Контаминант

Микрофотография возбудителя смертельно опасного отравления ботулизма и биологического контаминанта, бактерий Clostridium botulinum, продуцирующих сильнейшие из известных природных токсинов — ботулотоксины (ЛД₅₀ некоторых типов ботулотоксинов составляет десятки пикограммов на 1 кг веса (40—80×10⁻¹²/кг)). На фотографии отчётливо видны так называемые «барабанные палочки» (терминально и субтерминально расположенные споры), характерные для рода Clostridium. Препарат окрашен генцианвиолетом. Излюбленными пищевыми продуктами, которые контаминируют клостридии ботулизма, являются рыбные, мясные продукты (в особенности колбасы с кровью), фруктовые, овощные и грибные консервы при недостаточной тепловой обработке и в условиях резкого снижения содержания кислорода (герметично закупоренные консервы).

Контаминáнт (от лат. contaminant — примесь, также загрязняющий агент) — нежелательный биологический агент (микроорганизмы) либо химическое соединение, смесь соединений, обладающие высокой биологической активностью (аллерген, иммуносупрессор, канцероген, мутаген, тератоген, токсин или в общем случае ксенобиотик) либо радиоактивное вещество (радионуклид), присутствие которых в сырье и пищевых продуктах несвойственно и, несомненно, может оказывать негативное воздействие на организм и, как следствие, нести угрозу для здоровья и жизни человека.

Термин контаминант употребляется в основном в микробиологии (синоним термина обсеменение) и в производстве пищевых продуктов. В большинстве случаев загрязнение пищевого продукта контаминантами является причиной алиментарных расстройств ЖКТ у человека (пищевые интоксикации).

Контаминанты обладают высокой подвижностью и скоростью миграции и, тем самым довольно легко проникают в организм человека из внешней среды.

Не следует путать термины контаминант и ксенобиотик. Первый означает любой загрязняющий агент продуктов питания и попадает в организм исключительно алиментарным путём (т. е. с пищей), в то время как второй термин означает любое чужеродное вещество, попавшее в организм человека не обязательно алиментарным путём, например, воздушным (респираторным) или через кожу (трансдермально). Любой контаминант — это ксенобиотик, но не каждый ксенобиотик — это контаминант.

Биологические контаминанты

Колос пшеницы (справа), поражённый пшеничной паршой. Возбудителем является микроскопический плесневый гриб fusarium graminearum, продуцирующий вомитоксин.

Биологические, также природные или естественные контаминанты — нежелательные микроорганизмы (вирусы, патогенные и условно-патогенные бактерии, микроскопические грибы, простейшие, споры микромицетов итд.), а также их продукты метаболизма (например, ботулотоксин, продуцируемый Clostridium botulinum или охратоксины — группа микотоксинов, вырабатываемые некоторыми видами микроскопических плесневых грибов рода Аспергилл и Пеницилл), присутствующие в пищевых продуктах. Большое количество биологических контаминантов приходится на бактерии и их метаболитов (токсинов, антибиотиков). К этой группе можно отнести токсины морских животных, употребляемых в пищу (например, тетродотоксин из собаки-рыбы или фугу), а также токсины растений или фитотоксины (например, рицин, из ядер клещевины или амигдалин из косточек горького миндаля, абрикоса — ядовитый гликозид) и грибов (аматоксины, фаллотоксины и др.).

• 

  Дезоксиниваленол или вомитоксин (от англ. Vomiting — рвота), наиболее распространённый трихотецен, продуцируется микроскопическими плесневыми грибами рода Fusarium (Fusarium culmorum, Fusarium graminearum). Высокотоксичен, обладает иммуносупрессивным эффектом, вызывает сильнейшее отравление сопровождаемое упорной рвотой, поражением ЖКТ и агранулоцитозом.

• 

  Афлатоксин B1 — один из представителей афлатоксинов, смертельно опасный токсин, а также сильнейший гепатоканцероген. Продуцируется микроскопическими плесневыми грибами рода Аспергилл (Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus).

• 

  Соланин — стероидный гликозид, фитотоксин вырабатываемый некоторыми видами растений семейства паслёновых или Solanaceae (ягоды чёрного паслёна, клубни картофеля итд.).

• 

  Сигуатоксин 1В — полициклический полиэфир, очень ядовит, продуцируется некоторыми видами динофлагеллятов (Gambierdiscus toxicus). Вместе с планктоном поедается токсин, который накапливается в жировой ткани, внутренностях и коже многих видов морских рыб, тем самым он представляет огромную опасность. Интоксикация сигуатоксином проявляется в виде сигуатеры.

• 

  Гипоглицин A — непротеиногенная аминокислота, фитотоксин, содержится в незрелых плодах и семенах Аки (Blighia sapida) и личи (Litchi chinensis). Высокотоксичен, вызывает специфическое заболевание Ямайскую рвотную болезнь, сопровождаемое сильнейшей интоксикацией и гипогликемией.

• 

  Сакситоксин (STX), накапливается в съедобных морских моллюсках (мидии, морское ушко, устрицы, итд.), которые в свою очередь питаются продуцентами — динофлагеллятами (Gonyaulax catenella, Alexandrium sp., Gymnodinium sp., Pyrodinium sp.) и цианобактериями (Anabaena sp., Aphanizomenon spp., Cylindrospermopsis sp., Lyngbya sp., Planktothrix sp.). Сильнейший яд небелковой природы с ярко выраженным нервно-паралитическим воздейстием, ЛД₅₀ ~5,7 мкг/кг перорально для человека (так, одна мелкая мидия может содержать сакситоксин в дозе, достаточной чтобы убить 50 человек). Селективный блокатор потенциал-зависимых натриевых каналов (сходный по действию с тетродотоксином), тем самым поражает ЦНС.

• 

  Аманин — один из представителей аматоксинов, встречается в плодовых телах грибов рода Аманита (Мухомор), Лепиота и Галерина, чрезвычайно токсичен и смертельно опасен, сильнейший гепатотоксин, вызывает лизис и некрозы клеток паренхимы печени, помимо этого он разрушает клетки кишечника и почек (вызывает острую почечную недостаточность).

• 

  Веротоксин — токсин Коли, вызывает сильнейшее пищевое отравление, сопровождаемое геморрагической лихорадкой, повреждением сосудов внутренних органов, гемолитической анемией.

Химические контаминанты

К химическим или антропогенным контаминантам относят разнообразные химические соединения или их смеси, чужеродного происхождения (являются результатом деятельности человека — ксенобиотиками), обладающие высокой биологической активностью, присутствие которых в пищевых продуктах может серьёзно ухудшить здоровье или даже привести к летальному исходу. Подразделяются на две группы: неорганические и органические (составляют большую часть). Примером таких соединений являются метанол, аммиак, формальдегид, соединения мышьяка, соединения бериллия и тяжёлых металлов (бария, кадмия, сурьмы, меди, свинца, таллия, ртути итд.), поверхностно-активные вещества (моющие средства или детергенты), пестициды (например, хлорорганические: группы альдрина, гексахлоран, ДДТ; паракват; фосфорорганические: фосдрин, ДФФ, тиофос и др.) и удобрения (основу, которых составляют нитраты), нефтепродукты (топливо, синтетические масла, бензол и его производные, и другие ароматические соединения), органические растворители, фенолы и их производные (в частности, фенолформальдегидные смолы), эпоксид этилена, пластмассы и полимеры (ПВХ, поливинилиденхлорид итд.), искусственные непищевые красители, лаки и краски, продукты сгорания биомассы, диоксины и диоксинподобные соединения, канцерогены антропогенного происхождения (полициклические ароматические углеводороды — бензпирен, бензантрацен, ДМБА, ароматические амины и др.) и многие другие.

• 

  Бензпирен, широко распространённый полициклический ароматический углеводород, канцероген, мутаген. Образуется в результате процессов риформинга, происходящих при сжигании бытовых отходов, нефтепродуктов, табачного дыма, выхлопных газов, а также при термической обработки мяса.

• 

  Диметилртуть — ртутьорганическое соединение, чрезвычайно токсична, обладает биоаккумуляцией в морских животных, но особенно в рыбе, вызывает тяжёлое поражение ЦНС — болезнь Минамата.

• 

  Эндрин — хлорорганическое соединение с необычайно сильным инсектицидным действием, а также чрезвычайно токсичное вещество, вызывает сильнейшую интоксикацию, поражение печени и в особенности ЦНС.

• 

  Бензол — простейший ароматический углеводород, один из самых распространённых ксенобиотиков. Токсичен, сильный канцероген, обладает мутагенными свойствами, миелотоксичен (поражает красный костный мозг).

• 

  Сульфат таллия(I) — хорошо растворимое в воде соединение одновалентного таллия. Очень токсичен, вызывает сильнейшее отравление, сопровождаемое поражением кишечника, ЦНС и алопецией.

• 

  Метанол — одноатомный спирт, сильный яд, вызывающий поражение зрения (дегенерацию зрительного нерва) в небольших дозах (5-15 мл), в больших кому и летальный исход (30-50 мл).

• 

  Нитрат натрия, вместе с нитратами калия и аммония, являются наиболее используемыми азотными удобрениями в сельском хозяйстве. Поступают в организм человека с овощами и в меньшей степени с фруктами и ягодами, которые накапливают нитраты в своих плодах. Овощи (особенно корнеплоды), содержащие большие количества нитрата натрия или других нитратов, вследствие окисления в организме человека (фермент нитратредуктаза) до более токсичных нитритов, вызывают серьёзные расстройства и нарушения работы со стороны органов ЖКТ, а также метгемоглобинемию со стороны системы крови.

• 

  2,3,7,8-Тетрахлородибензодиоксин, сокр. ТХДД — органическое бифункциональное соединение (хлорорганический циклический эфир), представитель полихлорированных дибензодиоксинов (ПХДД), чрезвычайно токсичен, одно из самых токсичных веществ антропогенного происхождения (ЛД₅₀ = 0,5 мкг/кг морская свинка (перорально)). Сильный мутаген, доказанный канцероген, обладает ярко выраженным тератогенным воздействием, снижает деятельность эндокринной и репродуктивной системы.

Радиоактивные контаминанты

Радиоактивные контаминанты представляют собой особую группу, которая включает природные радиоактивные элементы (уран, торий, радий, полоний, протактиний и многие другие) и их соединения, а также радионуклиды антропогенного происхождения, таких, как например, короткоживущий изотоп ¹³¹I (Т_1/2 = 8 суток), и более продолжительно живущие ⁹⁰Sr (Т_1/2 ~ 29,15 лет), ¹³⁷Cs (Т_1/2 ~ 30,2 лет).

Основные негативные биологические эффекты радиоактивных контаминантов проявляются в высокой ионизации пищевых продуктов, так как большинство живых клеток высокочувствительны к ней (в особенности это клетки активно делящихся тканей — миелодной, лимфоидной, слизистых оболочек и половых желёз). Радиоактивные соединения, попадают внутрь организма вместе с контаминированными продуктами, где в результате ионизации и избыточного образования токсичных перекисных соединений, возникают цепные реакции сильно перегружающие антиоксидантную систему, что приводит к негативным последствиям, например, к таким, как серьёзные поражения органов ЖКТ (особенно печени, т.к. в ней происходят процессы депонирования и обезвреживание образовавших токсичных продуктов). Вместе с тем происходят процессы снижения или подавления репродуктивной функции (гипоспермия, азоспермия, бесплодие и др.), мутагенез и тератогенез, снижение функций эндокринной системы (например, в щитовидной железе селективно депонируется радиоизотоп йод-131), накопление в мышцах, костных тканях и дальнейшее усиление дегенерации миелоидной ткани, как следствие — лучевая болезнь, лейкозы и другие злокачественные новообразования системы гемопоэза (кроветворения), соединительных тканей (кости, хрящи, суставы итд.), а также сердечно-сосудистой, эндокринной и половой систем. Особенно опасен в этом отношении остеотропный стронций-90, который легко замещает кальций в костях, тем самым повышается риск возникновения их ломкости (остеомаляция, остеопороз), а также приводит к возникновению радиогенной остеосаркомы (вследствие высокой активности). Бóльшую опасность представляет хроническое (долговременное) воздействие радиоактивных контаминантов.

В последние десятилетия уровень радионуклидов в атмосфере непрерывно повышается, это связано прежде всего с увеличением производства ядерного топлива и возникновением катастроф на АЭС (прежде всего это Чернобыльская катастрофа 1986 года и катастрофа 2011 года японской атомной станции Фукусима-1).

Контаминация пищевых продуктов

Контаминация пищевых продуктов — процесс загрязнения контаминантами, приводящий к нецелесообразности употребления, порчи и изменениям органолептических свойств продуктов (изменение вкуса, внешнего вида, консистенции, запаха, цвета и, как следствие снижение пищевой ценности) и повышения опасности для здоровья и жизни, в случае алиментарного применения данных продуктов.

Существует большое количество путей поступления контаминантов из внешней среды в сырьё и пищевые продукты. Основные из них:

• Почвенный, таким путём в растительное сырьё и сельскохозяйственные продукты проникают нитраты, тяжёлые металлы и их соединения, хлорорганические пестициды, диоксины, радионуклиды.
• Водный, примером служат наличие вируса гепатита в питьевой воде или пресноводные и морские виды рыб, а также морепродукты (крабы, моллюски и др.) которые способные накапливать тяжёлые металлы, пестициды, нефтепродукты, ПАВ, ртутьорганические соединения, и многие другие контаминанты
• Воздушный, характерен для процессов возделывания сельскохозяйственных культур, которые могут поглощать из воздуха многие токсичные вещества — диоксины, нитрозные газы, аммиак, формальдегид и многие другие.

Помимо указанных путей, контаминанты могут проникать в пищевые продукты и во время технологической обработки. Следовательно, контаминация может происходить практически на всех этапах производства, хранения и транспортировки (реализации) пищевых продуктов.

Также возможна преднамерная и диверсионная контаминация, направленные на устранение нежелательных физических лиц (путём отравления пищевых продуктов биологическими агентами, радионуклидами или боевыми отравляющими веществами, например, отравление Литвиненко полонием-210, отравление Ющенко диоксинами) и нанесение серьёзного урона продовольственной безопасности государству (используются также различные биологические, химические или радиоактивные контаминанты).

Действия контаминантов на организм человека

Ангиоэдема, также ангионевротический отёк или отёк Квинке у ребёнка, одна из аллергических реакций на содержащиеся в пищевых продуктах специфические антигены — аллергены.

Хронический афлатоксикоз (хроническая интоксикация афлатоксинами) почти в 100% случаев вызывает цирроз печени и гепатоцеллюлярную карциному. На снимке макропрепарат печени человека, с тотальным циррозом и локализованной карциномой печени.

Типичная картина ботулизма у 14-летнего ребёнка. Отчётливо виден двусторонний офтальмоплегический паралич (офтальмоплегия) и птоз верхних век. Сознание сохранённое.

Виктор Ющенко через 1,5 месяца после отравления 2,3,7,8-ТХДД. Отчётливо видны папулы, следы от пустул и поражение кожи лица — хлоракне.

На организм человека, действия оказываемые контаминантами, подразделяются на:

• ближайшие — проявляются в виде острых токсикозов (пищевых отравлений, например, вызванные повышенным содержанием в продуктах питания нитратов) или инфекционными заболеваниями (сальмонеллёз, ботулизм, амёбиаз, холера итд.), аллергических и специфических иммуннологических реакциях (ангионевротический отёк, бронхоспазм, анафилаксия, агглютинация);
• отдалённые или дистанционные — иммуносупрессивное, канцерогенное, мутагенное, тератогенное или политропное воздействие (множественное) на органы, систему органов или даже на весь организм человека (апластическая анемия, хронический афлатоксикоз, болезнь Минамата, итд.).

Количественной характеристикой токсического воздействия контаминантов является ЛД50. По токсическому воздействию (значения ЛД₅₀ даны в мг/кг) контаминанты делятся на:

• Низкотоксичные (слаботоксичные) (>1500)
• Умеренно-токсичные (1500-150)
• Высокотоксичные (150-15)
• Чрезвычайно токсичные (<15).

Большую опасность представляют высокотоксичные и чрезвычайно токсичные контаминанты, которые могут оказывать негативные воздействия в крайне низких концентрациях (10^-2—10^-6 кг и менее на кг веса).

Патофизиологические эффекты, оказываемые контаминантами

• 

  Токсоплазма (Toxoplasma gondii) — самый распространённый паразит-простейшее, который может попадать в организм человека через пищевые продукты (животного происхождения). Вызывает токсоплазмоз, который приводит к тератогенному эффекту (уродства), олигофрении, поражениям нервной системы или гибели плода, у взрослых в острой форме протекает подобно брюшному тифу, с увеличением некоторых внутренних органов (печени, селезёнки), температурой или с поражением нервной системы, может протекать и бессимптомно. Токсоплазмы также обладают свойствами изменять сознания организма носителя.

• 

  Аспергилл жёлтый (Aspergillus flavus) или просто жёлтая плесень, один из самых распространённых (организм-космополит) токсинообразующих плесневых грибов-микромицетов. Продуцирует сильнейшие гепатоканцерогены и гепатотоксины — афлатоксины, опасен и патогенен для животных и человека. Контаминирует многие пищевые продукты и сырьё, но в основном растительного происхождения (субстратом служат продукты с повышенным содержанием крахмала и растительных масел — зерновые, бобовые, масличные культуры, некоторые виды сухофруктов итд.). Токсинообразование происходит при довольно высоких значениях влажности и температуры.

• 

  Бледная поганка может быть очень похожа на некоторые виды съедобных грибов (например, на шампиньоны или сыроежки), для неё характерен приятный вкус. Однако гриб содержит в себе токсины, которые не разрушаются при термической обработке и обладают сильнейшей гепатотоксичностью, вызывают дегенерацию, разрушение и некролитическую смерть клеток печени. Опасностью отравления является долгий период бессимптомного протекания (более 10 часов). Летальный исход при отравлении бледной поганкой довольно высок.

• 

  Тихоокеанские устрицы (Magallana gigas) могут накапливать в себе смертельно опасные дозы нейротоксичных соединений (от 400 мкг до 15000-25000 мкг), главным из которых является сакситоксин. Помимо этого, у некоторых групп людей, при поедании мяса устриц (оно содержит специфические антигены), провоцируется сильная и скоротечная аллергенная реакция — анафилаксия, которая может стать причиной летального исхода.

• 

  На микрофотографии представлена одна из форм дизентерийной амёбы — трофозоиты, которые поглощают эритроциты крови. Дизентерийная амёба (Entamoeba histolytica) — опасный биологический контаминант, попав во внутрь толстого кишечника она, приступает к разрушению слизистой оболочки кишечника, вызывая кровотечения, диарею, деструкцию (разрушение) слизистой и некролитические процессы (язвы, отторжения слизистой, гнойное поражение, некрозы).

• 

  Спорынья (Claviceps purpurea), паразитирующая на колосе ржи. Хлеб, выпеченный из муки, контаминированной алкалоидами спорыньи (лизергиновая кислота, эрготамин, эргин (лизергамид), эргометрин и др.) вызывает сильнейшее отравление — эрготизм.

• 

  Клещевина обыкновенная (Ricinus communis), красивое декоративное растение, однако, её семена содержат сильнейший белковый фитотоксин — рицин. При поедании семян возникает сильнейшая интоксикация с гемолитическим и геморрагическим синдромом, поражается кишечник и сосуды (нарушается целостность стенок, образуются тромбы, снижается кровоток итд.), как следствие гемолитическая анемия, угнетается деятельность ЦНС, возникает тотальное падение артериального давления, летальный исход происходит почти в 100% случаев интоксикаций. Сырьё или жмых, контаминированный рицином также смертельно опасен и для домашних животных (крупный и мелкий рогатый скот, лошади).

• 

  Смертоносная бурая собака-рыба (Takifugu rubripes) или просто фугу. Её некоторые внутренние органы чрезвычайно токсичны из-за высокого содержания в них тетродотоксина (TTX), сильнейшего нейротоксина. Блюда, которые готовят из фугу в Японии являются деликатесом. Неправильно приготовленное фугу, мясо которого содержит небольшие количества ТDX каждый год вызывает сильнейшие отравления и уносит десятки жизни людей.

• 

  Вирус гепатита А (НVA), возбудитель вирусного гепатита А (болезнь Боткина), РНК-содержащий вирус относится к семейству Picornaviridae. Данный вирус высококонтагиозный (опасен для человека, так как может вызвать гепатит в большинстве случаев заражения), обладает высокой усточивостью к действию хлора, поэтому способен проникать в водопроводную воду через барьеры водоочистных сооружений.

Наиболее частые патофизиологические эффекты, оказываемые контаминантами:

• Токсичность — свойство негативно влиять на физиологические и биохимические процессы, протекающих в нормальных клетках, результатом которого является обратимые или необратимые изменения, нарушения или даже ингибирование (подавление) данных процессов, и как следствие смерть клеток и организма в целом. Многие, если не большинство контаминантов обладают токсичностью. Токсичность зависит от целого ряда физиологических и токсико-химических факторов, главные из которых, возраст, пол, количество токсичных веществ поступивших в организм, период действия, период выведения, тропность, комплексообразование, способность к гидролизу, биоаккумуляция, тканевая или органная специфичность и другие.
• Альтеративный воспалительный процесс — нарушения целостности структуры клеток т.е их повреждения, возникающие в результате воздействия биологических агентов и/или химических соединений (включая радиоактивные) и, последующие за ними некролитический путь смерти, деструктивных клеток. Многие контаминанты обладают альтеративным эффектом.
• Канцерогенное воздействие или канцерогенность — свойство химических и радиоактивных соединений или их смесей, а также биологических агентов, включая вирусы вызывать злокачественные заболевания организма человека. К этой группе относятся ПАУ, которые образуются в результате термической обработки (при жарке) мяса и продуктов из неё (копчённости), нитрозамины(образуются из нитратов и нитритов), диоксины (ТХДД), соединения мышьяка, кадмия и шестивалентного хрома, афлатоксины, бензол, стронций-90.
• Мутагенное воздействие или мутагенность — свойство негативного воздействия химических соединений, физических факторов или биологических агентов на генетический аппарат клеток, следствием которого являются мутации. Генотоксичность — предельная форма мутагенности, при которой происходят нарушения целостности структуры молекул ДНК (вследствие встраивания ксенобиотических молекул в молекулу ДНК — ковалентного или интеркаляции), вплоть до утраты генов или деструкции (разрушения). Часто мутагены могут быть канцерогенами и/или тератогенами. Многие диоксины, и в особенности ТХДД являются сильными мутагенами, такими же свойствами обладают многие ароматические углеводороды и их производные (бензол, ДМБА, метилхолантрен) и органические перекисные соединения.
• Иммуносупрессия или иммунодепрессивный эффект выражается в частичном (вторичные иммунодефицитные состояния или ВИДС) или полном подавлении функций иммунной системы (например, иммунодефицитный микотоксикоз). Данным эффектом обладают многие микотоксины, некоторые виды вирусов.
• Тератогенное воздействие — негативный эффект воздействия тератогенов на генетический аппарат плода, результатом, которого являются мутации и аномальные морфологические изменения тела (врожденные уродства). Диоксины обладают высоким тератогенным и эмбриотоксичным воздействием, также этим воздействием обладают охратоксины, многие канцерогены, например, метилхолантрен.
• Аллергическое воздействие — происходит при действии специфических антигенов, вызывающих аллергическую реакцию. Некоторые аллергические реакции могут быть очень быстрыми и опасными для жизни, как, например, анафилаксия. Примером могут служить антигены некоторых видов двустворчатых моллюсков (мидии, устрицы и др.), морских рыб, молока, арахиса, употребляемых в пищу.
• Гепатотоксичность — негативный эффект воздействия некоторых биологических агентов, физических факторов и химических соединений на клетки паренхимы печени — гепатоциты. Выражается в дегенерации и некролитическом процессе гибели клеток паренхимы печени, как следствие гепатиты и цирроз. Гепатотоксичностью обладает некоторые микотоксины (афлатоксины, Т-2 токсин, патулин), токсины бледной поганки, этанол, вирусы гепатита.
• Нейротоксичность — свойство химических соединений негативно влиять (вплоть до летального исхода) на процессы и функции клеток (нейроны) нервной системы. Одними из следствий такого влияния являются парезы и параличи. Например, метанол обладает нейродегенеративным воздействием на зрительный нерв и необратимо поражает его, также этим воздействием обладают пестициды (группы альдрина, фосфорорганические соединения), некоторые токсины бактерий (ботулотоксин) и беспозвоночных (тетродотоксин, октопотоксины, сакситоксин итд.), ртутьорганические соединения.
• Нефротоксичность — негативный эффект воздействия химических соединений или биологических агентов на клетки почки (нефроны), следствием которого являются повреждения нефронов и/или их смерть. Охратоксины, тяжёлые металлы, соединения мышьяка (арсин и др.), аматоксины проявляют нефротоксические свойства.
• Гематотоксичность — негативный эффект от воздействия различных химических соединений (включая радиоактивные) и/или биологических агентов (включая их продукты метаболизма) на функции клеток крови, их качественные характеристики и состав. Например, нитраты и особенно нитриты обладают гематотоксичностью, вызывают резкое падение уровня гемоглобина (метгемоглобинемия) в эритроцитах, переводя его в неактивную для переноса кислорода форму, бензол вызывает лейкопении и гемолитическую анемию, такими же свойствами обладает и анилин, но действует гораздо медленнее. Миелотоксичность является частным случаем гематотоксичности и выражается в негативном эффекте воздействия химических соединений, радионуклидов или биологических агентов на клетки миелоидной ткани красного костного мозга, повреждая их вплоть до полной деструкции (разрушения структур) или трансформации в опухолевые.
• Антибиотическое действие — негативный эффект воздействия на микрофлору кишечника биологически активных соединений, следствием которого является снижение числа бактерий кишечника вплоть до полной стерилизации. Многие антибиотики обладают низкой селективностью, и могут существенно влиять на количество бактериальной микрофлоры, данное свойство крайне негативно сказывается на функционировании ЖКТ (дисбактериоз, диарея, нарушения электролитного баланса, итд.). Помимо антибиотиков, данным эффектов обладают сульфаниламидные препараты, препараты нитрофурана и другие.
• Цитотоксичность — свойство химических соединений, физических факторов и/или биологических агентов негативно воздействовать на определённые виды клеток (например на клетки энтероцитов), вызывая их повреждения или смерть. Таким свойством обладают токсины Коли и токсины бледной поганки.
• Политропия или политропное воздействие, также эффект комбинированного воздействия — негативный эффект воздействия токсичных соединений или биологических агентов на многие органы, систему органов или на весь организм. Включает в себя совокупность разнообразных патофизиологических процессов и поэтому является наиболее опасным для здоровья или жизни человека. Таким свойством обладают некоторые радиоактивные элементы, диоксины, тяжёлые металлы и их соединения (ртуть, свинец, таллий, радий, полоний итд.), некоторые радионуклиды.

Причины контаминации пищевых продуктов

Основные причины, из-за которых возникает контаминация пищевых продуктов это не соблюдение или нарушения, а также отсутствие систем менеджмента безопасности и стандартов качества пищевых продуктов (HACCP, ISO 22000:2005 итд.), ГОСТов, санитарно-гигиенических норм и правил (СанПиН) или иных нормативно-правовых актов, установленных и контролируемых действующим законодательством государства, происходящих при обработке сырья или производстве пищевых продуктов.

Наглядный пример загрязнения реки продуктами жизнедеятельности, Найроби, Кения

Гигиенический аспект контаминации пищевых продуктов непосредственно сопряжён с экономическим. Обеспечение большинства населения стран Африки, Латинской Америки, некоторых стран Азии (Индия, Бангладеш, Индонезия итд.) чистой питьевой водой и продовольственными продуктами является одной из самых сложных проблем. Во многих регионах Африки и Азии, нерациональное использование водных ресурсов (загрязнение воды продуктами жизнедеятельности и/или нефтепродуктами, сложность процесса очистки или вовсе её отсутствие), частое применение пестицидов в сельском хозяйстве, отражается на качестве продуктов питания (низкая пищевая ценность, большое количество контаминантов, как следствие частые интоксикации и высокий уровень смертности), происходят частые инфекционные заболевания (холера, амёбиаз, тиф, кишечные токсоинфекции, итд.), наблюдается низкая осведомлённость населения об использовании чистой питьевой воды (в некоторых регионах Африки она отсутствует) и использовании воды в процессах кулинарной обработки (вода обычно неочищенная (не проходит процессы очистки) и практически не пригодна для употребления, так как содержит большое количество контаминантов различного происхождения).

Экономический аспект также играет важную роль в обеспечении безопасности пищевой продукции и сырья. Наглядный пример демонстрирует корреляция между уровнем потребления контаминированных продуктов афлатоксинами (арахис, зерновые итд.) и заболеваемостью афлатоксикозом, в некоторых странах Африки (где у населения почти в 100% случаев выявляются циррозное поражение печени и/или рак печени) и западной Европы (единичные случаи). Данная корреляция показывает на сколько может быть различными уровни продовольственной безопасности и медицины в государствах.

Проблема контаминации пищевых продуктов по мнению Всемирной организации продовольствия (ФАО) является одной из главнейших проблем человечества.

Безопасность пищевых продуктов

Под безопасностью пищевых продуктов понимается отсутствие опасности для здоровья и жизни человека при употреблении их, как с точки зрения опасности острого патофизиологического воздействия (пищевые интоксикации или токсоинфекции), так и с точки зрения опасности последствий отдалённого, хронического или долговременного воздействия (канцерогенность, мутагенное воздействие, иммунодепрессивный эффект миелотоксичность итд.).

Пищевые продукты и сырьё являются источниками контаминантов, что влечёт за собой множественные риски для здоровья или жизни потребителя, вследствие этого необходимо проводить комплекс мер по обеспечению безопасности данной категории продуктов, к которым относят деконтаминацию. Деконтаминация как технологический процесс, направлена на удаление или полную инактивацию контаминантов в пищевых продуктах или сырье, осуществляемую при помощи механических, физических, химических и/или комбинированных (смешанных) методов.

Механические методы деконтаминации

Механические методы деконтаминации наиболее простые и доступные, представляют собой использование механических процессов очистки, таких, как фильтрование или баромембранные процессы. Фильтрование позволяет очистить пищевые продукты от твёрдых частиц химических контаминантов. Баромембранные процессы служат для более глубокой очистки продукта, посредством обратного осмоса и ультрафильтрации.

Физические методы деконтаминации

Физические методы деконтаминации — использование теплового и волнового излучения. Тепловые или термические методы основываются на нагревании пищевых продуктов до определённой температуры, как правило кратковременно в специальных устройствах — пастеризаторах, стерилизаторах или автоклавах, при этом, процесс нагрева происходит с увеличением давления. Также к этому методу относят криоконсервацию, в результате которой происходит глубокая заморозка пищевых продуктов (производится жидким азотом).

Волновые методы основываются на применении электромагнитного излучения с высокой энергией, как правило, такие виды излучения имеют короткие длины волн, к ним относятся: УФ-лучи, рентгеновское или гамма-излучение. Большинство биологических агентов (бактерии, простейшие, микроскопические грибы) очень чувствительны к подобному роду воздействиям (УФ-лучи), что делает волновые процессы эффективными. Однако применение в процессе деконтаминации пищевых продуктов рентгеновского или более агрессивного гамма-излучения во многих странах запрещено.

Химические методы деконтаминации

Поваренная соль или хлорид натрия является одним из самых распространённых и наиболее используемых в пищевой промышленности и в быту консервантов.

Химические методы деконтаминации — применение химических соединений, предотвращающих контаминацию пищевых продуктов биологическими агентами (условно-патогенные, патогенные бактерии, микроскопические плесневые грибы, биологически-активные продукты их метаболизма итд.). К таким соединениям относятся широко используемые консерванты, как, например, некоторые органические кислоты (уксусная, пропионовая, бензойная, сорбиновая итд.) и/или их соли (бензоат натрия, сорбат калия итд.), а также поваренная соль (хлорид натрия), этиловый спирт, мёд или сахар (в высоких концентрациях 65-80%). Консерванты создают неблагоприятную среду, подавляя рост, развитие и размножение биологических агентов (обладают бактериостатическим и фунгистатическим действиями).

Использование агрессивных химических соединений, таких, как аммиак, формальдегид, гипохлорит натрия. Формальдегидом обрабатывают зёрна злаковых культур, используют в качестве фунгицида, однако, его наличие даже остаточного количества в зернах не допустимо. Гипохлорит натрия NaOCl, ввиду своих сильных окислительных свойств в нейтральной среде (молекула неустойчивая и выделяет сильнейший окислитель и биоцидное соединение — синглетный кислород), также применяют в качестве деконтаминанта зерна, защищая его от опасных микромицетов (рода аспергилл, пеницилл, фузариум и т. д.). При этом гипохлорит натрия отлично инактивирует множественные токсины — ботулинистический, токсины морских животных, микотоксины и др.

Комбинированные методы деконтаминации

Комбинированные или смешанные методы деконтаминации представляют собой одновременное применение нескольких методов, например, физических совместно с химическими, тем самым повышая эффективность процесса.

Обеспечение качества и безопасности пищевых продуктов

Обеспечение качества и безопасности пищевых продуктов является основной целью сохранения полноценного здоровья человека. Представляет собой комплекс мер, направленных на соответствие пищевых продуктов международным стандартам сертификации, включая этапы производства, транспортировки и хранения. Одним из таких стандартов является система ХАССП, внедрение которой на пищевом производстве позволяет максимально снизить все угрозы и риски, возникающие непосредственно во время процесса производства, повысить качество продукта и сохранить пищевую ценность.