Ззагрязнение пищевых продуктов вследствие химизации животноводства

Министерство  сельского  хозяйства Российской Федерации 

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования 

«Ивановская государственная  сельскохозяйственная академия имени  академика Д.К.Беляева»

 

Кафедра селекции, ботаники и экологии

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

ПО основам экотоксикологии

«Загрязнение пищевых продуктов ВСЛЕДСТВИЕ химизации животноводства».

 

 

Выполнила:

студентка агрономического  факультета

 

Проверил:

 

 

 

 

 

 

Иваново 2012.

Содержание:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Пищевая промышленность является всегда востребованной и активно развивающейся отраслью экономики. Пищевая промышленность призвана обеспечить население всевозможными продуктами питания в достаточном объеме и разнообразии.

С целью повышения  продуктивности сельскохозяйственных животных, профилактики их заболеваний и сохранения доброкачественности кормов в животноводстве широко применяются различные кормовые добавки, а также лекарственные и химические препараты: аминокислоты, минеральные вещества, ферменты, антибиотики и другие антибактериальные вещества, транквилизаторы (от лат. tranquillo ­ успокаиваю, психотропные средства, уменьшающие чувство напряжения, тревоги, страха), антиоксиданты (природные или синтетические вещества, замедляющие или предотвращающие окисление органических соединений), красители, ароматизаторы и др. 

Применение  огромного количества химических и  органических удобрений для повышения  урожайности сельскохозяйственных культур, биостимуляторов в питании  животных для повышения их продуктивности вызвали необходимость жёсткого контроля над качеством агропромышленной продукции.

Показатели  безопасности пищевых продуктов должны соответствовать гигиеническим нормативам, уставленными Санитарными нормами и правилами (СанПиН) 2.3.2.-1078-01 "Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов", ГОСТами и другими действующими нормативными документами для конкретных видов продуктов. При этом производственный контроль за соответствием пищевых продуктов требованиям безопасности и пищевой ценности должны осуществлять предприятия-изготовители. Государственный санитарно-эпидемиологический надзор осуществляется учреждениями Госсанэпиднадзора.

1. Антибактериальные  вещества.

 

Антибиотики, встречающиеся в пищевых продуктах, могут иметь следующее происхождение:

1. естественные антибиотики. К ним относятся природные компоненты некоторых пищевых продуктов с выраженным антибиотическим действием (яичный белок, молоко, мед, лук, чеснок, фрукты, пряности).
2. искусственные, попадающие в пищевые продукты в результате лечебно-ветеринарных мероприятий. Антибиотики способны переходить в мясо животных, яйца птиц, другие продукты и оказывать

токсическое действие на организм человека.

 

3. искусственные, попадающие в пищевые продукты при использовании их в качестве биостимуляторов для улучшения усвояемости кормов и стимуляции роста животных.

4. искусственные, применяемые в качестве консервирующих веществ в продуктах питания с целью предупреждения порчи последних. Для этой цели, как показали многочисленные исследования, наиболее приемлемы антибиотики из группы тетрациклинов. В некоторых странах применение антибиотиков в качестве консервантов запрещено.

Антибиотики, наряду с сульфаниламидами и нитрофуранами, относятся к антибактериальным  веществам, которые интенсивно применяются в ветеринарии и животноводстве для ускорения откорма, профилактики и лечения эпизодических заболеваний, улучшения качества кормов, их сохранности и т.д. Добавляются, как правило, в корм в количестве 50­200 г на 1 тонну. Около половины производимых в мире антибиотиков применяется в настоящее время в животноводстве. 

Антибиотики способны переходить в мясо, молоко животных, яйца птиц и многие другие продукты (табл. 1.) и оказывать токсическое действие на организм человека. Эта проблема усугубляется существованием R-лазмидной (внехромосомной) передачи лекарственной устойчивости, как в организме людей, так и животных: R-фактор обладает способностью переносить от бактерии к бактерии устойчивость к множеству антибиотиков сразу и, что особенно опасно, делает возможным передачу резистентности (от лат. resisto ­ сопротивляюсь) от непатогенных бактерий к патогенным видам, например от S. faecalis к S. aureus, от E. coli к Salmonella или Shigella. Существование внехромосомной передачи лекарственной устойчивости может быть причиной снижения терапевтического эффекта антибиотиков. 

По степени  увеличения этой способности известные  антибактериальные вещества располагаются  в следующем порядке: 

­ бацитрацин, флаомицин, виргиниомицин и родственные  соединения; 

­ тилозин, другие макролиды, фураны, полимиксины; 

­ пенициллин, тетрациклины; 

­ ампициллин, цефалоспорины;   

­ сульфаниламиды, стрептомицин и другие аминогликозиды; 

­ флоамфеникол. 

 

Таблица 1. Содержание антибиотиков в продовольственном сырье и пищевых продуктах.

Антибиотики, содержащиеся в пищевых продуктах в количествах, превышающих допустимые нормы, могут  оказывать аллергическое (от греч. allos ­ другой и ergon ­ действие, повышенная или извращенная чувствительность организма к какому-либо аллергену ­ веществу, вызывающему аллергию) действие. При этом наиболее сильными аллергенами являются пенициллин и тилозин. Очевидно, что это обуславливает необходимость эффективного контроля как за применением антибиотиков в ветеринарии и животноводстве, так и за их возможными остаточными количествами в продовольственном сырье и продуктах питания.

Практика показала, что при оценке содержания антибиотиков в кормах, продовольственном сырье  и пищевых продуктах недостаточно ориентироваться только на общетоксикологические критерии, поскольку реальная оценка порога вредного воздействия антибиотиков на организм человека затруднена. В связи с этим рекомендуется при их нормировании использовать следующие гигиенические подходы: 

­  изучение сенсибилизирующего (от лат. sensibilis ­ чувствительный,) действия на организм продуктов, контаминированных антибиотиками; 

­определение качественного и количественного сдвига кишечного микробиоценоза; 

­  анализ обсемененности продуктов и кормов антибиотикорезистентной микрофлорой с множественной устойчивостью. 

Допустимые  уровни содержания антибиотиков в продуктах  питания человека регламентируются медико-биологическими требованиями и  санитарными нормами качества (табл. 2.). 

Таблица 2.  Допустимые уровни содержания антибиотиков в продуктах питания, ед./г, не более.

Сульфаниламиды, также как и антибиотики, оказывают антимикробное действие. Оно менее эффективно, чем у антибиотиков, однако для борьбы с инфекционными заболеваниями животных сульфаниламиды более доступны. При этом концентрация сульфаниламидов в кормах достигает десятков миллиграммов на 1 кг, они способны накапливаться в организме животных, загрязнять молоко, мясо, яйца, мед, а также изготовленные из них продукты (табл. 3.). 

С целью снижения остаточного количества сульфаниламидов в сырье рекомендуется строго соблюдать сроки их отмены, которые устанавливаются в зависимости от типа препарата, способа его применения, вида животного и производимого продукта питания. Как показал опыт, наиболее часто обнаруживаются следующие сульфаниламиды: сульфаметазин, сульфахиноксазолин, сульфадиметоксин и сульфаметозин.

Таблица 3. Содержание сульфаниламидов в продовольственном сырье и пищевых продуктах.

  Содержание  сульфаниламидов в продовольственном  сырье и продуктах питания  в нашей стране медико-биологическими требованиями регламентируется не в полной мере. В США допустимый уровень загрязнения мясных продуктов большинством препаратов из класса сульфаниламидов составляет менее 0,1 мг/кг, в молоке и молочных продуктах 0,01 мг/кг, следовые количества таких соединений, как сульфапиридин и сульфаметазин не допускаются. 

Нитрофураны(Витамицин, Бацихилин, Кормогризин, Фрадизин), также относящиеся к антибактериальным препаратам, обладают бактерицидным (от бактерии и лат. caedo ­ убиваю; свойство химических веществ ­ бактерицидов, физических и биологических факторов ­ температура, ионизирующее излучение и др. ­ вызывать гибельбактерий) и бактериостатическим (стат ­ от греч. statos ­ стоящий, неподвижный; часть слова, указывающая на неизменность состояния, постоянство чего-либо) действием. Наибольшую антимикробную активность проявляют 5-нитро-2-замещенные фураны, которые различаются по способу применения, длительности циркуляции в организме и пр.

Важной особенностью нитрофуранов является их эффективность в борьбе с инфекциями, устойчивыми к сульфаниламидным препаратам и к антибиотикам. 

Накопление нитрофуранов в органах и тканях животных зависит  от сроков отмены препаратов перед  убоем, которые составляют от 5 до 20 суток, увеличение срока особенно важно для кур-несушек. Считается, что остатки этих лекарственных препаратов не должны содержаться в пище человека, поэтому их допустимые концентрации в продуктах питания отсутствуют.

 Вместе с тем имеются  фактические данные, свидетельствующие  о возможной контаминации нитрофуранов (табл. 4).

Таблица 4. Содержание нитрофуранов в пищевых продуктах.

Применяются также  антибиотики тетрациклинового ряда, входящие в состав кормовых добавок в качестве лечебно-профилактических средств: биовит-20, биовит-40 и биовит-80, терравит, терравит К, терравит В, биотетракорм-100. Эта группа антибиотиков наиболее стойкая, препараты необходимо исключать из рациона за 8­10 суток до убоя. 

Установлено, что  систематическое употребление продуктов  питания, загрязненных антибиотиками, нитрофуранами и сульфаниламидами затрудняет проведение ветеринарно-санитарной экспертизы этих продуктов, ухудшает их качество, приводит к возникновению резистентных форм микроорганизмов, является причиной различных форм аллергических реакций и дисбактериозов. 

2. Гормональные  препараты.

 

Гормональные  препараты (ГП) используются в ветеринарии  и животноводстве для стимуляции роста животных, улучшения усвояемости кормов, многоплодия, регламентации сроков беременности, ускоренияполового созревания и др.

 Многие гормональные  препараты обладают выраженной  анаболической (от греч. anabole ­  подъем (ассимиляция) ­ совокупность  химических процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей, составляет противоположную катаболизму сторону обмена веществ и заключается в синтезе сложных молекул из более простых с накоплением энергии) активностью и применяются в этой связи для откорма скота и птицы: полипептидные и белковые гормоны (инсулин, соматотропин и др.); производные аминокислот ­ тиреоидные гормоны; стероидные гормоны, их производные и аналоги.

Следствием  применения гормональных препаратов в  животноводстве является проблема загрязнения ими продовольственного сырья и продуктов питания. В табл.5. представлены данные по содержанию гормональных препаратов в некоторых пищевых продуктах.

Таблица 5. Содержание ГП в продовольственном сырье и пищевых продуктах.

В последнее  время благодаря интенсивному развитию науки и техники, созданы синтетические  гормональные препараты, которые по анаболическому действию эффективнее  природных гормонов в 100 и более  раз. Это обстоятельство, а также  простота и низкая стоимость их синтеза обусловили интенсивное внедрение в практику животноводства таких препаратов, как, например, диэтилстрильбэстрол, синэстрол, диенэстрол, гексэстрол и др. 

Вместе с  тем, в отличие от природных аналогов, многие синтетические гормональные препараты более устойчивы, плохо метаболизируются и накапливаются в организме животных в больших количествах, мигрируют по пищевой цепи в продукты питания человека. Следует подчеркнуть, что синтетические гормональные препараты стабильны при приготовлении пищи и способны вызывать нежелательный дисбаланс в обмене веществ и физиологических функциях организма человека. Поэтому очевидно, что применение гормональных препаратов и других биокатализаторов возможно только после предварительного проведения тщательных гигиенических исследований по их токсикологии и способности накапливаться в тканях организма. 

Медико-биологическими требованиями определены следующие  допустимые уровни содержания гормональных препаратов в продуктах питания, мг/кг, не более: мясо сельскохозяйственных животных, птицы и продукты их переработки ­ эстрадиол 17β и тестостерон, соответственно 0,0005 и 0,015; молоко и молочные продукты, казеин ­ эстрадиол 17β на уровне 0,0002, масло коровье ­ 0,0005. 

Фоновый уровень  природных гормонов и гормоноподобных  соединений в пищевых продуктах невелик. Они могут быть растительного и животного происхождения, однако содержатся в незначительных количествах и принимают определенное участие в процессах жизнедеятельности организма.

3. Азотосодержащие  кормовые добавки.

 

В сельскохозяйственном производстве в качестве азотосодержащей кормовой добавки длительное время применяли мочевину. В желудке жвачных она расщепляется до аммиака, который используется микроорганизмами для синтеза белка. Однако передозировка мочевины может приводить к интоксикации, а в ряде случаев ­ и к гибели крупного рогатого скота. Более перспективной азотосодержащей кормовой добавкой является полиакриламид, кормовая ценность которого обеспечивается наличием группы NH 2 . 

Существенное  значение имеет производство белково-витаминных концентратов (БВК), полученных путем микробиологического синтеза. Определены следующие гигиенические требования к БВК, используемого в качестве кормовой добавки: влажность ­ не более 10%, содержание общего азота ­ не менее 8%, белка ­ не менее 48%, нуклеиновых кислот ­ не более 8%, липидов, полициклических углеводородов ­ 5%, остатков углеводородов ­ не более 0,1 %, свинца, мышьяка ­ не более 5 мг/кг. БВК не должны содержать афлатоксины, патогенную микрофлору, живые дрожжевые клетки, непатогенная микрофлора допускается не более 100 тыс. на 1 г. 

Применение  лекарственных препаратов и кормовых добавок в ветеринарии, животноводстве и птицеводстве требует соблюдения определенных гигиенических правил, направленных на снижение загрязнения продовольственного сырья и продуктов питания. При этом важно обеспечить необходимый контроль остаточных количеств загрязнителей в продуктах питания с использованием быстрых и надежных методов их анализа.

В качестве основных профилактических мероприятий следует отметить соблюдение гигиенических правил применения лекарственных средств и кормовых добавок, проведение дальнейших работ по изучению механизма их фармакологического действия и возможных отдаленных последствий. Немаловажное значение имеет накопление банка используемых препаратов, их идентификация, разработка достоверных методов определения в продовольственном сырье и продуктах питания. [1]

4. Пестициды.

 

В животноводстве наряду с рассмотренными выше антибактериальными лекарственными средствами для борьбы с болезнями животных применяются некоторые пестициды, которые к тому же могут загрязнять продукты животноводства и традиционным путем ­ через корм животных. 

Влияние на организм пестицидов.

Химические  вещества в зависимости от свойств  и строения воздействуют на организмы по-разному:

1. Молекулярно-биологические  воздействия.

Многие химические вещества взаимодействуют с ферментами организма, изменяя их структуру. Так  как ферменты катализируют тысячи химических реакций, становится понятным, почему любое изменение их структуры глубоко влияет на их специфичность и регуляторные свойства.

Пример: цианиды  блокируют фермент дыхания - цитохром-с-оксидазу; катионы Са2+ тормозят активность рибофлавинкитазы, которая является переносчиком фосфата  на рибофлавин в клетках животных.

2. Нарушения  обмена веществ и регуляторных  процессов в клетке.

Метаболизм  клеток может быть нарушен под  действием химических веществ. Реагируя с гормонами и другими регуляторными  системами, химические вещества вызывают неконтролируемые превращения, изменяют генетический код.

Пример: нарушение  реакций окислительного расщепления  углеводов, вызываемое токсичными металлами, особенно соединениями меди и мышьяка; пентахлорфенол (ПХФ), триэтилсвинец, триэтилцинк  и 2,4-динитрофенол разрывают цепь химических процессов дыхания на стадии реакции окислительного фосфорилирования; лидан, соединения кобальта и селена нарушают процесс расщепления жирных кислот; Хлорорганические пестициды и полихлорированные бифенилы (ПХБФ) вызывают нарушения работы щитовидной железы.

3. Мутагенное  и канцерогенное воздействие.

Такие вещества как ДДТ, ПХБФ и полиароматические  углеводороды (ПАУ) потенциально обладают мутагенным и канцерогенным воздействием. Их опасное воздействие на человека и животных проявляется в результате длительного контакта с этими веществами, содержащимися в воздухе и пищевых продуктах. По данным, полученным на основе экспериментов с животными, канцерогенное действие осуществляется в результате двухступенчатого механизма.

5. Транквилизаторы  и антиоксиданты в пище животных.

 

Транквилизаторы. Успокаивающие средства, бензгидрильные и бензгидроловые транквилизаторы, седативные и гипнотические препараты  применяются с целью предупреждения стрессовых состояний у животных, например при транспортировке или перед забоем. Их применение должно проводиться под строгим контролем, так как они способны оказывать негативное воздействие на организм человека. Для того чтобы мясо не содержало остатков этих препаратов, они должны быть отменены не менее, чем за 6 дней до забоя животного.

Антиоксиданты в пище животных. Различные синтетические  вещества добавляют в корм животных для защиты окисляемых компонентов, причем в каждом конкретном случае их выбирают специально в зависимости  от особенностей корма и степени  окислительных процессов. Например: бутилгидроксианизол является наиболее применяемым антиоксидантом в неевропейских странах. Так, 50% производимого в США свиного жира содержит это вещество; его используют в качестве пропитывающего вещества упаковочных материалов для хлопьев из зерновых, шоколадных изделий,

 

Заключение.

 

Пища содержит большое количество различных по химической структуре соединений, представляющих потенциальную опасность для здоровья. В связи с повсеместным загрязнением окружающей среды, наличие токсикантов в пищевых продуктах — весьма актуальная проблема.

Все химические вещества, накапливаясь в организме  животного, далее переходят в  организм человека и могут привести к заболеваниям.

Таким образом, необходимо разрабатывать новые  технологии и препараты, при использовании которых, будет минимизировано накопление данных веществ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. Гофман В.Р. Экологические и социальные аспекты безопасности продовольственного сырья и продуктов питания: Учебное пособие. ­ Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2004. ­ 551 с.
2. Кузубова Л.И. Токсиканты в пищевых продуктах / Ред. В.В. Власов. - Новосибирск, 1990. - 127 с.
3. Сельскохозяйственная экология / Н. А. Уразаев, А. А. Ва-кулин, А. В. Никитин и др. — М.: Колос, 2000. — 304 с: ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений)