Nastavnim planom i programom studija na Farmaceutskom fakultetu Univerziteta u Beogradu u okviru predmeta Kontrola zdravstvene ispravnosti namirnica i Bromatologija predviđeno je upoznavanje studenata sa osobinama stranih supstanci koje mogu na razne načine da dospevaju u životne namirnice i vodu za piće.

Osnovni cilj knjige je da se budućim diplomiranim farmaceutima i diplomiranim farmaceutima – medicinskim biohemičarima, kao i drugim zainteresovanima pruže prave informacije i otklone dezinformacije o probiemima prisustva stranih supstanci, odnosno njihovih rezidua u životnim namirnicama. Ova materija se predaje poslednjih desetak godina i postoji potreba da se stečeno iskustvo i nova saznanja iz ove oblasti predstave u obiiku knjige.

Poslednjih godina u svetu je objavljeno više knjiga i monografija posvećenih bezbednosti hrane (Food Safety), odnosno toksikologiji namirnica (Food Toxicology) i veći broj naučnih i stručnih časopisa je posvećen ovoj temi, tako da ovaj rukopis predstavlja samo osnovu za razumevanje problema kontaminacije životnih namirnica.

Imajući u vidu činjenicu da se oko 90% mutagenih i kancerogenih supstanci prisutnih u životnoj sredini unese u organizam putem hrane i vode za piće, u knjizi su opisane osobine najznačajnijih zagađivača i putevi njihovog ulaska u lanac ishrane. Toksikološke osobine ovih supstanci (simptomi trovanja, doze, metabolizam i dr.) nisu detaljno opisivane, jer je taj deo predmet proučavanja u Toksikološkoj hemiji.

U opštem delu opisani su najznačajniji putevi zagađivanja životnih namirnica tokom njihove proizvodnje, prerade, transporta i čuvanja. U posebnom poglavlju opisani su postupci procene rizika za zdravlje Ijudi usled unosa pojedinih kontaminanata. Za analitičara zdravstvene ispravnosti namirnica, vode za piće i predmeta opšte upotrebe, pored poznavanja metoda identifikacije i određivanja rezidua toksičnih supstanci, kao i aditiva, za pravilno tumačenje rezultata neophodno je poznavanje i njihovih osobina, distribucije u tkivima, metabolizma, uticaja na zdravlje.

U posebnom delu knjige opisane su opšte osobine i toksikološki značaj rezidua najznačajnijih pesticida iz grupe insekticida, herbicida i fungicida, rezidua hlorovanih derivata fenola, benzena, sirćetne kiseline, alkana i alkena, rezidua polihlorovanih bifenila, dibenzodioksina i dibenzofurana, rezidua aromatičnih ugljovodonika, policikličnih aromatičnih ugljovodonika, rezidua neorganskih kontaminanata, veterinarskih lekova, značaj mikotoksina i prirodnih toksičnih i štetnih supstanci prisutnih u namirnicama biljnog i životinjskog porekla i vodi za piće. U posebnom poglavlju dat je pregled reakcija koje se odigravaju za vreme termičkog tretmana namirnica i značaj nastalih proizvoda po zdravlje ljudi.

Veči deo knjige je posvećen prehrambenim aditivima. Zbog njihove raširene primene u prehrambenoj, kozmetičkoj i farmaceutskoj industriji i zabluda i neproverenih informacija koje se često plasiraju u medijima, posebna pažnja je posvećena toksikološkim osobinama, zakonskoj regulativi i oblastima primene prehrambenih aditiva u svetlu najnovijih naučnih saznanja iz ove oblasti.

U knjizi su u tekstu i tabelama navedene brojčane vrednosti prihvatljivog dnevnog unosa i maksimalno dozvoljene koncentracije u nekim namirnicama za pojedine rezidue, samo kao ilustracija reda veličine ovih vrednosti iz kojeg se može zaključiti o značaju koji imaju pojedini rezidui za zdravlje ljudi. Vrednosti navedene u tekstu su preuzete iz trenutno važećih preporuka Svetske Zdravstvene Organizacije, direktiva Evropske Unije i jugoslovenskih zakonskih propisa i podložne su promenama u skladu sa novim naučnim saznanjima i izmenama zakonske regulative.

Najveći deo hemijskih imena supstanci navedenih u tekstu, odnosno gde god je to bilo moguće, preuzet je iz 12. izdanja Merckovog Indexa iz 1996. godine, dok je u ostalim slučajevima korišćena ostala dostupna literatura.

Na kraju knjige dat je popis najznačajnijih literaturnih izvora koji mogu da posluže čitaocima radi dopune znanja iz ove oblasti.

Autori se zahvaljuju recenzentima prof. dr Ivanki Miletić, prof. dr Mirjani Nedeljković i prof. dr Danici Agbabi na veoma korisnim primedbama i sugestijama.

Beograd, januar 2002. godine
Prof. dr Milan O. Mirić
Prof. dr Slađana S. Šobajić

Sadržaj

1. Uvod

2. Opšti deo

2.1. Kvalitet namirnica
2.2. Zdravstvena ispravnost namirnica
2.2.1. Hemijska kontaminacija hrane
2.2.2. Biološka kontaminacija hrane
2.2.3. Kontaminacija hrane radioaktivnim supstancama
2.2.4. Genetički modifikovani organizmi u proizvodnji hrane

3. Procena zdravstvenog rizika od aditiva i rezidua kontaminanata prisutnih u hrani

3.1. Toksikološka evaluacija
3.1.1. Određivanje prihvatljivog dnevnog unosa
3.1.2. Utvrđivanje maksimalno dozvoljenih količina kontaminanata i aditiva u namirnicama
3.2. Procena rizika
3.2.1. Procena unosa kontaminanata i aditiva hranom
3.2.2. Specifičnosti ispitivanja unosa i zdravstvene bezbednosti aditiva
3.3. Karakterizacija i kontrola rizika

4. Najznačajniji kontaminanti hrane i vode za piće

4.1. Rezidui pesticida u namirnicama
4.1.1. Organofosforni pesticidi
4.1.2. Karbamati
4.1.3. Organohlorni pesticidi
4.1.3.1. DDT i njegovi derivati
4.1.3.2. Lindan (HCH) i stereoizomeri HCH
4.1.3.3. Derivati ciklodiena
4.1.3.4. Endosulfan
4.1.3.5. Heksahlorbenzen (HCB)
4.1.4. Fungicidi
4.1.5. Herbicidi
4.2. Rezidui hlorovanih fenola
4.3. Rezidui hlorovanih derivata benzena
4.4. Rezidui hlorovane sirćetne kiseline
4.5. Rezidui polihlorovanih bifenila (PCB)
4.6. Rezidui polibromovanih bifenila (PBB)
4.7. Rezidui polihlorovanih dibenzodioksina (PCDD) i dibenzofurana (PCDF)
4.8. Rezidui aril-alkil fosfata (TAAP)
4.9. Rezidui halogenovanih alkana i alkena
4.9.1. Hlor-alkani
4.9.2. Hlor-alkeni
4.9.3. Fluor-hlor ugljovodonici
4.9.4. Trihalometani (THM)

4.10. Rezidui aromatičnih ugljovodonika
4.10.1. Benzen
4.10.2. Toluen
4.10.3. Ksileni
4.10.4. Etilbenzen
4.10.5. Stiren (vinilbenzen)
4.11. Rezidui policikličnih aromatičnih ugljovodonika (PAU)
4.12. Mikotoksini
4.12.1. Aflatoksini
4.12.2. Ohratoksini
4.12.3. Fusarium mikotoksini
4.12.3.1. Zerealenon (F-2 toksin)
4.12.3.2. Trihoteceni
4.12.3.3. Fumonizini
4.12.3.4. Fusarna kiselina
4.12.4. Citrinin
4.12.5. Sterigmatocistin
4.12.6. Patulin
4.12.7. Penicilinska kiselina
4.12.8. Sprečavanje zagađenja namirnica mikotoksinima
4.13. Rezidui neorganskih kontaminanata
4.13.1. Arsen
4.13.2. Živa
4.13.3. Kadmijum
4.13.4. Olovo
4.13.5. Aluminijum
4.13.6. Barijum
4.13.7. Berilijum
4.13.8. Azbest
4.13.9. Kalaj
4.13.10. Bakar
4.13.11. Cink
4.13.12. Gvožđe
4.13.13. Magnezijum
4.13.14 .Mangan
4.13.15. Molibden
4.13.16. Selen
4.13.17. Hrom
4.13.18. Nikl
4.13.19. Bor
4.13.20. Fluoridi
4.13.21. Cijanidi
4.13.22. Nitriti i nitrati

4.14. Rezidui veterinarskih lekova
4.14.1. Ulazak lekova u lanac ishrane
4.14.2. Promene unetih lekova u tkivima tretiranih životinja
4.14.3. Uticaj prerade namirnica na nivo rezidua antimikrobnih lekova
4.14.4. Uticaj rezidua lekova na zdravlje ljudi
4.14.5. Kontrola sadržaja rezidua veterinarskih lekova
4.15. Prirodni toksični i štetni sastojci namirnica
4.15.1. Antinutrimenti
4.15.1.1. Antienzimi
4.15.1.2. Antivitamini
4.15.1.3. Supstance koje vezuju minerale
4.15.2. Hormonski aktivne supstance
4.15.3. Toksične aminokiseline i proteini
4.15.3.1. Neurotoksične aminokiseline – latirogeni
4.15.3.2. Kanavanin
4.15.3.3. Mimozin
4.15.3.4. Đenkolna kiselina
4.15.4.5. Hemaglutinini – lektini
4.15.4. Heterozidi
4.15.4.1. Cijanogeni heterozidi
4.15.4.2. Sumporni heterozidi
4.15.4.3. Saponini
4.15.4.4. Favizam
4.15.5. Vazoaktivni amini
4.15.6. Miristicin
4.15.7. Pirolizidinski alkaloidi
4.15.8. Hidrazinski toksini jestivih gljiva
4.15.9. Eruka kiselina

5. Uticaj procesa proizvodnje i pripreme hrane na njen kvalitet i zdravstvenu ispravnost

5.1. Uticaj termičkog tretmana na osobine ugljenih hidrata
5.2. Uticaj termičkog tretmana na masti
5.2.1. Termooksidativne promene
5.2.2. Nastajanje transizomera masnih kiselina i njihove osobine
5.3. Uticaj termičkog tretmana na proteine
5.3.1. Reakcije neenzimatskog tamnjenja
5.3.1.1. Interakcije proteina i ugljenih hidrata u mleku
5.3.2. Jedinjenja izolovana iz pirolizata proteina sa izraženim mutagenim osobinama
5.3.3. Uticaj alkalne sredine na osobine proteina
5.3.4. Formiranje izopeptida
5.3.5. Interakcije proteina i masti

6. Prehrambeni aditivi

6.1. Sredstva za sprečavanje kvarenja namirnica
6.1.1. Antioksidansi i sinergisti
6.1.1.1. Prirodni antioksidansi
6.1.1.2. Sintetski antioksidansi
6.1.1.3. Sinergisti
6.1.1.4. Oblasti primene antioksidanasa
6.1.2. Konzervansi
6.1.2.1. Lipofilni konzervansi
6.1.2.2. Hidrofilni konzervansi
6.1.2.3. Ostali konzervansi
6.1.2.4. Oblasti primene konzervanasa
6.1.2.5. Najznačajniji uzročnici alimentarnih infekcija
6.2. Sredstva za korigovanje mirisa i ukusa
6.2.1. Arome
6.2.2. Pojačivači aroma
6.2.3. Zaslađivači
6.2.3.1. Polihidroksilni alkoholi (polioli)
6.2.3.2. Veštački zaslađivači
6.3. Sredstva za doterivanje izgleda namirnica
6.3.1. Prehrambene boje
6.3.1.1. Veštačke boje
6.3.1.2. Prirodne boje
6.3.2. Površinski aktivne materije
6.3.2.1. Emulgatori
6.3.2.1.1. Anjonski emulgstori
6.3.2.1.2. Nejonski emulgatori
6.3.2.1.3. Emulgatori prirodnog porekla
6.3.2.1.4. Micelarni koloidic
6.4. Aromatične i druge supstance koje se mogu ograničeno koristiti u prehrambenim proizvodima
6.5. Bezbednost korišćenja aditiva

7. Predmeti opšte upotrebe

7.1. Osnovne karakteristike predmeta opšte upotrebe
7.1.1. Posuđe, pribor i ambalaža za životne namirnice
7.1.2. Dečje igračke
7.1.3. Sredstva za održavanje lične higijene, negu i ulepšavanje lica i tela
7.1.4. Sredstva za održavanje čistoće u domaćinstvu
7.1.5. Duvanske prerađevine
7.2. Problem migracije štetnih supstanci iz predmeta opšte upotrebe
7.3. Materijali koji se koriste za izradu predmeta opšte upotrebe
7.3.1. Glina, keramika, porculan i staklo
7.3.2. Hartija i karton
7.3.3. Sintetski polimerni materijali
7.3.4. Metalni materijali
7.3.4.1. Čelik
7.3.4.2. Emajl
7.3.4.3. Kalaj
7.3.4.4. Aluminijum

Literatura

Lista skraćenica

Indeks reči i pojmova

1 Uvod

Zdravlje nije samo odsustvo bolesti već i puno psihičko i ekonomsko blagostanje u zdravoj okolini

(Svetska zdravstvena organizacija)

Uloga hrane u životu čoveka je višestruka. Smatra se da čovek do svoje 50. godine potroši prosečno 25 000 1 vode i oko 10 000 kg suve materije hrane. Hrana ima gradivnu ulogu, jer svojim gradivnim sastojcima omogućava razvoj, rast i regeneraciju organizma. Za ove procese neophodno je oko 120 sastojaka koji se nalaze u hrani. Energetska uloga hrane se zasniva na obezbeđenju potrebne energije za odvijanje osnovnih funkcija organizma u svim fazama rasta, razvoja i regeneracije, kao i za vršenje fizičkog rada. Biohemijsku ulogu sastojci hrane vrše izgradnjom i obezbeđivanjem optimalne funkcionalnosti brojnih biološki aktivnih komponenti u organizmu. Hranom se unose mikroelementi i vitamini čime hrana ostvaruje svoju zaštitnu funkciju. Tako su, na primer, za sintezu hemoglobina potrebni gvožđe i bakar, za sintezu tiroksina jod, dok su selen i vitamin E važni činioci u antioksidacionom odbrambenom sistemu ćelije, itd. Hrana ima i značajnu socijalnu ulogu, jer je kvalitetna i uravnotežena ishrana jedan od osnovnih preduslova socijalno prihvatljivog ponašanja, visoke radne sposobnosti i produktivnosti. Neracionalna ishrana i konzumiranje kontaminiranih namirnica izazivaju brojne i ozbiljne zdravstvene poremećaje, zbog čega se hrana svrstava u morbogene faktore. Usled dužeg nedostatka samo jednog sastojka u ishrani (monokarenca) ili više sastojaka (polikarenca) nastaju ozbiljni poremećaji imunog sistema, a organizam često podleže infektivnim bolestima. Prekomerno unošenje hrane i, naročito, nekih hranljivih sastojaka (šećer, zasićene masti, kuhinjska so), takođe predstavljaju faktore rizika za razvoj brojnih oboljenja. Pored toga, na organizam negativno deluju mnoge strane supstance koje se mogu uneti zagađenom hranom i vodom. Zbog veoma raširene upotrebe brojnih hemikalija u procesima proizvodnje i prerade namirnica, kao i sve veće zagađenosti životne sredine, dolazi do ulaska velikog broja nenutritivnih komponenti u lanac ishrane čoveka. Smatra se da postoji oko 60 000 kontaminanata hrane i vode sa još uvek malo poznatim posledicama po ljuđsko zđravlje. Iako se ove supstance u namirnicama najčešće nalaze u malim, tzv. rezidualnim količinama, posledice njihovog delovanja nikako nisu zanemarljive. U najteže posledice unošenja stranih supstanci spadaju teratogeni, mutageni, kancerogeni efekti, alergije, oštećenja brojnih vitalnih sistema, organa i tkiva.

Uloga pojedinih namirnica u ishrani ljudi zavisi od njihovog kvalitativnog i kvantitativnog sastava, kao i od njihove zdravstvene ispravnosti. Prema Zakonu o zdravstvenoj ispravnosti životnih namirnica i predmeta opšte upotrebe pod namirnicama podrazumeva se sve što se upotrebljava za hranu ili piće u prerađenom ili neprerađenom stanju, sirovine za proizvodnju namirnica, kao i začini i sve druge supstance koje se dodaju namirnicama radi postizanja određenih svojstava i sredstva koja se dodaju u tehnološkom procesu proizvodnje namirnica. Tu spada i voda za piće, kao i voda koja služi za proizvodnju namirnica. Pod predmetima opšte upotrebe podrazumevaju se posuđe, pribor i ambalaža za namirnice, uređaji za proizvodnju namirnica, dečje igračke, sredstva za održavanje lične higijene, negu i ulepšavanje lica i tela, kao i sredstva za održavanje čistoće, duvan i duvanske prerađevine. Predmeti opšte upotrebe, usled svog bliskog kontakta sa namirnicama ili kontakta koji ostvaruju sa kožom i sluzokožom, takođe predstavljaju potencijalnu opasnost po zdravlje ljudi, te je neophodno pratiti i kontrolisati i njihov kvalitet i zdravstvenu ispravnost.

Hrana mora biti biološki punovredna i zdravstveno bezbedna

Da bi se zadovoljile optimalne fiziološke potrebe ljudi u pojedinim hranljivim sastojcima s obzirom na pol, uzrast, fizičku aktivnost, kao i zdravstveno stanje, svakodnevna ishrana mora biti raznovrsna, jer samo jedna namirnica ne sadrži sve potrebne sastojke i nije u stanju da podmiri sve potrebe organizma. Energetska i biološka vrednost neke namirnice zavisi od količine i međusobnog odnosa pojedinih hranljivih sastojaka koji su u njoj sadržani. Sastojci namirnica pripadaju grupi veoma složenih organskih jedinjenja (masti, ugljeni hidrati, proteini, vitamini, enzimi, organske kiseline, prirodne boje…) i grupi jednostavnih neorganskih jedinjenja (mikro i makroelementi). Mnogi sastojci namirnica su hemijski stabilna jedinjenja, dok su drugi veoma nestabilni. U složenom sistemu kakav je namirnica mnogi se sastojci u međusobnim rekcijama menjaju, prelazeći u nova, fiziološki neaktivna jedinjenja, ili pak u jedinjenja koja mogu biti i štetna za zdravlje ljudi. U postupcima proizvodnje namirnica, njihove prerade, prometa i čuvanja, prehrambeni proizvodi mogu da se neželjeno ,,obogate“ stranim supstancama kao što su toksični elementi, lekovi, hormoni, mikotoksini, rezidui pesticida i mnoga druga hemijska jedinjenja.

Zbog stalnog uvećanja broja stanovnika na našoj planeti potrebe za hranom neprekidno rastu. Smatra se da danas u svetu gladuje 10% stanovnika, a da se svaki peti stanovnik nedovoljno hrani. Mnoge studije su pokazale da se zdravstveno stanje stanovništva ne poboljšava i pored značajnih uspeha savremene medicine i napretka u mnogim naučnim oblastima. U svim zemljama i u svim socijalnim slojevima stanovništva često i veoma rano se pojavljuju mnoge bolesti sa ozbiljnim vitalnim i socijalnim posledicama. Jedan od značajnih uzroka ove pojave je neadekvatna količina hrane i njen nepovoljan sastav, kao i sve češća zagađenost namirnica.