(c) Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Саратовской области», 2006-2019 г.

Адрес: 410031, г. Саратов, Большая Горная ул., д.69.

Токсичные элементы в пищевых продуктах

В БУ ЧР «Чувашская республиканская ветлаборатория Госветслужбы Чувашии проводится анализ пищевых продуктов на содержание токсичных элементов: ртуть, свинец, кадмий,мышьяк, цинк,медь, олово,железо.

Токсичные элементы (в частности, некоторые тяжелые металлы) составляют обширную и весьма опасную в токсикологическом отношении группу веществ. Обычно рассматривают 4 элемента: Hg (ртуть), Pb (свинец), Cd (кадмий), As (мышьяк).

Не все токсичные элементы являются ядовитыми, некоторые из них необходимы для нормальной жизнедеятельности человека и животных. Поэтому часто трудно провести четкую границу между биологически необходимыми и вредными для здоровья человека веществами. В большинстве случаев реализация того или иного эффекта зависит от концентрации. При повышении оптимальной физиологической концентрации элемента в организме может наступить интоксикация, а дефицит многих элементов в пище и воде может привести к достаточно тяжелым и трудно распознаваемым явлениям недостаточности.

Загрязнение водоемов, атмосферы, почвы, сельскохозяйственных растений и пищевых продуктов токсичными металлами происходит за счет:

· выбросов промышленных предприятий (особенно угольной, металлургической и химической промышленности);

· выбросов городского транспорта (имеется в виду загрязнение свинцом от сгорания этилированного бензина);

· применения в консервном производстве некачественных внутренних покрытий и при нарушении технологии припоев;

· контакта с оборудованием (для пищевых целей допускается весьма ограниченное число сталей и других сплавов).

Для большинства продуктов установлены предельно-допустимые концентрации (ПДК) токсичных элементов, к детским и диетическим продуктам предъявляются более жесткие требования.

Ртуть— один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в растениях и в организме животных и человека, т. е. является ядом кумулятивного действия. Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма.

Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладают цинк и, особенно, селен. В организм человека ртуть поступает в наибольшей степени с рыбопродуктами, в которых ее содержание может многократно превышать ПДК.

Для других продуктов характерно следующее содержание ртути (мкг/кг). В продуктах животноводства: мясо 6-20, печень 20-35, почки 20-70, молоко 2-12, сливочное масло 2—5, яйца 2—15; в съедобных частях сельскохозяйственных растений: овощи 3-59, фрукты 10-124, бобовые 8-16, зерновые 10-103; в шляпочных грибах 6-447, в перезрелых до 2000 мкг/кг, . При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов остается неизменной.

Свинец —один из самых распространенных и опасных токсикантов. Основным источником загрязнения атмосферы свинцом являются выхлопные газы автотранспорта и сжигание каменного угля. В тех странах, где использование бензина с добавлением тетраэтилсвинца сведено к минимуму, содержание свинца в воздухе удалось многократно снизить. Следует подчеркнуть, что многие растения накапливают свинец, который передается по пищевым цепям и обнаруживается в мясе и молоке сельскохозяйственных животных, особенно активное накопление свинца происходит вблизи промышленных центров и крупных автомагистралей. Содержание свинца (в мг/кг) в различных продуктах таково: фрукты 0,01-0,6; овощи 0,02-1,6; крупы 0,03-3,0; хлебобулочные изделия 0,03-0,82; мясо и рыба 0,01-0,78; молоко 0,01-0,1.

Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности. В воздух кадмий поступает вместе со свинцом при сжигании топлива на ТЭЦ, с газовыми выбросами предприятий, производящих или использующих кадмий. Заметно содержание кадмия и в навозе, где он обнаруживается в результате следующей цепи переходов: воздух—почва—растения—травоядные животные—навоз. В некоторых странах соли кадмия применяют в качестве антисептических и антигельминтных препаратов в ветеринарии. Все это определяет основные пути загрязнения кадмием окружающей среды, а следовательно, продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Содержание кадмия (в мкг/кг) в различных продуктах выглядит следующим образом. Растительные продукты: зерновые 28-95, горох 15-19, фасоль 5-12, картофель 12-50, капуста 2-26, помидоры 10-30, салат 17-23, фрукты 9-42, растительное масло 10-50, сахар 5-31, грибы 100-500; в продуктах животноводства: молоко — 2,4, творог — 6,0, яйца 23-250.

Большое значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание (включение в рацион белков, богатых серосодержащими аминокислотами, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, селена, кальция).

Мышьяк как элемент в чистом виде ядовит только в высоких концентрациях. Известными источниками загрязнения окружающей среды мышьяком являются электростанции, использующие бурый уголь, медеплавильные заводы; он используется при производстве полупроводников, стекла, красителей, инсектицидов, фунгицидов и др.

Фоновое содержание мышьяка (мг/кг): в овощах и фруктах 0,01-0,2; в зерновых 0,006-1,2; в говядине 0,005-0,05; в печени 2,0; яйцах 0,003—0,03; в коровьем молоке 0,005-0,01. Повышенное содержание мышьяка отмечается в рыбе и других гидробионтах, в частности в ракообразных и моллюсках.

В БУ ЧР «Чувашская республиканская ветлаборатория» Госветслужбы Чувашии исследовано за полугодие 2015 года 878 проб пищевых продуктов, из которых свинец и кадмий (не выше ПДК) обнаружены в субпродуктах животных и птицы, молоке и молпродуктах. Ртуть и мышьяк (не выше ПДК) содержатся в рыбе и морепродуктах.

Токсичные элементы в продуктах питания

В результате воздействия загрязненной окружающей среды, а также при нарушении технологической обработки или условий хранения в пищевых продуктах могут появиться токсичные вещества. К их числу относятся и токсичные элементы. Тяжелые металлы чрезвычайно токсичны даже в микроскопических дозах. Поэтому важной задачей является постоянный контроль пищевого сырья и готовой продукции, чтобы обеспечить выпуск безвредных для здоровья продуктов питания.

Понятие «токсичность» в экологическом контексте относится к химическому влиянию веществ, которые понижают жизнеспособность отдельной популяции и изменяют взаимоотношения между популяциями. Главный интерес при изучении токсичности сконцентрирован на возможном летальном эффекте. Однако, для того чтобы понять долговременные последствия загрязнений экосистемы, весьма существенно распознать и сублетальные эффекты. Такие эффекты следует различать по морфологическим изменениям; скорости роста организма, половому развитию и репродуктивной скорости; поведенческим изменениям, т.е. понижению способности спасаться от хищников или эффективно конкурировать с другими организмами; генетическим модификациям.

Основа токсического действия лежит в самом общем случае во взаимодействии между металлами и биологически активными белками. И механизм токсичности аналогичен механизму, ответственному за действие необходимых металлов.

Отрицательный эффект взаимодействия токсичных ионов металлов с биологически активными макромолекулами связан со следующими процессами:

— вытеснение необходимых металлов из их активных мест связывания токсическим металлом;

— связывание части макромолекулы, необходимой для нормальной жизнедеятельности организма;

— сшивание с образованием биологических агрегатов, вредных для организма;

— деполимеризация биологически важных макромолекул;

— неправильное спаривание оснований нуклеотидов и ошибки в белковых синтезах.

В состав организма человека входит 81 элемент. 99% массы тела представлены 4 основными элементами:

1. Углеродом (от лат. carboneum – C),

2. Водородом (от лат. hydrogenium – H),

3. Кислородом (от лат. oxgenium – O),

4. Азотом (от лат. nitrogenium – N)

и 8 макроэлементами, содержащимися в относительно больших количествах, а так же 69 микроэлементами. Содержание макро и микроэлементов в продуктах питания, а также их функции в организме были рассмотрены в разделе «Минеральные вещества». В данном разделе будут рассмотрены элементы, опасные в токсикологическом отношении.

Дозы токсичных металлов обозначены в международных требованиях, предъявляемых к пищевым продуктам объединенной комиссией ФАО (Продовольственная организация ООН) и ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), в документе под названием «Кодекс алиментариус». В соответствии с этим документом наиболее важными в гигиеническом контроле пищевых продуктов являются восемь элементов – ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, медь, цинк, олово и железо. В нашей стране в этот перечень включают также никель, хром, селен, алюминий, фтор и йод. Разумеется, не все перечисленные элементы являются ядовитыми, некоторые из них необходимы для нормальной жизнедеятельности человека и животных. Поэтому часто трудно провести четкую границу между биологически необходимыми и вредными для здоровья человека веществами.

В большинстве случаев реализация того или иного эффекта зависит от концентрации. При повышении оптимальной физиологической концентрации элемента в организме может наступить интоксикация, а дефицит многих элементов в пище и воде может привести к достаточно тяжелым и трудно распознаваемым явлениям недостаточности.

Накопление химических элементов во внутренних органах человека приводит к развитию различных заболеваний. Больше всего в организме человека накапливаются кадмий, хром – в почках; медь – в желудочно-кишечном тракте; ртуть (от лат. h ydrargyrum – Hg) – в центральной нервной системе; цинк – в желудке, двигательном аппарате; мышьяк – в почках, печени, легких, сердечно-сосудистой системе; селен – в кишечнике, печени, почках; бериллий – в органах кроветворения, нервной системе. Наибольшую опасность среди всех перечисленных элементов представляют ртуть, свинец и кадмий. И даже если тяжелые металлы не являются основной причиной каких-либо заболеваний, они, наряду с другими токсинами, могут быть сопутствующим фактором, вызывающим лавину эффектов, приводящих к расстройству иммунной системы индивида. Спровоцированная металлами иммунная недостаточность может просто давать возможность одному из вирусов остаться активным или неконтролируемым. Корь, вирусы-невидимки, герпес или другой вирус, так же как и дрожжи получают прочного союзника в лице тяжелых металлов. Более того, это может заставить иммунную систему направить свои усилия по ложному руслу. Отравленная токсинами ртути иммунная система может спровоцировать борьбу против ни в чем неповинных пыльцы, пыли или продуктов питания в форме сильной аллергии, игнорируя при этом болезнетворные организмы, с которыми ей следовало бы вести борьбу. Токсичные металлы могут также способствовать укреплению и стимулированию дрожжевых и бактериальных проблем. Некоторые люди попросту не могут справиться с брожением в организме, пока не очистятся от металлов. После этого дрожжи как будто исчезают. То же касается попыток избавиться от пищевых проблем. Очищение организма от металлов может помочь избавиться от многих пищевых непереносимостей – еще одна причина улучшить ситуацию с токсинами вместо того, чтобы затратить огромное количество времени, выискивая иллюзорно-проблематичные продукты.

Для большинства продуктов питания установлены ПДК токсичных элементов, к детским и диетическим продуктам предъявляются более жесткие требования. ПДК некоторых тяжелых металлов в продуктах питания приведены в таблице 1.

Таблица 1. – Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в продуктах питания (мг/кг)

ХАРАКТЕРИСТКА ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СЫРЬЕ И ГОТОВЫХ ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ

В настоящее время все чаще применяется термин токсичные элементы (тяжелые металлы более неудачное название, поэтому употребляется реже). Под этим термином в пищевой отрасли подразумевают ряд химических элементов, которые присутствуют в пищевых продуктах и оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Прежде всего, это такие элементы, как свинец, ртуть, кадмий и мышьяк. Они обладают высокой токсичностью, способностью накапливаться в организме при длительном поступлении с пищевыми продуктами и обусловливать отдаленные последствия — мутагенные и канцерогенные (для мышьяка и свинца).

Токсичные элементы — один из наиболее часто контролируемых показателей в пищевых продуктах. Их определяют во всех видах сырья и большей части конечных пищевых продуктов. Однако наибольшее содержание и наиболее частое превышение гигиенического норматива наблюдается в пищевых продуктах растительного происхождения (фрукты, овощи, хлеб и хлебобулочные изделия, макаронные изделия, крупы, семечки и пр.). Также они являются первичным звеном накопления токсичных элементов в пищевой цепи.Это связано с тем, что растения не просто непосредственно контактируют с землей, но и активно всасывают из нее различные вещества, включая токсичные элементы.

Содержание токсичных элементов

В животных накопление токсичных элементов происходит при употреблении ими в пищу соответствующих кормов. Это наблюдается, например, в случае неудачного расположения пастбищ (в местах с повышенным содержанием токсичных элементов) или при использовании приготовленного загрязненного корма. Содержание тяжелых металлов в пищевых продуктах строго регламентировано. В основных пищевых продуктах содержание каждого из них регламентируется на уровнях от 0,01 до 0,5 мг/кг. Для некоторых видов пищевой продукции допускаются и более значительное содержание (до 5 мг/кг).

Токсические вещества, образующиеся в пищевых продуктах (их называют примесями эндогенного происхождения) вследствие тепловой обработки, копчения, жарения, облучения ионизирующей радиацией, ферментной и др. методов технологической кулинарной обработки (например, образование бензапирена и нитрозаминов при копчении и др.);

К токсическим веществам относятся:

1. Природные токсиканты (биогенные амины — серотонин, тирамин, гистамин, обладающие сосудосуживающим эффектом; цианогенные гликозиды; кумарины).

2. Загрязнители, появляющиеся в пище в результате воздействия загрязненной внешней среды или при нарушении норм выращивания растений или кормления животных, а также при нарушении технологической обработки или условий хранения.

Загрязнителями токсического действия являются: токсичные элементы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, цинк, медь, олово, железо), микотоксины, пестициды, нитраты, нитриты. Наибольшую опасность представляют собой ртуть, свинец и кадмий.

Ртуть — токсичный яд кумулятивного действия (т. е. способный накапливаться). Из продуктов животного происхождения ртуть содержится в хищных рыбах, таких как тунец, в почках животных — до 0,2 мг/кг. Из растительных продуктов ртуть больше всего содержится в орехах, какао-бобах и шоколаде — до 0,1 мг/кг. В большинстве остальных продуктов содержание ртути не превышает 0,01-0,03 мг/кг.

Свинец — яд высокой токсичности. Его естественное содержание в растительных и животных продуктах обычно не превышает 0,5-1 мг/кг. Больше свинца обнаруживают в хищных рыбах (тунце — до 2 мг/кг), моллюсках и ракообразных (до 10 мг/кг). Чаще всего повышенное содержание свинца наблюдается в консервах, хранящихся в сборной жестяной таре. Жестяные банки спаивают сбоку и к крышке припоем, содержащим определенное количество свинца. Продукты в такой таре не рекомендуется хранить более 5 лет. Сильное загрязнение свинцом происходит от сгорания этилированного бензина. Тетраэтилсвинец, добавляемый в количестве около 0,1% в бензин для повышения октанового числа, весьма летуч и более токсичен, чем сам свинец и его неорганические соединения. Тетраэтилсвинец легко попадает в почву и загрязняет пищевые продукты. Поэтому продукты, выращенные вдоль автострад, содержат повышенное количество свинца.

Весьма токсичный элемент — кадмий. Его естественный уровень в пищевых продуктах примерно в 5-10 раз ниже, чем свинца. Повышенные концентрации кадмия наблюдаются в какао-порошке (до 0,5 мг/кг), почках животных (до 1 мг/кг) и рыбе (до 0,2 мг/кг). Содержание кадмия увеличивается в консервах из сборной жестяной тары, поскольку он, как и свинец, содержится в припое.

Микотоксины — это продукты метаболизма плесневых грибов, обладающие токсическим эффектом в чрезвычайно малых количествах. Грибами, образующими микотоксины, в основном поражаются растительные продукты. Оптимальные температура для развития плесневых грибов — около 30 оС, влажность — около 85%. Если продукты при хранении в таких условиях покрываются плесенью, то их необходимо уничтожить, так как токсины плесени диффундируют вглубь весьма интенсивно и визуально степень их проникновения установить невозможно.

Один из наиболее опасных микотоксинов — афлатоксин, обладающий как токсическим, так и канцерогенным действием. Наиболее изучены пять основных представителей афлатоксинов. Афлатоксины чаще всего встречаются в арахисе и кукурузе.

Другой часто встречающийся микотоксин — патулин также обладает канцерогенным действием. Чаще всего он содержится в заплесневелых яблоках, облепихе, других фруктах, плодах, овощах и ягодах, а также соках, джемах, приготовленных из заплесневелых плодов.

В зерновых продуктах встречается зеараленон и дезоксивинил-валенол. В животных продуктах микотоксины обнаруживаются только в молоке в случаях, когда коровы съедают плесневелые корма.

Пестициды (ядохимикаты) — это химические вещества, применяемые в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от сорняков, вредителей и болезней. При правильном применении остаточное количество пестицидов в продуктах не превышает предельно допустимой концентрации. Однако при нарушении сроков опрыскивания и дозы применения пестициды могут содержаться в повышенной концентрции в продукте. Значительная часть пестицидов накапливается на поверхности, поэтому фрукты и овощи необходимо тщательно мыть, снимать кожицу, если нет уверенности в том, что эти продукты не были обработаны.

Нитраты, или соли азотной кислоты, при потреблении в повышенных количествах (допустимая суточная доза нитратов для взрослого 325 мг) в пищеварительном тракте человека частично восстанавливаются до нитритов, а последние при поступлении в кровь могут вызвать метгемоглобинемию. Кроме того, из нитритов в присутствии аминов могут образовываться нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью. Повышенное содержание нитратов вызывает тошноту, одышку, посинение кожных покровов и слизистых, понос. Сопровождается все это общей слабостью, голо-вокружением, болями в затылочной области, сердцебиением.

Важным является контроль за содержанием токсичных элементов в сырье и продуктах питания в районах геохимических аномалий; в районах расположения предприятий металлургической, машиностроительной, горнодобывающей, химической промышленности и др.; при использовании для орошения промышленных стоков и иловых осадков с очистных сооружений в качестве удобрений; в продукции растениеводства, выращиваемой вблизи крупных автомагистралей; при интенсивном использовании минеральных удобрений, средств химической защиты растений.

Первоочередное значение имеет контроль за содержанием токсичных элементов в специализированных продуктах, продуктах детского и диетического питания.

Необходим контроль за содержанием ртути в рыбе и рыбопродуктах, зерновых и молочных продуктах; кадмия — в растительных, молочных, мясных и рыбных; свинца — в растительных, молочных и мясных продуктах, рыбе, консервах, особенно в сборной жестяной таре. В последнем случае необходимо контролировать также содержание олова.

Токсические элементы могут попасть в опасных для человека концентрациях в пищевые продукты из сырья и в процессе технологической обработки только при нарушении соответствующих технологических инструкций. Так, в растительном сырье они могут появиться при нарушении правил применения ядохимикатов, содержащих в своем составе такие токсические элементы, как ртуть, свинец, мышьяк и др. Повышенное количество токсических элементов может появиться в зоне вблизи промышленных предприятий, загрязняющих воздух и воду недостаточно очищенными отходами производства.

При технологии производства пищевых продуктов токсические элементы могут появиться при контактах с оборудованием, выполненным из металла, не разрешенного органами здравоохранения (для пищевых целей допускается весьма ограниченное количество сталей и других сплавов). Но главным образом такие токсические элементы, как свинец и кадмий, могут появиться в консервном производстве при использовании жестяной тары с применением пайки швов в случае нарушения технологии пайки, при использовании случайных припоев или применения некачественных внутренних покрытий.

Органами санитарного надзора установлены жесткие нормы содержания токсических элементов в пищевом сырье и готовых продуктах питания. Для большинства продуктов имеются предельно допустимые концентрации токсичных элементов в основных продуктах питания.

Для производства детских и диетических продуктов по ряду тяжелых металлов предъявляются более жесткие требования. Так, для зернобобовых продуктов содержание свинца допускается только 0,3 мг/кг, а кадмия 0,03 мг/кг. В таблице ниже не приведено содержание предельно допустимых концентраций олова и железа. Олово контролируется только в консервах из сборной жестяной тары, где допускается до 200 мг/кг (в детских — до 100 мг/кг). Железо нормируется только в напитках типа пива и вина (15 мг/кг), жирах и маслах (5 мг/кг).

Задача специалистов пищевой промышленности — постоянно контролировать пищевое сырье и готовую продукцию для того, чтобы обеспечить выпуск безвредных для здоровья продуктов питания.

Предельно допустимое содержание тяжелых металлов в продуктах питания.

Ртуть — весьма токсичный яд кумулятивного действия (т. е. способный накапливаться), поэтому в молодых животных его меньше чем в старых, а в хищниках больше, чем в тех объектах, которыми они питаются. Особенно этим отличаются хищные рыбы такие, как тунец, где ртуть может накапливаться до 0,7 мг/кг и более. Поэтому хищной рыбой лучше не злоупотреблять в питании. Из других животных продуктов «накопителем» ртути являются почки животных — до 0,2 мг/кг. Это, конечно относится к сырому продукту. Поскольку почки при кулинарной обработке предварительно многократно вымачивают по 2—3 ч со сменой воды и дважды вываривают, то в оставшемся продукте содержание ртути уменьшается почти в 2 раза.

Из растительных продуктов ртуть больше всего содержится в орехах в какао-бобах и шоколаде (до 0,1 мг/кг). В большинстве остальных продуктов содержание ртути не превышает 0,01—0,03 мг/кг.

Свинец — яд высокой токсичности. В большинстве растительных и животных продуктов естественное его содержание не превышает 0,5—1,0 мг/кг. Больше всего свинца содержится в хищных рыбах (в тунце до 2,0 мг/кг), моллюсках и ракообразных (до 10 мг/кг).

Кадмий — это весьма токсичный элемент. Кадмия естественного в пищевых продуктах содержится примерно в 5—10 раз меньше, чем свинца. Повышенные концентрации его наблюдаются в какао-порошке (до 0,5 мг/кг), почках животных (до 1,0 мг/кг) и рыбе (до 0,2 мг/кг). Содержание кадмия увеличивается в консервах из сборной жестяной тары, так как кадмий, как и свинец, переходит в продукт из некачественно выполненного припоя, в котором также содержится определенное количество кадмия.

Оценка статьи:

Загрузка...

Сохранить себе в: