Детоксикация загрязненных пищевых продуктов. Современные проблемы науки и образования

Микотоксины. Микотоксины (от греч. mukes – гриб и toxicon – яд) – токсичные продукты жизнедеятельности микроскопических плесневых грибов, обладающие выраженными токсическими свойствами.

Плесневые грибы – 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. Токсичность заплесневелых пищевых продуктов и кормов известна сравнительно давно.

Проблема микотоксинов известна с глубокой древности. Периодически случались отравления людей и животных при употреблении продуктов, содержащих микотоксины. Наиболее известна гибель 14 тысяч человек в Париже в 1129 г. от употребления хлеба, содержащего микотоксин (эрготоксин) спорыньи злаков. В России также отмечены случаи массового отравления людей и животных зерном и хлебом, содержащим микотоксины возбудителя фузариоза. Приблизительно с 60-х годов 20-го века проблема микотоксинов приобрела глобальный характер в связи с нарушением экологического равновесия при интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур, а также из-за повышения содержания фотооксидантов в атмосфере (воздушного загрязнения), из-за чего растения теряют устойчивость к фитопатогенам. Возрастание микотоксикоза сельскохозяйственных продуктов связано также с широким применением азотных удобрений и пестицидов. Имеет значение и ограниченное количество генотипов сортов сельскохозяйственных культур. В настоящее время нет эффективных химических способов борьбы с загрязнением продуктов урожая злаковых культур микотоксинами.

Распространение микотоксинов в пищевых продуктах зависит от их образования специфическими штаммами грибов и подвержено влиянию таких факторов, как влажность и температура. Таким образом, загрязнение пищевых продуктов может изменяться в зависимости от географических условий, методов производства и хранения, вида продукта. Грибы-продуценты микотоксинов широко распространены в природе и способны развиваться практически на всех продуктах как растительного, так и животного происхождения с образованием токсинов на любом из этапов их производства – в полевых условиях, при уборке, транспортировке, хранении урожая, в процессе кулинарной обработки.

Токсины не удаляются из пищевых продуктов обычными способами кулинарной обработки. Снижения содержания токсинов в продуктах можно добиться правильным хранением урожая, применением устойчивых сортов, пестицидов. Характерно, что семена, в которых концентрируются токсины, отличаются окраской и их можно и нужно отделить.

Микотоксины являются важнейшими вторичными метаболитами микроскопических грибов, которые в течение последних 35–40 лет признаны одними из наиболее вредных для здоровья человека и животных агентов, введены в перечень веществ, регламентированных в пищевых продуктах, кормах и сырье. Высокая опасность микотоксинов выражается в том, что они обладают токсическим эффектом в чрезвычайно малых количествах и способны весьма интенсивно диффундировать вглубь продукта.

Выделено более 300 микотоксинов, продуцируемых представителями 350 видов микроскопических грибов, однако практическое значение как загрязнители пищевых продуктов имеют лишь около 20. Многие из них обладают мутагенными (в том числе канцерогенными) свойствами. Среди микотоксинов, представляющих опасность для здоровья человека и животных, наиболее распространены афлатоксины (формула I и II), трихотеценовые микотоксины, или трихотецены (III–IV), охратоксины (V), патулин (VI), зеараленон и зеараленол (VII), формулы представителей которых приведены в таблице 3.2. Большинство микотоксинов – кристаллические вещества (табл. 3.3), термически стабильны, хорошо растворимые в органических растворителях. Микотоксины (за исключением охратоксинов) достаточно устойчивы к действию кислот, разрушаются щелочами с образованием нетоксичных или малотоксичных соединений.

Для многих из микотоксинов установлена структура, изучены свойства и биохимический механизм действия, разработаны методы выделения, идентификации и количественного определения. К их числу относятся афлатоксины, охратоксины, патулин, цитринин, зеараленон, трихотеценовые микотоксины. Учитывая, что микотоксины, помимо общетоксического действия, обладают мутагенными, тератогенными и канцерогенными свойствами, а также существенно влияют на иммунный статус теплокровных, их следует рассматривать как одну из важнейших медицинских проблем.

Потенциальная и реальная опасность микотоксинов значительно усиливается их высокой стабильностью к различным неблагоприятным

Таблица 3.2. – Микотоскины, наиболее распространенные в продуктах питания

	Наименование

	Группа I: Афлатоксин В 1: R=H, м.м. – 312 Афлатоксин В 2: R=H, положение 8 и 9 гидрированы, м.м. – 314 Афлатоксин М 1: R=OH, м.м. – 328
	Группа II: Афлатоксин G 1: м.м. – 328 Афлатоксин G 2: положения 9 и 10 гидрированы, м.м. – 330
	Группа III: Токсин T-2: R 1 =OH, R 2 =R 3 =OAc, R 4 =H, R 5 =OCOCH 2 CH(CH 3) 2 , м.м. – 424 Токсин HT-2: R 1 =R 2 =OH, R 3 =OAc, R 4 =H, R 5 =OCOCH 2 CH(CH 3) 2 , м.м. – 466 Диацетоксискирпенол (ДАЗ): R 1 =OH, R 2 =R 3 =OAc, R 4 =H, R 5 =CH 2 , м.м. – 366
	Группа IV: Ниваленол: R 1 =R 2 =R 3 =R 4 =OH, м.м. – 312 Дезоксиниваленол (ДОН): R 1 =R 3 =R 4 =OH, R 2 =Н, м.м. – 296 3-ацетил-дезоксиниваленол: R 1 =OAc, R 2 =Н, R 3 =R 4 =OH, м.м. – 338 15-ацетил-дезоксиниваленол: R 1 =R 4 =OH, R 2 =Н, R 3 =OAc, м.м. – 338 Фузаренон: R 1 =R 3 =R 4 =OH, R 2 =OAc, м.м. – 354
	Группа V: Охратоксин А: R=H, R 1 =Cl, м.м. – 403 Охратоксин B: R=H, R 1 =H, м.м. – 369 Охратоксин C: R=Cl, R 1 =C 2 H 5 , м.м. – 431

	Группа VI: Патулин: м.м. – 153
	Группа VII: Зеараленон: X= CO, м.м. – 318 Зеараленол: X= CHOH, м.м. – 312

Таблица 3.3. – Основные физико-химические свойства микотоксинов

Микотоксин		Флуоресценция, цвет, нм *
Афлатоксин B 1		Голубой, 425
Афлатоксин G 1		Зеленый, 450
Афлатоксин M 1		Голубой, 425
Токсин Т-2
Диацетоксискирпенол
Дезоксиниваленол
Ниваленол
Зеараленон		Сине-зеленый
Патулин
Охратоксин А		Зеленый, 475
Охратоксин В
Примечения:	Растворитель метанол.
	Отсутствие поглощения в УФ спектре или флуоресценции.

воздействиям, как-то: кипячение, обработка минеральными кислотами, щелочами и другими агентами.

География распространения микотоксинов охватывает большинство стран всех континентов. Контаминации микотоксинами подвержены все основные продукты питания, корма, продовольственное сырье, а интенсивные торговые связи между различными странами в значительной степени способствуют распространению как микотоксинов, так и микотоксикозов, поэтому эта проблема имеет глобальный характер.

Афлатоксины. В эту группу наиболее опасных микотоксинов входят более 15 их представителей, которые продуцируются грибами Aspergillus flavus и Aspergillus раrasiticus . Эти грибы встречаются повсеместно, чем объясняются значительные масштабы загрязнения ими пищевых продуктов и кормов. Размножение грибов Aspergillus связано с определенным набором условий: высокий уровень углеводов, низкое содержание протеинов, наличие ионов металлов, таких как, Cd 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Zn 2+ . Особое значение имеет цинк, потому, что он интенсивно потребляется при синтезе афлатоксинов. На развитие грибов, продуцирующих афлатоксины, влияют влажность продукта и воздуха, температура воздуха, освещенность, рН. Оптимальной температурой для образования токсинов является температура 27–30ºС, хотя синтез афлатоксинов возможен и при более низкой (12–13ºС) или при более высокой (40–42ºС) температуре.

Критическим фактором, также определяющим рост микроскопических грибов и синтез афлатоксинов, является влажность субстрата и атмосферного воздуха. Максимальный синтез токсинов наблюдается при влажности выше 18% для субстратов, богатых крахмалом (пшеница, ячмень, рожь, овес, рис, кукуруза), и выше 9–10% – для субстратов с высоким содержанием липидов (арахис, подсолнечник, различные виды орехов). При относительной влажности воздуха ниже 85% синтез афлатоксинов прекращается.

По своей химической структуре афлатоксины являются фурокумаринами (табл. 3.3).

Афлатоксины слаборастворимы в воде (растворимость порядка 10–20 мг/л), нерастворимы в неполярных растворителях, но хорошо растворяются в растворителях средней полярности, таких как хлороформ, метанол, диметилсульфоксид и др.

Афлатоксины обладают способностью сильно флуоресцировать при воздействии длинноволнового УФ-излучения. Афлатоксины В 1 и В 2 обладают сине-голубой флуоресценцией, G 1 и G 2 – зеленой флуоресценцией, М 1 и М 2 – сине-фиолетовой (В 1:l ех = 265 360 нм, l ем = 425 нм).

Это свойство лежит в основе практически всех физико-химических методов их обнаружения и количественного определения и позволяет определять афлатоксины в низких концентрациях (М 1 в молоке 0,02 мкг/л). Способность флуоресцировать послужила также основой для названия афлатоксинов: группа В – голубая флуоресценция (blue ), G – зеленая (green ). Подстрочные индексы связаны с хроматографической подвижностью соединения.

В виде чистых веществ афлатоксины чрезвычайно термостабильны при нагревании на воздухе, но относительно легко разрушаются под воздействием света, особенно УФ-лучей.

Афлатоксины (главным образом токсин В) являются основными загрязнителями пищевых продуктов. Высокой токсичностью обладают афлатоксины В 1 , В 2 , G 1 и G 2 (для афлатоксина B 1 ЛД 50 = 7,8 мг/кг (макаки, перорально)). Афлатоксины или их активные метаболиты действуют практически на все компоненты клеток. Афлатоксины нарушают проницаемость плазмотических мембран. Токсичное действие обусловлено их взаимодействием с нуклеофильными участками ДНК, РНК и белков. Биологическая активность афлатоксинов проявляется как в виде острого токсического эффекта, так и отдаленных последствий – канцерогенного, мутагенного и тератогенного эффектов. Острое токсическое действие афлатоксинов связано с тем, что они являются одними из наиболее сильных гепатропных ядов, органом-мишенью которых является печень. Особенно опасны афлатоксины для детей, поскольку резко угнетают их рост, физическое и умственное развитие, снижают устойчивость к инфекционным заболеваниям. Понемногу накапливаясь в организме, афлатоксины через десятилетие, два, три могут вызвать рак печени.

Одним из доказательств реальной опасности афлатоксинов является тот факт, что в ряде стран Африки и Азии, где наблюдаются острые афлатоксикозы у людей, выявлена прямая корреляция между частотой заболевания населения раком печени и содержанием афлатоксинов в пищевых продуктах.

В настоящее время основным токсином, нормируемым в пищевых продуктах, является афлатоксин В 1 . Его ПДК в Германии составляет 2 мкг/кг, 5 мкг во Франции и 1 мкг в Швеции. В России и РБ норма для всех пищевых продуктов, кроме молока, составляет 5 мкг/кг В 1 и для молока и молочных продуктов – 0,5 мкг/кг М 1 (при недопустимом содержании в них афлатоксина В 1). Допустимая суточная доза – 0,005–0,01 мкг/кг массы тела.

В естественных условиях афлатоксины загрязняют арахис, кукурузу, некоторые зерновые, бобы какао, семена масличных культур, продукты их переработки. Афлатоксины могут также накапливаться в зернах какао, кофе и ряде других пищевых продуктов, в кормах сельскохозяйственных животных. Загрязнение афлатоксинами является серьезной проблемой для сельскохозяйственной продукции растительного происхождения из стран и регионов с субтропическим климатом. Оптимальные условия для образования афлатоксинов могут также возникать при неправильном хранении сельскохозяйственной продукции, например, при самосогревании зерна. В естественных условиях встречаются 4 афлатоксина: афлатоксины В 1 и В 2 и афлатоксины G 1 и G 2 . Среди них высокими токсическими свойствами и наиболее широкой распространенностью выделяется афлатоксин В 1 . С молоком коров, потребляющих корма, загрязненные афлатоксинами В 1 и В 2 , может выделяться до 3% потребленных афлатоксинов в виде соответствующих гидроксилированных метаболитов – афлатоксинов М 1 и М 2 . Причем афлатоксин М 1 обнаружен как в цельном, так и в сухом молоке, и даже в молочных продуктах, подвергшихся технологической обработке (пастеризация, стерилизация, приготовление йогутров, творога, сыров).

Ввиду высокой токсичности и канцерогенности афлатоксинов и обнаружения их в значительных количествах в основных продуктах питания, в настоящее время применяют комплекс мероприятий по детоксикации загрязненных продуктов. Различают механические, физические и химические методы детоксикации. Механические методы связаны с отделением загрязненного материала вручную или с помощью электронно-колориметрических сортировщиков. Физические методы основаны на достаточно жесткой термической обработке материала или связаны с ультрафиолетовым облучением и озонированием. Химический метод предполагает обработку материала сильными окислителями. Каждый из указанных методов имеет свои существенные недостатки: применение механических и физических методов не дает высокого эффекта, а химические методы приводят к разрушению не только афлатоксинов, но и полезных нутриентов и, кроме того, нарушают всасывание. Так, химическая детоксикация кормов аммиаком при повышенном давлении и температуре (США, Франция) или пероксидом водорода (Индия) позволяет снизить содержание афлатоксинов до безопасного уровня. При этом, однако, теряется часть питательной ценности корма. Перспективна биологическая детоксикация афлатоксинов и других микотоксинов некоторыми видами микроорганизмов.

Микотоксины (от греч. mukes - гриб и toxicon - яд) - это вторичные метаболиты микроскопических плесневых грибов, обладающие выраженными токсическими свойствами.

В настоящее время известно более 250 видов плесневых грибов, продуцирующих около 100 токсических соединений, являющихся причиной алиментарных токсикозов у человека и животных.

Плесневые грибы поражают продукты как растительного, так и животного происхождения на любом этапе их получения, транспортирования и хранения, в производственных и домашних условиях. Несвоевременная уборка урожая или недостаточная сушка его до хранения, хранение и транспортировка продуктов при недостаточной их защите от увлажнения приводят к размножению микроорганизмов и образованию в пищевых продуктах токсических веществ.

Микотоксины могут попадать в организм человека также через пищевые продукты - с мясом и молоком животных, которым скармливали корма, загрязненные плесневыми грибами.

Размножаясь на пищевых, многие плесневые грибы не только загрязняют их токсинами, но и ухудшают органолептические свойства этих продуктов, снижают пищевую ценность, приводят к порче, делают их непригодными для технологической переработки. Использование в животноводстве кормов, пораженных грибами, ведет к гибели или заболеванию скота и птицы.

Ежегодный ущерб в мире от развития плесневых грибов на сельскохозяйственных продуктах и промышленном сырье превышает 30 млрд. долларов.

Среди микотоксинов токсическими и канцерогенными свойствами выделяются афлатоксины, охратоксины, патулин, трихотецены, зеараленон.

Учитывая широкое распространение в мире микотоксинов в стране осуществляется мониторинг импортных продуктов на загрязнение микотоксинами.

Афлатоксины представляют собой одну из наиболее опасных групп микотоксинов, обладающих сильными канцерогенными свойствами.

Продуцентами афлатоксинов являются некоторые штаммы 2 видов микроскопических грибов: Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus. Основные метаболиты этих микрогрибов - два соединения, которые испускают голубое свечение при ультрафиолетовом облучении - афлатоксины В1 и В2, и два соединения, которые при облучении испускают зеленое свечение - афлатоксины G1 и G2. Эти четыре афлатоксина составляют группу, которая обычно находится в пищевых продуктах, зараженных микрогрибами. Афлатоксины термостабильны и сохраняют токсичность при большинстве видов обработки пищевых продуктов.

Афлатоксины впервые были обнаружены в семенах арахиса и полученных из них продуктах. Часто источником афлатоксинов является зерно кукурузы, проса, риса, пшеницы, ячменя, орехи - фисташки, миндаль и другие орехи, бобы какао и кофе, некоторые овощи и фрукты, а также семена хлопчатника и других масличных растений. Афлатоксины обнаруживают в небольших количествах в молоке, мясе, яйцах.

Установление высокой токсичности и канцерогенности афлатоксинов и обнаружение их в значительных количествах в основных пищевых продуктах во всем мире привело к необходимости разработки эффективных методов детоксикации сырья, пищевых продуктов и кормов.

В настоящее время с этой целью применяют комплекс мероприятий, которые можно разделить на механические, физические и химические методы детоксикации афлатоксинов. Механические методы детоксикации связаны с определением загрязненности сырья вручную или с помощью электронно-колориметрических сортировщиков. Физические методы основаны на достаточно жесткой термической обработке (например, автоклавирование), а также связаны с ультрафиолетовым облучением и озонированием. Химический метод предполагает обработку материала сильными окислителями. К сожалению, каждый из названных методов имеет существенные недостатки: применение механических и физических методов не дает высокого эффекта, а химические методы приводят к разрушению не только афлатоксинов, но и полезных нутриентов и нарушают их всасывание.

Охратоксины - соединения высокой токсичности с ярко выраженным тератогенным эффектом.

Продуцентами охратоксинов являются микроскопические грибы рода Aspergillus и Penicillium. Основными продуцентами являются A. оchraceus и P. viridicatum. Многочисленными исследованиями показано, что природным загрязнителем чаще всего является охратоксин А, в редких случаях охратоксин В.

Основными растительными субстратами, в которых обнаруживаются охратоксины, являются зерновые культуры и среди них кукуруза, пшеница, ячмень. С сожалением приходится констатировать тот факт, что уровень загрязнения кормового зерна и комбикормов выше среднего во многих странах (Канада, Польша, Австрия), в связи с чем охратоксин А был обнаружен в животноводческой продукции (ветчина, бекон, колбаса). Охратоксины являются стабильными соединениями. Так, например, при длительном прогревании пшеницы, загрязненной охратоксином А, его содержание снизилось лишь на 32 % (при t = 250 - 3000С).

Трихотецены . Этот класс микотоксинов вырабатывается различными видами микроскопических грибов Fusarium и др. Известно более 40 трихотеценовых метаболитов, одни из них биологически активны, а другие являются чрезвычайно сильнодействующими токсинами.

В настоящее время у нас в стране и за рубежом отмечается увеличение заболевания посевов пшеницы, ячменя и других колосовых культур фузариозом. Наиболее сильное поражение посевов этих культур было в 1988г. в Краснодарском крае, ряде областях Украины и Молдавии, чему способствовало дождливое лето, высокая температура и влажность.

По степени зараженности различают зерно фузариозное, зерно с признаками фузариев и зерно, обсемененное с поверхности спорами и мицеллием фузариев без изменения его свойств.

Грибы рода Fusarium образуют на зерне фузариотоксины. Наиболее часто встречающимся фузариотоксином является вомитоксин.

С зерновыми продуктами, зараженными грибами Fusarium связаны два известных заболевания людей. Одно из них получившее название «пьяный хлеб», возникает при использовании в пищу фузариозного зерна. Заболевание сопровождается пищеварительными расстройствами и нервными явлениями - человек теряет координацию движений. Отравлению «пьяным хлебом», подвержены и сельскохозяйственные животные.

Второе заболевание - алиментарная токсическая алейкия - отмечалось в СССР во время второй мировой войны при использовании в пищу перезимовавшего под снегом зерна. Болезнь вызывалась токсическими штаммами микрогрибов, выделявшими в зерно ядовитые липиды. Наиболее токсичны перезимовавшие под снегом просо и гречиха, менее опасны пшеница, рожь и ячмень.

В соответствии с установленными Министерством здравоохранения нормами, принятое зерно пшеницы может быть использовано на продовольственные цели при содержании вомитоксина не более 1 мг/кг в сильной и твердой пшенице и до 0,5 мг/кг в мягкой пшенице. На кормовые цели зерно может быть использовано при концентрациях вомитоксина не более 2 мг/кг.

Зеараленон и его производные продуцируются микроскопическими грибами рода Fusarium. Он впервые был выделен из заплесневелой кукурузы. Основными продуцентами зеараленона являются Fusarium graminearum и F.roseum. Зеараленон обладает выраженными гармональными свойствами, что отличает его от других микотоксинов.

Основным природным субстратом, в котором наиболее часто обнаруживается зеараленон является кукуруза. Поражение происходит как в поле, на корню, так и при ее хранении. Высока частота обнаружения зеараленона в комбикормах, а также пшенице и ячмене, овсе. Среди пищевых продуктов этот токсин был обнаружен в кукурузной муке, хлопьях и кукурузном пиве.

3 .4 Патулин и некоторые другие микотоксины

Микотоксины, продуцируемые микроскопическими грибами рода Penicillium, распространены повсеместно и представляют реальную опасность для здоровья человека. Патулин особо опасный микотоксин, обладающий канцерогенными и мутагенными свойствами. Основными продуцентами патулина являются микроскопические грибы рода Penicillium patulum и Penicillium expansu.

Продуценты патулина поражают в основном фрукты и некоторые овощи, вызывая их гниение. Патулин обнаружен в яблоках, грушах, абрикосах, персиках, вишне, винограде, бананах, клубнике, голубике, бруснике, облепихе, айве, томатах. Наиболее часто патулином поражаются яблоки, где содержание токсина может доходить до 17,5 мг/кг. Интересно, что патулин концентрируется в основном в подгнившей части яблока, в отличие от томатов, где он распределяется равномерно по всей ткани.

Патулин в высоких концентрациях обнаруживается и в продуктах переработки фруктов и овощей: соках, компотах, пюре и джемах. Особенно часто его находят в яблочном соке (0,02 - 0,4 мг/л). Содержание патулина в других видах соков: грушевом, айвовом, виноградном, сливовом, манго - колеблется от 0,005 до 4,5 мг/л. Интересным представляется тот факт, что цитрусовые и некоторые овощные культуры, такие как картофель, лук, редис, редька, баклажаны, цветная капуста, тыква и хрен обладают естественной устойчивостью к заражению грибами - продуцентами патулина.

Среди микотоксинов, продуцируемых микроскопическими грибами рода Penicillium и представляющих серьезную опасность для здоровья человека, необходимо выделить лютеоскирин, циклохлоротин, цитреовиридин и цитринин.

Пособие написано в соответствии с ГОС ВПО РФ, цикл ОПД и рабочей программой дисциплины "Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания" для специальности 260202 - "Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий" направления 260200 «Производство продуктов питания из растительного сырья».

Учебное пособие содержит следующие разделы:

Введение

1. Нормативно-техническая документация в области безопасности пищевых продуктов

2. Классификация чужеродных загрязнителей - ксенобиотиков. Основные пути их поступления в пищевые продукты

3. Вещества окружающей среды химического (антропогенного) происхождения

3.1.Токсичные элементы

3.2. Радионуклиды

3.3. Диоксины и диоксинподобные соединения

3.4. Полициклические ароматические и хлорсодержащие углеводороды

3.5. Упаковочные материалы и тара как источник загрязнения пищи ксенобиотиками

4. Вещества, применяемые в растениеводстве

4.1. Пестициды и их метаболиты

4.2. Нитраты, нитриты и нитрозосоединения

4.3. Регуляторы роста растений

5. Вещества, применяемые в животноводстве

6. Вещества из окружающей среды биологического происхождения

6.1. Микробиологические показатели безопасности сырья и пищевых продуктов

6.2. Микроорганизмы, развивающиеся в пищевой продукции и их метаболиты

6.2.1. Поверхностная микрофлора зерна

6.2.2. Болезни хлеба, вызываемые микроорганизмами и меры их предупреждения

6.2.3. Микотоксины

6.2.4. Особенности зерна, перезимовавшего в поле

6.2.5. Способы повышения безопасности сырья при производстве зернового хлеба

6.2.6. Вредные микроорганизмы кондитерского производства и пути их проникновения

6.2.7. Микробиологическая порча готовой продукции кондитерского производства и меры борьбы с ней

6.2.8. Санитарно-гигиенические режимы по стадиям производства и отделениям

7. Природные компоненты пищи, оказывающие вредное воздействие на организм человека (антиалиментарные факторы)

7.1. Ингибиторы пищеварительных ферментов

7.2. Цианогенные гликозиды

7.3. Лектины

7.4. Алкалоиды

7.5. Антивитамины

7.6. Факторы, снижающие усвоение минеральных веществ

8. Пищевые добавки и контроль за их использованием

9. Генно-модифицированные продукты питания

Термины и определения

Предметный указатель

Библиографический список

В пособии рассматриваются такие вопросы, как обеспечение качества продовольственного сырья и пище-вых продуктов; загрязнение их ксенобиотиками химического и биологиче-ского происхождения, микроорганизмами и их метаболитами; химическими элементами, веществами и соединениями, применяемыми в растение-водстве и животноводстве; радиоактивными веществами и диоксинами; контроль за использованием пищевых добавок; способы детоксикации.

Пособие изложено в девяти главах. Глава первая посвящена вопросам российского законодательства в области пищевых продуктов. В остальных восьми главах материал излагается в логической последовательности по темам: «Классификация чужеродных загрязнителей - ксенобиотиков», «Вещества окружающей среды химического (антропогенного) происхождения», «Вещества, применяемые в растениеводстве», «Вещества, применяемые в животноводстве», «Вещества из окружающей среды биологического происхождения», «Природные компоненты пищи, оказывающие вредное воздействие на организм человека», «Пищевые добавки и контроль за их использованием» и «Генно-модифицированные продукты питания».

Уровень изложения материала соответствует современным достижениям науки в области обеспечения безопасности сырья и пищевых продуктов. При подготовке разделов пособия соблюдаются междисциплинарные связи с такими дисциплинами, как «Неорганическая химия», «Органическая химия», «Физика», «Введение в технологии продуктов питания» и др. Достаточно полно использована имеющаяся литература по изучаемой дисциплине.

Четкое и доступное изложение материала, оформление справочных данных в виде таблиц и рисунков позволит более эффективно использовать данное пособие при самостоятельной подготовке студентов.

Рукопись учебного пособия отвечает современным требованиям подготовки квалифицированных специалистов; может быть полезна студентам, аспирантам, инженерно-техническим работникам пищевой, в частности, хлебопекарной промышленности. Пособие может быть рекомендовано для слушателей системы повышения квалификации и переподготовки кадров.

Библиографическая ссылка

Жаркова И.М., Малютина Т.Н. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2009. – № 1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=856 (дата обращения: 29.04.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

ЛЕКЦИЯ 9

Цель : Сформулировать понятие микотоксинов. Рассмотреть некоторых представителей группы микотоксинов. Изучить методы определения микотоксинов. Рассмотреть микробиологический контроль безопасности пищевых продуктов.

Микротоксины (от греч. mykes – гриб и toxikon – яд) это вторичные метаболиты микроскопических плесневых грибов, обладающие выраженными токсическими свойствами. Высокая опасность микотоксинов выражается в том, что они обладают токсическим эффектом в чрезвычайно малых количествах и способны весьма интенсивно диффундировать в глубь продукта.

Афлатоксины являются представителями наиболее опасной группы микотоксинов, обладающих сильными гепатотоксическими и канцерогенными свойствами. Продуцентами афлатоксинов являются различные штаммы только двух видов аспергилл (Aspergi11us flavus и Aspergi11us parasiticus), которые широко распространены во всем мире. Следует отметить, что токсигенные грибы могут поражать растительные субстраты не только во время хранения, но и в процессе их роста, сбора урожая, транспортирования и переработки.

Семейство афлатоксинов включает четыре основных представителя (афлатоксины В 1 , В 2 , G 1 , G 2), а также более 10 соединений, являющихся производными или метаболитами основной группы (М 1 , М 2 , В 2а, G 2a , GM 1 , Р 1 , Q 1 и др.).

В природных условиях чаще и в наибольших количествах афлатоксины обнаруживаются в арахисе, кукурузе, семенах хлопчатника. Кроме того, в значительных количествах они могут накапливаться в различных орехах, семенах масличных культур, пшенице, ячмене, зернах какао и кофе, а также в кормах для сельскохозяйственных животных.

Следует отметить возможность появления афлатоксинов в продуктах животного происхождения: в молоке, тканях и органах животных, получавших корм, загрязненный афлатоксинами в высоких концентрациях.

Доказано, что коровы экскретируют с молоком от 0,35 до 2-3 % полученного с кормом афлатоксина В 1 в виде высокотоксичного метаболита - афлатоксина М 1. При этом пастеризация молока и процесс высушивания не оказывают существенного влияния на содержание в нем афлатоксина М 1. Афлатоксин М 1 был обнаружен как в цельном, так и в сухом молоке и даже в молочных продуктах, подвергшихся технологической обработке (пастеризация, стерилизация, приготовление творога, йогурта, сыров и т. п.). Так, в процессе получения сыра, из контаминированного молока 50 % афлатоксина М 1 определяется в творожной массе. При получении масла 10 % афлатоксина М 1 переходит в сливки, 75 % остается в снятом молоке.

Афлатоксины слабо растворимы в воде, нерастворимы в неполярных растворителях, но легко растворимы в растворителях средней полярности, таких как хлороформ, метанол и диметилсульфоксид. Они достаточно не стабильны; в химически чистом виде и чувствительны к воздействию воздуха и света. Афлатоксины практически не разрушаются при обычной кулинарной обработке контаминированных пищевых продуктов.

Трихотеценовые микотоксины являются вторичными метаболитами микроскопических, грибов рода Fusarium, которые поражают корма и пищевые продукты, вследствие чего у животных и человека возникает алиментарный токсикоз. Чаще, всего они обнаруживаются в зерне кукурузы, пшеницы и ячменя. Микотоксины этой группы отличаются повсеместным распространением, особенно в странах с умеренным континентальным климатом. Нередко в одном и том же продукте обнаруживают два или более микотоксинов. При проведении обязательной сертификации предусмотрен контроль за содержанием двух представителей этой группы, а именно нормируются дезоксиниваленоли Т-2 токсин.

Дезоксиниваленол (ДОН) - один из распространенных фузариотоксинов - подавляет синтез белка, снижает концентрацию иммуноглобулинов в сыворотке крови, может подавлять репродуктивную систему. Особенно опасным является загрязнение кормов для сельскохозяйственных животных. Так, ДОН вызывает у животных рвоту, снижает потребление корма у поросят. Т-2 токсин распространен менее широко, но более токсичен, чем ДОН. Т-2 токсин вызывает раздражение, кровоизлияния и некроз в пищеварительном тракте. Острая интоксикация трихотеценами сопровождается поражением органов кроветворения и иммунокомпетентных органов. Характерны развитие геморрагического синдрома, отказ от корма, рвота.

Зеараленон и его производные также продуцируются микроскопическими грибами рода Fusarium. Основным природным субстратом, в котором наиболее, часто обнаруживается зеараленон, является кукуруза. Грибы рода Fusarium graminеаrum часто поражают кукурузу в поле на корню и являются причиной гнили початков и стеблей. Контаминация кукурузы зеараленоном может происходить и при хранении. Высока частота обнаружения зеараленона в комбикормах, а также в пшенице, ячмене и овсе. Среди пищевых продуктов этот токсин был обнаружен в кукурузной муке, хлопьях и кукурузном пиве.

Зеараленон обладает выраженным эстрогенным и тератогенным действием и представляет серьезную проблему для животноводства во многих странах, а способность этого микотоксина накапливаться в тканях сельскохозяйственных животных делает его потенциально опасным для здоровья человека. Загрязнение кормов зеараленоном вызывает снижение плодовитости, аборты, бесплодие и воспалительные заболевания у свиней, коров, домашней птицы и кроликов. Несмотря на это, некоторые производные зеараленона до последнего времени использовались в качестве стимуляторов роста животных и достаточно широко производились промышленностью.

Патулин - особо опасный микотоксин, обладающий канцерогенными и мутагенными свойствами. Основными продуцентами патулина являются микроскопические грибы Penicillium patulum и Penicillium ехраnsum. Продуценты патулина поражают в основном фрукты и некоторые овощи, вызывая их гниение. Патулин обнаружен в яблоках, грушах, абрикосах, персиках, вишне, винограде, бананах, патулин,клубнике, голубике, бруснике, облепихе, айве, томатах. Наиболее часто патулином поражаются яблоки, где содержание токсина может доходить до 17,5 мг/кг. Следует отметить, что патулин обнаруживают не только в подгнившей части фруктов и овощей, но и в нормальной. Например, в томатах патулин распределяется равномерно по всей ткани.

Контроль за содержанием микотоксинов является обязательным при проведении сертификации продовольственного сырья и пищевых продуктов. В России приняты санитарно-гигиенические нормативы по содержанию микотоксинов в продуктах питания, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

Допустимые уровни содержания микотоксинов в отдельных группах пищевых продуктов

ТЕМА: ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ МИКОТОКСИНАМИ

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	ТЕМА: ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ МИКОТОКСИНАМИ
Рубрика (тематическая категория)	Радио

ЛЕКЦИЯ 9

Афлатоксины являются представителями наиболее опасной группы микотоксинов, обладающих сильными гепатотоксическими и канцерогенными свойствами. Продуцентами афлатоксинов являются различные штаммы только двух видов аспергилл (Aspergi11us flavus и Aspergi11us parasiticus), которые широко распространены во всем мире. Следует отметить, что токсигенные грибы могут поражать растительные субстраты не только во время хранения, но и в процессе их роста͵ сбора урожая, транспортирования и переработки.

Семейство афлатоксинов включает четыре базовых представителя (афлатоксины В 1 , В 2 , G 1 , G 2), а также более 10 соединений, являющихся производными или метаболитами основной группы (М 1 , М 2 , В 2а, G 2a , GM 1 , Р 1 , Q 1 и др.).

В природных условиях чаще и в наибольших количествах афлатоксины обнаруживаются в арахисе, кукурузе, семенах хлопчатника. Вместе с тем, в значительных количествах они могут накапливаться в различных орехах, семенах масличных культур, пшенице, ячмене, зернах какао и кофе, а также в кормах для сельскохозяйственных животных.

Доказано, что коровы экскретируют с молоком от 0,35 до 2-3 % полученного с кормом афлатоксина В 1 в виде высокотоксичного метаболита - афлатоксина М 1. При этом пастеризация молока и процесс высушивания не оказывают существенного влияния на содержание в нем афлатоксина М 1. Афлатоксин М 1 был обнаружен как в цельном, так и в сухом молоке и даже в молочных продуктах, подвергшихся технологической обработке (пастеризация, стерилизация, приготовление творога, йогурта͵ сыров и т. п.). Так, в процессе получения сыра, из контаминированного молока 50 % афлатоксина М 1 определяется в творожной массе. При получении масла 10 % афлатоксина М 1 переходит в сливки, 75 % остается в снятом молоке.

Афлатоксины слабо растворимы в воде, нерастворимы в неполярных растворителях, но легко растворимы в растворителях средней полярности, таких как хлороформ, метанол и диметилсульфоксид. Οʜᴎ достаточно не стабильны; в химически чистом виде и чувствительны к воздействию воздуха и света. Афлатоксины практически не разрушаются при обычной кулинарной обработке контаминированных пищевых продуктов.

Зеараленон и его производные также продуцируются микроскопическими грибами рода Fusarium. Основным природным субстратом, в котором наиболее, часто обнаруживается зеараленон, является кукуруза. Грибы рода Fusarium graminеаrum часто поражают кукурузу в поле на корню и являются причиной гнили початков и стеблей. Контаминация кукурузы зеараленоном может происходить и при хранении. Высока частота обнаружения зеараленона в комбикормах, а также в пшенице, ячмене и овсе. Среди пищевых продуктов данный токсин был обнаружен в кукурузной муке, хлопьях и кукурузном пиве.

Патулин - особо опасный микотоксин, обладающий канцерогенными и мутагенными свойствами. Основными продуцентами патулина являются микроскопические грибы Penicillium patulum и Penicillium ехраnsum. Продуценты патулина поражают в основном фрукты и некоторые овощи, вызывая их гниение. Патулин обнаружен в яблоках, грушах, абрикосах, персиках, вишне, винограде, бананах, патулин,клубнике, голубике, бруснике, облепихе, айве, томатах. Наиболее часто патулином поражаются яблоки, где содержание токсина может доходить до 17,5 мг/кᴦ. Следует отметить, что патулин обнаруживают не только в подгнившей части фруктов и овощей, но и в нормальной. К примеру, в томатах патулин распределяется равномерно по всей ткани.

Таблица 1

Допустимые уровни содержания микотоксинов в отдельных группах пищевых продуктов

Группа продуктов	Микотоксины	Максимально допустимый уровень, мг/кг
Мясо и мясные продукты, яйца и яйцепродукты	Афлатоксин В 1	0,005
Молоко и молочные продукты	Микотоксин В 1 Афлатоксин В, (сырье для детских и диетических продуктов) Афлатоксин М 1	Не допускается Не более 0,001 Не более 0,0005
Хлебобулочные и мукомольно-крупяные изделия	Афлатоксины Зеараленон Т-2 токсин (дополнительно к зерновым, крупам, муке) Дезоксиниваленол(дополнительно к зерновым, крупам, муке, хлебобулочным изделиям) Дезоксиниваленол (пшеница твердых и сильных сортов)	0,005 1,0 0,1 0,5 1,0
Кондитерские изделия: сахаристые, конфеты и подобные изделия, какао, какао-порошок, шоколад, кофе	Афлатоксин В 1 Зеараленон (дополнительно к орехам) Для печенья регламентируются по сырью	0,005 1,0
Плодово-овощная продукция: свежие и свежемороженные овощи и картофель, фрукты и виноград, ягоды	Патулин Афлатоксин В 1 (дополнительно для чая, овощных, фруктовых соков и пюре)	0,05 0,005
Жировые продукты: масло растительное, маргарин, масло коровье	Афлатоксин В 1 Зеараленон Микотоксин В 1 Афлатоксин В 1 (сырье для детских и диетических продуктов) Афлатоксин М 1	0,005 1,0 Не допускается Не более 0,001 0,0005
Напитки и продукты брожения (пиво, вино, водка и другие спиртные напитки)	Микотоксины регламентируются в сырье
Другие продукты: изоляты и концентраты белка	афлатоксин В 1 зеараленон	0,005 1,0
казеин	афлатоксин В 1 (сырье для детских и диетических продуктов)	Не более 0,001
отруби пшеничные	афлатоксин М 1 афлатоксин В 1 зеараленон Т-2 токсин дезоксиниваленон	0,0005 0,005 1,0 0,1 1,0

Система мер профилактики микотоксикозов включает санитарно-микологический анализ пищевых продуктов (рис. 1).

Вместе с тем, большое внимание уделяется изысканию способов деконтаминации и детоксикации сырья и пищевых продуктов, загрязненных микотоксинами. С этой целью используют механические, физические и химические методы: 1) механические - отделение загрязненного материала вручную или с помощью электронно-калориметрических сортировщиков; 2) физические - термическая обработка, облучение ультрафиолетовой радиацией; 3) химические - обработка растворами окислителей, сильных кислот и оснований.

При этом применение механических и физических методов очистки не дает высокого эффекта͵ химические методы приводят к разрушению не только микотоксинов, но и полезных нутриентов, а также к нарушению их всасывания.

ТЕМА: ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ МИКОТОКСИНАМИ - понятие и виды. Классификация и особенности категории "ТЕМА: ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ МИКОТОКСИНАМИ" 2017, 2018.