные грамотрицательные палочки. Растут в анаэробных условиях, способны образовывать споры. По антигенным свойствам делятся на 6 серотипов (А, В, С, D, Е, F). Отравления чаще связаны с возбудителем типа А. Стафилококковые отравления обусловлены только токсинами, могут возникать и отсутствие самого возбудителя (например, отравления продуктами, содержащими энтеротоксин). Энтеротоксин не разрушается пищеварительными ферментами и способен проникать через слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта. Учитывая короткий инкубационный период (до 2 ч), можно думать, что всасывание токсина происходит уже в желудке. Токсин вызывает активацию моторики желудочно-кишечного тракта, действует на сердечно-сосудистую систему (значительное снижение АД).