ADITIVI I KONTAMINANTI

ZDRAVSTVENA ISPRAVNOST NAMIRNICA

Činjenice i stavovi o kontaminaciji namirnica

�Povećano zagañenje životne sredine i pove ćano u češće tehnologije u svim segmentima života�Meñusobna povezanost i zavisnost svih segmenata životn e sredine i nepostojanje fizi čkih barijera�Svest o mogu ćim nepovoljnim efektima zdravstveno neispravne hrane�Zahtevi za poja čanu kontrolu zdravstvene ispravnosti hrane i veću transparentnost u ovoj oblasti�Spremnost prihvatanja rizika od odre ñenih oblika ponašanja i na čina života�Rizik povezan sa prisustvom “hemikalija” u hrani se često smatra potpuno neprihvatljivim i često se preuveli čava�Nepoznavanje najvažnijih izvora rizika i prioriteta u ovoj oblasti

Oko 900.000 prirodnih i sintetskih supstanci je registrovano, od čega je u svakodnevnoj upotrebi oko 60.000 od čega mnoge se nalaze u vodi, vazduhu, zemljištu, odakle mogu dospeti u lanac ishrane čoveka

+Prehrambeni aditivi koji se namerno dodaju namirnicama

HEMIJSKA KONTAMINACIJA NAMIRNICA I VODE ZA PIĆE

} Odgovrnost proizvoñačaGAP, GMP, HACCP

Priprema u domaćinstvu konzumiranje

Koncept OD NJIVE DO TRPEZE (FROM FARM TO FORK)

U cilju spre čavanja akutnih i hroni čnih intoksikacija izazvanih hranom potrebno je da namirnice budu zdravstveno ispravne

Neispravnost namirnica može biti:�Mikrobiološka

�Hemijska �Radiološka

�Fizička�Neispravnost pakovanja i deklaracije

Postizanje tzv. nultog rizika od kontaminanata nije realno, ali ga je potrebno posmatrati u skladu sa mogućnostima

Praktičan i pragmatičan pristup – samo koncentracija čini nešto toksičnim (Paracelzusovo pravilo)

Rizik od pojedinih agenasa prisutnih u hrani (po opadaju ćem redosledu)

Realni rizik Regulisano zakonskom regulativom

�Mikrobiološki agensi�Nutritivni faktori�Hemijski kontaminanti�Prirodni toksikanti�Aditivi

�Aditivi�Mikrobiološki agensi�Hemijski kontaminanti� Nutritivni faktori�Prirodni toksikanti

Zdravstveno bezbedna namirnica je namirnica koja ne predstavlja rizik po zdravlje ljudi i ona ne sme:

�Biti zaga ñena patološkim mikroorganizmimia niti sadržati sapr ofitne mikroorganizme preko odre ñene koli čine;�Sadržati otrovne sastojke, antibiotike, hormone, mik otoksine, teške metale, pesticide i metabolite pesticida u koli činama koje mogu biti štetne po zdravlje ljudi�Da poti če od uginulih životinja ili životinja obolelih od b olesti koje uti ču na zdravlje ljudi;�Biti zaga ñena fizi čkim primesama štetnim po zdravlje ljudi;�Sadržati aditive koji nisu odobreni niti odobrene ad ititve u koli činama koje nisu dozvoljene;�Imati organolepti čke osobine izmenjen u meri da su neupotrebljive za ishranu;�Imati sastav koji štetno uti če na zdravlje ljudi;�Biti kontaminirana radionuklidima ili ozra čena preko dozvoljene granice;�Biti nepropisno obeležena i deklarisane;�Biti nepropisno pakovana ili u ošte ćenom pakovanju

Osnovne definicije

Opasnost je hemijski, biološki ili fizicki agens/činilac u hrani ili stanje hrane, koji mogu potencijalno da izazovu štetno dejstvo za zdravlje

Rizik je faktor verovatnoće štetnog uticaja na zdravlje i ozbiljnost tog uticaja, kao posledica postojanja opasnosti

Analiza rizika je proces koju čine 3 meñusobno povezane komponente: procena rizika, upravljanje rizikom i obaveštavanje o rizikzu

Monitoring je sprovoñenje niza planiranih aktivnosti koje se odnose na praćenje i merenje prisustva kontaminanata u hrani i vodi

Obaveštavanje o riziku je meñusobna razmena podataka i mišljenja kroz proces analize rizika koja se odnosi na opasnosti i rizike vezane za bezbednost hrane

Štetnost hrane po zdravlje se utvrñuje na osnovu:1) Mogućih neposrednih ili posrednih, kratkoročnih ili dugoročnih štetnih uticaja koji hrana može imati po zdravlje potrošača, kao i mogućih uticaja na zdravlje budućih generacija;

2) Mogućih kumulativnih toksičnih efekata;

3) Posebne zdravstvene osetljivosti specifičnih kategorija potrošača

Hrana nije pogodna za ishranu ljudi ako je ta hrana neprihvatljiva za upotrebu kojoj je namenjena, zbog kontaminacije spoljnim ili nekim drugim faktorom, kao i zbog truljenja, kvarenja ili raspadanja

Subjekti u poslovanju hranom i hranom za životinje u svim fazamaproizvodnje, prerade i prometa hrane i hrane za životinje kojim upravljaju,dužni su da obezbede da hrana ili hrana za životinje ispunjava uslovepropisane ovim zakonom i drugim posebnim propisima, kao i da dokažuispunjenost tih uslova.

RiskAssessment

*Science based

Menadžment rizika

*Političke odluke

Komunikacija

*Interaktivna razmena mišljenja i informacija

Procena rizika

*zasnovana na naučnim dokazima

Analiza rizika

Procena rizika

To je nau čno zasnovan koncept koji sesastoji iz 4 koraka

1. Identifikacije opasnosti2. Karakterizacije opasnosti

3. Procene izloženosti4. Karakterizacije rizika

Identifikacija opasnosti – identifikacija agenasa od značaja, njihovih negativnih efekata, ciljne populacije i uslova pod kojima dolazi do izloženosti, uzimajući u obzir podatke o toksičnosti, delovanju na ljudsko zdravlje, na druge organizme i na životnu sredinu (IUPAC)

11

Prikupljanje podataka:koja se aktivna supstanca koristi za pojedine kulture,

u kojim količinama,koje tehnike aplikacije se primenjuju,

koliki je termin izmeñu pojedinih aplikacija, kada se koristi

Primer - pesticidi

Kontaminat Izvor Namirnice PCB Transformatori Riba, animalne

masti Dioksini Nusproizvodi Riba, animalne

masti Živa Industrija Riba

Olovo Izduvni gasovi Konzerve, kisele namirnice

Kadmijum Otpad Žita, morski plodovi

Radionuklidi Incidentne situacije

Riba, gljive

Nitrati/Nitriti ðubrivo Povrće

Karakterizacija opasnosti – kvalitativna i kvantitativna evaluacija prirode negativnih efekata koje može da izazove odreñeni agens (hemijski, biološki, fizički) ako je prisutan u hrani; za hemijske agense potrebno je uraditi procenu dozno-zavisnog odgovora

Za većinu kontaminanata važi staro Paracelzusovo pravilo da samo količina čini otrov

Procenjivanje rizika pri upotrebi aditiva hrane i ograničenje prisustva kontaminanata u namirnicama obavlja se na osnovu rezultata dobijenih na eksperimentalnim životinjama, ljudima, u in vitro modelima

Najveća količna supstance koja ne izaziva toksične efekte naziva se m a k s i m a l n a n e t o k s i č n a d o z a - MNTD (ili no-observable adverse effect level - NOAEL). To je maksimalna netoksična doza za najosetljiviju vrstu eksperimentalnih životinja, koja ne izaziva vidljive negativne morfološke, funkcionalne promene, niti utiče na rast, razvoj ili dužinu života jedinke. Izražava se u mg/kg telesne mase životinje

Ispituju se�Funkcionalne promene�Morfološke promene�Mutagenost�Kancerogenost�Imunotoksičnost�Neurotoksičnost�Reproduktivni efekti

Tipična kriva dozno-zavisnog odgovora

Izuzetak – primer aflatoksina B1

P r i h v a t lj i v i d n e v n i u n o s - PDU (ili acceptable daily intake- ADI). Prihvatljiv dnevni unos se definiše kao količina nekog kontaminanata ili aditiva izražena u miligramima na kilogram telesne mase čoveka dnevno (kg/TM/dan) koja se može unositi svakodnevno tokom celog života bez rizika za njeno zdravlje

Za supstance sa pragom toksičnosti

Ekstrapolacija rezultata dobijenih na najosetljivijoj vrsti životinje na čoveka

Osetljivost različitih populacionih grupa

SF SF

PDU(mg/kg TM) = MNTD / SF gde je SF = sigurnosni faktor

Korišćenje sigurnosnog faktora omogućava da se u obzir uzmu razlike koje postoje izmeñu čoveka i eksperimentalnih životinja, i pri tome se smatra da je čovek osetljiviji (1-10 puta), iako to nije uvek slučaj. Tako|e se u obzir uzimaju varijacije koje postoje u osetljivosti prema delovanju ispitivanih supstanci u okviru same humane populacije (trudnice, deca, stare, bolesne osobe). Vrednost faktora sigurnosti obično iznosi 100

Akutna referentna doza- ARfD , se definiše kao procenjena količina supstance u hrani, izražena na telesnu masu (mg/kg), koja se može uneti u organizam tokom kraćeg perioda vremena, obično tokom jednog dana, a da ne predstavlja rizik po zdravlje

Maksimalno tolerišu ći nedeljni unos - MTNU (maximum tolerable weekly intake - MTWI ) za supstance sa kumulativnim svojstvima

Za supstance sa genotoksičnim efektom se koriste statistički i matematički modeli

Utvrdi se toksični potencijal supstance�Iz podataka eksperimenata na životinjskim modelima

�Iz epidemioloških studija

Izrazi se kao broj slu čajeva kancera/100000 godišnje u ng/kg telesne mase

dnevno

MAKSIMALNO DOZVOLJENA KONCETRACIJA (MDK) izražava se u mg/kg NamirnicePredstavlja maksimalnu količinu kontaminanta/aditiva koja je dozvoljena da bude u namirnici

Različita je za različite namirnice

Primer Na-benzoat kao konzervans:Osvežavajuća bezalkoholna pića 150 mg/lDžemovi sa smanjenom energetskom vrednošću - 500 mg/kg

Primer za olovo:Sirovo i termički obrañeno mleko - 0,02 mg/kgŠkoljke - 1,5 mg/kg

Procena izloženosti – procena učestalosti, veličine i dužine izloženost, tj. unosa agensa, kao i veličina populacije koja je izložena

Prisustvo agensa u hrani -

kvantifikacija

Podaci o unosu namirnica

Izloženost

Izračunavanje izloženosti

A.

Izloženost = Nivo agensa x količina konzumirane namirnice / telesna masa

Sabiraju se nivoi izloženosti iz svih namirnica, iz vode za piće, iz vazduha ...

B.

Model izloženosti koji koristi variranja podataka o količini konzumirane namirnice, dok je nivo agensa u namirnici konstantan ili obrnuto

Namirnica

Muškarci, ukupan dnevni unos 38 µg

%

Žene, ukupan dnevni unos 29 µg

%

Meki hleb 13.0 11.9Druge vrste hleba 7.7 12.2Keks 5.0 5.9Prženi krompir 7.5 6.3Pomfrit 8.0 6.3Čips 17.6 17.4Druge grickalice 5.0 4.6Kafa 28.0 28.6Drugo 8.2 6.8

Primer – procena izloženosti akrilamidu u Norveškoj (2003)

0

100

Pesticid Aprihvatljiv

Pesticid Bneprihvatljiv

Izlo

ženo

st p

otro

šača

Prihvatljiv dnevni unos

CN

O

NN

OC

H3 O

CO

2 CH

3

NN

NH

2 N

NH

2

NH

����

��������

NN

NH

2 N

NH

2

NH

Karakterizacija rizika– uporeñenje nivoa izloženosti sa vrednostima dobijenim u procesu karakterizacije opasnosti (ostvaren unos u odnosu na PDU)

M a k s i m a l n o d o z v o lj e n e k o n c e n t r a c i j e (MDK, MRL )kontaminanta ili aditiva u namirnicama izražavaju se u miligramima na kilogram (ili litar) prehrambenog proizvoda. Vrednosti za MDK variraju od proizvoda do proizvoda, jer se pri njihovom formiranju u obzir uzimaju, pored PDU i MTNU vrednosti, i podaci o zastupljenosti pojedinih namirnica u strukturi dnevne ishrane

Menadžment rizika – proces upravljanja, donošenja odluka, sa ciljem minimiziranja rizika za opštu populaciju

PREHRAMBENI ADITIVIAditivi su supstance koje se, bez obzira na njihovu hranljivu vrednost, ne koriste kao namirnice, ali se u tehnološkom postupku dodaju prehrambenom proizvodu u toku proizvodnje, obrade, pakovanja, transporta i čuvanja, a zbog postizanja odrešenih organoleptičkih svojstava i produženja trajnosti

U aditive ne spadaju:•šećer, •kuhinjska so, •sastojci koji se dodaju radi poboljšanja hranljive vrednosti (vitamini, minerali, inulin i dr. dodati u cilju “obogaćivanja” namirnice),•tečni pektin,•dekstrin, skrob,•želatin, kazein i drugi proteini mleka, gluten, krvna plazma, amino kiseline (osim glutaminske kiseline, cisteina, cistina i glicina)

Razlozi korišćenja:�Ekonomski�Tehnološki

Aditivi se koriste1)Za očuvanje hranljive vrednosti namirnice2)Za prilagoñavanje hranljive vrednosti posebnim nutritivnim potrebama odreñenih grupa ljudi3)Za poboljšanje i očuvanje kvaliteta, stabilnosti ili organoleptičkih osobina4)Kao pomoć u proizvodnji, pripremi, pakovanju, transportu ili čuvanju proizvoda

Aditiv ne sme da se upotrebljava za prikrivanje neispravnih sirovina, loših tehnoloških postupaka

Zašto se danas aditivi koriste više nego ranije?

Očekivanja od namirnice su veća nego ikad ranije:visoka nutritivna vrednostpovoljni zdravstveni efekti

dugotrajnostbezbednost

povoljne senzorne karakteristikeprakti čno pakovanje

da ne zavisi od sezonelaka za pripremu

jeftina

Postoji pozitivna lista prehrambenih aditiva koja se formira na meñunarodnom nivou (Joint Expert Committee on Food Additives u okviru SZO/FAO - JECFA)

Stavljanju aditiva na pozutivnu listu prethode brojna i duga ispitivanja:�Definisanje hemijske strukture�Akutna i hronična toksičnost�Na mutagenost�Na kancerogenost�Na alergogeni potencijal�Kinetika, metabolizam, mogućnost kumulacije�Delovanje na intestinalnu floru�Interakcija sa sastojcima hrane�Stabilnost pri uslovima proizvodnog procesa�Uticaj na životnu sredinu

ukoliko su prethodna ispitivanja povoljna

Definišu se željeni efekat i namena, uslovi korišćenja (količine, vrste namirnica, vrste procesa), analitičke metode odreñivanja

Pojedine zemlje preuzimaju aditive sa spiska JECFA i formiraju svoje nacionalne pozitivne liste aditiva u koje mogu staviti i aditive koji nisu do kraja evaluirani od strane meñunarodnih tela (primer steviozida u Japanu)

U Srbiji i Evropskoj Uniji dozvoljena je upotreba oko 300 različitih aditiva + enzimi i enzimski preparati + arome + pomoćne materije

Upotreba aditiva regulisana je Pravilnikom o kvalitetu i drugim zahtevima za aditive za prehrambene proizvode iz 2001. godine

ili

EU direktiva 89/107/EEC – opšte odredbeEU direktiva 94/35/EC – o zaslañivačimaEU direktiva 94/36/EC – o bojamaEU direktiva 95/2/EC – o ostalim aditivima

Aditiv E brojevi Aditiv E brojevi

Boje E 100 – E 199 ZgušnjivačiStabilizatoriEmulgatori Emulgujuće soli Sredstva za želiranjeSredstva za vlaženjeSredstva za dizanje testaSredstva za učvršćivanjeSredstva protiv zgrudvavanjaSredstva za povećanje zapremine

E 400 – E 600

Konzervansi E 200 – E 299

Antioksidansi E 300 – E 326

Kiseline Regulatori kiselosti

E 327 – E E 399

Pojačivači arome E 620 – E 640

Sredstva protiv stvaranja peneSredstva za glaziranje

Sredstva za tretiranje brašna

E 900 – E 930

Propelenti E 930 – E 949

Zaslañivači E 950 – E 970

Modifikovani skrobovi

> E 1404

Grupe aditiva i E brojevi

Prema nameni u proizvodnji namirnica aditivi se mogu podeliti u nekoliko grupa:Sredstva koja sprečavaju kvarenje namirnicaza sprečavanje oksidacije: antioksidansi i sinergistiza konzervisanje namirnica: konzervansiSredstva za doterivanje ukusa i mirisaarome: prirodne, prirodno-identične i veštačke (često se izdvajaju od ostalih aditiva u posebnu grupu)pojačivači aromasredstva za zaslañivanjeSredstva za doterivanje izgleda i konzistencijeprirodne i veštačke bojesredstva za: emulgovanje, zgušnjavanje, stabilizovanje, želiranje, za sprečavanje zgrudvavanja, za dizanje testa, za učvršćivanje, sredstva protiv stvaranja pene, za glaziranje, za povećanje zapremine, humektanti, propelenti, modifikovani skroboviSredstva koja se koriste kao pomoćne supstance u postizanju kiselosti

Aditivi i njihove mešavine dodaju se namirnicama pod sledećim uslovima:

1. ako su uključeni u Pozitivnu listu;

2. ako njihov kvalitet odgovara uslovima kvaliteta;

3. ako se dodaju namirnicama pod uslovima propisanim ovim Pravilnikom

1. Pozitivna lista aditiva

�Pozitivna lista aditiva se sastoji iz tabele u kojoj su poreñani aditivi u grupe prema prema funkcijama (od boja do modifikovanih skrobova) i prema E brojevima (od E 100 do E 1520)�Postoji još i posebne pozitivne liste za arome, za enzime i enzimske preparate

�Pozitivna lista aditiva se sastoji iz rednog broja aditiva, E broja, naziva aditiva i funkcije koju vrši u namirnici

�Neki aditivi mogu imati nekoliko funkcija u namirnicama

Primer:

Pektini Sredstvo za želiranje

Zgušnjivač

Stabilizator

Sredstvo za glaziranje

Limunska kiselina Kiselina

Antioksidantni sinergist

Seskvestrant

2. Uslovi kvaliteta aditiva

Kvalitet aditiva zavisi od:

�Sadržaja aktivne supstance�Senzornih karakteristika (boja, miris, ukus, izgled)�Rastvorljivosti�Sadržaja vode�Vrste i količine nečistoća�Načina identifikacije aktivne supstance

Najčešći zahtevi za ispitivanje pisustva i količine nečistoća:

�Teški metali (ukupno)�Arsen�Olovo�Admijum�Živa�Sulfatni ostatak�pH�Gubitak žarenjem�Materije nerastvorljive u vodi ili kiselini�Rastvorljivost u nekom rastvaraču

Uslovi kvaliteta aditiva - primer

DefinicijaHemijsko imeEINECSHemijska formulaMolekulska masa

OdreñivanjeOsobine

IdentifikacijaRastvorljivostČisto ćaSadržaj vode

Sulfatni ostatakOksalati

Supstance koje lako karbonizuju

ArsenOlovoŽivaTeški metali (ukupno)

3. Uslovi dodavanja aditiva namirnicama

a) Postoje namirnice u koje nije dozvoljeno dodavanje aditiva

b) Postoje namirnice u kojima je dozvoljeno korišćenje samo odreñenih aditiva i način korišćenja aditiva

c) Postoje aditivi koji mogu da se dodaju u sve namirnice u quantum satis količini

d) Postoje aditivi za koje postoje posebni uslovi korišćenja koji se moraju definisati (količine, namirnice)

e) Spisak i način korišćenja aditiva u dijetetskim namirnicama namenjenim odojčadi i maloj deci

f) Način korišćenja boja (po supstancama i po namirnicama)g) Način korišćenja konzervanasa i antioksidanasa (po namirnicama i po

supstancama)h) Način korišćenja zaslañivača (po supstancama)

a) Namirnice u koje nije dozvoljeno dodavanje aditiva

�Neprerañene namirnice�Med

�Maslac�Pasterizovano i sterilizovano mleko i pavlaka

�Prirodna mineralna voda i izvorska voda�Kafa�Šećeri�Kajmak

�Suva testenina

b) Namirnice u kojima je dozvoljeno korišćenje samo odreñenih aditiva

c) Aditivi dozvoljeni za upotrebu u svim namirnicama po principuquantum satis, izuzev u namirnicama u kojima je to drugačije regulisano

d) Spisak i način korišćenja aditiva za koje postoje posebni uslovi korišćenja

Gvožñe(II)-glukonat i

gvožñe(II)-laktat

Masline potamnele oksidacijom

150 mg/kg kao Fe

Polivinilpirolidon Dijetetski suplementi u obliku tableta ili dražeja

quantum satis

Aspartam Osvežavajuće bezalkoholno piće

Konditorski proizvodi bez šećera

Žvakaće gume bez šećera

600 mg/l

1000 mg/kg

5500 mg/kg

Primer različitih limita za korišćenje istog aditiva u različitim namirnicama

e) Spisak i način korišćenja aditiva u dijetetskim namirnicama namenjenim odojčadi i maloj deci

� Aditivi dozvoljeni za “infant formule” (17 aditiva); od antioksidanasa samo tokoferoli i askorbil-palmitat

� Aditivi dozvoljeni za “follow-on formule” (20 aditiva)� Aditivi dozvoljeni u hrani za odojčad i malu decu (64 aditiva)� Aditivi dozvoljeni u dijetetskim namirnicama za posebne medicinske namene za

odojčad i malu decu (9 aditiva)

BojeBoje su supstance koje se koriste za bojenje prehrambenih proizvoda, a mogu da budu ekstrakti prirodnih sirovina i sintetski proizvedena jedinjenja

Dele se na prirodne, sintetske, sintetske identične prirodnim i boje karamela, a tu spadaju i veštačke i boje za spoljašnje bojenje namirnica (pečati za meso, ljusku jaja, koru sireva)

Koriste se i za bojenje lekova, kozmetike

Boja u velikoj meri utiče na naše prihvatanje proizvoda

Koji napitak od pomorandže bi kupili?

Sintetske boje

• Mono i diazo aromatične sulfonske kiseline, njihove Na soli, derivati trifenil-metana i boje hinolinske i indigoidne strukture•Uglavnom se radi o bojama rastvorljivim u vodi•Obično se dodaju namirnicama u količinama od 50-300 mg/kg (često prema GMP)

•Sintetske boje su stabilne, jeftine, ujednačene obojenosti

•Nisu dobro prihvaćene od strane potrošača, postavlja se pitanja zdravstvenog rizika•Oko 0,01-0,1% stanovništva je osetljivo na veštačke boje i pokazuje alergijske reakcije (ekcem, astma, hipereaktivnost)•Southempton studija iz 2007. godine povezuje unos nekih sintetskih boja i benzoata i hiperaktivnost kod dece

Na+ -O3S N N

NN

COO- Na+

O

SO3- Na+

tartrazin

SO3- Na+

HO

NNNa+ -O3S

Sunset yellow

Proizvod Tartrazin, hinolin žuta, sunset žuta, azorubin, ponso 4R, patent plava B,

indigotin, brilijant crna BN (mg/kg)

Bezalkoholna osvežavajuća pića

100

Kandirano voće i povrće 200

Sladoledi 150

Dezerti i aromatizovani mlečni proizvodi

150

Supe 50

Slatkiši 300

Primer regulisanja korišćenja sintetskih boja u namirnicama

Prirodne boje

�Karoten i karotenoidi�Riboflavin�Hlorofil i bakarni kompleks hlorofila�Ksantofili�Antocijani�Betalaini�Biljni ugalj�Kurkumin (pigment začinske biljke Curcuma longa)�Košenila crveni pigment insekata iz porodice Coccidoidea(osnovna komponenta je karminska kiselina koja sa Al-solima gradi boju); u hemijskom pogledu to je antrahinonski glikozid sa neuobičajenom vezom izmeñu glukoze i aglikona�Karamel

Prirodne boje su manje stabilne, nemaju ujednačenu obojenost, skuplje su

Dobro su prihvaćene od strane potrošača, neke imaju povoljne zdravstvene ili nutritivne efekte

Izvo

ri Aktivn

i ob

ojen

i sa

stoj

ak

Boja

E bro

j

HO

H3CO

O O

OCH3

OH

kurkumin

O

O

OH

OH

OH

COOH

CH3

HO

β-D-glukoza

košenilaCH3H3C

CH3

CH3H3C

H3C

CH3 CH3

CH3 CH3

β-karotin (11 ∆)

CH3H3C

CH3

CH3H3C

H3C

CH3 CH3

CH3 CH3

α-karotin (11 ∆)

CH3H3C

CH3

CH3H3C

H3C

CH3 CH3

CH3 CH3

γ- karotin (12 ∆)

karoteni

N N H

COCH3

CCCH2C

OHOHOHOH

H H H

2-acetil-4-tetrahidroksibutil-imidazol

karamel

Arome

�Najbrojnija grupa aditiva�Obuhvataju aromatične supstance, aromatične preparate, arome termičkog tretmana, arome dima i njihove mešavine�Dodaju se u malim količinama; aroma vanile se oseti već u količini od 10-4 mg/kg�Dodaju se prema principu GMP (dobre proizvoñačke prakse)�Prirodne arome se dobijaju kao kombinacija velikog broja aromatičnih supstanci koje u odreñenim kombinacijama daju karakterističan miris�Aromu viskija čini 13 različitih komponenti, aromu kakaa 57 supstanci�Veštačke arome su obično pojedinačne supstance ili kombinacije nekoliko jedinjenja

Primer veštačke arome kakaa:Dimetil-trisulfid 1 deo2,6-dimetil-pirazin 3324 delovaEtil-vanilin 143 delovaIzovaleril-aldehid 100 delova

Pojačivači arome

Sredstva koja pojačavaju postojeći ukus ili miris arome, pri čemu sama ne moraju da imaju miris ili ukus

glutaminska kiselina i njene soli; guanilna kiselina i njene soli; inozinska kiselina i njene soli, ribonukleotidi; glicin

MSG

MSG je nosilac tzv. “umami” ukusa (mesni)

Obično se koristi u količinama od 0,1 do 0,8%

MSG je povezana sa “sindromom kineskih restorana”: glavobolja, vrtoglavica, bolovi u grudima

Fizološki efekat je povezan sa delovanjem MSG na glutaminske receptore u kvržicama na bazi jezika, ali tih receptora ima i u drugim organima i tkivima (digestivni trakt, neurotransmiter...)

Konzervansi

Kvarenje namirnica izazivaju bakterije i gljivice koje mogu biti patogene, nepatogene ili uslovno patogene. Mikrobiološki zagañene namirnice predstavljaju najveću opasnost kao prenosioci zaraznih bolesti

Konzervisanje namirnica obuhvata sve one postupke kojima se produžava trajnost i kvalitet proizvoda usled:�uništenja svih patogenih i neželjenih mikroorganizama, �sprečavanja i kontrole razvoja patogenih i neželjenih mikroorganizama,�eliminacije i kontrole formiranja mikrobioloških toksina,�održavanja nutritivne vrednosti i �održavanja početnog kvaliteta i poželjnih osobina (aroma, izgled i tekstura).

Postoji pet opštih principa konzervisanja namirnica:�uništenje svih oblika mikroorganizama sterilizacijom ili radijacijom,�uništenje aktivnih oblika mikroorganizama pasterizacijom,�hlañenje usporava ili zaustavlja aktivnost mikroorganizama,�sušenje smanjuje ili zaustavlja aktivnost mikroorganizama uklanjanjem neophodne vode,�biološke metode �hemijske metode konzervisanja smanjuju ili inhibiraju aktivnost mikroorganizama.

Hemijske metode konzervisanja

Najstariji postupci konzervisanja�Soljenje�Dimljenje�Ušećereni proizvodi�Ukiseljeni proizvodi

Mehanizam delovanja:�povećanje relativne gustine sredine, što deluje nepovoljno na mikroorganizme (povećanje osmotskog pritiska),�indirektno, hemijskom inhibicijom vitalnih funkcija mikroorganizama.

U prvoj polovini 20. veka uvode se različite hemijske supstance kao konzervansi (ukupno 44 na pozitivnoj listi EU)

Konzervansi ili antiseptici su supstance definisano g hemijskog sastava, koje pod odre ñenim uslovima spre čavaju ili usporavaju razmnožavanje mikroorganizama u prehrambenim proizvodima i time p rodužavaju njihovu trajnost.

Lipofilni konzervansi (organski)

�sorbinska kiselina i njene soli�benzojeva kiselina i njene soli�estri p-oksibenzojeve kiseline�mravlja kiselina i njene soli�propionska kiselina i njene soli�sirćetna kiselina�mlečna kiselina

Ove konzervanse odlikuje mogućnost prolaza kroz ćelijsku membranu i veća efikasnost pri nižim pH vrednostima. Način njihovog delovanja se zasniva na inhibiciji preuzimanja hranljivih sastojaka supstrata, odnosno na inhibiciji prenosa protona kroz membranu. Lipofilni konzervansi se uglavnom koriste za kontrolu razvoja kvasaca i plesni u namirnicama koje su pogodne za njihov razvoj

C

CC

H C

CH3 H

H

H

COOH

Sorbinska kiselina

izolovana iz ploda oskoruše još 1895. godine u organizmu se metaboliše do CO2 i H2O, ne izazivajući nikakve nuspojave

COOHBenzojeva kiselina

Benzojeva kiselina je prirodni sastojak mnogih biljaka, bilo u slobodnom stanju ili u obliku estara (u brusnicama, u plodovima kupine, maline, ribizle i šljive)Kao antiseptici i dezinficijensi su se koristili od davnina perubalzam, tolu-balzam i druge smole kod raznih ulceracija, ekcema i ostalih kožnih bolesti, a koje kao aktivni princip sadrže benzojevu kiselinu

Zabeležene su i alergijske reakcije, iritacije očiju, kože i mukoznih membrana

Hidrofilni konzervansi (neorganski)

�nitrati i nitriti�sumporasta kiselina i njene soli

Ovu podgrupu konzervanasa karakterišu �male molekule koje reaguju sa komponentama ćelije i utiču na količinu dostupnog kiseonika�na stepen njihovog delovanja utiče pH, kao i oksidaciono/redukcioni potencijal sredine

�deluju i na bakterije, plesni i kvasce

Nitrati, nitriti

�so za salamurenje – homogena smeša kuhinjske soli i najviše 3 % NaNO3 ili KNO3�nitritna so za salamurenje – homogena smeša kuhinjske soli i 0.5–0.6 % NaNO2 ili KNO2�nitritno/nitritna so za salamurenje sa 0.9–1.2 % NaNO3 ili KNO3 i 0.5–0.6 % NaNO2ili KNO2

Obzirom na toksičnost nitrita posebna pažnja se poklanja proizvodnji, prometu i kontroli ovih aditiva. Vodi se posebna evidencija o proizvedenim, prodatim i upotrebljenim količinama mešavina nitrata i nitrita da ne bi došlo do zabune pri korišćenju ovih mešavina sa kuhinjskom solju. Zamena može da dovede do katastrofalnih posledica imajući u vidu obim potrošnje i toksičnost nitrita

Nitriti predstavljaju istovremeno i oksidacioni i redukcioni agens koji svoje antibakterijsko delovanje ispoljava tako što �inhibiraju enzime�reaguju sa ćelijskim membranama mikroorganizama

Najefikasniji agensi protiv C. botulinuma

Nitriti takoñe stabilizuju boju proizvoda dajući sa pigmentima mesa postojana crveno obojena jedinjenja

Sulfiti

Sumpor-dioksid se upotrebljava hiljadama godina u proizvodnji vina kao sredstvo za sprečavanje razvoja neželjenih mikroorganizama. Sumpor-dioksid je nekada dobijan spaljivanjem sumpora i izlaganjem grožñanog soka delovanju nastalog SO2. Danas se slobodni gas reñe koristi, već se upotrebljavaju soli sulfitne kiseline.

�kalcijum-sulfit �natrijum-sulfit �kalijum-metabisulfit �natrijum-metabisulfit �natrijum-, kalcijum- i kalijum- hidrogensulfit �sumpor-dioksid

Sumpor-dioksid deluje tako što:�redukuje ditio-grupu apoenzima mikroorganizama, �razgrañuje tiamin neophodan mikroorganizmima

Sprečava u najvećoj meri aktivnost bakterija, nešto je manje efikasan prema plesnima, dok je efikasnost prema kvascima slaba.

Dodaje se vinima, osvežavajućim pićima, voću i povrću, sokovima, sirupima

Interakcije sulfita sa sastojcima hrane- aminokiseline koje sadre sumpor3 O2 + 4SO2 + 2 CH3 – S – (CH2)2 – CH (NH2)– COOH 2 CH3 – SO – (CH2)2 – CH – COOH + 4SO2

metionin –S -oksid

- vitamini davno je poznata reakcija SO2 sa tiaminom; dodavanje sulfita voću i povrću u cilju sprečavanja tamnjenja

proizvoda dovodi do potpunog razaranja molekule tiamina na dva dela

Korišćenja SO2 kao konzervansa može da ima antinutritivno delovanje

N

N

NH2H3C

N+S

CH3

OH

sulfit

N

N

CH3NH2

CH2SO3H

+ N

S

CH3

OH

Antioksidansi

Antioksidansi su jedinjenja koja su u stanju da spreče ili uspore proces autooksidacije masti i ulja i time produžavaju njihovu trajnost, kao i trajnost prehrambenih proizvoda koja u svom sastavu sadrže masti i ulja

U cilju sprečavanja neželjene lančane reakcije stvranja slobodnih radikala masnih kiselina i peroksidnih radikala masnih kiselina koriste se jedinjenja koji svojim protonom stabilizuju slobodne radikale i na taj način zaustavljaju lančanu reakciju autooksidacije (o- i p-difenoli, tzv. “pravi antioksidansi”)

- •CH - CH = CH – CH2 -

ili

- CH - CH = CH – CH2 -

O-O•

+

O H

O H

- CH 2 - CH = CH – CH2 -

- CH - CH = CH – CH2 -

O-O-H

ili +

O H

O •

slobodniradikal

Prirodni antioksidansi – su supstance sa antioksidativnim svojstvima koje se nalaze u prirodnim izvorima. Iz njih se izoluju ili se sintetišu i dodaju drugim namirnicama

Tu spadaju �tokoferoli,�mešani koncentrat tokoferola, �L-askorbinska kiselina i njena kalijumova i kalcijumova so, �estri askorbinske kiseline sa masnim kiselinama, �izoaskorbinska kiselina i njena natrijumova so (D-askorbinska kiselina)�izopropil-citrat

Prirodni antioksidansi

Uglavnom se dodaju prema GMP principu, tj. po potrebi

Sintetski antioksidansi – su supstance sa antioksidativnim svojstvima koje se isključivo dobijaju sintetski i ne nalaze se u prirodi

Sintetski antioksidansi

Galati

COOR

OHOHOH

R = propil, oktil ili dodecil radikal

Butil-hidroksianizol, BHA

OCH3

OH

C(CH3)3

Butil-hidroksitoluol, BHT

C(CH3)3

OH

CH3

(CH3)3C

2,6-diterc. butil-p-krezol

Sredstva za zaslañivanje

Zaslañivači su supstance koje se koriste za postizanje slatkog ukusa prehrambenih proizvoda ili kao stoni zaslañivači, isključujući šećere i namirnice slatkog ukusa.

Sredstva za zaslañivanje su supstance koju mogu u namirnicama zameniti prirodne slatke supstance

�Polioli: sorbitol, manitol, laktitol, maltitol, ksilitol, izomalt, eritriol�Intenzivni zaslañivači: saharin i njegove Na, K i Ca soli, ciklamska kiselina i njene Na i Ca soli, aspartam, acesulfam K, taumatin, neohesperidin DC, sukraloza, so aspartama i acesulfama K

AH ............... B

B ...................AH

slatka 0.3 nm receptorsupstanca slatkog ukusa

Cl

ClClH

hloroform

O

OH

OH

HO

CH2OH

OH

β-D-fruktopiranoza

(AH)

(B)

(AH)

(B)N

H

SOHO

O

ciklaminska kiselina

S

N

O

H

O O

saharin

(AH)

(B)

(AH)

(B)

R C C

NH2

H

O

OH

α-aminokiselina

(AH)

(B)

Hemijska osnova slatkog ukusa

Polioli

Zasalañivač Hemijski sastav Osobine Napomene

(E 420) Sorbitol(E 421) Manitol

(E 953) Izomalt(E 965) Maltitol(E 966) Laktitol

(E 967) Ksilitol(E 968) Eritritol

Alkoholi dobijenikatalitičkomhidrogenacijommono- I disaharida

Slatkoća* 0.5 – 0.8Delimično se apsorbuju

Metabolički put različit od glukozeEnerg. vrednost 2.4 kcal/gNemaju kariogeno dejstvo

Osmotski efekatADI NS

Upozorenje:prekomerna upotreba može da izazove laksativni efekat

* u odnosu na slatkoću saharoze = 1

Intenzivni zaslañivači

S

N

O

OO

H

Saharin i soli

Na svetskoj izložbi 1885. godine u Londonu prikazan je kao prvo sintetsko sredstvo za zaslañivanje. Tokom duge istorije upotrebe, saharin je prošao kroz burne periode slave i osporavanja. Početkom XX veka proizvoñači šećera su pokušali da zabrane saharin, ali im to nije uspelo, delom zahvaljujući zauzimanju tadašnjeg predsednika SAD T. Ruzvelta, koji ga je redovno koristio. U SAD je u tom periodu obrazovana komsija koj je ispitivala zdravstvene efekte saharina. Tokom I i II svetskog rata upotreba saharina naglo je rasla, naročito u Evropi. Nakon II svetskog rata istraživanja o štetnim efektima saharina su nastavljena, da bi se u više navrata pokretale akcije za njegovo povlačenje iz upotrebe.

Uobičajena primena ne dovodi do toksičnih efekata kod ljudi (ispitivanja na dijabetičarima)

Slučajno otkrivenSladak ukus saharina je 500 puta jači od saharoze, dok su kalijumove i kalcijumove soli 300 puta slañe. Pokazuje metalni “aftertaste”E 954

Acesulfam K

N- S

OO

OO

CH3

Sladak ukus acesulfama K je oko 200 puta intenzivniji nego saharoze, tj. upola manje je sladak od Na-soli saharina, a približno isto sladak kao aspartam. Njegov sladak ukus se javlja odmah, ne traje duže od uobičajenog ukusa hrane, ali i on u većim koncentacijama može namirnicama dati metalnogorki ukus (tzv. aftertaste) te se često kombinuje sa aspartamom i saharinomE 950

Sukraloza

Hlorovani derivat saharoze400-600 puta slaña od saharozeSladak ukus sličan običnom šećeruE955Od 2004. na listi EU

Ciklamska kiselina i soli

N

H

SO3H

Slučajno otkrivenRastvori ciklamata su oko 30-40 puta slañi od saharoze i stabilni su na povišenoj temperaturi.Nemaju gorki “aftertaste”E952

U organizmu se ciklamati polako i nekompletno resorbuju iz digestivnog trakta (oko 37 %). Najveći deo resorbovanog ciklamata se nepromenjen eliminiše urinom. Deo neresorbovanog ciklamata (0.1-60 %) se u digestivnom traktu pod delovanjem bakterija intestinalne flore transformiše u cikloheksilamin. Ova mogućnost transformacije u cikloheksilamin se zapaža kod 25 % osoba, od kojih je samo 3 % sposobno da transformi{e više od 20 % unete doze ciklamata. Cikloheksilamin je znatno toksičnija supstanca od polaznih ciklamata.

U SAD nije dozvoljen u EU i drugim zemljama jeste

Aspartam

NHOOC

NH2 H

OOCH3O Slučajno otkriven

Dipeptid koji se sastoji iz metil estra L-fenilalanina i L-asparaginske kiselineAspartam je 160-220 puta slañi od saharozeE951

Ispitivanja metabolizma aspartama su pokazala da se on brzo i kompletno razgrañuje u digestivnom traktu na sastavne komponente koje čine fenilalanin, asparaginska kiselina i metanol, koji se dalje resorbuju, metabolišu, izlučuju uobičajenim putevima, a deo učestvuje u biosintezi proteina

Aspartam ne izaziva akutnu toksičnost niti kancerogenost kod eksperimentalnih životinja u dozama do 13 g/kg TM, a nije se pokazao mutagenim niti teratogenim

PDU 40 mg/kg TM

Mora se naglasiti da namirnica sadrži izvor fenil-alanina

Taumatin

Vodeni ekstrakt afričke biljke Thaumatoccocus danielliiPolipeptid koji se sastoji iz 207 amino kiselina je aktivni sastojakI do 2000 puta slañi od saharoze, termostabilanSporo razvija sladak ukus koji dugo traje i nema neprijatan after-tastePojačava i menja aromu namirniceE957

Neohesperidin je flavon koga ima u kori gorkih pomorandži; dejstvom alkalija nastaje neohesperidin-halkon, a daljom hidrogenacijom neohesperidin-dihidrohalkonU proseku 400-600 puta slañi od saharozeSlabo se resorbuje, povoljno deluje na oralnu floruPrijatan ukus E959PDU 5 mg/kg TM

Neohesperidin DC

Emulagatori

Prehrambeni proizvodi su često disperzni sistemi

Postoji mnogo tipova disperznih sistema (koloidni, emulzije, gelovi, pene, solovi...)

Mnogi sistemi se redovno i u domaćim uslovima koriste u pripremi hrane (pena od belanaca, majonez, domaći sladoled)

Uslov je da se koriste sastojci sa velikim emlugujućim ili stabilišućim osobinama

Ovakvi sistemi nisu dugo stabilni, posebno usled promene temperature

Solovi i gelovi

Disperzna faza je čvrsta (proteini, ugljeni hidrati), a dispegujuće sredstvo je tečnost

Aditivizgušnjivači – povećavaju viskozitet namirniceceluloza i derivati; ciklodekstrini; gume; alginati; polioli; pektini; polifosfati

sredstva za želiranje pektini; agar; karagenan

učvršćivači – postižu ili održavaju čvrstinu tkiva ili formiraju gel u kontaktu sa sredstvima za želiranjekalcijumove soli fosforne kiseline; sulfati

Emulzije

Emulzije mućkanjem formiraju dve tečnosti koje se ne mešaju

Stajanjem se izdvajaju dve tečnosti

Stabilnost emulzija se postiže dodavanjem površinski aktivnog sastojka –emulgatora ili ako namirnica prirodno sadrži veću količinu sastojka sa emulgujućim svojstvima (žumance jaja, proteini mleka)

Emulzije tipa U/V i V/U

Hidrofilni kraj (privlači vodu)

Hidrofobni kraj (privlači lipide)

primer lecitina

Aditivi

prirodni emulgatorilecitin; difosfati; celuloza;

prirodno identičniNa, K, Ca i Mg soli masnih kiselina;mono- i digliceridi masnih kiselina;termički oksidiovano sojino ulje

sintetski emulgatoriderivati celuloze (metilceluloza; hidroksipropilceluloza; hidroksipropilmetilceluloza); estri mono- i diglicerida masnih kiselina sa sirćetnom, vinskom, mlečnom, limunskom kiselinom; estri saharoze i masnih kiselina; sorbitani – estri sorbitana i masnih kiselina; polisorbati – estri masnih kiselina i polioksietilen derivata sorbitana

sorbitan-monostearat (Span 60)

polisorbat 20 (Tween 20)

Hidrofilni

Hidrofobni

Hidrofobni

Hidrofilni

Emulgatori koji su više rastvorni u vodi uglavnom imaju kraće masno-kiselinske lance – za emulzije tipa U/V (npr. polisorbat 80)

Emulgatori koji imaju duge i razgranate lance masnih kiselina koriste se za emulzije tipa V/U (npr. glicerol-monostearat)

Lecitin je negde u sredini po svojim osobinama i može se koristiti za obe vrste emulzija

KONTAMINANTI HRANE

Kontaminanti, ksenobiotici, hemijske supstance koje su nenamerno dospele u namirnice i vodu za pi će kao rezultat delovanja čoveka, tj. kao posledica kontaminiranosti životne sredine

Najvažnije grupe kontaminanata:�Rezidue pesticida�Mikotoksini�Rezidui veterinarskih lekova i hormona�Hlorovani zasi ćeni i nezasi ćeni ugljovodonici, fenoli�PCB supstance�PCDD i PCDF �Toksi čni metali� Radionukleidi � Nitriti, nitrati, N-nitrozamini�Aromati čni ugljovodonici�PAU

Kontaminanti namirnica mogu biti:•Biološkog porekla•Hemijskog porekla•Radionuklidi•Fizičke primese

Biološka kontaminacija hrane

•virusi•paraziti

•bakterije•gljivice, plesni

•toksini mikroorganizama

Hrana je odlična podloga za razvoj mikroorganizama

Problem odložene kontaminacije

Pojedine namirnice zbog svojih svojstava prijemčive su za mnoge patogene mikroorganizme

što ih svrstava u red epidemiološki nesigurnih namirnica%

neisp IND

% neisp ZP

% neisp PR

1997 8.09 19.97 15.89

1998 10.80 17.17 13.90

1999 10.52 10.40 17.85

2000 9.22 11.65 14.13

2001 10.22 12.24 18.01

2002 11.12 11.15 17.24

2003 8.08 11.23 15.77

2004 7.54 12.74 14.73

2005 8.46 11.20 12.94

2006 5.18 10.33 12.22

Av. 8.92 12.81 15.27

Posledice biološki kontaminirane hrane:•infekcije

•intoksikacije

Najčešći uzročnici biološke neipravnosti je preveliki broj saprofitnih mikroorganizama

Vodeći uzročnici biološke neispravnosti – patogeni mikroorganizmi:

Salmonella sp. (sirovo mleko, sirovo meso, jaja; izvor može biti i čovek-kliconoša)Listeria monocytogenes (rizične populacije trudnice, osobe slabog imuniteta; smrtnost preko 20%; mleko i mlečni proizvodi, meso i mesni proizvodi, povrće) Campylobacter sp (meso, mleko)Staphylococcus aureus (proizvodi toksin koji je termostabilan; sladoledi, kremovi) Gljivice i plesni

Meso mora biti mikrobiološki ispravnoprimer

Mleveno sirovo meso ne sme sadržati Salmonella bakterije, koagulaza pozitivne stafilokoke, sulfitoredukujuće klostridije, Proteus vrste, E. Coli, a broj ostalih mikroorganizama ne sme biti veći od 3 miliona u 1 g

Mikotoksini

Mikotoksini su sekundarni proizvodi metabolizma nek ih vrsta plesni i gljivica koji nastaju tokom njihovog rasta na razli čitim supstratima.

Poznato je više od 100.000 razli čitih vrsta plesni, od kojih su neke višestruko korisne (prehrambena, farmaceutska industrija), neke niti štete niti koriste čoveku, a neke su veoma štetne i opasne.

Smatra se da oko 200-300 razli čitih vrsta plesni stvaraju mikotoksine (Aspergillus, Mucor, Fusarium, Cladospor um, Penicillium)

Mikotoksin Vrsta plesni Namirnice

Aflatoksini Aspergilus flavusA. parasiticus

Kukuruz, kikiriki, pamukovo seme, mleko, meso

Ohratoksin Penicillium ohraceusP. veridicatumP. cyclopium

Pšenica, zob, pirina č, kikiriki

Sterigmatocistin A. versicolor, A. flavus, A. ruber, P. luteum

Pšenica, pirina č, kikiriki

Zearalenon Fusarium roseum, F. nivale, F. moniliforme, F. oxysporium

Kukuruz, še ćerna trska, kikiriki

Trihotecen F. roseum, F. nivale Kukuruz, je čam

Patulin P. clavatus, P. patulens Kukuruz, pasulj, vo će

Citrinin P. citrinum Pšenica, je čam, kikiriki

hepatotoksi čno (aflatoksini, sterigmatocistin)

· nefrotoksi čno (citrinin, ohratoksin)· kardiotoksi čno (penicilinska kiselina)· neurotoksi čno (patulin)· estrogeno (zearalenon)· dermotoksi čno (sporodezmin)· gastrotoksi čno (skirpeni)

nekrotoksi čno (trihoteceni)

Toksi čni efekti mikotoksina:

Karakteristike mikotoksikoza:�bolest nije infektivna,�izazvana je hranom i uglavnom sezonskog karaktera,�medikamentozna i antibiotska terapija obolelih je b ez efekta,�delovanje mikotoksina može biti akutno, hroni čno i specifi čno što zavisi od veli čine doze, vrste mikotoksina, dužine izlaganja i otpornosti organizma,�osetljiviji muškarci i mla ñe osobe

razlikovati od mikoza

Primarne toksikoze kod ljudi uglavnom izaziva konzumiranje biljne hrane i mesnih proizvoda na kojima se razvila plesan. Konzumiranje plesnive stočne hrane može dovesti do primarnih toksikoza kod životinja sa razvojem različitih simptoma u zavisnosti od vrste mikotoksina i njegove količine

Mikotoksin, koji doma će životinje unesu u organizam, može biti metabolisan i nakon toga preći u mleko, mišiće i razne druge organe čime i oni postaju kontaminirani i mogu ugroziti ljudsko zdravlje (sekundarne mikotoksikoze).

Aflatoksini

luče ih plesni roda Aspergilus flavus i Aspergilus parasiticusotkriveni su 1960. godine nakon velikog pomora ćurki u

Engleskoj (“turkey disease X”)iz kikirikijevog brašna koje je bilo uzro čnik pomora

izolovana je plesan Aspergilus flavus kao kristalna supstanca plave fluorescencije

dobila je naziv A+FLA+TOKSIN B (blue) i G (green)

aflatoksin M1 aflatoksin M2

O

O

OCH3

O O

O

OH

O

O

OCH3

O O

O

OH

aflatoksin B2

O

O

OCH3

O O

O

aflatoksin B1

O

O

OCH3

O O

O

12 3

4

56

7

8910

1112

13

141516

16 različitih mikotoksina slične strukturepo strukturi pripadaju grupi kumarinskih derivataStvaraju se na polju i tokom skladištenja Najčešće se nalaze u kukuruzu, kikirikiju, pamuku, pirin ču, pistaćima,

bademu, semenkama bundeve, suncokreta i sušenom voću, začinima U životinjskim tkivima se metabolišu u hidroksi derivate koji su 10 puta

manje toksični

na delovanje aflatoksina i njihovu bioaktivaciju utiču pol, starost, ishrana, prisustvo zaštitnih faktora u organizmu, prisustvo virusa hepatitisa B

primarne akutne mikotoksikoze se manifestuju kao upalne promene na organima za varenje

aflatoksini su hepatotoksični (masna degeneracija jetre, krvarenje jetre)

imaju kancerogeno i mutageno delovanjeaflatoksin B1 je najjačeg mutagenog delovanja i smatra se jednim od

najjačih humanih mutagenaIARC (1993) je svrstala aflatoksin B1 u grupu 1 , a M1 u grupu 2A

Rezidui pesticida

Pesticid predstavlja svaku supstancu ili smešu supst anci namenjenu spre čavanju, uništenju, privla čenju, odbijanju ili kontrolisanju šteto čina, uklju čuju ći i neželjene vrste biljaka ili životinja tokom�proizvodnje, �skladištenja,�transporta,�distribucije i pripreme hrane

Rezidui pesticida su ostaci osnovnih supstanci u na mirnicama i vodi za pi ću, kao i proizvodi biotransformacije pesticida

HEMIJSKI KONTAMINANTI

Pesticidi se prema nameni dele na:- i n s e k t i c i d i - sredstva koja štite ljude i biljne kulture od insekata, - h e r b i c i d i - jedinjenja koja se koriste za u ništavanje korovskih biljaka, - f u n g i c i d i - sredstva koja se koriste za uni štavanje štetnih nižih biljaka, gljivica i plesni,- n e m a t o c i d i - sredstva protiv nematoda - val jkastih glista,- a k a r i c i d i - sredstva koja se koriste za suz bijanje pregalja i njihovih razvojnih stadijuma - jaja, larvi (Acarinae - posebna vrsta paukova),- r o d e n t i c i d i - sredstva za uništavanje glo dara,- a n t i h e l m i n t i c i - sredstva za suzbijanj e glista,

Oštra granica izme ñu pojedinih grupa pesticida ne postoji, jer pojedini pesticidi mogu istovremeno da deluju na vi še razli čitih šteto čina

Koli čina rezidua pesticida u namirnicama, tlu, vazduhu, vodi zavisi od njihove perzistencije

Perzistencija predstavlja vreme zadržavanja nekog p esticida u prirodnoj sredini i ona zavisi od hemijskih (osetlj ivost prema hidrolizi, oksidaciji, svetlosti), fizi čkih (rastvorljivost u vodi, lipidima, napon pare), bioloških (površina i prirod a biljke) i metereoloških faktora

Karenca predstavlja period od primene pesticida do berbe il i setve biljnih kultura – vreme koje je potrebno da se najveći deo pesticida razgradi i eliminiše iz biljnog materijal a

1) Organofosforni pesticidi

Estri fosforne, tiofosforne i ditiofosforne kiselin e

R1O O

R2O X

P

R1, R2 = alkil grupaamidna grupaaril grupaalkoksi grupa

X = kiselinski ostatak(fenolna, enolna grupa, CN, F)

Veoma su toksi čni, ali se brzo razlažu (estarska veza se hidrolizu je), te su ekološki prihvatljiviToksi čnost im je posledica inhibicije enzima holinesteraz e; simptomi nastaju usled nagomilavanja endogenog aceti-holina

U ekološkom pogledu ne predstavljaju opasnost, jer se brzo razlažu delovanjem svetlosti, vode, temperatur e, termi čkim tretmanom namirnica

Kod primene ovih pesticida važno je poštovanja mera zaštite radnika i perioda karence (radne i obi čne)

Metaboli čki putevi razgradnje uglavnom idu ka oksidaciji osnovne supstance, kada mogu nastati i toksi čnija jedinjenja ili u pravcu hidrolize

NO2OP

S

(C2H5O)2

Paration (O,O-dietil-O-(p-nitrofenil)-tiosulfat

(CH3O)2 - P - S - CH - COOC2H5

CH2- COOC2H5

S

Malation (O,O-dimetil-S-(1,2-dikarboksietil)-ditiosu lfat

2) Karbamati, ditiokarbamati, tiokarbamati

Derivati karbaminske kiseline

HO-CO-NH HO-CS-NH2 HS-CS-NH2

Insekticidi, akaraicidi, herbicidiDeluju tako ñe kao inhibitori (reverzni) enzima holinesteraze

O CO NH CH3

karbaril1-naftalenol metilkarbamat

CH2

CH2

NH

NH

C

C

S

SZn

S

S

cineb (cink-etilen-1,2-bis-ditiokarbamat)

3) Organohlorni pesticidi

oČine oko 90% svih rezidua pesticida u namirnicamaoManje su toksi čni od OFPoNačin delovanja još nedovoljno poznatoSmatra se da inhibiraju važne enzimske sisteme u CN SoVeliki ekološki problem (perzistentni i stabilni, k umulativni, prenose se na velike daljine)oVisok stepen bioakumulacije u akvati čnim organizmimaoSlabo rastvorni u vodi, rastvorni u organskim rastv aračima i mastimaoPrelaze u mlekooRazličite hemijske strukture (derivati difenila, ciklohek sana, itd.)

DDT i derivati

Cl C

H

CCl3

Cl

1,1'-(2,2,2-trihloretiliden)-bis- [4-hlorbenzol]ili 1,1,1-trihlor-2,2-bis(p-hlorfenil)etan

�tehni čki DDT nije čist (77% p,p’-DDT, 15% o,p’-DDT, 4% o,p’-DDE, 0.3% p ,p’-DDE)

�zabranjen 1973. u velikom broju zemalja�ono što je u po četku bilo prednost – obrnulo se�danas se koristi ograni čeno (zaštita šumskih površina, u borbi protiv izazi vača i prenosilaca bolest kao što su tifus, malarija, bole st spavanja, itd.)

�knjiga “Silent spring” Rej čel Karson iz 1962. godine

p,p-DDT

Derivati fenola, hlorovanifenoli

OH

Cl

2-hlorfenol

OH

Cl

Cl

2,4-dihlorfenol

OH

Cl

Cl

Cl

OH

Cl

Cl

Cl

2,4,5-trihlorfenol 2,4,6-trihlorfenol

OH

Cl

Cl

Cl

Cl

OH

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

2,3,4,6-tetrahlorfenol pentahlorfenol

�Često one čišćenje u vodama�Voda koja sadrži fenol i pro ñe postupak denzifekcije hlorom sadrži veliki broj jedinjenja tipa hlorovanih fenola�Prag čula mirisa za ove supstance je vrlo nizak (za mono- i di- fenole oko 1 µg/L)�Hlorovani fenoli se koriste u industriji lakova, boja, nalaze se u otpadnim vodama pri suvoj destilaciji drveta, u petrohemijskoj industriji�Ima ih 19

Polihlorovani bifenili (PCB)

•otkriveni krajem XIX veka•počeli da se primenjuju u undustriji oko 1930. godine•sastoje se iz dva spojena fenil ostatka sa razli čitim brojem i mestom supstituisanih vodonikovih atoma hlorom (homolozi 1 0, izomeri)•postoji teoterski 210 izomera, a prakti čno ih ima oko 100

X

XX

X

X X

X

XX

X

opsta formula PCB DDT

CHCCl3

Cl Cl

•Veliki broj slu čajnih trovanja•Mogu biti pra ćeni značajnim sadržajem polihlorovanih dibenzodioksina (PCDD) i polihlorovanih dibenzofura na (PCDF)•Simptomi trovanja: hlorakne, povra ćanje, poreme ćaji CNS, vaskularnog sistema

Neorganski kontaminanti

Najverovatnije su to najstariji toksini poznati čovečanstvu:

Primarna kontaminacija - kontaminacija biljaka preko tla, vode, vazduha, ñubriva

- kontaminacija životinja hranom ili vodom

Sekundarna kontaminacija- tokom prerade, pakovanja, skladištenja, preko ure ñaja,

ambalaže, pribora za jelo, posuda, aditiva

Najznačajniji (klasi čni) neorganski kontaminanti suAs, Hg, Pb, Cd

Od interesa još mogu biti Zn, Cu, Ni, Sn, Fe, Cr, Co, Be, Al, Se, Br, Ba

U neorganske kontaminante spadaju još i neki anjoniNO2, NO3, CN, FAzbestTeški metali su metali čija je relativna gustina iznad 4 g/cm3

Toksi čni metali

Kancerogenost neorganskih kontaminanata za ljude

Metal

Arsen Dovoljno dokaza

Berilijim Dovoljno dokaza

Kadmijum Dovoljno dokaza

Hrom(III)(VI)

Nedovoljno dokazaDovoljno dokaza

Olovo Nedovoljno dokaza

Živa (neorg.) Neadekvatni dokazi

Niklmetaljedinjenja

Nedovoljno dokazaDovoljno dokaza

Nitrati, nitriti

Izvori izloženostiAntropogeni izvori� veštačka ñubriva� otpadne vode� izduvni gasovi i isparenja u atmosferu kisele kiše� duvanski dim� industrija (u proizvodnji eksploziva, stakla, kao o ksiduju ća sredstva)U namirnicama:

mesni proizvodi (konzervansi-strogo regulisani)biljke (spana ć, rotkvice, cvekla...)

do pre 30 godina govorilo se o prirodnom sadržaju n itrata u biljkama (200-500 mg/kg), ali danas se dobar deo nitrata u b iljkama može svrstati u kontaminacijukoli čina akumuliranih nitrata zavisi od vrste, dela i st arosti biljke, sadržaja nitrata u sredini, dužine vegetacije, vrst e i koli čine upotrebljenog ñubriva, klimatskih uslova, sastava minerala u zemljištu, na čina čuvanja namirnica

Toksi čnost•nitrati su znatno manje toksi čni od nitrita i njihova toksi čnost je vezana za mogu ćnost redukcije do nitrita

Toksi čnost nitrita:•Methemoglobinemija (Fe(II( prelazi u Fe(III))•Inhibiraju mikrozomalne enzime•Stvaraju nitrozamine (potencijalni kancerogeni)•Mogu izazivati pseudoalergije i glavobolje

Rezidui veterinarskih lekova i hormona

Lekovi koji se koriste u veterini mogu da se zadrže u tkivima, delom se metabolišu, a delom se izlučuju urinom i fecesom

Izvori u ishrani: meso, mleko, jaja, med

Urin i feces životinja mogu se koristiti u svrhe ñubrenja kad rezidui mogu dospeti u životnu okolinu

Karenca za lekove se mora poštovati – period od poslednje primene leka do trenutka kad se životnjski proizvodi mogu bezbedno koristiti

Karenca za jaja je obično 10 dana, za mleko i meso 3 dana

Veterinarski lekovi se koriste u sledeće svrhe: �u terapiji, �u profilaksi, �kao biostimulatori, �kao trankilizeri, �dodaju se direktno namirnicama

Značaj rezidua veterinarskih lekova i hormona u namirnicama:ToksikološkiStvaranje rezistentnih sojevaAlergijske reakcijePoremećaj crevne floreNemogućnost proizvodnje mlečnih fermentisanih proizvoda

Ne smeju se detektovati u namirnicama animalnog porekla opšte priznatim analitičkim metodama

Izuzetak su sulfonamidi kod kojih je MDK 0.1 mg/kg

Policikli čni aromati čni ugljovodonici (PAU)

fluoranten benzo(b)fluoranten benzo(k)fluoranten

benzo(a)piren indeno(1,2,3-c,d)-piren inden

perilen benzo(ghi)perilen

-velika grupa aromatičnih jedinjenja koji se sastoje iz dva ili više spojenih aromatičnih prstenova

-danas je poznato više od 150, a 10-15 ima dokazani negativni uticaj na zdravlje

PAU nastaju sagorevanjem organskog materijala na temperaturama iznad 350 oC

Izvori-šumski požari, vulkanske erupcije i gasovi-antropogeni izvori: prerada nafte, sagorevanje fosilnih goriva, izduvni gasovi, topionice aluminijuma i efluenti drugih industrijskih postrojenja, duvanski dim, sagorevanje drveta, dimljenje i roštiljanje namirnica-dimljene namirnice mogu sadržati proizvode pirolize lignina (1 krmenadla sa roštilja sadrži PAU kao 600 cigareta)-tokom roštiljanja namirnica mast kaplje na užareni ugalj, pirolizuje se, nastali PAU isparavaju i dospevaju u namirnicu -dim cigarete sadrži PAU-široko su rasprostranjeni u životnoj sredini, detektovani su u biljnim i životinjskim tkivima, sedimentu, tlu, vazduhu i vodama

Liposolubilni su, stabilniToksičnost: neki su kancerogeni i mutageniKancerogenost se razlikuje i opada sledećim redom:dibenz(a,h)antracen > benz(a)piren > antantren > indeno(1,2,3-c,d)piren > benz(a)antracen > benz(b)fluoranten > piren > benz(k)fluoranten > benz(j)fluoranten

Prirodne štetne supstance

Prirodni sastojci hrane, uglavnom biljnog porekla

Sumporni glikozidi, glukozinolatiU biljkama roda Crucifera (kupus, kelj, slačica)

Strumogeni efekat – inhibiraju rad jodne pumpe, prevoñenje jodida u jod i njegovu ugradnju u tireoidni hormon

CHCH2 CHOH CH2 C

S Glu

N OSO3Kprogoitrin

CHCH2 CHOH CH2 CN + s

1-cijano-2-hidroksi-3-buten

CHCH2 CHOH CH2 N C S* *

*

C=S

NCH2

CHO

H

CHCH2*

goitrin

Hemaglutinini (lektini)

U leguminozamaProteiniDenaturišu se termičkim tretmanomDeluju kao antigeni – senzibilišu organizam, izazivaju imuni odgovoNaziv dobili zato što aglutiniraju eritrocite

Vazoaktivni amini

Nastaju dekarboksilacijom aminokiselinaPovečavaju krvni pritisak zato što su slične hemijske strukture sa adrenalinomKod preosetljivih osoba mogu izazavati glavoboljuSir, banane, čokolada ih sadrže u večim količinama

N H 2

H O

H O N H 2

H O

N H 2

H O

N H

N H 2

tiramin dopamin fenil-etilamin

serotonin