Токсикологія харчових продуктів і продовольчої сировини

Токсикологія харчових продуктів і продовольчої сировини.

Вступ

У сфері харчування на початку 60-х рр. XX ст. виник  науково-практичний нап-рямок, - броматологія, до компетенції якого належало вивчення продовольчої сировини, харчових продуктів та допоміжних матеріалів, що використовуються для отримання продовольчих товарів. В наслідок змін у харчовій системі в роз-

винених країнах почали використовувати таку термінологію: продовольча сиро-вина –  це продукція рослинного, тваринного, мінерального або  біотехнологіч-ного походження, яка використовується для виробництва харчових продуктів; харчовий продукт — будь-який продукт у натуральному вигляді або після від-повідної обробки, що вживається людиною як їжа та пиття.  Значення бромато-логії у сучасних умовах глобалізації харчування постійно підвищується, адже вона вирішує одне з найбільш соціальних питань сучасності — забезпечення населення планети якісними та безпечними харчовими продуктами. Адже їжа є одним з найважливіших чинників довкілля, що впливає на стан здоров'я, праце-здатність, розумовий і фізичний розвиток, а також на тривалість життя людини. Стабільний настрій, висока розумова і фізична працездатність, повноцінний сон, гармонійна фігура і хороша шкіра — результат правильного харчування! Зв'язок харчування і здоров'я був помічений ще в давнину. Люди бачили, що від неправильного харчування діти погано ростуть і розвиваються, дорослі хворі-ють, швидко стомлюються, погано працюють і гинуть. На користь правильного харчування красномовно свідчать деякі історичні факти: В XVII столітті адмі-рал англійського флоту в битвах з іспанською флотилією не втратив жодного солдата, а від цинги, що спалахнула на кораблях, у нього загинуло 800 чоловік з 1000. Відсутність вітамінів в їжі виявилася небезпечніше ворогів. Після  заве-зення цукру, борошна і консервів на Алеутські острови в 1912 році, у дітей по-ширився карієс зубів і вже у 1924 році майже усе молоде населення Алеут, яке вживало завезену їжу, страждало від карієсу.

 Якість та склад продуктів харчування мають провідне значення у житті людини. Для нормальної життєдіяльності людини необхідний повноцінний набір продуктів харчування з врахуванням її індивідуальних особливостей, характеру і інтенсивності роботи та умов проживання. Цей набір повинен включати в оптимальному співвідношенні всі необхідні для людини компоненти: білки рослинного та тваринного походження, жири, вуглеводи, вітаміни, мікроелементи тощо. Недостатня чи надмірна кількість продуктів харчування, які споживає людина, значні перекоси в необхідному співвідношенні їх компонентів та зловживання деякими продуктами завжди ведуть до негативних змін в здоров’ї та стані людини. Але, навіть за умов виконання науково обґрунтованих рекомендацій з складу продуктів та режиму харчування, людина не завжди захищена від негативної дії забруднених продуктів харчування і продуктів, для яких перевищені допустимі терміни чи порушені режими зберігання.

Здоров’я і їжа тісно пов’язані. Кожна людина може вільно, на  власний розсуд, приймати рішення щодо можливості споживання тих чи інших продуктів.

                                Розділ І. Досягнення харчової токсикології

В останні 20 років харчова токсикологія характеризується виключно високими темпами накопичення фактичного матеріалу. Це зумовлено не тільки всезрос-таючою кількістю нових хімічних сполук, які виробляє світова промисловість і які з різних причин потрапляють до харчових продуктів, а й з відкриттям ток-сичності природних харчових продуктів.

                                 1.1 Харчові токсини рослинного походження  

До 80-х років XX ст. розвиток харчової токсикології базувався на беззастереж-ному  уявленні, що доброякісні харчові продукти, одержані з незабрудненої на-туральної сировини, особливо рослинного походження, і які традиційно вжи-вають у їжу є нетоксичними для людини. Адже всі продукти рослинного поход-ження містять так звані продукти вторинного обміну рослин, до яких віднося-ться глікозиди, алкалоїди, флавоноїди, терпеноїди, органічні кислоти. Вивчення складної і тонко організованої взаємодії між рослинами і тваринами призвело до відкриття, що присутність в рослинах токсичних продуктів вторинного обміну слугує способом їх захисту від вторгнення інших рослин у зону їх зростання, попереджає поїдання їх тваринами. 3'ясувалось, що рослини створюють навколо себе зони токсичності, гальмуючи в їх межах розвиток інших рослин. Таке явище одержало назву алелопатії. Тепер доведено, що синтез токсинів спостерігається у багатьох культурних рослин як зернових (пшениця, овес), так і овочевих (огірки, помідори та інші). Іноді харчові продукти рослинного походження можуть накопичувати токсичні речовини в концентраціях, які викликають специфічні отруєння — харчові токсикози. Так, алкалоїд картоплі соланін, присутній в усіх її сортах,  накопичується в ній у разі позеленіння бульб під дією сонячних променів або внаслідок її пророщення і викликає навіть смертельні отруєння. Відома пряма токсична дія сполук, близьких за будовою до амінокислот, (3,4-дигідроксифенілаланін), який пригнічує активність ферменту тирозинази, необхідного для синтезу амінокислоти тирозину. Тепер відомо близько 300 таких токсичних азотовмісних сполук у рослинних продуктах, особливо поширених серед бобових.

Давно відома токсична дія ціаногенних глікозидів, які містяться в ядрах кісточ-кових плодів. У літературі описані випадки отруєнь при вживанні ядер абрикос, вишень та слив, а також наливок, які протягом кількох років настоювались ра-зом з кісточками і накопичили значну кількість синильної кислоти. Ряд продук-тів рослинного походження містять токсичні білки (рицин), інгібітори трипсину в бобових та ін. Близько 40 видів рослинних продуктів містять так звані фіто естрогени (соєві боби, морква, капуста, горох, рис, соняшникова олія та ін.) Надходження до організму сполук  естрогенної будови  може сприяти виникненню гормональних реакцій, впливаючи навіть на репродуктивну функцію людини. Відомі випадки порушення менструального циклу в жінок при вживанні часнику, ячменю, кави, насіння соняшника, петрушки,  картоплі.  

У кінці ХХ століття в продуктах рослинного походження відкрито багато ток-сичних сполук, які відносяться до класу фенолів або похідних вуглеводів від-носно простої будови. Описана токсичність щавлевої кислоти, що міститься в щавлі, шпинаті, салаті, ревені, баклажанах. Вважають, що щавлева кислота га-льмує кінцевий етап процесу тканинного дихання в дихальному ланцюзі,  інгібіруючи фермент сукцинатдегідрогеназу. Пряму небезпеку становлять рослини, які містять понад 10% щавлевої кислоти на суху масу. У кінці XX ст. відкрито, що ряд продуктів містять пресорні аміни, які сприяють підвищенню артеріального тиску крові. Такі продукти як петрушка, морква, мускатний горіх містять галюциноген міристицин. Тривале вживання кави, яка містить кофеїн, викликає підвищення артеріального тиску. Виявлена залежність організму людини від вживання кофеїну. Недавно відкрито, що синдром відміни кофеїну має мігренеподібну симптоматику з розвитком головного болю, нудоти, блювання, а також епілептоїдних реакцій, тривожно-панічних порушень та так званого "почуття стресу".

                              1.2. Харчові токсини хімічного походження  

Розвиток харчової токсикології пов'язаний також із всезростаючою кількістю нових потенційно небезпечних хімічних сполук, які виробляє для господарчих потреб промисловість. У наш час загальна кількість відомих людині хімічних речовин сягає 6 мільйонів, багато з них різними шляхами потрапляють до хар-чових продуктів (пестициди, нітрати, нітрити, токсичні елементи, антибіотики, гормони, харчові добавки та ін.). Якщо вважати, що отруєння будь-якою хіміч-ною речовиною (етіологічний фактор) являє собою нозологічну одиницю, то виявляється, що за числом таких харчових токсикозів наука про харчування переважає усі інші класи та групи захворювань, не випадково останнім часом почали широко вживати термін "хімічна патологія продуктів" , який підкреслює не тільки значимість і поширеність харчових токсикозів хімічного походження, а й що особливо важливо, поєднання харчової токсикології та патофізіології в підході до вивчення патологічного процесу, викликаного хімічними токсич-ними агентами. У зв'язку з цим особливу актуальність становлять методологіч-ні проблеми харчової токсикології, розробка теорії, яка б дозволила з позицій загальної патології розглядати механізми дії токсичних речовин, що містяться в харчових продуктах.

З поглибленням уявлень про можливі біологічні ефекти хімічних сполук у кінці ХХ ст. сформулювалось нове уявлення про можливі мішені токсичної дії, а ра-зом з ними нові напрями досліджень у харчовій токсикології, зокрема вивчення мутагенної активності харчових продуктів. Тепер відомо понад 200 рослин, які містять сполуки, мутагенні ефекти яких можна порівняти з руйнівної дією такої відомої отруйної речовини як іприт. Це дає можливість ще раз свідчити про по-милковість уявлень щодо безпеки харчових продуктів і добавок рослинного по-ходження.

Розвитку харчової токсикології сприяли значні досягнення в аналітичній хімії, зокрема в хроматографії, що дало змогу виявляти мізерно малі концентрації різних хімічних речовин у складі харчових продуктів. У кінці 50-х років XX ст. світова наука зробила значний крок уперед, у зв’язку з чим дозвільна здатність методів аналітичної хімії збільшилась від десятих частин процента до частин на мільярд, а в деяких випадках навіть до частин на трильйон. Таке суттєве збіль-шення чутливості методів дослідження призвело до виявлення в харчових про-дуктах слідів забруднення, про які до цього часу навіть не підозрювали. Поста-ло питання про значення таких, здавалося б мізерних кількостей, хімічних речо-вин для безпеки харчування. У цей час експертна група з безпеки харчування США заявила, що "вміння вчених перевищило їх здатність інтерпретувати ці результати". Але таке положення речей існувало недовго. Розвиток науки при-вів до висновку, що абсолютно безпечних продуктів у природі не існує, оскіль-ки не існує жодного компонента харчових продуктів, який не був би безпечним для людини. Такий підхід дав змогу сформулювати поняття ризику і його оцін-ку що зумовило необхідність розробки допустимих рівнів шкідливих речовин у харчових продуктах.

                                    Розділ ІІ. Харчові добавки

Харчовими добавками називають групу природних або синтетичних речовин, які спеціально додають до продовольчої сировини, напівфабрикатів або готових продуктів з метою надання їм певних якісних показників.

                             2.1. Характеристика харчових добавок

В кінці XX ст. виробництво харчових добавок стало потужною, постійно зрос-таючою галуззю   виробництва. Щорічно виробництво харчових добавок збіль-шується в країнах Європи — на 2%, в США — на 4,4%, в Азії — на 10—15%.

           Харчові добавки використовуються з метою:

- збереження поживних властивостей харчових продуктів;

- надання харчовим продуктам більш привабливого вигляду;

- збільшення терміну зберігання харчових продуктів;

- полегшення технологічної обробки продовольчої сировини;

- здешевлення та скорочення технологічного процесу.

Кількість харчових добавок, які використовують у харчовому виробництві біль-шості країн світу, досягає 500 найменувань, в США перевищує 1500, в країнах ЄС досягає 1200, в Росії — 415, в ФРГ — 350, в Україні — 221. Крім того, в країнах ЄС дозволено використовувати в харчовому виробництві більш як 400 ароматизаторів та смакових речовин. Радою ЄС розроблена раціональна систе-ма цифрової кодифікації харчових добавок з літерою "Е" (від слова Європа або від англ. — їстівний). Кожній харчовій добавці присвоєно три- або чотиризнач-ний код (у Європі з попередньою літерою "Е"). Коди використовуються у поєд-нанні з назвами функціональних класів, а також відображають групування хар-чових добавок за технологічними ознаками (підкласами).

Розрізняють 30 функціональних класів харчових добавок: барвники, консерван-ти, антиоксиданти, підсолоджувачі, емульгатори, загусники, желюючі речови-ни, стабілізатори, посилювачі смаку, регулятори кислотності (буфери), розпу-шувачі, піногасителі, глазурі, солі — плавителі, поліпшувачі борошна, отвер-джувачі, регулятори вологи, наповнювачі, гази — витискачі (для харчових про-дуктів в аерозольній упаковці), модифіковані крохмалі, речовини для змащення пекарських форм та листів та ін. До початку 90-х років XX ст. вживання харчо-вих добавок в Україні було обмеженим порівняно із зарубіжними країнами Європи та США . Протягом останніх років використання харчових добавок в країні значно збільшилось. В 1994 році, згідно з Постановою Кабінету Мініст-рів, було дозволено використання 194 препаратів, в 2000 році — вже 221.

З розширенням виробництва харчових добавок постійно зменшується асорти-мент харчових продуктів, одержаних без їх використання. Тепер харчовими продуктами, які не містять харчових добавок, є овочі, фрукти (крім цитрусо-вих), рис, мінеральна вода, молоко, яйця, мед, м'ясо, цукор та горілка. Продукти харчування, призначені для харчування новонароджених дітей, також не міс-тять харчових добавок. Усі інші харчові продукти містять певну кількість тих чи інших харчових добавок.

                                 2.2. Токсичність харчових добавок

До досягнень харчової токсикології в ХХ ст. слід віднести  краще розуміння механізмів токсичності хімічних сполук. Як відомо, феномен гострого летального пошкодження асоціюється з порушенням клітинного енергетичного метаболізму. Клітинний і тканинний некроз виникає внаслідок гальмування АТФ-залежних катіонних насосів, які відповідають за підтримання електролі-тного та водного гомеостазу. В результаті натрій і вода акумулюються в межах клітини, викликають розширення клітин, набряк мітохондрій і, в решті решт, припинення процесу дихання мітохондрій і окисного фосфорилювання. Цей феномен цитотоксичності є причиною некроза тканин, який може бути резуль-татом отруєння багатьма чужорідними забруднювачами харчових продуктів хі-мічного походження, зокрема ртуттю, арсеном, ціанідами, нітратами. Усі хар-чові добавки залежно від походження поділяються на три групи: природні, аналоги природних речовин та синтетичні.

Донедавна харчові добавки природного походження вважалися нешкідливими для людини і їм при використанні у виробництві харчових продуктів віддавали перевагу перед синтетичними або аналогами природних речовин.  З токсико-логічної точки зору, харчові добавки, навіть природного походження, не можна вважати абсолютно нешкідливими для здоров'я людей, адже більшість токсич-них речовин — природного походження.

У зв'язку з бурхливим розвитком хімії в кінці XX ст. думка про малу токсич-ність природних сполук поступово змінюється. Тепер їхній токсичності приді-ляється більше уваги. Разом з тим, харчові добавки синтетичного походження й тепер вважають найбільш небезпечними, оскільки це — ксенобіотики, з якими організм людини протягом свого еволюційного розвитку не зустрічався  отже, в його організмі відсутні ферменти, які можуть  перетворити їх на нетоксичні ме-таболіти. Впровадженню нових харчових добавок повинно передувати проведе-ння експериментальних досліджень на тваринах з вивченням загальної токсич-ності, кінетики в організмі, обміну речовин (на гризунах і не гризунах), дослід-ження віддалених наслідків використання харчових добавок на 2—3 поколіннях тварин (ембріонотоксичність, канцерогенність, мутагенність, алергенність), клінічні спостереження на добровольцях, а також  проведення досліджень щодо їх ідентифікації та специфічності.

    2.2.1. Вплив харчових  добавок на діяльність шлунково-кишкового тракту

Харчові добавки пливають на будову та функціональну діяльність шлунково-кишкового тракту. Найбільше відомо про порушення діяльності шлунково-кишкового тракту при вживанні об'ємних та окремих інтенсивних підсолоджу-вачів, а також складних незасвоюваних вуглеводів. Об'ємні підсолоджувачі — сорбіт, ксиліт, мальтіт, лактіт, маніт, ізомальт та інші, в дозі 10—50 мг/кг і біль-ше викликають осмотичну діарею та метеоризм, що пояснюється порушенням процесу осмосу крізь стінку кишок. Кількість підсолоджувача, яка спричиняє осмотичну діарею, залежить від багатьох факторів: виду підсолоджувача, дози, частоти його прийому протягом дня, віку людей, хімічного складу харчових продуктів, які вживались протягом дня. Вживання сахарину викликає гальму-вання активності травних ферментів, які відповідають за проміжний етап гідро-лізу складних вуглеводів, а також активності окремих протеаз та уреаз. Тим са-мим сахарин викликає, очевидно, зменшення гідролізу окремих білків та сечо-вини. В цих умовах можливе накопичення токсичного аміаку в організмі.  Результати досліджень показали, що при вживанні розчинних незасвоюваних полісахаридів збільшується як інтенсивність процесів травлення (підвищення активності травних ферментів), так і тривалість дії на харчові субстрати (подов-ження кишок).  Відомі інші зміни, які виникають при вживанні полісахаридів. Так, вживання карагенану викликає запалення, які завершуються нагноюванням і утворенням абсцесів, а також зміною показників периферійної крові. Важли-вим моментом дослідження полісахаридів є виявлення ступеня їх гідролізу в травному каналі. Можливі три варіанти: повний гідроліз, частковий гідроліз або

відсутність його. Ступінь гідролізу та всмоктування полісахаридів зумовлює 

їхній можливий негативний вплив на організм.

          2.2.2. Вплив харчових добавок на окисні процеси в мітохондріях

Харчові добавки  впливають на окисні процеси в мітохондріях. Процес передачі
електронів у дихальному ланцюзі в системі цитохромів — один із найважливі-ших процесів життєдіяльності організму людини. В дихальному ланцюзі відбу-вається поєднання процесів окислення і фосфорилювання, внаслідок чого утво-рюється АТФ - основна сполука, у високоенергетичних зв'язках якої накопи-чується енергія, яку організм може використовувати для різних цілей. Тому ре-човини, які гальмують процес окислення або роз'єднують процес окислення з фосфорилюванням в мітохондріях, відносяться до найтоксичніших сполук. До-

 ведено, що нітрати характеризуються широким спектром токсичної дії і склад-ною кінетикою в організмі. Але в більшій кількості робіт, присвячених цьому питанню, розглядається, головним чином, один механізм токсичної дії нітратів — утворення. метгемоглобіну. Нітрити — ще більш токсичні речовини. Введення нітриту натрію в дозах, які складають 1/2, 1/4 та 1/8 ЛД50 протягом 14 діб, викликає статистично вірогідне зменшення коефіцієнту дихального контролю, швидкості та коефіцієнту фосфорилювання в мітохондріях печінки як дорослих, так і новонароджених щурів. При цьому у новонароджених щуренят встановлена чітка залежність порушень функціональної активності мітохондрій від дози нітриту натрію, тоді як у дорослих тварин такої чіткої залежності не виявлено. Отже, при дії нітритів, які використовують у ковбасному виробництві як харчову добавку, змінюється не тільки склад і функції гемоглобіну, а й зменшується функціональна активність мітохондрій, що приводить до дефіциту в тканинах макроенергетичних сполук.

 На окисні процеси в мітохондріях негативно впливають також окремі інтенсив-ні підсолоджувачі. Доведено що введення щурам сахаролу протягом 5 місяців у дозах, що перевищують "нормальні" у 10 та 50 разів, викликає ефект зменшен-ня спряження окиснення сукцинату з фосфорилюванням в мітохондріях печінки внаслідок значного збільшення швидкості дихання у метаболічному стані. Одержані дані узгоджуються з наслідками досліджень зарубіжних авторів, які в дослідах показали, що натуральні продукти із стевії негативно впливають на окисне фосфорилювання та активність дихальних ферментів. Разом з тим, віт-чизняний аналог ацесульфаму К-отизон у всіх використаних дозах (80 та 160 мг/кг маси тіла протягом 6 місяців) не впливав на показники окисного фосфо-рилювання, що дозволило використовувати ацесульфам-К як харчову добавку в Україні.

          2.2.3. Вплив харчових добавок на інші процеси в організмі

Окремі харчові добавки можуть негативно впливати на проникність судин та
елементи крові. Так, борна кислота та її солі (борати) спричиняють появу ане-мії, дерматитів. Крім того, ця кислота є антагоністом вітаміну В6. Експертна рада ФАО/ВООЗ із харчових добавок вважає, що використання борної кислоти і бури для консервування небезпечно у зв'язку з їх токсичними властивостями, тому ці харчові добавки використовуються лише для консервування риб'ячої ікри. Гемоліз еритроцитів викликають сапоніни, які містяться в екстракті миль-ного кореня. Доведено, що їх токсична дія блокується в поєднанні з білками. тому екстракт мильного кореня використовують тільки у виробництві халви. Широке застосування лакриці, яка містить токсичні сапоніни, про що свідчить  медична практика, зумовлює необхідність обмеження її вживання. Останнім часом запропоновано новий підсолоджувач гліциризин, який є сапоніном, виділеним з екстракту коренів лакриці. З метою вирішення питання про можливість використання гліциризину як підсолоджувача проводяться медико-біологічні дослідження.  

Відомо більше 200 рослин, які містять сполуки, мутагенні ефекти яких можна порівняти з руйнівною дією відомої бойової отруючої речовини — іприту. Звільнення харчового раціону від мутагенних речовин має велике значення. На жаль, окремі харчові добавки мають мутагенну дію. Так, доказана мутагенність консерванта нітрита натрію, який широко використовується у м'ясному вироб-ництві, а також бактеріального інгібітора для вин та соків бісульфіту натрію. Вивчення метаболізму інтенсивного підсолоджувача стевіозиду призвело до ви-явлення його біоперетворення у стевіол — речовину, яка має мутагенну актив-ність при її дослідженні на бактеріях. Якщо біотрансформація стевіозиду у сте-віол має місце і в кишках людини, то стевіол може абсорбуватися у верхній час-тині травного тракту, потрапляти у шлунок і виявляти мутагеннну активність після метаболізму в організмі. Результати експериментальних досліджень доз-воляють також припустити можливість ентеропечінкової циркуляції стевіозиду або його метаболітів.  

Окремі харчові добавки негативно впливають на імунну систему і сприяють розвитку аутоімунних захворювань, тобто відіграють роль імунодепресантів. Так, встановлено, що барвник карамель ІІІ викликає зменшення кількості лім-фоцитів в крові, особливо на фоні В6-гіповітамінозу. Така дія карамелі ІІІ пов'язана з присутністю в її складі 2-ацетил-4/5/-тетрагідроксибутимімідазолу. Крім зменшення кількості лімфоцитів в крові, за цих умов спостерігається та-кож зниження маси вилочкової залози, значне зменшення кількості клітин, які дають позитивну реакцію на різні антигени. Комісія з харчових добавок ЄС рекомендувала країнам ЄС кілька барвників коричневого кольору, близьких до карамелі ІІІ — коричневий НТ, проста карамель, сульфітнолужна карамель, аміачна, сульфатноаміачна карамелі тощо, які можуть за певних умов мати подібну до карамелі ІІІ дію.

Крім барвників коричневого кольору, зміну імунологічних властивостей викли-кають мікробні полісахариди. Встановлено, що мікробні полісахариди здатні осідати на поверхні клітин, а також проникати в середину клітин, що супровод-жується зміною фізико-хімічних, біохімічних та імунологічних властивостей клітинних мембран та самих клітин. Виявлено також підвищений біосинтез іму-ноглобулінів, зрідка — алергічні реакції на введення мікробних полісахаридів в організм. Як свідчать дослідження, окремі мікробні полісахариди зберігають здатність всмоктуватися в кишках і індукувати в організмі імунну відповідь, яка полягає в біосинтезі антитіл, при цьому алергічні реакції виникають значно рідше.   

У 70-х роках ХХ ст. показано, що широке використання глутамату натрію як смакової добавки викликає симптоми "хвороби китайських ресторанів", яка супроводжувалась головним болем, серцебиттям, слабкістю м'язів та порушен-ням пам'яті, а також викликає алергічні реакції. Пізніше було доведено, що до-рослі тварини і дорослі люди стійкі до великих доз глутамату натрію. Швидке засвоєння глутамату натрію перешкоджає накопиченню вільної глютамінової кислоти в плазмі крові і не призводить до небезпеки пошкодження чутливих тканин мозку. Окремі групи людей особливо чутливі до глутамату натрію, але механізм його дії ще не з'ясований. Разом з тим внесення глутамату натрію в раціон новонароджених мишей та щурів з часом викликає в них ожиріння і цук-ровий діабет. Тому глутамат натрію не рекомендується додавати до продуктів, призначених для дитячого харчування. Інтенсивний підсолоджувач аспартам у комбінації з рафінованими вуглеводами впливає на поведінку та настрій людей і тварин. Появу нейротоксичності у аспартаму зв'язують з присутністю в його складі амінокислоти фенілаланіну. Після одноразового вживання цього підсо-лоджувача спостерігали тимчасове порушення спектру амінокислот в крові, що може впливати на обмін білка в клітинах головного мозку. Виходячи з наведе-ного, аспартам не рекомендується вживати хворим на фенілкетонурію. В разі перорального надходження аспартам викликає підвищену стомлюваність, деп-ресію, порушення зору. При його метаболічному перетворенні виникає накопи-чення фенілаланіну в тканинах мозку, що, в свою чергу, приводить до порушен-ня синтезу катехоламінів. Крім того, в ході метаболізму аспартаму в крові нако-пичується метанол. Останнім часом з'явились дані про можливу канцерогенну дію цього підсолоджувача.

Алергенність та псевдоалергенність — один із проявів токсичності харчових добавок. Як відомо, переважна більшість харчових алергенів — це речовини білкової природи. Часто замість терміну "алергенність" вживають поняття "підвищена чутливість" або "псевдоалергія", оскільки харчові алергічні реакції мають інший порівняно з істинною алергією механізм виникнення. Доведено, що використання консервантів бензоатів, азобарвників, окремих синтетичних
барвників — амаранту, індигокарміну, тартразину, пунцового індиготину, діа-мантового чорного підвищує чутливість організму, приводить до появи анафі-лактичної реакції та до виникнення псевдоалергії. Гіперчутливість шкіри та анафілактична реакція зареєстрована при введенні в організм такого мікроб-ного полісахариду як бактеріальний декстрин. Псевдоалергію викликають анти-оксиданти БОА (Е 320) та БОТ (Е 321). В окремих випадках так звана неперено-симість харчових добавок зумовлена нестачею або відсутністю у окремих лю-дей деяких важливих ферментів і неможливістю в цих випадках засвоювати ок-ремі компоненти їжі, наприклад цукор при цукровому діабеті або амінокислоту фенілаланін при фенілкетонурії.

        Розділ ІІІ. Токсикогеноміка  — новий напрямок в токсикології

Все більшого значення набуває удосконалення програми токсиколого-гігієніч-

ного обґрунтування безпечності харчових продуктів. Адже можливий негатив-ний вплив на здоров'я людини не лише забруднювачів харчових продуктів, а й змінених характеристик самих продуктів харчування. Як відомо, дотепер тради-ційна харчова токсикологія базується на дослідженні значень обмеженої кіль-кості фізіологічних, біохімічних та гігієнічних показників в умовах дії спожитої дози токсиканта. На підставі їх аналізу встановлюється недіюча доза та форму-ється уявлення про механізм токсичної дії. Разом з тим сформувалось уявлення, що кожний патологічний процес є, по суті, результатом порушення генетичної регуляції.  Нещодавно успішно завершена програма розшифрування геному лю-дини — встановлена послідовність нуклеотидів у ДНК. Геном людини містить понад 30 тисяч генів. Це значне досягнення стимулювало розвиток нового нап-ряму в токсикології — токсикогеноміки, яка вивчає токсичні властивості хіміч-них сполук та механізми їх дії на основі дослідження прямих змін експресії генів. Останнім часом розроблені ефективні технології, які дають можливість з винятковою швидкістю і точністю одночасно отримати інформацію щодо рівнів експресії тисяч генів. Вже відомі десятки схем експресії генів у відповідь на дію окремих токсичних речовин та розробляються відповідні бази даних. Отже, отриманий новий чутливий і точний інструмент ідентифікації дії токсиканта. Оскільки генетичний рівень реакції є більш чутливим, ніж фізіологічний, і пот-ребує менше часу, то впровадження методів токсикогеноміки буде сприяти вне-сенню корективів у традиційні методи класичної харчової токсикології.

М.Г. Проданчук  вважає, що методи токсикогеноміки для оцінки безпечності харчових продуктів — це не тільки потужний механізм визначення індивідуаль-ної чутливості до дії харчових речовин чи забруднювачів, адже однакова генно-експресорна відповідь на дію хімічної сполуки для різного генотипу буде мати різні наслідки — це можливість дослідження субтоксичної дії подій, що приз-водять до розбалансування геному та зумовлюють зміни реактивності організ-му у відповідь на дію інших додаткових чинників. Все це дає можливість вста-новлення індивідуалізованих механізмів розвитку патологічних процесів (алер-генних реакцій, канцерогенезу та ін.) на більш високому рівні чутливості.

У кінці XX ст. отримано більш як 300 генетично модифікованих продуктів. Для їх токсиколого-гігієнічної оцінки вчені використовують концепцію еквівалент-ності, згідно з якою оцінка ґрунтується на порівнянні генетично модифікованої рослини із своїм аналогом, створеним звичайним шляхом. Концепція   еквіва-ленттності піддається справедливій критиці. У разі її використання для оцінки генетично модифікованих продуктів виникає кілька ще невирішених проблем. Серед них визначення токсичних властивостей модифікованих білків, вивчення їх біодоступності, можливість генної передачі до організмів інших видів, мож-ливість незапланованих ефектів від дії нової генетичної конструкції.  Отже, першочерговою задачею є створення надійних засобів ідентифікації чужорід-ного генетичного матеріалу в трансгенній продукції. Одним з таких засобів є простий і водночас досконалий метод виявлення трансгенної ДНК за допомо-гою полімеразної ланцюгової реакції. Наявність наборів стандартних касет експресії, які застосовуються в світовій практиці для отримання трансгенних рослин, висока чутливість і швидкість отримання результатів, відносно невели-ка вартість дослідження роблять реальним його впровадження для токсиколо-гічної оцінки генетично модифікованих продуктів. Проблема безпеки генетич-но модифікованих продуктів викликає серйозні суперечки серед вчених та ши-роких мас споживачів. Позитивні моменти створення цієї продукції: підвищен-ня врожайності, економічні переваги, захист від шкідників, але вони не мають створювати невпевненості в безпечності нових технологій. Очевидно, це питан-ня буде вирішене в недалекому майбутньому.

           Розділ ІV. Безпека харчових продуктів і продовольчої сировини

Безпека харчових продуктів - це відсутність загрози шкідливому впливу харчо-вих продуктів, продовольчої сировини організм людини, а показники безпеки продовольчої продукції - це науково обґрунтовані показники вмісту (гранично допустимі межі впливу) у зазначеній продукції шкідливих для здоров'я і життя людини компонентів чи речовин хімічного, біологічного, радіаційного та будь-якого іншого походження, недотримання яких призводить до шкідливого впли-ву на здоров'я людини.

  

                   4.1. Стандарти на харчові продукти та на харчові добавки

   

У 70-х роках XX ст. під егідою ФАО/ВООЗ була створена міжнародна програма розробки стандартів харчових продуктів. Головним її органом стала комісія "Кодекс аліментаріус". Членами її є 117 країн світу. У результаті роботи комісії створені 18 томів, які містять близько 200 міжнародних стандартів на харчові продукти. У цей же період були розроблені державні стандарти на харчові про-дукти та на харчові добавки, з'ясовано добове навантаження різними токсикант-тами харчового раціону людини. Для охорони здоров'я населення та з метою обмеження надходження до організму людини встановлено гранично допустимі рівні (ГДР) харчових добавок у продуктах, а також для багатьох харчових про-дуктів — добова допустима доза — ДДД (ДДС — добове допустиме споживан-ня або ПДН — прийнятне добове надходження). Харчові добавки є  одним з тих факторів, які негативно впливають на генетичний апарат людини. Оскільки контроль за великою кількістю харчових добавок з багатьох причин утрудне-ний, то обмежили їх перелік, який використовується в харчовій промисловості, залишивши тільки ті, які вкрай необхідні, скажімо, для прискорення чи покра-щення технологічного процесу і використання яких на даному етапі розвитку науки є абсолютно нешкідливим для організму людей, навіть поза межами ДДД. Підрахунки, виконані в середині 90-х років ХХ ст., показали, що з безал-когольними напоями окремі верстви населення, зокрема діти шкільного віку, можуть одержувати більше, ніж ДДД, такі консерванти як сорбінова кислота (замість 4 мг/кг 8 і навіть 13 мг/кг), вживання сірчистого ангідриду досягає 0,5 --0,6 мг/кг (ДДД 0,7 мг/кг), а бензоата натрію в кількостях, близьких до ДДД, що створює певну небезпеку для окремих категорій населення. Додавання нітритів до ковбасних виробів приводило до надлишкового їх вживання (0,5-0,8 мг/кг замість ДДД 0,4 мг/кг). Подібна ситуація виникла з використанням фосфатів. В 1992 р. населення України споживало 800—1900 мг фосфатів з ковбасами і  си-рами, що порушувало співвідношення між кальцієм і фосфором у бік збільшен-ня фосфору в добовому раціоні. Фактичний вміст синтетичних барвників у віт-чизняних харчових продуктах коливається в широких межах (від 0,2 до 427 мг/л (кг)). Так, вміст тартразину (норма 200 мг/кг) в драже досягав 299,2 мг/кг, тістечках - 258,7, вафлях - 215; хінолінового жовтого (норма 200 мг/кг) в цу-керках желатинових з кольоровим покриттям на основі алюмінієвого лаку - 427 мг/кг. Значне перевищення ГДР жовтого барвника "сонячний захід"  і понсо 4R (норма 50 мг/кг) виявлено в карамелі льодяниковій — відповідно 269,9 та 258,9 мг/кг. Максимальний вміст кармазину в льодяниковій карамелі перевищує ГДР у 2 рази. Розрахувавши максимально можливі рівні надходження барвників з харчовими продуктами в організм людини, було  встановлено, що вміст понсо 4R та кармазину в харчових раціонах перевищує ДДД, рекомендовані ВООЗ для дітей та дорослих, а жовтого "сонячний захід" та еритрозину - для дітей. Наведена інформація про токсичні властивості барвників вимагає внесення корективів у законодавство України, зменшення їхніх ГДР у харчових продуктах та ДДД, це говорить  про неможливість надмірного вживання ароматичних есенцій та синтетичних барвників з кондитерськими виробами. Перевищення ДДД окремих харчових добавок свідчить про необхідність перегляду ГДР щодо їхнього використання в меншій концентрації. Особливо це стосується п'яти категорій харчових добавок: консервантів, нітритів, фосфатів, барвників та ароматизаторів. Постійне нарощування виробництва харчових добавок та поширення їх використання населенням, їхня токсичність, негативний вплив на обмін речовин, наявність віддалених ефектів свідчать про необхідність зменшення їх використання.

                  4.2. Державний контроль та нагляд за харчовими продуктами

У Законі України "Про якість та безпеку харчових продуктів і продовольчої си-ровини" від 23 грудня 1997 р. встановлено правові засади забезпечення якості та безпеки харчових продуктів і продовольчої сировини для здоров'я населення, врегульовано відносини між органами виконавчої влади, виробниками, продав­цями (постачальниками) і споживачами, закупівлею, постачанням, зберіганням, транспортуванням, реалізацією, викорис­танням, споживанням та утилізацію харчових продуктів і продоволь­чої сировини.

 Розуміння існування взаємозв'язаних елементів небезпеки дало поштовх роз-робці точного визначення поняття безпеки в суспільстві. Тепер безпека — це не абсолютна відсутність ризику, а прийнятий рівень ризику. Так, співробітники управління з контролю якості харчових продуктів, проаналізувавши пошире-ність майже 1600 речовин за 10 ступенями важливості, що вираховувалася шля-хом визначення відношення рівнів дії, одержаних під час експериментів на тва-ринах, до рівнів їхнього вмісту в організмі людини, встановили кілька важли-вих фактів. Перший з них — це те, що основний фактор безпеки вказаної групи сполук дає гарантію, яка становить 10000. Другий факт стосується того, що більш як 95% досліджених сполук дають фактор безпеки на рівні 1000 і більше. Третім фактом був той, що широке розмаїття факторів безпеки, яким під поряд-ковані досліджувані сполуки, робить обов'язковим встановлення першочерго- вості дії законодавства по відношенню до різних харчових добавок. Останнім часом харчові токсикологи США, які займаються проблемою безпеки харчових продуктів, стали більше цікавитися мікрокомпонентами харчових продуктів, ніж токсичністю хімічних речовин, які свідомо додають до харчових продуктів.

Таким чином, наука і законодавство стають важливим компонентом діяльності, пов'язаної з безпекою харчових продуктів. У процесі реалізації заходів, що про-водяться Урядом України з метою інтеграції до Європейського Співтовариства, надзвичайно важливим заходом є забезпечення безпечності та якості продуктів харчуваня. Така позиція в Україні підкріплена належним законодавчим забезпе-ченням. Так, впродовж 2005-2006 рр. прийняті закони України, які регламенту-ють вимоги щодо державного контролю та нагляду за харчовими продуктами, а саме: "Про безпечність та якість харчових продуктів" від 06.09.2005 № 2809-IV;  "Про ветеринарну медицину" від 16.11.2006 № 361-V;- "Про карантин рослин" від19.01.2006 № 3369-IV.
Для забезпечення безпечності харчових продуктів тваринного походження дер-жавна служба ветеринарної медицини забезпечує стабільну епізоотичну ситу-ацію на території України; здійснює державний ветеринарно-санітарний конт-роль та нагляд за діяльністю потужностей (об"єктів) щодо забою тварин; вироб-ництва, переробки та обігу необроблених харчових продуктів тваринного похо-дження, а також державний контроль за готовою продукцією у процесі її вироб-ництва на потужностях, які використовують необроблені харчові продукти тва-ринного походження, як сировину. Важливою умовою виконання Закону Украї-ни "Про безпечність та якість харчових продуктів" є розробка та впровадження на виробництві систем моніторингу безпечності та якості харчових продуктів. В Україні експертизою харчових продуктів займаються інститут харчових тех.-нологій НАНУ, а в Донецьку і Дні­пропетровську теж є галузеві контролюючі установи.   

 Закономірним є також питання, який позитивний правовий зміст носять поло-ження права особи на безпечні продукти харчування. Свобода здійснення права на безпечність продуктів харчування полягає у можливості особи вільно, на власний розсуд приймати рішення щодо можливості споживання тих чи інших продуктів. Крім того, особа має право у будь-який час відмовитись від вживан-ня продуктів харчування у випадку встановлення їх неякісності або небезпеч-ності.

Загострення проблеми якості та безпеки продуктів харчування пов'язане з появою генно-модифіковних організмів і продуктів (у тому числі і харчових), що отримуються на їх основі. Цим і обумовлюється необхідність формування презумпції недоброякісності та небезпечності. Будь-які продукти харчування, які містять у своїй основі генно-модифіковані організми, повинні вважатись небезпечними для споживання, поки не буде доведено відсутність небезпеки для життя і здоров'я.  Питання забезпечення здійснення права на безпеку хар-чових продуктів органічно пов'язане з інформаційними аспектами особистої безпеки.

Право на здоров’я та їжу є універсальними правами людини, надання достатньої кількості їжі з належною харчовою цінністю, все ще залишається великою проблемою, як і забезпечення якісною їжею, що споживається. Продовольча безпека є універсальним правом людини, безпека продуктів харчування визнана на міжнародному рівні як важлива функція охорони здоров’я.

        

                                                       Післяслово

 Стан здоров'я  людини і тривалість її життя знаходяться в прямій залежності від харчування. Загальновідомим є той факт, що нормальний ріст і розвиток організму можливі лише за умови надходження в нього достатньої кількості поживних речовин з харчовими продуктами. Харчові продукти рослинного походження  накопичують токсичні речовини   які викликають специфічні отруєння — харчові токсикози. Абсолютно безпечних продуктів у природі не існує, оскільки не існує жодного компонента харчових продуктів, який не був би безпечним для людини.

Розвиток харчової токсикології пов'язаний   із всезростаючою кількістю нових потенційно небезпечних хімічних сполук, які виробляє для господарчих потреб промисловість. У наш час загальна кількість відомих людині хімічних речовин сягає 6 мільйонів. Багато з них різними шляхами потрапляють до харчових продуктів (пестициди, нітрати, нітрити, токсичні елементи, антибіотики, гормони, харчові добавки та ін.). Харчові добавки синтетичного походження вважають найбільш небезпечними, оскільки це — ксенобіотики, з якими організм людини протягом свого еволюційного розвитку не зустрічався і, отже, в його організмі відсутні ферменти, які в змозі перетворити їх на нетоксичні метаболіти.

Згідно із санітарним законодавством використання харчових добавок обмежується для дітей,  але багато дитячих продуктів та продуктів, які постійно споживають діти, містять барвники, консерванти, ароматизатори та інші класи харчових добавок (жувальні гумки, кондитерські вироби, безалкогольні напої тощо). На здоров'я людини негативно впливають  не лише забруднювачі харчових продуктів, а й змінення характеристик самих продуктів харчування, тому методи токсикогеноміки для оцінки безпечності харчових продуктів - це потужний механізм визначення індивідуальної чутливості до дії харчових речовин дає можливість встановленню індивідуалізованих механізмів розвитку патологічних процесів (алергенних реакцій, канцерогенезу та ін.) на більш високому рівні чутливості.

Постійне нарощування виробництва харчових добавок та поширення їх ви-користання населенням, їхня токсичність, свідчать про необхідність забезпечи-ти населення безпечними та якісними продуктами харчування  і продовольчою сировиною а  відповідальність за їх безпеку лежить на сис­темі контролю за якістю продукції. Свобода здійснення  права на безпечність продуктів харчування полягає у можливості особи вільно, на  власний розсуд приймати рішення щодо можливості споживання тих чи інших продуктів.  

                                     Список використаної літератури

1. Трахтенберг І.М. Книга о ядах и отравлениях. К.: Наукова думка, 2000.

2.  Штабський Б.М., Гжегоцький М.Р. Ксенобіотики, гомеостаз і хімічна безпека людини  Л.: Наутілус, 1999.

3. Эйхлер В. Яды в нашей пище. М.: Мир, 1993. 

4.Смоляр В.І. Сучасний стан харчової токсикологі // Сучасні проблеми токсикології, 2000.

5. Проданчук М.Г. Токсиколого-гігієнічні основи безпечності харчових продуктів // Журнал АМН України, 2002.  

6. Проданчук М.Г., Подрушняк А.Е., Антонович Е.А. Принципы оценки токсикологических экспериментов на животных с учетом различной чувствительности к токсикантам взрослых и детей // Сучасні проблеми токсикології, 2001.

7. Булдаков А.С. Пищевые добавки: Справочник. 1996.

8. Європейські вимоги до харчових добавок: Довідник. Львів, 1997.

9. Штенберг А.И., Шиллингер Ю.И., Шевченко М.Г. Добавки к пищевым продуктам. М.: Медицина, 1969. 

10. Постанова Кабінету Міністрів №12 від 4 січня 1999 р.

11. Постанова Кабінету Міністрів №342 від 17 лютого 2002 р.

12.Токсикологічна оцінка окремих харчових добавок та забруднюючих домішок. Серія 32. Женева. ВООЗ, 1993.

13.Смоляр В. І. Харчова експертиза. К.: Здоров'я, 2005.

14.Смоляр В.І. Проблеми використання харчових добавок в Україні // Тези доповідей Міжнародної науково-технічної конференції.

15. Попович Н.А. и др. К оценке опасности применения синтетических пищевых красителей // Современные проблемы токсикологии. 2000.  

16. Лаврушенко Л.Ф. Основні аспекти механізму токсичної дії ксенобіотиків // Праці VII Українського біохімічного з'їзду. К., 1997.

17. Матеріали симпозіуму з безпеки харчування. К., 1994.

18. Габович Р.Д., Припутина Л.С. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ. К.: Здоров'я, 1987. 

19. Про захист прав споживачів: Закон України від 12 травня 1991 року // Відомості ВРУ. - 1991.      

20. Про якість та безпеку харчових продуктів і продовольчої сировини: Закон України від 23 грудня 1997 року // Відомості ВРУ. - 1998.     

21. Про вилучення з обігу, переробку і утилізацію, знищення або подальше використання неякісної та небезпечної продукції: Закон України від 14 січня 2000 року // Відомості ВРУ. – 2000.    

22. Цыганов И. Защита прав потребителей в Украине // Предпринимательство, хозяйство и право. – 1996 .

23. Краснодемська З. Небезпека генної модифікації // Урядовий Кур'єр. - 2003, 15 травня. - №87.

24. Гай Ю. Трансгенні продукти. Наука, 2009.