Экологические проблемы питания

      Афлатоксины. 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. При остром афлатоксикозе в первую очередь поражается печень, где отмечается дегенерация паренхиматозных клеток, геморрагия и пролиферация в желчных протоках, затем нарушаются функции нервной системы, сопровождающиеся судорогами, параличом, атаксией. Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus — продуценты афлатоксинов, широко распространены в окружающей среде. Обычно они находятся в почве и заражают произрастающие на ней продовольственные культуры.

      Поэтому не удивительно, что арахис, созревающий  в почве и имеющий шероховатую поверхность, всегда заражен этими и другими грибами. Афлатоксины, как и все другие микотоксины, попадают в пищевые продукты из следующих источников:

      1) из видимо заплесневелого сырья;

      2) из сырья без видимой плесени;

      3) из растительных продуктов, в которых присутствие плесени не доказано;

      4) из продуктов животного происхождения, в которых наличие афлатоксинов обусловлено характером корма;

      5) из продуктов ферментации.

      1. Сырье с заметной плесенью (видимо  заплесневелое сырье). Сильно пораженные плесенью продукты растительного происхождения не представляют собой значительного интереса, так как обычно мы не употребляет их в пищу. При развитии плесени в мешках с мукой, зерном, в силосе возникает возможность попадания плесени в корм животных. В России встречается кормление животных силосом с плесенью, что приводит к попаданию афлатоксинов в мясо и молоко.

      2. 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 незамеченную, 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.

      3. 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.

      4. 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. 

      Загрязнение пестицидами и  гербицидами 

      В настоящее время ядохимикаты  широко используются как эффективное  средство борьбы с вредителями и болезнями растений, как средство защиты животных от эктопаразитов и т. д. Ядохимикаты также применяются для борьбы с грызунами, переносчиками заразных болезней (энцефалит, малярия, сыпной и возвратный тифы, сонная болезнь и многие другие). Причиной отравления человека и животных ядохимикатами является попадание их в пищевые продукты и воду.

      Особенно  опасны для человека и животных те ядохимикаты, которые длительно сохраняются в почве, воде, растениях и некоторых других объектах. Минздравом РФ утверждены максимально допустимые уровни содержания остаточных количеств 298 пестицидов. По производственному назначению пестициды относятся к таким основным группам:

      гербициды — вещества и препараты, уничтожающие сорняки (агалон, акрил, алахлор и многие другие);

      инсектициды — убивают вредных насекомых (абат, алдрин, амбуш и др.);

      фунгициды — уничтожают вредоносные грибы (афос, арцерид, бордоская жидкость и др.);

      регуляторы  роста — стимулируют рост растений или тормозят рост в высоту (А-1, алар, гидрозит малеиновой кислоты, декстрел и др.);

      протравители  семян — химические средства обеззараживания  семенного материала (бронокот, гексахлорбензол, киномет 15 и др.);

      дефолианты  — вызывают опадение листвы у растений. Применяют их для облегчения машинной уборки хлопчатника и других сельскохозяйственных растений (гидрол, дропп, кампозан и др.);

      фумиганты — пестициды, применяемые в газо- или парообразном состоянии (бромистый метил, дихлорэтан, метиллилхлорид и др.);

      моллюскоциды  — химические средства уничтожения  улиток и слизней, повреждающих сельскохозяйственные культуры. Применяют для обработки зерновых и овощных культур, садов, пастбищ и водоемов (метальдегид и др.);

      ратициды  — химические средства уничтожения  мышей и крыс (препарат 242-хлорпикрин и др.);

      репелленты  — отпугивают преимущественно насекомых, грызунов, птиц.

      Наиболее  широко их используют против кровососущих насекомых, мух и клещей (оксамат и др.). Максимально допустимые уровни содержания пестицидов в некоторых растительных и животных пищевых продуктах приведены в Медико-биологических требованиях и санитарных нормах качества продовольственного сырья и пищевых продуктах», утвержденных 1.08.89 № 5061-89.

      Особенно  строгий контроль должен быть за содержанием  пестицидов в продуктах, назначенных для детского и диетического питания. 

      Нитраты и нитриты 

      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 развитие костной ткани. С помощью радиобиохимических исследований установлено, что мишенью действия больших доз нитратов являются ядра печеночных клеток и нуклеиновый обмен. В таблице 20 приведены медико-биологические требования по содержанию нитратов и нитритов в пищевых продуктах. 

      Консерванты и антиокислители 

      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, в особенности из слаборазвитых стран (Чили, ЮАР, Турция, Польша и др.), 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. В качестве консервантов применяются неорганические соединения, органические кислоты и их производные, а также специальная группа консервантов. К неорганическим консервантам относят борную кислоту и ее производные. Борная кислота и бораты (бура) еще несколько лет назад были разрешены в отдельных странах для консервирования отдельных пищевых продуктов. Следы боратов встречаются не только в почвах, минеральных водах, но и в меде, винах, фруктах и других растительных продуктах. Консервирующее действие борной кислоты и боратов основывается на нарушении метаболизма фосфатов и интенсивном блокировании декарбоксилирования аминокислот в микроорганизмах. В России наличие борной кислоты и ее солей в пищевых продуктах не регламентируется. Перекись водорода обладает бактерицидными свойствами, в особенности при кислой реакции субстрата. Она используется для обеззараживания питьевой воды, а также для консервирования молока, рыбных продуктов (студня), крабов, пива, а также как добавка ко льду при перевозке морских рыб и при брожении теста. Минздравом России разрешается применять перекись водорода при заготовках белых кореньев и лука-полуфабриката для консервной промышленности, однако остатка ее в готовых полуфабрикатах не допускается. Двуокись серы и ее производные широко применяются для консервирования плодоовощной продукции. Антимикробная активность двуокиси серы и сульфитов заключается в том, что, наряду с ингибирующим свойством, они восстанавливают дитиогруппы микробных ферментов. Они активно действуют на плесневые грибы, дрожжи и аэробные бактерии, однако значительно меньшее влияние оказывают на анаэробные бактерии. Лучше всего двуокись серы действует в кислой среде. Двуокись серы и сульфиты разрешены для применения в производстве большого числа пищевых продуктов и полуфабрикатов. Кроме того, они используются для дезинфекции бутылок, бочек и других емкостей для хранения пищевых продуктов. Минздравом России допускается содержание диоксида серы в плодово-ягодном пюре — полуфабрикате до 1000—3000 мг/кг, в сушеной капусте до 600 мг/кг, в сушеном картофеле до 400 мг/кг, в томат-пюре из сульфитированной массы до 380 мг/кг и в вине столовом — до 300 мг/кг.

      Органические  кислоты и их производные. Бензойная  кислота и ее соли ингибируют действие каталазы и пероксидазы, в результате чего в клетках микроорганизмов накапливается перекись водорода. Уже в небольших количествах она тормозит рост аэробных микробов, тогда как для подавления дрожжевых и плесневых грибов необходимы более высокие концентрации. Присутствие белков ослабляет активность бензойной кислоты, в то время как неорганические соли (фосфаты, хлориды) ее усиливают. Бензойная кислота наиболее эффективна в кислой среде, а в нейтральных и щелочных растворах ее действие почти не ощущается. Поэтому недостаточно кислые пищевые продукты нельзя консервировать с применением консервантов на основе бензойной кислоты. Так как в организме кумуляции бензойной кислоты не происходит, то ее рассматривают как относительно безвредное соединение. Бензойная кислота встречается в различных растениях как в свободном виде, так и в виде эфиров или амидов. В небольшом количестве (менее 0,1%) она встречается также и в некоторых фруктах и ягодах, например в чернике, малине, смородине, сливах, а также в гвоздике, анисовом масле и др.

      Бензойная кислота и ее натриевые или  калиевые соли, наряду с двуокисью  серы, нашли широкое применение. Эффективные концентрации колеблются в пределах 0,1—0,4%. Например, максимальная добавка бензойной кислоты, а также ее натриевых или калиевых солей к маргарину составляет 1000 мг/кг, а при использовании их в комбинации с сорбиновой кислотой дозировку рекомендуется уменьшить. Бензойная кислота применяется также для консервирования лекарственных и косметических средств. n-Оксибензойная кислота и ее эфиры — соединения растительного происхождения. Они входят в состав алкалоидов и растительных пигментов. Сама же кислота содержится в созревающем сыре. n-Оксибензойная кислота как консервант менее эффективна, чем ее эфиры.

      Бактерии, дрожжи и плесневые грибы гибнут в растворе n-оксибензойной кислоты только при концентрации 0,86%. Этиловый и пропиловый эфиры n-оксибензойной кислоты разрешены для консервирования большого числа пищевых продуктов.

      Муравьиная  кислота и ее производные. Муравьиная кислота, в отличие от уксусной, в организме человека окисляется медленно и не полностью. Ее действие на слизистую оболочку желудка зависит от концентрации. Она может вызвать нарушение функции почек и печени. Муравьиная кислота в свободном виде встречается в растениях (хвое, крапиве); в виде следов ее находят в плодово-ягодных соках, вине, меде и некоторых минеральных водах. Незначительное количество муравьиной кислоты в качестве нормальной составной части содержится в моче человека. Она находит применение в консервной промышленности многих стран. Ее применяют в большинстве случаев при консервировании овощных соков, безалкогольных напитков и кислой капусты.