Hemijski sastojci hrane

-Nutritivne, nenutritivne i antinutritivne materije u hrani

-Biološki aktivne materije u hrani

- Kontaminanti hrane

Nutrijenti (nutritivne materije), hranljivi sastojci u hrani

• Proteini, aminokiseline • Lipidi • Ugljeni hidrati • Vitamini • Mineralne materije • Voda i kiseonik *(nekad se ovde svrstavaju i dijetetska vlakna, pa čak i bioflavonoidi-vitamin P)

Mogu biti - esencijalni (vitamini, minerali, esencijalne aminokiseline i esencijalne masne kiseline) i - neesencijalni; -makronutrijenti i mikronutrijenti. Sadržaj pojedinih nutrijenata odredjuje nutritivnu vrednost hrane. Sadržaj proteina, aminokiselina, vitamina i mineralnih materija odredjuju biološku vrednost. Energetsku ili kalorijsku vrednost hrane odredjuju ugljeni hidrati i lipidi.

Biološki aktivne komponente hrane

Biološki aktivni sastojci hrane mogu biti:

1. Nutritivnog porijekla

2. Nenutritivnog porijekla

1. Nutritivnog porijekla su:

aminokiseline,

masne kiseline,

ugljeni hidrati,

vitamini i minerali

2. Nenutritivnog porijekla su: dijetalna vlakna ( mogu se svrstati i u nutrijente), karoteonoidi, flavonoidi, hlorofil, alkaloidi, glikozidi, Izotiocijanati steroli, fitseotrogeni...

Biološki aktivne komponente hrane-nenutritivnog porekla

Kontaminanti (toksične materije) u hrani

- prirodni toksini (biljnog, animalnog i mikrobnog porekla)

- kontaminanti nastali tokom proizvodnog procesa, obrade ili čuvanja

- Kontaminanti iz materijala i predmeta u dodiru sa hranom

- Kontaminanti iz životne sredine

Od biljnih izvora interesantni su samo oni koji se koriste u ishrani ljudi i domaćih životinja

Biljne štetne i toksične supstance su svrstane u nekoliko grupa: antinutrijenti

hormonski aktivne supstance toksične aminokiseline

heterozidi toksični fenoli hemaglutinini

saponini

Prirodni štetni i toksični sastojci se dele prema poreklu na: biljne

životinjske toksine gljiva

Antinutrijenti

Antinutrijenti su grupa supstanci biljnog porekla koje imaju suprotno delovanje od nutrimenata, odnosno smanjuju ili sprečavaju normalno funkcionisanje nutrimenata u organizmu Prema načinu delovanja dele se na:

antienzime antivitamine

supstance koje vezuju minerale

Prirodne antinutritivne materije u biljnoj hrani (Supstance koje umanjuju nutritivnu vrednost hrane, a mogu biti i toksične)

- Tripsin inhibitor (proteini koji inhbiraju proteolitički enzim tripsin i tako smanjuju

iskoristljivost proteina)

- Tanini (grade komplekse sa proteinima i talože ih pa smanjuju njihovu iskoristljvost)

- Fitinska kiselina (vezuje se za minerale i smanjuje njihovu iskoristljivost)

- Oksalna kiselina (vezuje kalcijum; oksalna kiselina je u većim količinama prisutna u

lišću biljaka kao što su spanać, zelje, raven, kiselica itd.)

OPOP

OP

OP

OP

OP

fitinska kiselina

P=ostatak fosforne kiseline

HOOC - COOH

Ostale toksične supstance biljnog porekla

- Saponini (jedinjenja biljnih steroida i šećera-glikozidi; neki saponini-triterpenski su tioksični jer imaju osobinu hemolize)

- Goitrogeni faktori (ometaju funkciju štitne žlezde kao npr protein gluten, izoflavoni i izotiocijanati povrća iz familije kupusa)

- Lektini predstavljaju hemaglutinine (proteine koje aglutiniraju eritrocite vezujući se za ugljene hidrate)

Saponini • Saponini (saponin glikozidi) su posebna grupa glikozida koje u svom sastavu pored

šećera imaju i triterpenska ili steroidna jedinjenja, a njihovi rastvori kada se miješaju ili mute stvaraju pjenu. U biljci se nalaze u ćelijskom soku najviše podzemnih organa, plodovima i sjemenima, mada ima biljaka kod kojih se nalaze u čitavom organizmu.[1][2]

• Prema nešećernoj komponenti, dijele se u dve grupe:

• steroidni saponini, koji nisu otrovni za ljude i značajni su kao prekursori za sintezu steroidnih hormona;

• triterpenski saponini koji su toksični, imaju sposobnost hemolize.

Solanin je toksični glikoalkaloid is krumpira, ali i drugog povrća kao što je patlidžan i rajčica koji se nalazi u i ispod kožice. On ima funkciju da biljku zaštiti od nametnika, dakle ima antifungicidno i antipesticidno djelovanje. Solanina ima i u svim ostalim dijelovima biljke. Najveći dio tog alkaloida skine se guljenjem krumpira zbog čega nema nikakve opasnosti za zdravlje, ali npr. kada se u vrijeme nestašice hrane (tijekom rata) koristila i zelena masa krumpira, intoksikacije nisu bile rijetka pojava. Mogu se otrovati i svinje ako im se za prehranu daju lupine koje nisu dovoljno prokuhane.

Goitrogene supstance

Biljke i povrće iz porodice krstašica (Brassicaceae) sadrže supstance koje se zovu glukozinolati.

Inhibiraju funkcije štitne žlezde uzrokujući njenu atrofiju i gušavost.

Goitrogene[1] supstance se nalaze u kupusnjačama kao što su

• kupus, • brokula, • kelj • karfiol ali i u • sjemenu uljane repice. • [1] Brojne supstance poznate po

mogućnostima inhibicije sinteze hormona štitne žlijezde

Lektinski proteini

• Lektinski proteini – fitohemaglutinini su glikoproteinske substance, najčešće biljnog porekla, mada mogu biti i animalnog, bakterijskog, fungalnog i porijeklom iz algi.

• Mijenjaju fiziologiju ćelijske membrane uzrokujući aglutinaciju[2] i druge biohemijske promjene u stanici. U manjim količinama nalaze se u žitaricama i crvenom pasulju. Ove antinutritivne materije su otporne na digestivne enzime i pre konzumacije zahtevaju duže termičke tretmane.

[2] Aglutinacija- slepljivanje krvnih zrnaca.

Tokisčne supstance u hrani animalnog porekla

Iz grupe animalnih toksina najčešće se spominju histamini[1] u

• školjkama i

• ribama toplih mora.

Histamin se formira post mortem u ribama bakterijskom dekarboksilacijom iz amino kiseline histidina.

[1] Biogeni amini.

Veći broj vrsta morskih školjki i morskih riba, u određeno godišnje doba, mogu da izazovu trovanje ljudi.

Simptomi trovanja školjkama su obično: paraliza respiratornih mišića i slabost mišića ekstremiteta i vrata.

Histamin je organsko jedinjenje azota koje učestvuje u lokalnom imunološkom odgovoru

Toksini mikrobnog porekla- Mikotoksini (toksini plesni)

Vrsta

mikotoksina Mikotoksini djelovanje na organizam

Nefrotoksini Ohratoksin,Citrinin,Kvinoni,Ksanto

megnin, Viomelin Izazivaju insuficijenciju bubrega.

Neurotoksini Patulin, Penitrem, Citreoviridin,

Fumonizin, Moniliformin Izazivaju oštećenje nervnog aparata i izazivaju krvarenje u njemu.

Hepatotoksini

Aflatoksini, Penicilinska

kiselina, Sporidezmin,

Ciklohlorotin, Fumonizin

Oštećuju funkciju ćelija jetre i pospješuju razvoj karcinoma jetre.

Estrogeni

toksini Zearalenon, Zearalenol Hiperestrogenizam u životinja i degeneraciju ćelija polnih organa.

Citotoksini Trichoteceni, Puccinia toksini Oštećuju epitelne ćelije kože i sluznice probavnog trakta i krvnih žila.

Imunosupresivn

i toksini Ohratoksin, Trihoteceni

Oštećuju imuni sistem i njegov odgovor na infekciju u organizmu ljudi i

životinja.

Respiratorni

toksini

Fumonizin, Trihoteceni,

Stahibotriotoksin, Puccinia

toksin, AAL toksin

Oštećuju disajne puteve.

Mikotoksini (mykes – grč. gljiva, toxikon – grč. otrov) su ekstracelularni metaboliti plesni, koji su toksični ili imaju druge negativne biološke efekte po ljude i životinje

Aflatoksini

• Aflatoksini su prirodni mikotoksini koje proizvode mnoge vrste Aspergillus gljiva, od kojih su najznačajnije Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus. Aflatoksini su otrovni i spadaju među najkancerogenije poznate supstance. Aflatoksini se stvaraju na polju i tokom skladištenja, a najčešće se mogu naći u kukuruzu, susamu, kikirikiju, pamuku, pirinču, pistaćima, semenkama bundeve, bademu, lešniku, suncokretu, soji, sušenom voću, začinima, mleku i mlečnim proizvodima i mesu.

• Otkriveni su 1960. godine nakon velikog pomora ćurki u Velikoj Britaniji (misteriozna “bolest” je nazvana turkey disease X). Uzročnik pomora je bilo kikirikijevo brašno iz kojeg je izolovana plesan Aspergillus flavusk ao kristalna supstanca plave fluorescencije. U prošlosti su poznati slučajevi akutne toksičnosti kod ljudi i to u Anonu (1993), Indiji (1974) i Keniji (1982) kada je uzrok kontaminiranog kukuruza aflatoksinom bila obilna nesezonska kiša. U Anonu je primećena mršavost kod svinja kao posledica hroničnih trovanja, a kod krava je došlo do slabog prinosa mleka.

• Nakon unosa u telo, aflatoksini se metabolišu u jetri do reaktivnih epoksida koji su toksičniji i nosioci su karcinogenog delovanja, ili hidroksilišu, čime se formira aflatoksin M1 koji je oko 10 puta manje toksičan. Aflatoksini su hepatotoksični i uzrokuju masnu degeneraciju jetre, krvarenje jetre i rak jetre. Aflatoksin B1 je najjačeg mutagenog delovanja i smatra se jednim od najjačih humanih mutagena.

Aflatoksin B1

država maksimalne

dozoljene vrednosti [μg·kg−1]

proizvod

Kanada 15 orasi

Ujedinjeno Kraljevstvo

20 životne namirnice

Evropska Unija 2 orasi, suvo voće, žitarice

Argentina 0 kikiriki, kukuruz i proizvodi od kukuruza

Brazil 15 životne namirnice

Kina 10 pirinač i jestiva ulja

Češka Republika 5 životne namirnice

Mađarska 5 životne namirnice

Indija 30 životne namirnice

Japan 10 životne namirnice

Nigerija 20 životne namirnice

Poljska 0 životne namirnice

Južnoafrička Republika

5 životne namirnice

Zimbabve 5 životne namirnice

Uticaj aflatoksina na jetru

Ostali mikotoksini

• Ohratoksin A (To je nefrotoksin s potencijalnim kancerogenim delovanjem; dovodi se i u vezu s razvojem endemske nefropatije. Glavni producenti ohratoksina A su: Aspergillus ochraceus i Penicillium verrucosum koji često kontaminiraju uskladištene žitarice.)

• Trihoteceni (Trikoteceni predstavljaju grupu od gotovo 170 mikotoksina koje proizvode različite vrste plesni iz roda Fusarium, te rodova Cephalosporium, Myrothecium, Trichoderma, Trichothecium, Stachybotrys, Verticimono-sporium i nekih drugih. Sve ih karakteriše tetraciklični, seskviterpenoidni, prsten. Proizvodnji trihotecena najbolje pogoduje vlažna tropska klima s visokom vlagom vazduha i širokim rasponom temperature od 6-24°C.)

• Zearalenon (Zearalenon sintetišu vrste Fusarium (F. graminearum). Najintenzivniji rast Fusarium plesni odvija se pri relativnoj vlažnosti vazduha od preko 70%, dok rosa i magla u periodu vegetacije žitarica posebno pogoduju razvoju plesni. Fusarium vrste kontaminiraju zrna još u polju, ali se rast Fusarium plesni i sinteza toksina nastavlja i u skladištima, posebno u koševima. Zearalenon se najčešće može naći u kukuruzu, a takodje i u drugim žitaricama (ječam, proso, pirinač, soja, pšenica). Zearalenon je mikotoksin s uterotropnim, estrogenim i anaboličkim delovanjem kod domaćih životinja. Odgovoran je za reproduktivne poremećaje kod domaćih životinja, posebno svinja. Veže se za estrogene receptore uzrokujući hormonsku neravnotežu.)

Plesni roda Fusarium

Aspergillus ochraceus

Kontaminanti nastali tokom proizvodnog procesa

• Toksini iz genetski modifikovane hrane • Akrilamid (ima ga u prženoj hrani-Maillard-ova reakcija)

• Proizvodi lipidne peroksidacije • Trans-masne kiseline • Alkoholi • Etil-karbamat (nastaje u fermentisanoj hrani-kancerogen)

• Policiklični aromati • Nusproizvodi dezinfekcije vode • Rezidue (ostaci veterinarskih lekova) • Amini (nitrozamini*, aromatični, heterociklični i

vazoaktivni amini**) *Nitrozamini nastaju delovanjem nitrita na amine-kancerogeni) ** Vazoaktivni amini nastaju dekarboksilacijom amino-kiselina tokom stajanja hrane Zato je preporuka da se konzumira što svežija hrana

Nitrozamin

Kontaminanti iz materijala i predmeta u dodiru sa hranom

• Metali (Pb, Cd i Hg-veoma toksični)

• Plastika

- Polivinil-hlorid (PVC)(sadrži kancerogeni monomer-vinil-hlorid)

- Polistiren (PS) (toksičan je stiren monomer)

- Polikarbonat (PC) (toksičan je monomer, bisfenol A (BPA) koji pokazuje

hormonsko-estrogeno dejstvo i potencijalni je kancerogen)

- Polietile (PE) i polipropilen (PP) su pogodni za neposredni dodir sa hranom jer su hemijski inertni.

Etilen i propilen

* Aditivi u plastičnim masama su uglavnom veoma toksični i moraju se kretati u dozvoljenim granicama

Kontaminanti iz životne sredine

• Industrijski zagađivači (dioksini, policiklični aromati,

polihlorovani bifenili, polihlorovani fenoli, teški metali)

• Nitriti i nitrati (u hranu dospevaju usled prekomerne upotrebe

veštačkih đubriva ali se dodaju i kao aditivi; dovode do nastajanja kancerogenih nitrozamina)

• Pesticidi