Нитрозосоединения и их токсическая характеристика

Большое внимание уделяют нитратам и нитритам еще и потому, что они превращаются в организме в конечном итоге в нитрозосоединения, многие из которых являются канцерогенными. Так, из известных в настоящее время нитрозосоединений 80 нитрозаминов и 23 нитрозамида являются активными канцерогенами.

N-нитрозосоединения (НС) - вещества, у которых нитрозогруппа связана с атомом азота. Они образуются при определенных условиях из предшественников: нитратов, нитритов с вторичными, третичными и четвертичными аминами.

Наибольшее распространение получили следующие нитрозосоединения: N-нитрозодиметиламин (НДМА), N-нитрозодиэтиламин (НДЭА), N-нитрозоди-пропиламин (НДПА), N-нитрозодибутиламин (НДБА) и др.

НС оказывают на организм человека выраженное токсическое действие, поражают печень, кроветворную, лимфатическую, пищеварительную системы, являются иммунодеприсантами, обладают эмбриотоксическим, тератогенным и канцерогенным действиями.

Канцерогенный эффект нитрозосоединений зависит от дозы и времени их влияния на организм, низкие однократные дозы суммируются и затем вызывают злокачественные опухоли.

Нитрозирование протекает при рН 2-3, а в присутствии катализаторов и при более низком значении рН, которое, как правило, поддерживается в желудке человека. Такими катализаторами служат ионы галогенов и тиоционат (роданид). Последний содержится в слюне, причем у курящих людей в 3-4 раза большей концентрации, чем у некурящих.

В желудке нитраты образуют с биогенными аминами, содержащимися, например, в мясе, нитрозамины и нитрозамиды. У людей с пониженной кислотностью желудочного сока из нитратов образуется большое количество нитрозаминов, вызывая более высокую частоту рака желудка.

Нитрозамины образуются не только в желудочно-кишечном тракте, но и вне живого организма. Доказано их наличие в воздухе, в различном сырье и продуктах питания.

В общей схеме экзогенного воздействия на человека нитрозосоединений пищевым продуктам отводится основное место, что обусловлено широким применением в технологии их производства нитритов и коптильного дыма, содержащего окислы азота. НС могут образовываться в результате технологической обработки сельскохозяйственного сырья и полуфабрикатов, варки, жарения, соления, длительного хранения. При этом, чем интенсивнее термическая обработка и продолжительнее хранение пищевых продуктов, тем больше вероятность образования в них НС. В свежих продуктах НО содержатся в незначительных количествах, за исключением тех случаев, когда эти продукты изготовлены с нарушением технологических режимов и из сырья с высоким исходным уровнем предшественников реакций нитрозирования.

Например, свежее мясо почти не содержит НС, их концентрация возрастает в следующей последовательности:

свежее мясо - вареное - полукопченое - копченое - сосиски.

НС обнаруживают в пиве особенно темном в 70-75 % случаев, из молочных продуктов иногда в сырах твердых и плавленых.

Безопасная суточная доза низкомолекулярных нитрозаминов для человека составляет 10 мкг/сут или 5 мкг/кг пищевого про­дукта. Рекомендованная ПДК нитрозосоединений в воде хозяй­ственно-пищевого назначения - 0,03 мкг/л.

Установлено, что реакция нитрозирования в человеческом орга­низме подавляется аскорбиновой кислотой. Подобным действи­ем обладают также токоферолы (витамин Е), полифенолы, танин и пектиновые вещества.

Отсюда следует, что постоянное потребление витамина С мо­жет воспрепятствовать образованию канцерогенных нитрозами­нов, и наоборот, постоянная низкая его концентрация в организме повышает вероятность заболевания раком. Установлено, что при соотношении витамина С к нит­ратам 2:1 и более нитрозамины не образуются. Кроме того, на­личие в организме высокого содержания клетчатки и пектиновых веществ подавляет всасывание нитрозаминов в толстой кишке.

Профилактика загрязнений пищевых продуктов НС:

1. Контроль за содержанием нитратов и нитритов, НС в пищевом сырье и пищевых продуктах.

2. Использование как можно меньшего количества нитратов и нитритов в качестве пищевых добавок, замена их на другие вещества.

3. Соблюдение оптимальных технологических режимов обработки пищевых продуктов с целью уменьшения процессов нитрозирования.

4. Соблюдение оптимальных режимов хранения пищевых продуктов.

5. Не следует применять повторный разогрев подкисших пищевых продуктов, содержащих нитраты и нитриты, т.к. в кислой среде при повышенной температуре усиливаются процессы нитрозирования амидов и аминов.

6. Не рекомендуется длительное хранение продуктов с высоким уровнем предшественников НС, даже в холодильных условиях.

7. Использование ингибиторов образования НС, таких как аскорбиновая кислота, токоферол, йодид калия, цистеин, кофеин, сульфаниловая кислота и др. Возможна комбинация этих веществ. При чем рекомендуется перед приемом высоконитратной пищи принимать витамин С или выпивать фруктовый сок. Витамин С уменьшает образование НС в желудке на 26-76 %.

8. Рекомендуется варку и тушение овощей проводить с открытой крышкой, для того, чтобы улетучивались НС.

Содержание нитрозосоединений в отдельных группах пищевых продуктов представлено в табл. 4.

Таблица 4

Допустимые уровни содержания нитрозаминов в пищевых продуктах, мг/кг, не более

Примечание. В скобках указаны ДУ для копченых продуктов.

Гигиенические нормативы установлены в СанПиН 2.3.2.1078-01.

С суточным рационом человек получает ориентировочно 1 мкг НС, с питьевой водой - 0,01 мкг, с вдыхаемым воздухом - 0,3 мкг. В зависимости от степени загрязнения объектов окружающей среды эти цифры могут существенно колебаться. Половину всех НС человек получает с солено-копчеными продуктами.

Тема 7.Загрязнения веществами и соединениями, применяемыми в животноводстве

План:

7.1. Антибактериальные вещества

7.2. Гормональные препараты (ГП)

7.3. Азотсодержащие кормовые добавки

С целью повышения продуктивности сельскохозяйственных животных, профилактики заболеваний, сохранения доброкачественности кормов в животноводстве широко применяются различные кормовые добавки, лекарственные и химические препараты: аминокислоты, минеральные вещества, ферменты, антибиотики, транквилизаторы, антибактериальные вещества, антиоксиданты, ароматизаторы, красители и т. д. Многие из них являются чужеродными для организма веществами, поэтому их остаточное содержание в мясе, молоке и жирах может отрицательно влиять на здоровье человека.

7.1. Антибактериальные вещества

Антибиотики (АБ). Относятся, наряду с сульфаниламидами и нитрофуранами, к антибактериальным веществам, которые интенсивно применяют в ветеринарии и животноводстве для ускорения откорма, профилактики и лечения эпизодических заболеваний, улучшения качества кормов, их сохранности и т. д.

АБ добавляются, как правило, в корм на уровне 50-200 г на 1 т. Около половины производимых в мире антибиотиков применяется в настоящее время в животноводстве. В нашей стране в начале 90-х гг. для кормовых и ветеринарных целей использовалось 58 наименований препаратов.

АБ способны переходить в мясо, молоко животных, яйца птиц, другие продукты и оказывать токсическое действие на организм человека. Положение усугубляется существованием R-плазмидной (внехромосомной) передачи лекарственной устойчивости, как в организме людей, так и животных: R-фактор обладает способностью переносить от бактерии к бактерии устойчивость к множеству АБ сразу и, что особо опасно, делает возможным передачу резистентности от непатогенных бактерий к патогенным видам, например от S. faecalis к S. aureas, от Е. coli к Salmonella или Shigella. Существование внехромосомной передачи лекарственной устойчивости (возможно, и других ее видов) может быть причиной снижения терапевтического эффекта АБ и возникновения заболеваний, связанных с инфекциями. По степени увеличения этой способности известные антибактериальные вещества можно расположить в следующем порядке:

- бацитрацин, флаомицин, виргиниомицин и родственные соединения;

- тилозин, другие макролиды, фураны, полимиксины;

- пенициллин, тетрациклины;

- ампициллин, цефалоспорины;

- сульфаниламиды, стрептомицин и другие аминогликозиды;

- флоамфеникол.

АБ, содержащиеся в пищевых продуктах в количествах, превышающих допустимые нормы, могут оказывать аллергическое действие. Наиболее сильными аллергенами являются пенициллин и тилозин. Следовательно, необходим эффективный контроль за применением АБ в ветеринарии и животноводстве, а также за их остаточным количеством в продуктах питания.

При оценке содержания АБ в корме, продовольственном сырье и пищевых продуктах недостаточно ориентироваться на общетоксикологические критерии, поскольку оценка порога вредного действия АБ на организм затруднительна. Необходимо использовать новые гигиенические подходы нормирования:

· изучение сенсибилизирующего действия на организм продуктов, контаминированных АБ или их метаболитами;

· определение качественного и количественного сдвига кишечного микробиоценоза;

· анализ обсемененности продуктов и кормов антибиотикорезистентной микрофлорой с множественной устойчивостью.

Важным и необходимым аспектом этой работы является внедрение (с установлением ГОСТов) современных методов испытания АБ с применением компьютезированной газожидкостной хроматографии, иммунодефицитного анализа, радиоиммунологического определения и т.д. В настоящее время действует специальная инструкция по применению АБ при выращивании и откорме сельскохозяйственных животных.

Допустимые уровни содержания АБ в продуктах питания регламентируются санитарными нормами (табл. 5).

АБ могут быть природными компонентами в пищевых продуктах или попадать в них в результате технологических процессов, например, при созревании сыров. Эти АБ в небольших количествах полезны для человека, определяют в ряде случаев вкусовые и диетические свойства продукта.

Сульфаниламиды (СА). Оказывают антимикробное действие, менее эффективное, чем у АБ, однако СА более доступны и дешевы для борьбы с инфекционными заболеваниями скота и птицы.

Таблица 5

Допустимые уровни содержания антибиотиков в продуктах питания, ед/г, не более

Концентрация СА в кормах достигает десятков миллиграммов на 1 кг. Они способны накапливаться в организме животных и птицы, загрязнять молоко, мясо, яйца, мед и продукты, изготовленные из них.

С целью снижения остаточного количества СА в сырье рекомендуют строго соблюдать сроки отмены СА, которые устанавливаются в зависимости от вида лекарства, способа его применения, вида животного и производимого продукта питания. Наиболее часто обнаруживаются следующие СА: сульфаметазин, сульфахиноксазолин, сульфадиметоксин, сульфаметозин.

В нашей стране содержание СА в пищевых продуктах и продовольственном сырье не регламентируется и должно быть предметом изучения. В США допустимый уровень загрязнения мясных продуктов большинством препаратов из класса СА составляет менее 0,1 мг/кг, в молоке и молочных продуктах - 0,01 мг/кг. Остатки таких соединений, как сульфапиридин и сульфаметазин, не разрешены.

Нитрофураны (НФ).Обладают бактерицидным и бактериостатическим действием. Наибольшую антимикробную активность проявляют 5-нитро-2-замещенные фураны, которые различаются по способу применения, длительности циркуляции в организме и т.д.

Отличительной чертой НФ является эффективность их действия в борьбе с инфекциями, устойчивыми к СА и АБ.

Накопление НФ в органах и тканях животных зависит от сроков отмены препаратов перед убоем, которые составляют от 5 до 20 дней. Увеличение такого срока особенно важно для кур-несушек.

Считают, что остатки этих лекарственных препаратов не должны содержаться в пище человека, поэтому допустимые концентрации НФ в пищевых продуктах отсутствуют. Вместе с тем имеющиеся данные свидетельствуют о возможной контаминации.

Из лекарственных препаратов широко применяются витамицин, бацихилин, кормогризин и фрадизин.

В нашей стране применяются также антибиотики тетрациклинового ряда, входящие в состав кормовых добавок в качестве лечебно-профилактических средств: биовит-20, биовит-40 и биовит-80, содержащие соответственно 20, 40 и 80 мг хлортетрациклина; терранит Р - в 1 г 20 или 40 мг окситетрациклина; терравит К - в 1 г 60 или 80 мг окситетрациклина; терравит В - в 1 г 200 мг тетрациклина-основания или 350 мг окситетрациклина; биотетракорм-100 - в 1 г 70-80 мг хлортетрациклина и 20-25 мг тетрациклина-основания.

Рассмотренная группа антибиотиков наиболее стойкая, препараты необходимо исключать из рациона за 8-10 дней до убоя.

Наряду с рассмотренными выше лекарственными средствами в животноводстве применяются пестициды (для борьбы с болезнями животных). Пестициды также могут загрязнять продукты животноводства через корм животных (см. тему пестициды).

7.2. Гормональные препараты (ГП)

Используются в ветеринарии и животноводстве для стимуляции роста животных, улучшения усвояемости кормов, многоплодия, регламентации сроков беременности, ускорения полового созревания и т.д. Многие ГП обладают выраженной анаболической активностью, применяются в этой связи для откорма скота и птицы: полипептидные и белковые гормоны (инсулин, соматотропин и др.); производные аминокислот - тиреоидные гормоны; стероидные гормоны, их производные и аналоги.

Естественным следствием применения ГП в животноводстве явилась проблема загрязнения ими продовольственного сырья и пищевых продуктов.

С развитием науки были созданы синтетические ГП, которые по анаболическому действию эффективнее природных гормонов в 100 и более раз. Этот факт, а также дешевизна их синтеза определили интенсивное внедрение этих препаратов в практику животноводства. Это, например, диэтилстрильбэстрол, синэстрол, диенэстрол, гексэстрол и др. Однако в отличие от природных аналогов многие синтетические ГП оказались более устойчивыми, плохо метаболизируются и накапливаются в организме животных в больших количествах, мигрируя по пищевой цепочке в продукты питания. Кроме того, синтетические ГП стабильны при приготовлении пищи, способны вызывать нежелательный дисбаланс в обмене веществ и физиологических функциях организма человека. Применение гормональных препаратов и других биокатализаторов требует проведения тщательных гигиенических исследований по их токсикологии, накоплении в клетках и тканях организма.

Медико-биологическими требованиями определены допустимые уровни содержания ГП в продуктах питания, мг/кг, не более:

- мясо сельскохозяйственных животных, птицы и продукты их переработки - эстрадиол и тестостерон соответственно 0,0005 и 0,015;

- молоко и молочные продукты, казеин - эстрадиол на уровне 0,0002;

- масло коровье - 0,0005.

Фоновый уровень природных гормонов и гормоноподобных соединений в пищевых продуктах невелик. Они могут быть растительного и животного происхождения, содержатся в незначительных количествах и принимают определенное участие в процессах жизнедеятельности организма.

7.3. Азотсодержащие кормовые добавки

Длительное время в сельском хозяйстве применяли мочевину. В желудке жвачных она расщепляется до аммиака, который используется микроорганизмами для синтеза белка. Однако передозировка мочевины приводила к интоксикации и даже гибели крупного рогатого скота.

Перспективной кормовой добавкой является полиакриламид. Его кормовая ценность обеспечивается наличием NH₂-группы.

Важное значение имеет производство белково-витаминных концентратов (БВК), полученных путем микробиологического синтеза. Определены гигиенические требования к БВК, используемого в качестве кормовой добавки: влажность - не более 10 %, содержание общего азота - не менее 8 %, белка - не менее 48 %, нуклеиновых кислот - не более 8 %, липидов, полициклических углеводородов - 5 %, остатков углеводородов - не более 0,1 %, свинца, мышьяка - не более 5 мг/кг. БВК не должны содержать афлатоксины, патогенную микрофлору, живые дрожжевые клетки, непатогенную микрофлору - не более 100 тыс. на 1 г. Эти требования могут корректироваться в зависимости от состава БВК и их назначения.

Систематическое употребление продуктов питания, загрязненных НФ, АБ, СА, другими чужеродными веществами, затрудняет проведение ветеринарно-санитарной экспертизы этих продуктов, ухудшает их качество, приводит к возникновению резистентных форм микроорганизмов, является причиной различных форм аллергических реакций и дисбактериозов.

Применение лекарственных препаратов и кормовых добавок в ветеринарии, животноводстве и птицеводстве требует соблюдения определенных гигиенических правил, направленных на снижение загрязнения продовольственного сырья и пищевых продуктов. Представляется важным обеспечить необходимый контроль остаточных количеств загрязнителей в продуктах питания, использовать быстрые и надежные методы их анализа. Актуальность рассматриваемой проблемы обусловлена расширением поставок зарубежной продукции с весьма разнообразным спектром разрешенных там препаратов.

В качестве основных профилактических мероприятий следует отметить соблюдение гигиенических правил применения лекарственных средств и кормовых добавок, проведение дальнейших работ по изучению механизма их фармакологического действия и возможных отдаленных последствий. Немаловажное значение имеют накопление банка используемых препаратов, их идентификация, разработка достоверных методов определения в продовольственном сырье и пищевых продуктах.

Тема 8.Радиоактивное загрязнение продовольственного сырья и пищевых продуктов.

План

8.1. Основные представления о радиоактивности и ионизирующих излучениях

8.2. Единицы измерения радиоактивности

8.3. Источники и пути поступления радионуклидов в организм

8.4. Биологическое действие ионизирующих излучений на человеческий организм

8.5. Основные принципы радиозащитного питания