ГолубевВ.Н., Чичева-Филатова Л.В., Шланская Т.В. Пищевые и биологически активные добавки.- М.: Академия, 2003.-208с.

 

ГЛАВА 1 ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ

В соответствии с действующим в нашей стране санитарным за­конодательством под термином «пищевые добавки» понимают при­родные или синтезированные вещества, преднамеренно вводи­мые в пищевые продукты с целью придания им заданных свойств, например органолептических, и не употребляемые сами по себе в качестве пищевых продуктов или обычных компонентов пищи. Пи­щевые добавки можно вводить в пищевой продукт на различных этапах производства, хранения либо транспортирования в целях улучшения или облегчения технологического процесса, увеличе­ния стойкости к различным видам порчи, сохранения структуры и внешнего вида продукта или намеренного изменения органо­лептических свойств.

Большинство таких добавок не имеют, как правило, пищевого значения и в лучшем случае являются биологически инертными, а в худшем — биологически активными и небезразличными для организма. В то же время любое химическое соединение или веще­ство в определенных условиях может быть токсичным. В этой связи более уместно говорить о безвредности, под которой следует по­нимать не только отсутствие каких-либо токсичных проявлений, но и отдаленных последствий: канцерогенных и коканцерогенных свойств (способность вызывать развитие злокачественных опухо­лей), а также мутагенных, тератогенных, гонадотоксических (спо­собность вызывать мутации, уродства) и других свойств, влияю­щих на воспроизводство потомства.

Немаловажным фактором является также возможное взаимо­действие тех или иных веществ, применяемых в качестве пищевых добавок, с вредными химическими веществами, которые попада­ют в организм человека из окружающей среды (профессиональ­ные вредности, неблагоприятная экологическая обстановка). Вве­дение пищевых добавок с точки зрения технологии может быть направлено:

на улучшение внешнего вида и органолептических свойств пи­щевого продукта;

сохранение качества продукта в процессе его хранения;

ускорение сроков изготовления пищевых продуктов.

 

 

В соответствии с технологическим предназначением пищевые добавки можно сгруппировать следующим образом.

A. Пищевые добавки, обеспечивающие необходимые внешний вид и органолептические свойства продукта. Эта группа включает:

улучшители консистенции;

пищевые красители;

ароматизаторы;

вкусовые вещества.

Б. Пищевые добавки, предотвращающие микробную или окис­лительную порчу продуктов (консерванты). К ним относятся:

антимикробные средства — химические, биологические;

антиокислители (антиоксиданты), препятствующие химической порче продукта (окислению).

B. Пищевые добавки, необходимые в технологии производ­ства пищевых продуктов:

ускорители технологического процесса;

фиксаторы миоглобина;

технологические пищевые добавки — разрыхлители теста, же-леобразователи, пенообразователи, отбеливатели и др.

Г. Улучшители качества пищевых продуктов.

Комиссия Codex Alimentarius выделяет ряд функциональных классов пищевых добавок, их определений и подклассов.

Класс 1. Кислоты (Acid) — повышают кислотность и придают кислый вкус пище.

Класс 2. Регуляторы кислотности (Acidity regulator) — изменя­ют либо регулируют кислотность или щелочность пищевого про­дукта.

Класс 3. Вещества, препятствующее слеживанию и комкованию (Anticaking agent), — снижают тенденцию частиц пищевого про­дукта прилипать друг к другу.

Класс 4. Пеногасители (Antifoaming agent) — предупреждают или снижают -образование пены.

Класс 5. Антиокислители (Antioxidant) — повышают срок хра­нения пищевых продуктов, защищая от порчи, вызванной окис­лением.

Класс 6. Наполнители (Bulking agent) — вещества, которые уве­личивают объем продукта, не влияя на его энергетическую цен­ность.

Класс 7. Красители (Color) — усиливают или восстанавливают цвет.

Класс 8. Вещества, способствующие сохранению окраски (Color retention agent), — стабилизируют, сохраняют или усиливают ок­раску продукта.

Класс 9. Эмульгаторы (Emulsifier) — образуют или поддержи­вают однородную смесь двух или более несмешиваемых фаз, та­ких, как масло и вода, в пищевых продуктах.

Класс 10. Эмульгирующие соли (Emulsifying salt) — взаимодей­ствуют с белками сыров и таким образом предупреждают отделе­ние жира при изготовлении плавленых сыров.

Класс 11. Уплотнители растительных тканей (Firming agent) —

придают или сохраняют ткани фруктов и овощей плотными и свежими, взаимодействуют со студнеобразующими веществами.

Класс 12. Усилители вкуса и запаха (Flavour enhancer) — уси­ливают природные вкус и запах пищевых продуктов.

Класс 13. Вещества для обработки муки (Flour treatment agent) — вещества, добавляемые к муке для улучшения ее хлебопекарных свойств, качества или цвета.

Класс 14. Пенообразователи (Foarming agent) — создают усло­вия для равномерной диффузии газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые продукты.

Класс 15. Гелеобразователи (Gelling agent) — вещества, образу­ющие гели.

Класс 16. Глазирователи (Glazing agent) — вещества, придаю­щие блестящую наружную поверхность или защитный слой.

Класс 17. Влагоудерживающие агенты (Humectant) — предо­храняют пищу от высыхания.

Класс 18. Консерванты (Preservative) — повышают срок хра­нения продуктов, защищая от порчи, вызванной микроорганиз­мами.

Класс 19. Пропелленты (Propellant) — газообразные вещества, выталкивающие продукт из контейнера.

Класс 20. Разрыхлители (Raising agent) — вещества или сочета­ние веществ, которые увеличивают объем теста.

Класс 21. Стабилизаторы (Stabilizer) — позволяют сохранять однородную смесь двух или более несмешиваемых веществ в пи­щевом продукте или готовой пище.

Класс 22. Подсластители (Sweetener) — вещества несахарной природы, которые придают пищевым продуктам и готовой пище сладкий вкус.

Класс 23. Загустители (Thickener) — повышают вязкость пище­вых продуктов.

Все компоненты, применяемые в соответствии с Codex Alimenta­rius, имеют в списке INS (International Numeral System — Между­народная цифровая система) свой номер. Это делает идентифика­цию вещества легкой и точной, защищая от ошибок при переводе, а также позволяет выделять их в продуктах питания. Система INS-номеров разработана на основе цифровой системы классификации пищевых добавок, принятой в странах Европы, для краткости ее называют системой Е-нумерации. Индексы Е (от слова Europe) заменяют собой длинные названия пищевых добавок. Эти коды, или идентификационные номера, используют только в сочетании с названиями функциональных классов добавок.

Согласно Европейской цифровой кодификации пищевые до­бавки подразделяют следующим образом:

Е 100 —Е 182 —красители;

Е 200 — Е 299 — консерванты;

Е 300 —Е 399 — антиокислители (антиоксиданты);

Е 400 — Е 449 — стабилизаторы консистенции;

Е 450 —Е 499 — эмульгаторы;

Е 500 — Е 599 — регуляторы кислотности, разрыхлители;

Е 600 —Е 699 — усилители вкуса и аромата;

Е 700 — Е 800 — запасные индексы для другой возможной ин­формации;

Е 900 и далее — антифламинги, улучшители качества хлеба и т.д.

В некоторых случаях после названия пищевой добавки или за­меняющего его индекса может стоять ее концентрация.

Наличие пищевых добавок в продуктах должно указываться на потребительской упаковке, этикетке, банке, пакете и в рецептуре.

В настоящее время вопросами применения пищевых добавок занимается специализированная международная организация Объе­диненный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам и контаминатам (загрязнителям) — JECFA (ФАО — Продовольствен­ная и сельскохозяйственная организация ООН; ВОЗ — Всемир­ная организация здравоохранения.) Для выполнения Объединен­ной программы ФАО/ВОЗ по пищевым стандартам при комитете создана специальная комиссия Codex Alimentarius, представляю­щая собой межправительственный орган, который включает бо­лее 120 государств-членов.

В России вопросы о применении пищевых добавок находится в ведении Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России. Ос­новными документами, регламентирующими применение пище­вых добавок, являются Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов» — СанПиН 2.3.2.-560 — 96; Приложение 9 (обязательное) — Список пищевых добавок, разрешенных к применению при производстве пищевых продуктов; Приложение 10 (обязательное) — Список пищевых добавок, запрещенных к применению при производстве пищевых продуктов и Санитарные правила по применению пи­щевых добавок № 1923—78.

Пищевые добавки согласно российскому санитарному законо­дательству не допускается использовать в тех случаях, когда необ­ходимый эффект может быть достигнут технологическими мето­дами, технически и экономически целесообразными. Не разреша­ется также введение пищевых добавок, способных маскировать технологические дефекты, порчу исходного сырья и готового про­дукта или снижать его пищевую ценность.

Пищевые продукты для детского питания должны быть изго­товлены без применения каких-либо пищевых добавок.

Исходным для определения допустимой концентрации пище­вой добавки является так называемое допустимое суточное поступ­ление (ДСП) пищевых добавок в организм человека (в английском сокращении ADI). ДСП — количество вещества (в мг на 1 кг массы тела), которое человек может потреблять ежедневно в течение всей жизни без вреда для здоровья.

Пищевая добавка может состоять из одного единственного хи­мического вещества, быть сложной смесью или представлять со­бой естественный продукт. Необходимость полной информации о химическом составе, в том числе описание, сырье, методы про­изводства, анализ загрязнителей, одинаково относится к каждо­му типу добавок. В то же время требования к получению регламен­тирующих данных о химическом составе пищевых добавок могут быть разными в зависимости от вида оцениваемого вещества. На­пример, если добавка состоит из одного вещества, практически невозможно удалить все загрязнители при его производстве. По­этому в данном случае проводится в основном анализ самых зна­чительных компонентов и предполагаемых загрязнений, причем особое внимание уделяется потенциально токсичным загрязните­лям. Для коммерчески производимых сложных смесей (таких, как моно- и диглицериды и т.п.) нужна информация в отношении тех веществ, которые выпускает промышленность. В этом случае особого внимания заслуживают описания технологического про­цесса, подкрепленные данными анализа компонентов различных коммерческих продуктов.

Для пищевых добавок, производимых из природных продук­тов, чрезвычайно важно определить источник и методы произ­водства. Данные о химическом составе должны включать анализ общих химических характеристик, таких, как содержание белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, влаги, а также специ­фических токсичных загрязнителей, которые переходят в продукт из сырья или химических соединений, используемых при произ­водстве добавки.

 

ГЛАВА 3

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК

 

Применение пищевых добавок регулируется различными нор­мативными актами. Одним из главных условий, которые рассмат­риваются при решении вопросов о применении пищевых доба­вок, является их токсикологическая безопасность. Для этого про­водят предварительные экспериментальные исследования изме­нений функционального состояния и морфологических измене­ний организма под влиянием той или иной пищевой добавки.

 

3.1. МУТАГЕННЫЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК

 

Мутагенез — явление усиления спонтанного мутирования под влиянием агентов различной природы. Типичными физическими факторами, вызывающими индукцию мутаций, являются иони­зирующее и ультрафиолетовое облучение, химическими — нит-розопроизводные и алкилирующие агенты, биологическими — вирусы. Кроме того, есть убедительные основания полагать, что существенными факторами, вызывающими возникновение мута­ций у человека, могут явиться стрессовые нагрузки и другие со­стояния, сопровождающиеся нарушениями естественной антиок-сидантной защиты организма.

Биологические и медицинские последствия мутагенеза представ­ляют серьезную угрозу здоровью и жизни человека. Индуцирован­ные мутации ответственны за возникновение врожденных пороков развития, наследственных и онкологических заболеваний. С ними связывают преждевременное старение и бесплодие. Массированное воздействие мутагенов на генетические структуры может явиться причиной генетического вырождения человека как биологическо­го вида. К сожалению, несмотря на серьезнейшую угрозу для жиз­ни и здоровья человека со стороны индуцированного мутагенеза, оценка мутагенных свойств пищевых добавок не является необхо­димым условием их внедрения в практику. В связи с этим вопрос генетической безопасности их применения остается открытым.

Совершенно очевидно, что пищевые добавки с мутагенными и комутагенными свойствами, усиливающими действие мутагенов, присутствующих в среде, представляют серьезную опасность. Вме­сте с тем пищевая добавка может ослаблять мутагенные эффекты, т. е. проявлять антимутагенные свойства. И на основе пищевых до­бавок с антимутагенными свойствами возможна разработка про­дуктов, способных снижать риск воздействия на генетические струк­туры человека. Исследованию на мутагенную активность подверг­нуты далеко не все использующиеся пищевые добавки. Однако даже эта ограниченная работа позволила выявить мутагенные соедине­ния практически среди всех классов пищевых добавок.

Антиокислители. Это наиболее хорошо исследованная в гене­тическом отношении группа пищевых добавок. Полученные ре­зультаты довольно противоречивы, но дают достаточно основа­ний полагать, что применение бутилгидрокситолуола (Е 321) и особенно бутилгидроксианизола (Е 320) может быть небезопасно.

Ароматизаторы. Коричный альдегид, применяемый как арома­тизирующий агент, проявил мутагенные свойства в эксперимен­тах на мышах и крысах. Пищевые ароматизаторы из лука и чесно­ка были мутагенны в экспериментах на бактериях.

Консерванты. Исследования хлорида олова (Е 512), применяе­мого в ряде стран, показали его генотоксичность в микробиоло­гических тестах. Формальдегид (Е 240) проявил мутагенные свой­ства в микробиологических тест-системах, индуцировав генные мутации в клетках китайского хомячка in vitro и хромосомные мутации в культуре клеток человека. Имеются сообщения о мута­генной активности нитрита натрия и бактериального ингибитора для вин и соков бисульфита натрия. Разработанный в Японии кон­сервант AF-2 — производное нитрофурана — запрещен к приме­нению в связи с наличием мутагенных свойств.

Более сложные результаты получены в отношении сорбиновой кислоты и ее солей (Е 200 —Е 202). Первоначально было показа­но, что они индуцируют мутации в культивируемых эукариоти-ческих клетках. И хотя в дальнейшем эти результаты не нашли подтверждения, однако было отмечено, что перечисленные аген­ты могут приобретать генотоксические свойства в результате окис­ления. Консервант тиабендазол (Е 233) проявил мутагенные свой­ства в экспериментах на клетках китайского хомячка in vitro, но был неактивен в микроядерном тесте на мышах.

Красители. Мутагенную активность продемонстрировали основ­ной красный, метиловый красный, судан 4, метиловый оранже­вый, конго красный, ализариновый красный В, эриохром, трип-тофановый синий, синий Эванса, пищевой зеленый S (Е 142) и пунцовый SX (E 125). В культурах клеток установлены мутагенные свойства метанилового желтого, оранжевого 11 и флоксина. «Са­харный колер» (Е 150а и Е 150с) способен вызывать хромосом­ные мутации в культивируемых клетках млекопитающих, но не обладает генотоксической активностью в экспериментах на млекопитающих. Тартразин был мутагенен в культуре лимфоцитов периферической крови. В то же время тартразин, а также индиго-кармин (Е 132), сансет желтый («солнечный закат» FCF, Е ПО), азорубин (Е 122) и патентованный V (Е 131) не были активны в экспериментах на мышах.

Подсластители. Сведения о многочисленных исследованиях са­харина и его солей (Е 954) достаточно противоречивы. Одни авто­ры указывают на наличие у сахарина мутагенных свойств, други­ми подобные эффекты не обнаружены. В наших исследованиях, посвященных изучению мутагенности сахарина, а также цикла-мата (Е 952), ацесульфама (Е 950) и аспартама (Е 951), не выяв­лена мутагенная активность указанных пищевых добавок в экспе­риментах на мышах.

Другие пищевые добавки. Пиколинат хрома продемонстриро­вал выраженную мутагенную активность в экспериментах на куль­тивируемых эукариотических клетках, бромат калия (Е 924) об­ладал аналогичным эффектом в экспериментах на крысах.

Исследования комутагенной активности большинства пище­вых добавок до сих пор остаются за пределами внимания исследо­вателей. Работы в этом направлении носят единичный характер. В то же время известные сведения позволяют уверенно утверж­дать, что комутагенные свойства присущи целому ряду пищевых добавок. Таннины (Е 181) проявили комутагенную активность по отношению к цитогенетическим эффектам митомицина С в ряде экспериментов, проведенных на эукариотических тест-системах. Выявлен синергизм мутагенных эффектов формальдегида (Е 240) и нитрозометилмочевины.

Такое общеупотребляемое соединение, как аскорбиновая кис­лота (Е 300), продемонстрировало способность усиливать повреж­дающее действие блеомицина на хромосомы культивируемых лим­фоцитов человека, а также комутагенную активность относитель­но некоторых металлов в экспериментах на мышах.

В этой связи уместно рассмотреть другие примеры комутаген-ности витаминов, которые рекомендуются сегодня для обогаще­ния пищевых продуктов. Витамин Е увеличивает мутагенность бле­омицина и этилметансульфоната. Витамин В2 обладает аналогич­ным эффектом по отношению к соединениям хрома, а витамин А усиливает мутагенное действие этилметансульфоната.

 

3.2. АНТИМУГАГЕННЫЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК

 

В настоящее время все большее распространение получает идея о том, что ряд пищевых добавок может одновременно с техноло­гическими функциями выполнять роль хемопревенторов, т.е. увеличивать устойчивость человека к разнообразным воздействиям, в том числе мутагенным. Немаловажную роль в формировании этой точки зрения сыграли позитивные результаты, установлен­ные при изучении антимутагенных свойств пищевых добавок и витаминов, которые используются для обогащения пищевых про­дуктов.

Антиоксиданты. Сегодня имеется достаточно большое количе­ство сведений, указывающих, что бутилгидрокситолуол (Е 321), бутилгидроксианизол (Е 320), пропилгаллат (Е 310), этоксихин (Е 324) обладают антимутагенными свойствами. Первые два со­единения ингибируют мутагенный эффект бенз(а)пирена в куль­тивируемых клетках млекопитающих. Последний с дозовой зави­симостью снижает и полностью устраняет повреждающее действие циклофосфана на клетки костного мозга и сперматогонии млеко­питающих.

Достаточно сведений получено об антимутагенности аскорби­новой кислоты, эффективно снижающей генотоксическое дей­ствие лекарства циклофосфамида и инсектицида диметоата, пес­тицидов эндосульфана, фосфомедона, манкозеба, а также анти­амебного препарата дийодгидроксихинолина и бенз(а)пирена.

Витамин Е снижает число хромосомных повреждений, инду­цированных бенз(а)пиреном и блеомицином.

Витамин А снижает мутагенность афлатоксина В1, циклофос­фамида метилнитрозамина, бенз(а)пирена, лекарства клофаземина.

Ароматизаторы. Сведения о результатах исследований антиму­тагенных свойств ароматизатора коричного альдегида обобщены ранее.

Испытания ванилина показали, что этот ароматизатор снижа­ет мутагенное действие метилметансульфоната и митомицина С в экспериментах на дрозофиле и этилнитрозомочевины в экспери­ментах на мышах.

Кумарин оказался способен ингибировать у мышей мутаген­ную активность бенз(а)пирена.

Красители. Антимутагенными свойствами обладают красители природного происхождения куркумины (Е 160): куркумин (Е 1601) и турмерик (Е 160а). Первый ингибирует генотоксические эффек­ты конденсатов табачного дыма, второй раздельно или в сочета­нии с куркумином — мутагенные эффекты бенз(а)пирена.

Рибофлавин (Е ЮН) ингибировал мутагенный эффект бенз(а) пирена и 2-ацетиламинофлуорена.

β-Каротин (Е 160 а) способен снижать мутагенность бенз(а)пи-рена и циклофосфамида. Каротиноидные красители Е 160а и Е 1б0е снижают мутагенные эффекты циклофосфамида и диоксидина у мышей.

Другие пищевые добавки и витамины. Установлены антимута­генные свойства подсластителя аспартама (Е 951). Это соединение

эффективно ослабляет мутагенные эффекты диоксидина и цик­лофосфамида.

Витамин В₆ проявил антимутагенные свойства по отношению к митомицину С и нитрохинолиноксиду, но не был эффективен при воздействии циклофосфамида, нитрозогуанидина и метил-мочевины.

Витамин В₁₂ уменьшал количество хромосомных повреждений у мышей, зараженных вирусом кори.

Фолиевая кислота дозозависимо снижала индукцию микроядер под влиянием метотрексата в клетках костного мозга мышей.

 

• * *

Таким образом, имеется достаточно сведений, подтверждаю­щих наличие у пищевых добавок, с одной стороны, мутагенных и комутагенных свойств, с другой — антимутагенной активности. Обращает на себя внимание тот факт, что в ряде случаев одно и то же вещество может демонстрировать все три вида активности. Это особенно характерно для антиоксидантов и может быть свя­зано с присущей им инверсией эффектов, выражающейся в кон-центрационно- или дозозависимой смене антиоксидантного дей­ствия на прооксидантное и соответственно антимутагенного на мутагенное или комутагенное.

Необходимость изучения мутагенной активности пищевых до­бавок, очевидно, вытекает из рекомендаций ВОЗ и совпадает с мнением отечественных авторов, указывавших ранее, что без­опасность и качество продуктов питания — один из основных фак­торов, определяющих здоровье нации и сохранение ее генофонда.

Наличие у некоторых пищевых добавок мутагенных и комута­генных свойств позволяет ставить под сомнение целесообразность их дальнейшего применения. В то же время сведения о наличии у них генотоксической активностиТюлучены в разрозненных экс­периментах, не связанных единой методологией, принятой для оценки мутагенной активности химических соединений. Не оста­навливаясь на ее подробном анализе, отметим, что сегодня об­щепринята практика комплексного, предусматривающего при­менение набора разных методов изучения мутагенной активнос­ти химических соединений, а также выработаны оптимальные алгоритмы оценки совокупности полученных данных и их экст­раполяции на человека. Существуют научно обоснованные пара­метры, определяющие выбор методов исследования, доз, спо­собов и режимов использования вещества в экспериментах по оценке его мутагенных свойств. Особенно тщательно и полно методология исследования на мутагенность разработана в облас­ти фармакологии, поскольку оценка мутагенной активности яв­ляется необходимым условием внедрения лекарственных средств в практику. Вышеизложенные сведения позволяют обоснованно полагать, что систематическая и комплексная система оценки мутагенной активности пищевых добавок является насущной не­обходимостью и может выполняться на основе методологии, принятой в доклинических фармакологических исследованиях по безопасности лекарств, как это рекомендуется ВОЗ.

Отдельного анализа заслуживают сведения об антимутагенных свойствах ряда пищевых добавок. Их наличие открывает перспек­тивы разработки пищевых продуктов, применение которых мо­жет значительно снизить мутагенное давление факторов среды на наследственность человека. Считается, что это чрезвычайно перс­пективное направление для теоретических и прикладных исследо­ваний. Однако его реализация наталкивается сегодня на недоста­точную разработанность методологии подобного рода исследова­ний и внедрения пищевых продуктов с антимутагенными свой­ствами. Большинство возникающих проблем связано с вопросами правомерности экстраполяции данных экспериментальных «ссле-дований на человека, а также инверсией и специфичностью эф­фектов многих пищевых антимутагенов.

 

3.3. ПУТИ ПОПАДАНИЯ МУТАГЕНОВ В ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ

 

При оценке мутагенной активности и генетической безопас­ности применения вновь синтезированных ксенобиотиков особое внимание уделялось лекарственным средствам и пестицидам. Го­раздо меньше работ посвящено оценке мутагенных свойств дру­гих повседневных средовых факторов, в частности пищевых ком­понентов. Однако полученных результатов оказалось достаточно для заключения международной организации по исследованию канцерогенного риска и ряда авторитетных авторов о том, что пища является источником сложной смеси мутагенов и канцеро­генов различной природы. Главенствующее положение среди них занимают микотоксины, нитрозосоединения, нитроарены, рас­тительные (прежде всего пиролизидиновые) алкалоиды, гетеро­циклические амины, флавоноиды, фурокумарины, хинолиновые и хиноксалиновые производные, отдельные ароматические угле­водороды.

Возможно несколько принципиально различных путей попа­дания потенциальных мутагенов в пищу.

1. Аккумулирование из внешней среды в процессе жизнедеятель­ности растений и животных. Известно, что широкое распростра­нение в биогеоценозах имеют соли металлов и пестициды. Не­сколько десятков неорганических соединений накапливаются в объектах растениеводства и животноводства, загрязняя пищевые продукты. Ртуть аккумулируется в организме рыб, из почвы в ово­щи переходит до 37 % марганца, 32 % меди, 41 % цинка и до 10 % никеля. В зерновых и картофеле накапливаются соединения кад­мия, никеля, свинца, цинка, хрома, кобальта и др. Ряд неоргани­ческих контаминантов в концентрациях, превышающих физио­логические значения, демонстрирует в тест-системах мутагенную и/или ДНК-повреждающую активность. Среди них соединения цинка, кобальта, кадмия, бериллия, ртути, свинца, молибдена, никеля, хрома, мышьяка, меди, железа и др.

Широкие исследования показали, что мутагенными свойства­ми обладает не менее половины из 230 тестированных пестицидов. Их аккумуляция в пищевых растениях и остаточные количества в продуктах питания могут представлять генетическую опасность для человека, что подтверждено прямым цитогенетическим обследо­ванием лиц, профессионально контактирующих с пестицидами.

В растениях и животных могут накапливаться и другие соеди­нения, потенциально мутагенные или способные образовывать мутагены в организме человека. Например, нитраты, накаплива­ющиеся в растениях при внесении в почву азотистых удобрений, взаимодействуют с вторичными или третичными аминами с об­разованием мутагенных нитрозоаминов в кислом содержимом желудка человека. Взаимодействие нитрата натрия с L-триптофаном в аналогичных условиях приводит к возникновению мутаген­ного производного пропионовой кислоты, с гербицидами, явля­ющимися производными мочевой кислоты, — к образованию их мутагенных нитрозопроизводных. Не исключено также образова­ние потенциально мутагенных соединений в процессе переработ­ки доброкачественной (не содержащей мутагенов или их предше­ственников) пищи в желудочно-кишечном тракте.

Следует также упомянуть, что мутагенную опасность для чело­века могут представлять остаточные количества препаратов, ис­пользуемых для стимуляции роста и лечения животных, которые могут переходить в продукты питания человека. Например, тран­квилизаторы азоперон и ацепрамазин, используемые при произ­водстве мяса, диоксидин, применяемый в ветеринарии в каче­стве антимикробного соединения.

2. Загрязнение мутагенами пищевого сырья при хранении. Это наблюдается, например, в результате накопления переокислен­ных соединений липидов, мутагенность которых хорошо извест­на, или поражения плесневыми грибами — продуцентами мута­генных микотоксинов.

Мутагенные свойства одного из микотоксинов — афлатоксина В1 выявлены в исследованиях на самых разных биологических объектах, включая обезьян. Минимальная генотоксическая доза этого вещества, установленная в экспериментах на китайских хо­мячках, весьма незначительна — 0,1 мкг/кг. При этом увеличение уровня спонтанного мутирования после однократного введения этого соединения обезьянам сохраняется на протяжении почти двухлетнего периода наблюдений. Афлатоксин В1 относится к груп­пе бисфураноидных токсинов. Однозначно установлены мутаген­ные свойства других соединений этого ряда, имеющих двойную винил-эфирную связь с терминальным фурановым кольцом: аф-латоксины С1 и Ml, о-метилстеригматоцистин и стеригматоцис-тин. Имеются сведения о мутагенных свойствах других микотокси-нов: патулина, зеараленона, охратоксина А.

Доказано образование мутагенов 1-(2-фурил)-пиридо(3,4-b) индола и 1-(2-фурил)-пиридо(3,4-b)индол-3-уксусной кислоты при смешивании L-триптофана и L-аскорбиновой кислоты и их со­вместной 60-дневной инкубации при 37 °С. Это может свидетель­ствовать о возможности образования мутагенов при хранении пищи, содержащей указанные естественные компоненты.

3. Образование мутагенов в процессе тепловой обработки пище­вого сырья. Воздействие открытого огня, копчение, запекание при­водят к образованию и накоплению в пищевых продуктах мута­генных полициклических ароматических углеводородов, прежде всего бенз(а)пирена. Поджаривание или проваривание способству­ют образованию полициклических ароматических углеводородов, нитрозаминов, аминоимидазоазаренов, гетероциклических ами­нов и других мутагенов. Так, нагревание рыбных продуктов до 100— 220 °С в течение 15 мин приводит к образованию мутагенных 2-амино-3,8-диметилимидазо(4,5-Г)хиноксалина и 2-амино-3,4,8-триметилимидазо(4,5-Г)хиноксалина. Пирролизаты фосфолипидов, образующиеся при нагревании до 500 — 700 "С, обладают мутаген­ными свойствами, подобная активность выявлена у продуктов пирролиза глутаминовой кислоты и других аминокислот. Холесте­рин, окисляясь при хранении или приготовлении пищи, может также приобретать мутагенные свойства.

4. Наличие в пище мутагенов естественного происхождения. Не­которые флавоноиды демонстрируют мутагенную активность, а витамины С, Е, А — мутагенпотенциирующие эффекты. Сагов­ник, употребляемый в пищу, содержит мутаген естественного происхождения циказин. В экспериментах на лимфоцитах челове­ка показано, что кофе помимо кофеина содержит и другие мута­генные факторы. Кофеин в целом ряде исследований демонстри­ровал мутагенные и мутагенпотенциирующие свойства.

Известно более 200 растений, содержащих соединения, обла­дающие мутагенным эффектом.

5. Определенную мутагенную опасность могут представлять пи­щевые добавки, используемые в качестве консервантов, аромати­заторов, красителей, подсластителей, загустителей и пр.

Главной мерой борьбы с индуцированным мутагенезом и его отдаленными патогенетическими последствиями является предупреждение контакта человека с потенциальными мутагенами. Та­ким образом, в области изучения мутагенности пищевых продук­тов можно выделить две тесно взаимосвязанные задачи:

предупреждение потребления продуктов, содержащих потен­циально мутагенные соединения. Решение этой задачи методами генетического мониторинга представляется невозможным из-за чрезвычайно большого объема необходимых исследований. В этом случае целесообразно применение менее дорогостоящих и трудо­емких методов химической детекции потенциально опасных ве­ществ в рамках санитарно-гигиенического контроля качества. На­пример, после выявления мутагенных и канцерогенных свойств афлатоксина В1 и других микотоксинов, загрязняющих пищу, достаточно иметь надежные аналитические способы их иденти­фикации и препятствовать распространению загрязненных про­дуктов без дополнительных генетических исследований;

изучение генотоксических свойств наиболее распространенных пищевых добавок. Насчитывается около 2,5 тыс. наиболее часто встречающихся загрязнителей и компонентов, образующихся при термических воздействиях, для создания необходимой базы дан­ных по направленному выявлению потенциальных мутагенов в пи­щевых продуктах методами аналитической химии. Эта задача пред­ставляется достаточно сложной, прежде всего по вопросам опре­деления первоочередности тестирования, выбора тест-объектов исследований, доз, способов и схем применения испытуемых со­единений и продуктов, антагонизма и синергизма действия пи­щевых компонентов с мутагенами, повседневно воздействующи­ми на человека (полициклические углеводороды, хиноны и пр.).

3.4. ПИЩЕВЫЕ АНТИМУТАГЕНЫ

 

Сегодня формируются три направления практического исполь­зования антимутагенов:

разрабатываются фармакологические средства защиты генети­ческих структур от мутагенных воздействий;

исследуется влияние различных (в подавляющем большинстве растительных) пищевых продуктов на индуцированный мутагенез;

идет интенсивное изучение возможности использования отдель­ных пищевых добавок или компонентов в качестве превентеров (chemopreventers), обладающих профилактическими, в частности антимутагенными, свойствами. Создание пищевых продуктов, обогащенных антимутагенными компонентами, имеет большие перспективы не только для профилактики увеличения генетичес­кого груза, но также потому, что антимутагены рассматриваются как агенты, предупреждающие индукцию и развитие злокачествен­ных новообразований.

 

 

Известно более 25 различных классов химопревентеров, содер­жащихся практически во всех типах пищи. Сведения о пищевых продуктах с наиболее значительными химопревентерами представ­лены ниже.

 

 

Продукты

 

Фрукты

 

Овощи

 

 

Злаки

 

 

Мясо, рыба, яйца, птица

 

 

Жиры и масла

 

 

Молоко

 

 

Орехи, фасоль, зерно

 

 

Пряности

 

Чай

 

Кофе

 

 

Вино

 

Вода

 

Химопревентеры

 

Витамины, флавоноиды, полифенольные аминокислоты, волокна, каротиноиды, монотерпеноиды (d-лимонен)

 

Витамины, флавоноиды, растительные фенолы, волокна, хлорофилл, алифатические сульфиды, каротиноиды, ароматические изотиоционаты, растительные кислоты, дитиолтионы, кальций

 

Волокна, токоферолы, растительные кислоты, селен

 

Конъюгированные изомеры линоленовой кислоты, витамины А и Е, селен

 

Жирные кислоты, витамин Е и другие токоферолы

 

Ферментированные продукты, кальций, свободные жирные кислоты

 

Полифенолы, волокна, витамин Е, расти­тельные кислоты, кумарины, протеины

 

Кумарины, куркумин, сизаминол

 

Растительные фенолы, эпигаллокатехины

 

Полифенольные кислоты, дитерпены, меланоиды

 

Флавоноиды

 

Селен