Токсические соединения, образующиеся в продуктах питания и организме человека

  Биогенные амины (БА) могут образовываться микроорганизмами, например при ферментативном декарбоксилировании. Произведенные с помощью микробиологической техники продукты питания (например, сыры, пиво) содержат значительное количество БА. При порче продуктов питания в них также может увеличиваться содержание БА вследствие деятельности микроорганизмов. Высокое поступление аминов с продуктами питания при одновременном приеме определенных медикаментов способно повышать кровяное давление, например через тирамин, обычно расщепляющийся в кишечнике с помощью фермента моноаминооксидазы (МАО). МАО может ингибироваться гипотензивными препаратами, антидепрессантами или противотуберкулезными препаратами таким образом, что концентрация тирамина в кишечнике увеличивается. В этом случае всасывается большое количество тирамина, что способствует освобождению норадреналина из симпатических нервных окончаний и повышению кровяного давления Содержание тирамина в продуктах питания составляет в среднем около 50 мкг/г. Однако в некоторых их них (шоколаде, сыре, пиве, вине и квашеной капусте) тирамин содержится в повышенных количествах. Сыр может содержать до 900 мкг/г, а экстракты дрожжей до 2000 мкг/г. Пациентам с высоким кровяным давлением частое употребление этих продуктов питания может быть небезвредно. Подобным же образом такой биогенный амин, как серотонин (содержащийся в бананах, грецких орехах, помидорах), способен также увеличивать кровяное давление. Другой БА — гистамин, находящийся в некоторых сортах вин, где его содержание может достигать 25 мг на литр, способен вступать в соединение с этанолом. Прием значительных количеств гистамина ведет к острой интоксикации у человека, которая выражается сильными головными болями и спазмами гладкой мускулатуры.

Содержание  БА в продуктах питания может  быть снижено промывкой водой или сменой консервирующей жидкости.

Консерванты и  антиокислители

Антиоксиданты (антиокислители, консерванты) - ингибиторы окисления, природные или синтетические вещества, способные замедлять окисление (рассматриваются преимущественно в контексте окисления органических соединений). Консерванты воздействуют, прежде всего, на микроорганизмы. Но в желудочно-кишечном тракте человека также находятся полезные микроорганизмы (бифидобактерии), которые обитают в толстом кишечнике и, гидролизуя гемицеллюлозы, поставляют в наш организм другие (кроме глюкозы) биологически активные моносахариды. Длительное применение пищевых продуктов с консервантами приводит к угнетению бифидобактерий и способствует развитию у человека дисбактериоза.  
К неорганическим консервантам относят борную кислоту и ее производные. Борная кислота и бораты еще несколько лет назад были разрешены в отдельных странах для консервирования отдельных пищевых продуктов. Консервирующее действие борной кислоты и боратов основывается на нарушении метаболизма фосфатов и интенсивном блокировании декарбоксилирования аминокислот в микроорганизмах. 

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

Бензоат натрия (пищевая добавка Е211) представляет собой соединение бензойной кислоты присутствующей в природе в низкой концентрации в таких продуктах, как чернослив, клюква корица, гвоздика, яблоки. Бензоат натрия является продуктом реакции нейтрализации бензойной кислоты гидроксидом натрия. Вступая в реакцию с аскорбиновой кислотой (витамин С, добавка E300), бензоат натрия может образовывать бензол, являющийся сильным канцерогеном. По данным исследований британского ученого Питера Пайпера , профессора университета Шеффилда, такое соединение может нанести губительное повреждение ДНК в митохондрии, что может служить причиной ряда серьезных заболеваний, таких как нейродегенеративные болезни, цирроз печени, болезнь Паркинсона и пр. Серьезно дискутируется вопрос о влиянии добавки Е211 на гиперактивность детей. Исследования в этой области проводилось Агентством по пищевым стандартам Великобритании в 2007 году. Сейчас ряд зарубежных компаний производителей пищевых продуктов занимается поиском альтернативной замены пищевой добавки Е211.Кроме того, у людей с повышенной чувствительностью кожи, а также у людей страдающих крапивницей или астмой консервант Е211 может вызывать обострение заболеваний и аллергическую реакцию.Как уже было сказано, бензоат натрия зарегистрирован в Европе и мире, как пищевая добавка Е211 и широко применяется в пищевой промышленности в качестве консерванта и усилителя цвета для мясных и рыбных продуктов, сладких газированных напитков, кетчупов, маргаринов, плодово-ягодных изделий, соевых соусов, майонеза и деликатесов, содержащих майонез, пресервов и пр.Наиболее часто пищевая добавка Е211 встречается в таких продуктах: майонез, кетчуп, маргарин, повидло, кондитерские изделия, рыбные консервы и икра, мармелад, фруктовые пасты, безалкогольное пиво и алкогольные напитки с содержанием алкоголя 15% и менее на 200 мг/л, безалкогольные напитки, мясопродукты.

Простейшая ароматическая кислота, C6H5COOH; бесцветные блестящие кристаллы. Впервые выделена возгонкой в  начале 17 в. из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила название. Температура плавления 122°С. Бензойная кислота хорошо растворяется в органических растворителях, в воде — плохо; легко возгоняется; перегоняется с водяным паром. Получают Бензойная кислота окислением толуола азотной или хромовой кислотой, а также декарбоксилированием фталевой кислоты.

Бензойная кислота (Benzoic Acid, E210) — природный  консервант, содержащийся в клюкве и бруснике. Используется при изготовлении напитков, плодово-ягодной продукции, рыбопродуктов. Антимикробное действие основано на подавлении активности ферментов микробных клеток. Препятствует росту дрожжей и бактерий маслянокислого брожения.

В пищевой промышленности добавка  Е210 используется при изготовлении таких продуктов, как соусы, пасты, кетчупы, супы, пюре, пульпы, желе, мармелады, мясная и рыбная продукция, безалкогольные и алкогольные напитки, консервированные овощи и фрукты. По рекомендациям ВОЗ предельно допустимое потребление консерванта Е210 человеком не должно превышать 5 мл/кг. Превышающие это значения концентрации добавки Е210 отрицательно влияют в первую очередь на печень и почки. Бензойная кислота в чистом виде имеет канцерогенный эффект, вызывает аллергические реакции. Опасна для здоровья, может вызывать сыпь и провоцировать приступы астмы.

Влияние тяжелых  металлов на организм человека

В последнее время все острее стоит проблема загрязнения окружающей среды вредными компонентами. К числу этих загрязнителей прежде всего относятся некоторые тяжелые металлы. Было установлено, что основным путем (до 70 %) поступления их в организм человека являются пищевые продукты. Эти исследования убедительно доказали, что неконтролируемое загрязнение пищевых продуктов тяжелыми металлами может вызвать серьезные последствия в организме.

К тяжелым металлам относится группа химических элементов (более 40), обладающих свойствами металлов (в том числе и полуметаллов) и значительным атомным весом, либо плотностью. Основным критерием отнесения элементов к группе тяжелых металлов являются атомный вес, который должен быть выше 50 атомных единиц. К таким элементам относятся например, свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, маоганец, никель, олово, кобальт, ваннадий и др. Это отношение элементов к тяжелым металлам с химической точки зрения. Но с точки зрения медицинской и природоохранной важными характеристиками тяжелых металлов являются биологическая активность и токсичность.

Опасность воздействия тяжелых металлов заключается в том, что они остаются в организме человека навсегда. Хотя, употребление белков (в частности белков молока и белых грибов) способствует выведению их из организма. Из данных о токсичности тяжелых металлов можно сделать вывод о том, увеличение концентрации тяжелых металлов в окружающей среде увеличивает число мутаций, передающихся по наследству. Мутанты подвержены порокам физического и умственного развития. 

Соединения, образующиеся при хранении и переработке  пищевых продуктов

Количество химических реакций, которые  могут протекать при хранении, переработке и приготовлении  пищевых продуктов, бесконечно. При  длительном хранении пищевых продуктов, либо под воздействием высоких температур, основные компоненты продуктов питания (белки, жиры, углеводы, витамины) могут вступать в химические взаимодействие между собой или под воздействием органических кислот - разрушаться. При этом за счет уменьшения содержания сахаров, белков снижается пищевая ценность продуктов питания и увеличивается их загрязненность. Наиболее изученными соединениями являются продукты реакции Майяра. На первой стадии этой реакции происходит взаимодействие сахаров с аминокислотами (например, лизин) с образованием комплексных соединений и дальнейшим их разрушением. В результате образуются такие соединения как ацетальдегид, глицеральдегид, метиоглиоксаль, бензальдегид, фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетон, диацетил, мальтол и многие другие. Вторая стадия меланоидинообразования до конца еще не изучена. Известно, что она включает в себя реакции полимеризации и конденсации карбонильных соединений при участии аминокислот. В пищевых продуктах из всех этих соединений определяется содержание только оксиметилфурфурола. Присутствие оксиметилфурфурола в пищевых продуктах нежелательно по следующим причинам: фурановые производные являются ядами, большие дозы их вызывают судороги и паралич, малые дозы угнетают нервную систему. Максимально допустимое содержание оксиметилфурфурола в пищевых продуктах, главным образом в высокоинвертных сиропах, не должно превышать 100 мг/л продукта. Однако в пчелином меде, поскольку он относится к лечебным продуктам, содержание оксиметилфурфурола по стандарту не должно превышать 25 мг/кг. Многие пищевые продукты подкрашиваются продуктами разрушения сахаров - жженый сахар (коньяк, бренди, кока-кола, пепси-кола, Байкал и др. напитки), в котором обнаруживается высокое содержание оксиметилфурфурола. Однако содержание оксиметилфурфурола в напитках почему-то до сих пор не регламентируется. Биологически активные амины. Пищевые продукты содержат большое количество физиологически активных аминов. Большинство из них - это органические основания с низкой молекулярной массой, которые не представляют опасности для человека, если не употребляются в большом количестве, а также при условии, что катаболические механизмы не имеют генетических отклонений и не ингибируются лекарствами. В пищевых продуктах находятся многие физиологически активные производные гистамина, тирамина и фенетиламина, включая триптамин и его гидроксилированное производное серотонин, которые обнаруживаются в помидорах, бананах, фруктах и фруктовом соке. Эти вещества применяются в качестве нейромедиаторов, однако их потребление с продуктами, вероятно, оказывает незначительное влияние на центральную нервную систему. С другой стороны, при значительном потреблении некоторые естественные амины влияют на центральную нервную систему (действующие как стимуляторы, такие как кофеин, теофиллин и теобромин в кофе и чае; действующие как депрессанты, например, этиловый спирт и диоскорин; тропановые алкалоиды в мясе; как галлюциногены, например, в мускатном орехе). Однако в настоящее время эти соединения не относят к загрязняющим. Окисленные жиры. Химические реакции, протекающие при нагреве жиров и масел, могут привести к образованию различных гидрокси-, эпокси - и пероксисоединений, причем некоторые из них, предположительно, отличаются токсичностью из-за высокой реактивности по отношению к составным частям клеток организма человека. Проведенные исследования на животных не выявили до сих пор канцерогенного действия этих соединений, но вопрос об опасности для человека остается открытым из-за неполноты наших знаний о химических и биологических свойствах многих продуктов окисления липидов. Нитрозамины. Нитриты, которые появляются в рационе питания человека из-за распространенности в природе или преднамеренного добавления, при определенных условиях могут реагировать с вторичными аминами и образовывать нитрозамины. Нитрозамины для организма человека являются канцерогенами, то есть веществами, вызывающими раковые заболевания. Нитрозирование происходит при жарении бекона нитритного посола, а также в пищеварительном тракте. В качестве источников нитрозаминов называют следующие продукты: копченую колбасу, жареный бекон, ветчину, салями, сыровяленные колбасы, копченую сельдь и другую рыбу, сыр, молоко, муку, пшеницу и грибы. Кроме того, нитрозамины обнаружены в последнее время в пиве и виски

КОРОТКО О ГЛАВНОМ

1.Пища наряду с основными  пищевыми веществами, источниками  энергии, а также микронутриентами может содержать различные по химической структуре соединения, не имеющие пищевой ценности, и, более того, вредные вещества, представляющие опасность для здоровья человека.

2. Реальную опасность представляют  природные контаминаты биологического происхождения, вещества специфичные для определенного вида продуктов растительного и животного происхождения - ингибиторы пищеварительных ферментов, цианогенные гликозиды, алкалоиды, антивитамины, вещества, нарушающие усвоение минеральных веществ, алкоголь и яды белково-пептидной природы.

Список литературы:

1. Медицинская экология: учеб. пособие / А. Н. Стожаров. – Минск: Выш.шк., 2007. – 368 с.
2. Интернет ресурс: www. add.futuris.by – режим доступа: 03.11.2013
3. Интернет ресурс: www. medkurs.ru – режим доступа: 02.11.2013
4. Интернет ресурс: www.naucheba.ru – режим доступа: 02.11.2013
5. Интернет ресурс: www. valeologija.ru – режим доступа: 03.11.2013