Загрязняющие вещества в продуктах питания

Загрязняющие вещества в продуктах питания.

Цель работы: познакомиться с загрязнителями продуктов питания.

Теоретическая часть.

Загрязнение окружающей среды может нанести вред организму человека или других обитателей нашей планеты различными путями, один из них - через продукты питания. Поэтому как исходные продукты, так и готовые продукты питания должны подвергнуться анализу на содержание вредных веществ, чтобы качество этих продуктов не вызывало сомнений. Существуют многочисленные примеры того, как токсины самыми разнообразными путями проникают в продукты питания.

Нитраты и нитриты. Уже в процессе выращивания растений при чрезмерном внесении азотсодержащих удобрений нитраты могут накапливаться в растениях и через них попадать в организм. К числу растений, особенно склонных к накоплению нитратов, относятся сахарная свекла (особенно листья), шпинат, морковь (особенно плоды), салат и капуста. Проникая вместе пищей, нитраты_микробиологически восстанавливаются до нитритов, в результате в крови образуются нитрозил-ионы. Они окисляют железо, входящее в состав гемоглобина, что приводит к возникновению кислородной недостаточности, вызывающей цианоз (синюху). При окислении в гемоглобине 60-80% железа наступает смерть. Особенно чувствительно на нитрозил-ионы реагируют грудные младенцы в первые недели своей жизни, к тому же шпинат и морковь являются важнейшими компонентами детского питания. 
У взрослых организм не так остро реагирует на присутствие нитратов и нитритов. Тем не менее и взрослые 
должны избегать чрезмерных количеств нитратов и нитритов. Нитриты расширяют сосуды и образуют в кислой 
среде желудка азотистую кислоту и нитрозамины, обладающие мутагенным действием: 
Rl        +Н+ RI

NH + N02 N – N= О

R2 -Н2O R2

К тому же нитраты и нитриты вызывают острые отравления, нарушение обмена веществ, аллергию, нервные расстройства, злокачественные новообразования. В Европе и Америке появился необычный недуг и на его счету уже немало жертв. Речь идёт о так называемой хот-договой головной боли. Оказывается, в горячих бутербродах, которыми иностранцы часто перекусывают на скорую руку, содержится рекордное число нитритов, которые и вызывают неприятные ощущения. Отнеситесь с подозрением к блюдам и напиткам, в состав которых входят особые органические соединения - так называемые биогенные амины (самый «злостный» из них - небезызвестный жертвам мигрени тирамин). Организм сам вырабатывает их для своих нужд в процессе обмена веществ. Однако всё хорошо, как известно, в меру. При «переборе» биогенных аминов в пище кровь насыщается ими больше чем нужно, а сосуды головного мозга' начинают вести себя необычно: сначала сужаются, затем расширяются, отзываясь пульсирующей болью. Потенциальными источниками страданий являются: сыр, уксус и содержащие его приправы, маринады, горчица, кетчуп, майонез, субпродукты, свинина и любая жирная нища, копчёные мясо и рыба, шпинат, лук, фасоль, соя, помидоры, сельдерей, цитрусовые, сливы, ананасы, авокадо, орехи, сливки, сметана, шоколад, какао.

Откажитесь от продуктов, содержащих нитриты, которые добавляют в мясные изделия, чтобы придать им тонкий вкус и аппетитный бледнорозовый цвет. Это вещество расширяет сосуды мозга, лица и внутренних органов у особо восприимчивых людей. Через 30 минут после еды. содержащей эту добавку, человек густо краснеет и начинает жаловаться на пульсирующую боль в висках. Аналогичные ощущения после приёма нитроглицерина, который помогает при сердечном приступе В каких продуктах возможно содержание красителя-нитрита? Это ветчина фабричного производства, солонина, бекон, всевозможные бит-маки, гамбургеры и хот-доги, салями, копчёная колбаса и рыба.

Некоторые растения, например, клубника не накапливают нитраты. Зелёный чай способен нейтрализовать нитраты, содержащиеся в организме.

Тяжелые металлы. К тяжелым металлам относятся химические элементы с относительной плотностьк: более 5 г/смЗ. Таких элементов более сорока. К наиболее опасным из них относятся ртуть, свинец, кадмий, кобальт, никель, цинк, олово, сурьма, медь, молибден, ванадий, мышьяк. Попадают металлы в биосферу при высокотемпературных технологических процессах (металлургии, сжигании топлива, обжиге цемента и др.) в виде газов, и аэрозолей (возгонка металлов), пылевидных частиц и жидком виде (технологические сточные воды). Они способны мигрировать в окружающей среде и попадать в растения. В глобальных масштабах происходит процесс, называемый сегодня «металлическим прессом на биосферу».

Остро стоит проблема загрязнения окружающей среды свинцовыми соединениями (РЬ) из-за применения этилированного бензина в двигателях внутреннего сгорания в автомобилях. При этом растения собирают больше свинца с помощью листьев, чем с помощью корневой системы. Свинец и его соединение используется в промышленности для изготовления некоторых сплавов, аккумуляторов, химическое аппаратуры, защитных средств от ионизирующего излучения, в производстве хрусталя, в качестве красок (свинцовые белила), глазури для гончарных изделий и пр. Возможно отравление свинцом в быту при употреблении пищевых продуктов, хранящихся в посуде покрытой изнутри свинцовой глазурью, при употреблении консервов, хранящихся в банках с добавлением свинца. Попадая в организм, свинец накапливается во многих органах и тканях, создавая депо: большая часть его накапливается в костях, вытесняя соли кальция из костной ткани; он депонируется в мышцах, печени, почках, селезёнке, головном мозге, сердце и лимфатических узлах. Из депо свинец выделяется медленно, иногда в течение нескольких лет после прекращения контакта с ним. Для свинцовой интоксикации характерна так называемая «свинцовая колика», характеризующаяся резким спазмом сосудов, повышением артериального давления, спастико-атоническими явлениями в кишечнике, появлением судорожных припадков, характерным также является развитие гипохромной анемии.

Ртуть (Нg), в отличие от свинца, который попадает в организм человека по цепи питания от растительной пищи через печень и почки жвачных животных, в основном накапливается в организмах рыб г моллюсков, а также в печени и почках млекопитающих. Так, в 1953 г. в Японии у 121 жителя побережья в бухте Минамата было обнаружено заболевание, сопровождающееся ломотой в суставах, нарушением слуха и зрения. Это заболевание, вошедшее в литературу под названием «болезнь Минамата», закончилось смертью почти для трети больных. Интенсивное расследование установило, что на ацетиленовом производстве ртутные отходы сбрасывались в реку, впадающую в бухту Минамата. Ртуть, о чём первоначально не подозревали микробиологическим путём превращалась в метилртутъ, которая через планктон, моллюсков и рыб в конце концов попадала на стол. В этом цикле ртуть постепенно концентрировалась и в конце цепи, дойдя до человека, достигала токсичной концентрации. Клиническая картина связана с необратимыми изменениями в нервной системе вплоть до летальных исходов. Такого рода кумуляция возможна тогда, когда токсин поступает в организм быстрее, чем выводится из организма. Биологический период полувыведения ртути составляет для большинства тканей организма человека 70-80 дней.

Кадмий (Сd) попадает в цепь питания за счёт того, что он может замещать цинк в цинкосодержащих ферментах (гидроксилазах). После этого фермент становится неактивным, а организмы, в которые попадает кадмий, могут служить пищей для других организмов, таким образом, кадмий внедряется в цепь питания. Растения и грибы поглощают до 70% кадмия из почвы и 30% из воздуха. Кадмий попадает в организм человека с растительной, мясной (потроха) пищей и съедобными грибами. Воздействие кадмия на организм приводит к нарушению работы почек и вызывает необратимые изменения в скелете. Кадмий представляет собой один из самых опасных токсикантов среды. Он опасен в любой форме - доза 30-40 мг может оказаться смертельной. Поскольку кадмий ядовит в малой дозе, то даже питьё лимонада из сосудов материал которых содержит кадмий, чревато опасностью. Из-за того, что однажды поглощённое количестве кадмия выводится из человеческого организма чрезвычайно медленно (0,1% в сутки), легко может произойти хроническое отравление организма.

Самые ранние симптомы - поражение почек, нервной системы, половых органов. Позднее возникают острые костные боли в спине и ногах. Типично также нарушение функции лёгких. Болезнь, возникающая  при отравлении кадмием называется итаи-итаи, выражается в болезненном скручивании костей, анемии и почечной недостаточности. Аккумуляцию кадмия в организме тормозит достаточное количество железа в крови, а большие дозы витамина Д действуют как противоядие при отравлении кадмием. Для кадмия период полувыведения составляет более 10 лет, поэтому даже следам кадмия, если они систематически попадают в организм следует уделять самое серьёзное внимание.

Мышьяк (Аs) является не менее опасным. Помимо острого отравления, характеризующегося появлением металлического вкуса во рту, рвотой, сильными болями в животе, развитием острой сердечнососудистой и почечной недостаточности и появлением судорог, возможны хронические интоксикации. Так, потреблен» воды, содержащей более 0,1 мкг/л мышьяка, вызывает гиперпигментацию, кератоз и даже рак кожи.

В заключение темы о тяжёлых металлах в продуктах питания, следует поговорить о посуде, в которо готовится еда. Речь в данном случае пойдёт о лёгком металле - алюминии. Казалось бы, что может быть безобидней обычной алюминиевой кастрюли. Увы, это заблуждение, которое смогли развеять лишь недавно.

Алюминий (AI), как известно, в воде вызывает слабоумие, а у людей с болезнью почек, конвульсии смерть. Алюминий, высвобожденный из почвы кислотными осадками, может вызвать некоторые формы старческого слабоумия, включая болезни Паркинсона и Альцгеймера. Болезнь Альцгеймера (особенно опасна форма слабоумия) затронула до 3 млн. американцев и является 4-ой по числу смертей в старости.

Но те же процессы происходят и на кухне. Например, сваренные в алюминиевой кастрюле щи образуют с органическими кислотами ядовитые соли со всеми вытекающими отсюда последствиями. «Посуда для бедных», как окрестили алюминиевые кастрюли и сковородки журналисты, делает своё дело. Самой безопасной посудой признана эмалированная посуда и традиционные деревенские чугунки, применяемые ещё нашим бабушками. Вообще, тяжёлые металлы представляют особую опасность для организма вследствие их 
устойчивости и липофильности (взаимодействию с жирами), обуславливающими большой период полувыведения, т.е. время, в течение которого выделяется или разрушается половина усвоенного организмом вещества. Несмотря на единообразные первичные условия протекания биохимических процессов, различные тяжёлые металлы оказывают разное действие на организм, вызывая те или иные симптомы заболеваний, что в первую очередь связано с различиями в характере распределения отдельных металлов в организме. При этом избирательно повреждаются различные органы и ткани. Так, например кадмий преимущественно отлагается в костях, метилртуть - в клетках нервной системы, хром (VI) блокирует многие ферменты печени. Наряду с этими предпочтительными органами, воздействие присутствие тяжёлых металлов можно установить и во многих других тканях.

У растений устойчивость к действию тяжёлых металлов выше, чем у людей и животных. У растений тяжёлые металлы могут отлагаться в клеточных стенках (целлюлоза) или в клеточных вакуолях. В эти случаях тяжёлые металлы становятся физиологически неактивными. Поэтому необходимо обращать особо внимание на содержание тяжёлых металлов в растениях, употребляемых в пищу.

Растения могут нормально развиваться благодаря их специфическому механизму обеззараживания и даже при таких концентрациях тяжелых металлов, которые для человека являются токсичными.

Диоксины. Диоксины недаром называют «химическим СПИДом», они появляются везде, где хлор вступает во взаимодействие с каким-либо органическим соединением.

   Тетрахлордибензолпарадиоксин (2, 3. 7, 8 - ТХДД)

     Тетрахлордибензофуран (2. 3, 7. 8 – ТХДФ).

Диоксины являются типичными и очень стойкими ксенобиотиками, т.е. веществами, неприемлемыми для живых организмов. Они способны проникать в ядра клеток живых организмов, вызывая, с одной стороны, ускоренное разрушение гормонов, витаминов, лекарств и др.. а с другой активацию канцерогенов, нейротоксических ядов и даже превращение многих безвредных соединений в чрезвычайно токсичные. В природной среде диоксины чрезвычайно эффективно переносятся по цепям питания, выносятся в атмосферу, мигрируют в почве и накапливаются в воде. Это способствует поражению аэробных организмов во всех нишах экосистемы и может, при определённых условиях, разрушить экоценоз. Нечто подобное происходит во Вьетнаме, где с 1961 по 1970 гг. армия США под предлогом борьбы с партизанами распылила 57 тыс. т яда «Оранж» для уничтожения растительности. Впоследствии, когда обнаружились массовые необратимые заболевания у участников событий, рождение у них детей-уродов, эти обработки были прекращены. Но, как было установлено, в составе яда выброшено около 170 кг диоксина, который и явился причиной этих бед. До сих пор 10-15% рождающихся во Вьетнаме детей имеют необратимые генные отклонения. Подобные катастрофы были и ранее, но предписывались они воздействию чистого хлора и даже болезнь называлась «Хлоракне»: 1949 г. штат Вирджиния. США, фирма «Нитро» (32 человека умерших): 1953 г. - ФРГ. фирма BACF (55 человек); 1968 г. - Япония, пищевое отравление (24 человека). Самый известный случай - г. Севезо. Италия, июль 1976 г., когда вследствии аварии на фирме, производящей пестициды, пришлось эвакуировать весь город.

Появление диоксинов следует ожидать при сжигании любых полимерных плёнок и материалов, пластиков, техногенной (пропитанной синтетическими клеями, пестицидами и т.п.) древесины, резины и т.д. Очень опасны пожары трансформаторов (горение полихлорвиниловой изоляции) и вагонов (пластики), сжигание мусора, листьев и т.п. отбеливание целлюлозы хлором па бумажных предприятиях и выбросы химических предприятий. Применение хлористых ядохимикатов в сельском хозяйстве при определённых условиях может вызвать поражение растительности и людей диоксинами.

 Избыточное хлорирование воды - важный источник диоксинов в наших домах. Но против этого найдено противоядие: специальные сорбенты, которые удаляют до 85-95% диоксинов, уже внедрены в Уфе и Москве. Диоксины практически не вы водятся из почвы и водной среды. Они чрезвычайно токсичны для человека и животных даже в очень низких концентрациях, могут проникать в грудное молоко. Вызывают поражение почек, печени, подавление иммунной системы, оказывают канцерогенное (злокачественные опухоли), тератогенное (искажение гена) и эмбриотоксичное действие.