View
15
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
CHEMIE POTRAVIN - cvičení
KONTAMINANTY
KONTAMINANTY
• Mykotoxiny a jiné mikrobiální toxiny • Toxické minerální látky • Radioaktivní isotopy • Nitrososloučeniny • Polycyklické aromatické uhlovodíky • Halogenované organické sloučeniny • Rezidua pesticidů • Rezidua veterinárních léčiv • Další kontaminanty (ethylkarbamát)
MYKOTOXINY
Mycotoxiny Toxické sekundární metabolity mikroskopických vláknitých hub Fusarium, Asperigillus, Penicillium, Alternaria, etc.
Výskyt v cereáliích,
ovoci, zelenině,
oříšcích
Tranfer do
zpracovaných potravin
Termostabilní
5
Nedostatečně vyvinutý
detoxifikační metabolismus
Nízká tělesná hmotnost dítěte
Mykotoxiny v dětské výživě
• Zvýšené riziko intoxikace
• Velmi přísné maximální limity v potravinách
Hlavní skupiny mykotoxinů
Fusariové mykotoxiny – rod Fusarium (F. culmorum, F. graminearum, F. poae, F. avenaceum, atd.) Alternariová mykotoxiny – rod Alternaria (A. alternata) Aflatoxiny – rod Aspergillus (A. flavus, A. parasiticus) Ochratoxin A – produkován rody Aspergillus a Penicilium Patulin – pordukován Aspergillus a Penicilium Ergot alkaloidy – rod Claviceps purpurea
Toxicita mykotoxinů
Acutní toxica – po požití větší dávky mykotoxinů naráz Chronická toxicita – dlouhodobé požívání nižších dávek mykotoxinů • imunotoxicita, nefrotoxicita, hepatotoxicita, teratogenita, mutagenity • estrogenita (zearalenon) • karcinogenita (členění dle IARC) • Třída 1A – aflatoxins (human carcinogens) • Třída 2B – fumonisins, OTA (probable human carcinogens) • Třída 3 – deoxynivalenol, HT-2, T-2 (suspicious human carcinogen)
Fusariové mykotoxiny
(F. graminearum, F. culmorum, F. poae)
Výskyt: • cereálie (pšenice, kukuřice, ječmen, oves)
TRICHOTHECENY
Verrucarol
Neosolaniol
Diacetoxyscirpenol
HT-2 toxin (HT-2)
T-2 toxin (T-2)
Nivalenol (NIV)
4-Deoxynivalenol (DON)
Fusarenon-X (FUS-X)
3-Acetyldeoxynivalenol (3ADON)
15-Acetyldeoxynivalenol (15ADON)
CH3
O
CH2 CH
3
O
OCOCH3
HH
H
H
OH
H
H R1
R2
Trichotheceny B Trichotheceny A
CH3
O
O
CH2 CH
3
O
OH
HH
H
H
OR3R2
R1
ZEARALENON
Fusarium graminearum, F. culmorum
Zearalenone
O
OOH
OH
O
CH3
Alpha-zearalenol Beta-zearalenol
Metabolity tvořené v hovězím bachoru
Fusariové mykotoxiny
Výskyt: • cereálie (pšenice, kukuřice, ječmen, oves)
Fumonisiny
• hlavní fumonisiny: FB1, FB2, FB3
• nerozšířenější FB1
FB1
F. moniliforme, F. proliferatum
Výskyt: • cereálie (pšenice, kukuřice, ječmen, oves)
Fusariové mykotoxiny
Aflatoxiny • struktura odvozená od difuranocumarinu
• hlavní aflatoxiny: AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2.
• nejrozšířenější AFB1
• AFM1 –metabolit AFB1 – výskyt v mléku
AFB1
AFB2
AFG1
AFG2
AFM1
Ochratoxin A
Aspergillus ochraceus, A. melleus, Penicillium verrucosum, P. nordicum
VÝSKYT:
• hlavně v červeném hroznovém víně
• káva
• sušené ovoce, cereálie
Struktura: • ((R)-N- [(5-Chloro- 3,4-dihydro- 8-hydroxy- 3-methyl- 1-oxo- 1H-2-benzopyran-7-yl) -carbonyl]- L- phenylalanine
OTA
Patulin
Penicillium urticae, P. expansum, P. claviforme
Aspergillus clavatus, A. giganteus, A. tereus a Byssochlamys nivae
VÝSKYT:
• jablka, džusy, rajčata
• Laktonický charakter, dobrá rozpustnost ve vodě, snadná penetrace z místa infekce do celého plodu
Hniloba + plíseň
Námelové (ergotové) alkaloidy
Claviceps purpurea, C. paspaspali, C. fusiformis
VÝSKYT:
• travní plevele, cereálie, hlavně žito
Sklerocia r. Claviceps Otrava námelem -
Otoky končetin, odumírání končetin, šílenství
Nejstarší známá mykotoxikóza známá jako Nemoc svatého Antonína
MIKROBIÁLNÍ TOXINY - BOTULOTOXIN
Botulotoxin (z latinského botulus = klobása), resp. klobásový jed = toxická polypeptidická látka produkovaná bakteriemi Clostridium botulinum. Produkce pouze za anaerobních podmínek (bez přístupu vzduchu), optimální pH prostředí je 4,8 - 8,5 a teplota kolem 30 °C. Je považován za jeden z nejúčinnějších jedů , jeho smrtelná dávka je 100 pg/kg, Termolabilní a ničí ho teplota nad 60 °C. Technologicky se toxin ničí varem po dobu min. 10 min. Zdroj: špatně sterilované konzervy a uzeniny, nakládaná zeleninua, houby v oleji apod. Spory mohou být přítomny dokonce i v medu (u kojenců dává vzniku ranému botulismu).
REZIDUA PESTICIDŮ
PESTICIDY - DEFINICE:
všechny sloučeniny nebo jejich směsi určené pro prevenci, ničení, potlačení, odpuzení nebo kontrolu škodlivých činitelů (rostlin, MO, živočichů) během produkce, skladování a zpracování; dále regulátory růstu a látka pro kontrolu ektoparazitů živočichů
dávkovány obvykle ve formě roztoku s určitým podílem účinné látky – a.i. (active ingredient)
a) Dle cílových organismů
• fungicidy –proti původcům houbovitých onemocnění
• zoocidy –proti živočišným škůdcům
– akaricidy (pavoukovití)
– insekticidy (hmyz)
– nematocidy (háďata)
– moluskocidy (plži)
– rodenticidy (hlodavci)
• herbicidy-proti plevelům
• regulátory růstu
DĚLENÍ PESTIDIDŮ
b) Dle struktury
• insekticidy:
organofosforové
organochlorové
karbamáty
syntetické pyrethroidy
• herbicidy:
amidy
substituované močoviny
fenoxykyseliny
bipyridyly
triaziny
DĚLENÍ PESTIDIDŮ
Zástupci některých skupin
organofosfáty - parathion-methyl
syntetické pyrethroidy -
deltamehrin
organochlorové - p,p-DDT
ethylen-bis-dithiokarbamáty -
maneb
c) Dle účinku
• systémové po aplikaci pronikají do mízy a jsou rozváděny k dalším částem rostlin
• nesystémové nepronikají do mízy, obvykle působí pouze v místě aplikace
DĚLENÍ PESTIDIDŮ
obecně dochází k úbytku, vliv jednotlivých operací je rozdílný podle vlastností pesticidu a typu suroviny
• snížení obsahu je v důsledku:
– vytěkání
– redistribuci (př. při loupání)
– odstranění z povrchu (mytí)
– degradaci (tepelné procesy, fotolýza, metabolismus) obvykle snížení toxikogického rizika některé degr. produkty jsou tox. stejně či více významné než mateřské sloučeniny
ZMĚNY OBSAHU PESTIDIDŮ BĚHEM TECHNOLOGICKÉHO ZPRACOVÁNÍ
a) Mytí
• velký vliv zvláště na hydrofilní nesystémové sloučeniny (snížení > 50%, př. iprodion)
• lipofilní sloučeniny penetrují kutikulou malý vliv
• použitím detergentů (kyseliny, zásady) roste procento odstraněných reziduí (př. použitím 10%NaOH odstraněno 75% více pyrimiphos-methylu), s jejich rostoucí koncentrací je efekt větší
• prodloužení doby mytí nemá velký vliv
b) Loupání
• dochází k redistribuci kontaminatů – v povrchových vrstvách >70% (obvykle >90%) z celk. obsahu
• výrazné snížení hladiny ve zbylém jedlém podílu
• největší snížení u lipofilních nesystémových (nejvyšší koncentrace hl. v povrchových voscích a kutikule), hydrofilní odstraněny z části již předchozím mytím
• systémové pesticidy tímto krokem ovlivněny méně
spojením mytí s loupáním před konzumací plodiny vede k výraznému snížení hladiny reziduí pesticidů
dochází-li k dalšímu využití slupek (zkrmování výlisků, marmelády), koncentrace pesticidů v produktu roste
c) Vaření
• díky zvýšené teplotě probíhají všechny procesy intenzivněji
• ztráty zapříčiněné vytěkáním či degradací (hl. hydrolýzy); míra závisí na vlastnostech pesticidu a podmínkách – roste s dobou (rce 1. řádu), teplotou a v otevřeném systému (možnost vytěkání)
• dochází k úbytku vody snížení hmotnosti možný nárůst koncentrace
• možný vznik tox. významných produktů
d) konzervování
• několik operací, celkově vedou ke snížení obsahu, obvykle i koncentrace ( ztráta vlhkosti- př. kečup, pasta,…)
• vlastní vliv sterilace nevýznamný
e) moštování
• závisí na částech, z kterých je džus vyroben
• obsah se slupkou > bez slupky; s dužninou > bez dužniny
• obecně snížení, mn. reziduí v džusech bývá minimální
Změny obsahu pesticidů během skladování
• závisí na plodině, daném pesticidu a okolních podmínkách
• doba mezi poslední aplikací a sklizní = PHI (Preharvest Interval) dochází k nejrychlejšímu poklesu
• po sklizni obsah klesá pomaleji – lépe při vyšší vlhkosti a teplotě
POLYCYKLICKÉ AROMATICKÉ UHLOVODÍKY (PAU)
Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) jsou skupina látek, do které patří více než 100 sloučenin.
Jsou tvořené uhlíkem a vodíkem, dvěma a více benzenovými jádry.
Benzo-a-pyren pyren antracen
PAU jsou považovány za typické představitele perzistentních organických polutantů (POP).
PAU mají výraznou schopnost vázat se na pevných sorbentech nebo částicích (prach) i v živých organismech (schopnost bioakumulace).
Významnou vlastností PAU je schopnost tvořit další sloučeniny, které mohou být dokonce mnohem více karcinogenní.
POLYCYKLICKÉ AROMATICKÉ UHLOVODÍKY (PAU)
16 nejznámějších PAU
Název PAU Zkratka CAS naftalen NAP (NA) 91-20-3 acenaftylen ACL 208-96-8 acenaften ACE (AC) 83-32-9 fluoren FLE (FL) 86-73-7 fenantren PHE 85-01-8 antracen ANT (AN) 120-12-7 fluoranten FLU (FA) 206-44-0 pyren PYR (PY) 129-00-0 benz(a)antracen BaA 56-55-3 chrysen CHR 218-01-9 benzo(b)fluoranten BpF (BbFA) 205-99-2 benzo(k)fluoranten BkF (BkFA) 207-08-9 benzo(a)pyren BaP 50-32-8 indeno(123cd)pyren IP 193-39-5 dibenz(ah)antracen DBA (DBahA) 53-70-3
Vznik a výskyt PAU v potravinách
• PAU se vytváří při grilování na ohni několika cestami: – Nejčastěji se tvoří pyrolýzou tuku (jeho rozkladem za vysoké
teploty) odkapávajícího z grilovaného masa na rozžhavené uhlí. Vzniklé spaliny včetně PAU jsou teplým vzduchem opět vyneseny na potravinu a následně ji kontaminují (znečišťují). Důležitý je obsah tuku v potravině. Čím je obsah tuku vyšší, tím se předpokládá, že bude vyšší i produkce PAU v grilovaném pokrmu.
Např. v karbanátku z hovězího masa s 15 % tuku se při zvýšení obsahu tuku na 40 % zvýšila produkce benzo(a)pyrenu (BaP) při grilování z 16 na 121 µg/kg
– Sekundárně se vytváří při hoření dřeva. Bylo-li k ohřevu použito smolnaté nebo borové dřevo, byl zjištěn obsah v desítkách µg BaP/kg.
K tvorbě PAU přímo na povrchu potraviny dochází tehdy, když je maso vystaveno přímo plameni při teplotě zejména nad 400 °C. Za těchto podmínek byly zjištěny až stovky µg BaP/kg.
Byla-li použita jiná metoda ohřevu, např. elektrický gril, došlo ke snížení kontaminace PAU.
Vznik a výskyt PAU v potravinách
Vznik a výskyt PAU v životním prostředí
• V životním prostředí se PAU vyskytují především ze spalování fosilních paliv. Typicky se tyto látky uvolňují při nedokonalém spalovacím procesu.
• Do prostředí se PAU dostávají zejména: – při výrobě energie, – při spalování odpadů, – ze silniční dopravy, – při krakování ropy, – při výrobě hliníku, – z metalurgických procesů, – při výrobě koksu, asfaltu, – při výrobě cementu, – z rafinerií, krematorií, z požárů a v neposlední řadě při kouření. Ve všech případech, kdy pozorujeme vznik sazí a tmavého kouře,
vznikají velká množství PAU.
Účinky PAU na lidské zdraví a na zvířata
charakteristicky zapáchají,
Jejich páry mají dráždivé účinky na oči a kůži, působí fotosensibilizaci
negativní účinky na ledviny a játra.
Studie na zvířatech prokázaly vliv na snížení plodnosti a vývojové vady potomků.
K nejzávažnějším vlivům PAU patří jejich karcinogenita.
Rakovinotvornost PAU na člověka byla prokázána u cigeretového kouře či sazí
HALOGENOVANÉ ORGANICKÉ SLOUČENINY
Organochlorované pesticidy (OCP) Polychlorované bifenyly (PCB) Bromované retardátory hoření (BFR) Tetrabrombisfenol A (TBBPA) Polybromované bifenyly (PBB) Polybromované difenylethery (PBDE) Hexabromcyklododekan (HBCD)
Perfuorované sloučeniny (PFC) F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
S
O
O
O -
PBDE
PFOS
Charakteristika vybraných organických polutantů
Vlastnosti:
Vysoká lipofilita (x PFC), chemická stabilita, rezistence vůči
biodegradaci bioakumulace v potravním řetězci
Expozice člověka:
Dietární příjem, dermální příjem a inhalace
Riziko pro člověka: Chronická toxicita, potenciální karcinogenita, estrogenní účinky
Praha, únor 2007 Dita Svobodová
Vodní ekosystém-zdroje a prostup potravním řetězcem
Recommended