МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра биохимии ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК И ЧУЖЕРОДНЫХ ВЕЩЕСТВ Реферативная работа Курган Вероники Дмитриевны студентки 4 курса 52 группы, Преподаватель: Гриневич С.В. Минск, 2019 ОГЛАВЛЕНИЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ .................................................................................. 3 КЛАССИФИКАЦИЯ ЧУЖЕРОДНЫХ ВЕЩЕСТВ ................................................ 4 ПОНЯТИЕ О ПИЩЕВЫХ ДОБАВКАХ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ .................. 6 УСТАНОВЛЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК ........................... 9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 14 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................... 15 2 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВОЗ ДСД ДСП НКПП ОКЭПД ПДК УПВОЭ ФАО Всемирная организация здравоохранения Допустимая суточная доза Допустимое суточное потребление Научный комитет по продуктам питания Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам Предельно допустимая концентрация Уровень, не вызывающий отрицательных эффектов Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН 3 КЛАССИФИКАЦИЯ ЧУЖЕРОДНЫХ ВЕЩЕСТВ Чужеродные химические вещества могут попадать в пищу случайно в виде контаминантов – загрязнителей, например, из окружающей среды или в процессе технологической обработки при контакте с оборудованием; иногда их вводят специально в виде пищевых добавок, когда это связано с технологической необходимостью. Кроме того, в пищевом сырье и готовых продуктах питания могут содержаться природные компоненты, оказывающие вредное влияние на здоровье человека. В целом, классификация вредных и посторонних веществ в сырье, питьевой воде и продуктах питания может быть представлена в виде схемы на рисунке 1[8]. Рисунок 1 – Классификация посторонних и вредных веществ пищи[8] Несмотря на то, что окружающая среда остается главным источником загрязнения сырья и пищевых продуктов, в настоящее время появляются новые и модифицируются традиционные технологии получения продуктов питания, которые часто связаны с применением жестких видов воздействия на сырье и полупродукты, что, в свою очередь, является не всегда оправданным и приводит к возникновению токсичных веществ. Кроме того, получили широкое распространение разнообразные виды непроверенных пищевых добавок и новых упаковочных материалов; появилось большое число малых предприятий, 4 технологический процесс и качество выпускаемых продуктов питания на которых плохо контролируется или вообще не контролируется. Нельзя забывать и об антиалиментарных факторах питания, содержащихся в сырье и готовых пищевых продуктах и способных оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека[7]. 5 ПОНЯТИЕ О ПИЩЕВЫХ ДОБАВКАХ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ Человек использует пищевые добавки (соль, специи – перец, гвоздику, мускатный орех, корицу, мед) много веков. Однако широкое их использование началось в конце XIX в. и было связано с ростом населения и концентрацией его в городах, что вызвало необходимость увеличения объемов производства продуктов питания путем совершенствования традиционных пищевых технологий, создания продуктов функционального назначения с использованием достижений химии и биотехнологии[9]. Основные цели введения пищевых добавок представлены на рисунке 2. Рисунок 2 – Технологические функции пищевых добавок[7] Пищевые добавки допускается применять только в том случае, если они даже при длительном использовании не угрожают здоровью человека. Обычно пищевые добавки разделяют на несколько групп: вещества, регулирующие вкус продукта (ароматизаторы, вкусовые добавки, подслащивающие вещества, кислоты и регуляторы кислотности); вещества, улучшающие внешний вид продукта (красители, стабилизаторы цвета, отбеливатели); вещества, регулирующие консистенцию и формирующие текстуру (загустители, гелеобразователи, стабилизаторы, эмульгаторы и др.); вещества, повышающие сохранность продуктов и увеличивающие сроки их хранения (консерванты, антиоксиданты и др.). Соединения, повышающие пищевую ценность продуктов, например, витамины, микроэлементы, аминокислоты, не относятся к пищевым добавкам. Приведенная выше классификация основана на технологических функциях пищевых добавок. Однако имеются более строгие определения, данные в директивных документах[6]. 6 К пищевым добавкам (Food additives) по определению Объединенного комитета экспертов по пищевым добавкам ФАО–ВОЗ относят «непищевые вещества, добавляемые в продукты питания, как правило, в небольших количествах для улучшения внешнего вида, вкусовых качеств, текстуры или для увеличения сроков хранения». Комиссия ФАО–ВОЗ Codex Alimentarius предложила более расширенное толкование этого определения: «...любые вещества, в нормальных условиях не употребляемые как пища и не используемые как типичные ингредиенты пищи, независимо от наличия у них пищевой ценности, преднамеренно добавляемые в пищу для технологических целей (включая улучшение органолептических свойств) в процессе производства, обработки, упаковки, транспортировки или хранения пищевых продуктов...»[5]. Закон «О качестве и безопасности пищевых продуктов» и СанПиН 2.32.560–96 предлагают следующее определение: «пищевые добавки – природные или искусственные (синтезированные) вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью их сохранения и (или) придания им заданных свойств». Как видно из этих определений, термин «пищевые добавки» не имеет единого толкования[2]. Число пищевых добавок, применяемых в производстве пищевых продуктов в разных странах, достигает сегодня 500, не считая комбинированных добавок, отдельных душистых веществ и ароматизаторов. В Европейском Союзе классифицировано около 300 пищевых добавок, для гармонизации, использования которых Европейским Союзом разработана рациональная система цифровой кодификации пищевых добавок. Она включена в кодекс ФАО–ВОЗ для пищевых продуктов (Codex Alimentarius, Ed. 2, V. 1) как международная цифровая система кодификации пищевых добавок (International Numbering Sistem – INS). Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или четырехзначный номер (в Европе с предшествующей ему буквой Е). Эти номера (коды) используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих группу пищевых добавок по технологическим функциям (подклассам)[1]. Букву Е специалисты отождествляют как со словом Европа, так и со словами Eβbar/Edible, что в переводе на русский соответственно с немецкого и английского означает съедобный. Буква Е в сочетании с трехзначным номером является синонимом и частью сложного наименования конкретного химического вещества, являющегося пищевой добавкой. Присвоение конкретному веществу статуса пищевой добавки и трехзначного идентификационного номера Е имеет четкое толкование, подразумевающее, что: данное конкретное вещество проверено на безопасность; 7 вещество может быть применено (рекомендовано) в рамках его установленной безопасности и технологической необходимости при условии, что применение этого вещества не введет потребителя в заблуждение относительно типа и состава пищевого продукта, в который оно внесено; для данного вещества установлены критерии чистоты, необходимые для достижения определенного уровня качества продуктов питания. Следовательно, разрешенные пищевые добавки, имеющие идентификационный номер, обладают определенными свойствами. После некоторых Е-номеров (буква Е в сочетании с трехзначным номером) стоят строчные буквы, например: Е160а – каротины; Е472а – эфиры моно- и диглицеридов, уксусной и жирных кислот и т. д. В этих случаях речь идет о классификационном подразделении пищевой добавки. Строчные буквы являются неотъемлемой частью номера Е и должны обязательно использоваться для обозначения пищевой добавки. В отдельных случаях после Е-номеров стоят строчные римские цифры, которые уточняют различия в спецификации добавок одной группы и не являются обязательной частью номера и обозначения, например Е4501 – дигидропирофосфат натрия[7]. Наличие пищевых добавок в продуктах должно фиксироваться на этикетке, при этом пищевая добавка может обозначаться как индивидуальное вещество или как представитель функционального класса в сочетании с номером Е. Например, бензоат натрия или консервант Е211[4]. Согласно предложенной системе цифровой кодификации классификация пищевых добавок в соответствии с назначением выглядит следующим образом (основные группы): Е100–Е182 – красители; Е200 и далее – консерванты; ЕЗ00 и далее – антиокислители (антиоксиданты); Е400 и далее – стабилизаторы консистенции; Е450 и далее, Е1000 – эмульгаторы; Е500 и далее – регуляторы кислотности, разрыхлители; Е600 и далее – усилители вкуса и аромата; Е700–Е800 – запасные индексы для другой возможной информации; Е900 и далее – глазирующие агенты, улучшители хлеба[9]. Многие пищевые добавки, включенные в этот список, имеют комплексные технологические функции, которые проявляются в зависимости от особенностей пищевой системы. Например, добавка Е339 (фосфаты натрия) может проявлять свойства регулятора кислотности, эмульгатора, стабилизатора, комплексообразователя и водоудерживающего агента[1]. 8 УСТАНОВЛЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК Безвредность пищевых добавок определяется на основе широких сравнительных исследований, предпринимаемых такими органами, как Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам ФАО–ВОЗ (Joint РАО/WHO Expert Committee on Food Additives) и Научным комитетом по продуктам питания Европейского Союза. Использование пищевых добавок запрещено, если они не прошли соответствующую проверку и не установлено их допустимое суточное потребление. Международный опыт организации и проведения системных токсиколого-гигиенических исследований пищевых добавок обобщен в специальном документе ВОЗ (1987—1991 гг.) «Принципы оценки безопасности пищевых добавок и контаминантов в продуктах питания»[5]. Допустимое суточное потребление является центральным вопросом обеспечения безопасности пищевых добавок в течение последних 30 лет. ДСП обычно выражается в виде цифрового диапазона от 0 до X [(мг/кг)/сут]. Значение Х выводится на основе оценки данных о токсичности и использования приемлемого фактора безвредности. В случае отдельных пищевых добавок, практически не обладающих токсическим действием, их применение в продуктах питания будет ограничиваться токсическим действием, уровнем технологического эффекта (например, заданным повышением вязкости для загустителя), и их максимально допустимое потребление не будет связано с вопросом об их безвредности. В этих условиях нет необходимости рассчитывать ДСП, и в сопроводительных документах к таким пищевым добавкам фиксируется «ДСП не указано», что в отдельных случаях неверно истолковывают как проблемы с базой данных[7]. Научный комитет по продуктам питания – орган Европейского Союза, который дает консультации по вопросам достаточности питания и безвредности пищевых продуктов и напитков. Все пищевые добавки, которые используются в странах Европейского Союза, внесены в список разрешенных добавок. Пищевые добавки, которые не получили официального одобрения и не внесены в указанный список, например, из-за нерешенного вопроса об ее безвредности, не могут быть использованы в странах Европейского Союза. Пищевые добавки, которые включены в список разрешенных, при появлении новых данных, подвергаются пересмотру и могут быть уточнены национальными организациями[1]. Безвредность пищевых добавок обеспечивается путем проведения обязательных широких исследований до того, как ОКЭПД ФАО–ВОЗ или НКПП оценят новую пищевую добавку и, возможно, включат ее в список разрешенных пищевых добавок. Кроме того, как указывалось, проводится 9 периодический пересмотр одобренных ранее пищевых добавок по мере поступления о них новой информации и совершенствования методов проведения проверки их безвредности[6]. При решении вопроса о безопасности пищевых добавок необходимо ответить на несколько вопросов: какова опасность применения данного химического вещества для здоровья человека (опасность); какова вероятность вредного влияния химического соединения на здоровье человека с учетом уровня его воздействия (риск); какой уровень потребления пищевой добавки не будет опасным (риск) для здоровья человека при ее систематическом потреблении в течение всей его жизни. Последовательность оценки токсикологической безопасности пищевых добавок в общем виде представлена на рисунке 3[7]. Примечания: «–» – отсутствие риска; «+» – есть отрицательные результаты, которые могут иметь значение при использовании проверяемого вещества в продуктах питания Рисунок 3 – Принципиальная схема определения токсикологической безопасности пищевых добавок[7] Изучение безвредности химического вещества начинается с определения любых возможных отрицательных биологических воздействий. Доза, которая используется при проведении исследований на животных, последовательно увеличивается до тех пор, пока не будет получен один из трех следующих результатов: установлена токсичность соединения по отношению к определенной системе организма; 10 выявлено снижение массы тела, указывающее на неспецифическую токсичность или на возможные проблемы при всасывании нутриентов организмом; доза пищевой добавки достигнет 5 % от общей массы рациона питания. Детальное исследование безопасности пищевой добавки по всей приведенной выше схеме требуется не во всех случаях. Иногда решение может быть принято после анализа следующих данных: химической структуры вещества; его прогнозируемого воздействия на организм человека; его присутствия в качестве нормальных составных частей в организме человека; его использования в традиционных продуктах питания; знаний о его воздействии на организм человека, содержащихся в литературе. При проведении полных испытаний крайне важными являются используемая доза (она должна возрастать) и рацион питания[6]. В случае исследований негенотоксичных воздействий добавки считают, что есть порог воздействия на организм человека, ниже которого вещество не проявляет никакого отрицательного эффекта. Обеспечение безвредности пищевой добавки основано на использовании связи между дозой и реакцией на нее для определения приближенного порога токсичности при проведении исследований на животных. Это уровень, не вызывающий видимых отрицательных эффектов, – УНВОЭ [(мг/кг)/сут], он является уровнем воздействия, при котором исследуемые животные не отличаются от животных контрольной группы по сравнению с изменениями, обнаруженными ранее при использовании более высоких доз. Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам ФАО–ВОЗ во избежание неучтенных факторов рекомендовал использовать интегральный коэффициент запаса, равный 100, гарантирующий безопасность с учетом различий чувствительности человека и животных, индивидуальных различий, сложностей оценки потребленного количества продукта, возможности синергического действия добавок и т. д[5]. Для получения безопасного уровня ДСП воздействия на человека определенный уровень, не вызывающий отрицательных эффектов по сравнению с контрольной группой, делится на коэффициент безопасности (интегральный коэффициент запаса): ДСП УНВЩОЭ 100 где ДСП – допустимое суточное потребление, (мг/кг массы тела)/сут; 11 УНВОЭ – уровень, не вызывающий видимых отрицательных эффектов, (мг/кг массы тела)/сут; 100 — коэффициент безопасности. При определении ДСД – допустимой суточной дозы средняя масса тела не учитывается: ДСД УНВЩОЭ 100 где ДСД измеряется в (мг/кг)/сут, УНВОЭ – в (мг/кг)/сут. Предельно допустимая концентрация пищевой добавки в пищевых продуктах (мг/кг): ПДК ДСП 100 Проблема усложняется, если пищевая добавка в продуктах, содержащихся в рационе, присутствует в разных количествах. В этом случае ПДК (мг/кг) определяют для каждого продукта: ПДК ДСП ПС М 100 где ПС – содержание пищевой добавки в данном виде продукта, % к ДСД или к общему содержанию пищевой добавки в продуктах; М – масса данного вида продукта в стандартном суточном рационе, кг. После определения ПДК необходимо убедиться, не оказывает ли это количество (мг/кг) негативного влияния на органолептические свойства пищевого продукта и не превышает ли оно технологически необходимые количества. В этом случае вносят соответствующие коррективы. Если ПДК окажется ниже технологически необходимого количества, то испытуемое вещество не разрешают использовать в качестве пищевой добавки[7]. После утверждения пищевой добавки и включения ее в список разрешенных добавок с присвоением индекса Е наблюдение за ней продолжается с учетом новых методов исследования и полученных экспериментальных данных. Важной проблемой при гигиенической регламентации пищевых добавок в продуктах питания являются комбинационная токсикология и взаимодействие между добавками. Все большее применение смеси пищевых добавок для получения наибольшего технологического эффекта делает эту проблему особенно важной[3]. Проведенный анализ и исследования международных организаций показывают, что пищевые добавки, даже применяемые для решения одних и тех же задач, характеризуются разнообразием химических структур, 12 метаболических путей в организме и биологическим действием. Использование ДСП обеспечивает такое положение, при котором потребление каждой добавки находится ниже уровня, который может вызвать какой-либо нежелательный эффект. Добавки взаимодействуют друг с другом только в тех случаях, когда химические вещества действуют посредством одного и того же механизма действия и их комбинированное потребление превышает ДСП (после поправки на различие в силе действия), поэтому нежелательные эффекты в результате взаимодействия между пищевыми добавками маловероятны[6]. Это подтверждается результатами постоянно проводимого изучения разрешенных к использованию пищевых добавок. По итогам этой работы в настоящее время запрещены к использованию 5 пищевых добавок (таблица 1)[9]. Таблица 1 – Пищевые добавки, запрещенные к применению при производстве пищевых продуктов[9] Код Пищевые добавки Технологическая функция Е121 Цитрусовый красный Краситель Е123 Амарант Краситель Е240 Формальдегид Консервант Е924а Бромат калий Улучшитель муки и хлеба Е9246 Бромат кальция Улучшитель муки и хлеба 13 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В современном мире пищевые добавки выполняют разнообразные функции в пищевой технологии и продуктах питания. Области их применения постоянно увеличиваются. Их использование возможно только после проверки их безопасности. Внесение пищевых добавок не должно увеличивать степень риска, возможного неблагоприятного действия продукта на здоровье потребителя, а также снижать его пищевую ценность. Определение правильного соотношения между дозой и реакцией человека на нее, использование высокого коэффициента безопасности гарантируют, что применение пищевой добавки при соблюдении уровня ее потребления не опасно для здоровья человека. Важнейшим условием обеспечения безопасности пищевых продуктов является соблюдение допустимой нормы суточного потребления пищевых добавок. Пищевые добавки следует вносить в пищевые продукты в минимально необходимом для достижения технологического эффекта количестве, но не более установленных Санитарными правилами пределов. Контролем безопасности пищевых добавок занимаются такие организации как Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам ФАО–ВОЗ и Научный комитет по пищевым продуктам. Исследование безопасности пищевых добавок, определение ДСД, ДСП, ПДК – сложный, длительный, очень дорогой, но крайне нужный и важный для здоровья людей процесс. Он требует непрерывного внимания и совершенствования. 14 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1 Булдаков А.С., Пищевые добавки. Справочник, Булдаков А.С. – М.: ДеЛи принт, 2003. – 436 с. 2 Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.560-96. – М: Издательство стандартов, 1997. – 186 с. 3 Донченко Л. В., Безопасность пищевой продукции / Л.В. Донченко, В.Д. Надыкта. – М.: Пищепромиздат, 2001. – 528 с. 4 Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. – М: Издательство стандартов, 1990. – 170 с. 5 Принципы оценки безопасности пищевых добавок и контаминантов в продуктах питания: Гигиенические критерии состояния окружающей среды. – Выпуск 70. – ВОЗ, Женева, 1991. – 159 с. 6 Нечаев А.П., Безопасность продуктов питания / А.П. Нечаев, И.С. Витол. – М.: Издательский комплекс МГУПП, 1999. – 87 с. 7 Нечаев А. П., Пищевые добавки / А.П. Нечаев, А.А. Кочеткова, А.Н. Зайцев. – М.: Колос, 2001. – 256 с. 8 Нечаев А.П., Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова. – СПб.: ГИОРД, 2004. – 640 с. 9 Шаулина Л.П., Контроль качества и безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья / Л.П. Шаулина, Л.Н. Корсун. – Иркутск: ИГУ, 2011. – 113 с. 15
