Temat 2 Zanieczyszczenia naturalne i środowiskowe

Mykotoksyny są toksycznymi związkami naturalnie wytwarzanymi przez niektóre rodzaje grzybów, zwykle w warunkach stresowych (Mostrom, 2016). Pleśnie wytwarzające toksyczne mikotoksyny mogą rosnąć na wielu ludzkich i zwierzęcych produktach spożywczych, takich jak zboża, suszone owoce, orzechy i przyprawy, ale są również znane z występowania w selerze, soku winogronowym, jabłkach i innych produktach. Mikotoksyny pojawiają się w łańcuchu pokarmowym w wyniku infekcji pleśni upraw przed i po zbiorach, podczas przechowywania, na/w samej żywności, często w ciepłych i wilgotnych warunkach Większość mikotoksyn jest chemicznie stabilna i potrafi przetrwać procesy przetwarzania żywności.

Najczęstsze mikotoksyny występujące w żywności i szczegóły na ich temat można znaleźć w poniższej tabeli.

Źródło: Moduł „Mykotoksyny” tego kursu.

Skorupiaki, takie jak małże, małże, przegrzebki, ostrygi, homary, kraby i krewetki, są karmione głównie fitoplanktonem morskim (D ‘Mello, 2003). Fitoplankton to mikroskopijne glony morskie, znane jako mikroalgi, które zawierają chlorofil i wymagają światła słonecznego, aby żyć i rosnąć (National Oceanic and Atmospheric Administration, 2021). Niektóre specyficzne typy tych mikroalg mogą nadmiernie rosnąć w wodzie, wytwarzając toksyczne związki, które są przenoszone na skorupiaki, a tym samym na ludzi (Washington State Department of Health, n.d.). Zatem skorupiaki mogą działać jako wektory różnych zespołów zatrucia skorupiakami, takich jak paralityk (PSP), amnezja (ASP), biegunka (DSP), neurotoksyczność (NSP) i ciguatera (CFP) (South i in., 2011). Więcej informacji na temat tych syndromów można znaleźć w poniższej tabeli.

Skorupiaki zawierające toksyny nie wyglądają ani nie smakują inaczej niż bezpieczne do spożycia skorupiaki. Ponadto techniki gotowania zabijają glony, które wytwarzają toksyny, ale nie niszczą tych toksyn. Nie ma preparatów skutecznych na syndrom zatrucia skorupiakami. W ciężkich przypadkach jedyne leczenie obejmuje użycie mechanicznego respiratora i tlenu, dopóki toksyna nie opuści organizmu i nie nastąpi pełne wyzdrowienie (Washington State Department of Health, n.d.-b).

Źródło: D’Mello, 2003; Friedman et al., 2008; Washington State Department of Health, n.d.-a; Washington State Department of Health, 2018a; Washington State Department of Health, 2018b; Watkins et al., 2008

Dioksyny i PCB są trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi w środowisku, które zostały znalezione w glebie, wodzie, roślinach i tkankach zwierzęcych na całym świecie (Codex Alimentarius, 2018). Dioksyny mogą powstawać jako niezamierzone produkty uboczne niektórych procesów produkcyjnych i procesów spalania (np. spalanie odpadów). PCB to celowo produkowane chemikalia, które były produkowane przez dziesięciolecia przed ich zakazem wprowadzania do obrotu i stosowania w 1985 roku (Malisch & Kotz, 2014).

Ze względu na ich powszechne występowanie w środowisku, chemikalia te są obecne w praktycznie każdej żywności, co stanowi główną drogę do narażenia ludzi (South i in., 2011). Głównym źródłem jest żywność pochodzenia zwierzęcego o wysokim stężeniu tłuszczu, taka jak tłuste ryby, mięso i produkty mleczne (Malisch i Kotz, 2014). Praktyczne podejścia do przygotowywania żywności w celu redukcji dioksyn i PCB obejmują oskórowanie, przycinanie tłuszczu i usuwanie z patelni płynów powstających podczas smażenia  (Codex Alimentarius, 2018). Chociaż usuwanie tłuszczu może znacznie obniżyć poziom dioksyn i PCB, takie praktyki zmniejszają również rozpuszczalne w tłuszczach składniki odżywcze i inne korzystne związki (takie jak kwasy tłuszczowe ω-3). Dlatego ważne jest, aby dokładnie rozważyć zarówno ryzyko, jak i korzyści w przygotowywaniu żywności (Codex Alimentarius, 2018).

Zdjęcie: Canva

Policykliczne węglowodory aromatyczne są trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi w środowisku, które powstają w wyniku niepełnych procesów spalania ropy naftowej i węgla oraz innych materiałów organicznych (South i in., 2011). Ekspozycja na te związki może powodować działanie genotoksyczne (uszkodzenie DNA) i rakotwórcze u ludzi (South i in., 2011). Zanieczyszczenie żywności policyklicznymi węglowodorami aromatycznymi następuje poprzez bezpośrednie narażenie środowiska (powietrze, woda, gleba), poprzez migrację z materiałów opakowaniowych lub za pomocą metod przetwarzania żywności, takich jak ogrzewanie, suszenie, wędzenie, grillowanie lub pieczenie (South i in., 2011; Birch i Bonwick, 2019).

Chociaż poziomy wykryte w żywności pochodzenia zwierzęcego są zwykle niskie, specyficznymi produktami spożywczymi budzącymi obawy są wędzone mięso oraz ryby i skorupiaki hodowane w wodach zanieczyszczonych olejem (South i in., 2011). Inne pokarmy obejmują tłuszcze i oleje, w tym masło kakaowe, suszone zioła i przyprawy, chipsy bananowe, przetworzoną żywność na bazie zbóż, preparaty dla niemowląt i suplementy diety (Birch & Bonwick, 2019).

Tworzenie PAH w żywności zależy od metody gotowania, czasu gotowania i rodzaju marynat (Birch & Bonwick, 2019). Na przykład wydłużony czas smażenia w olejach roślinnych lub wielokrotne stosowanie oleju powoduje wysokie stężenia PAH. Dlatego należy unikać wielokrotnego ponownego stosowania olejów kuchennych (Birch & Bonwick, 2019).

Zdjęcie: Canva

Metale ciężkie są naturalnymi substancjami, które pochodzą ze skorupy ziemskiej i występują na całym świecie (Lawley i in., 2012). Są toksyczne nawet w bardzo małych ilościach i są uważane za szkodliwe dla zwierząt i ludzi (South i in., 2011). Metale ciężkie budzące największe obawy w łańcuchu pokarmowym to rtęć, kadm, arsen i ołów (Lawley i in., 2012). Głównymi źródłami zanieczyszczeń są industrializacja, górnictwo, przemiał, spalanie paliw kopalnych i agrochemikalia, które odprowadzają metale ciężkie do gleb rolniczych i zbiorników wodnych (Kumar i in., 2019). Rośliny absorbują metale ciężkie z zanieczyszczonych gleb i gromadzą je w tkankach (Deshpande, 2002). Spożywanie zanieczyszczonych roślin może zatem stwarzać zagrożenia dla zdrowia zwierząt i ludzi (Kumar i in., 2019). Gdy metale ciężkie zostaną wchłonione do żywności, nagromadzają się i nie można ich usunąć.

Według Lawley et al. (2012) rtęć występuje głównie w rybach i skorupiakach, ale źródłem rtęci są również suszone owoce, grzyby i warzywa. Tuńczyk i miecznik zazwyczaj zawierają wyższy poziom rtęci niż inne ryby, dlatego poziom ich spożycia powinien pozostać niski. Nadmierne spożycie rtęci powoduje uszkodzenie mózgu, reakcje alergiczne i niekorzystne skutki dotyczące sfery reprodukcyjnej. Kadm jest powszechnie spotykany w zbożach, owocach i warzywach, ale inne źródła obejmują również mięso, ryby, skorupiaki, mięczaki i głowonogi. Nadmierne spożycie kadmu prowadzi do biegunki, bólów brzucha, uszkodzenia układu odpornościowego, uszkodzenia nerek i możliwej niepłodności. Arsen występuje głównie w rybach i innych owocach morza. Ryby słodkowodne mają 10 razy niższy poziom arsenu niż ryby morskie. Nadmierne spożycie arsenu powoduje choroby skóry, płuc i serca, choroby przewodu pokarmowego i ewentualnego raka. Ołów jest obecny w dużych ilościach w winie, mięsie dziczyzny i rybach. Nadmierne spożycie ołowiu prowadzi do wzrostu ciśnienia krwi, uszkodzenia nerek i zmniejszenia płodności.

Maksymalne poziomy dla metali ciężkich zostały ustalone w wielu krajach, dlatego ważne jest, aby zdawać sobie sprawę z limitów prawnych, które mają zastosowanie w przypadku wywozu środków spożywczych (South i in., 2011).

Zdjęcie: Canva

Azotany są uważane za większe zagrożenie dla środowiska i wody niż w żywności (South i in., 2011). Są obecne praktycznie we wszystkim, co jemy i pijemy, i generalnie są nietoksyczne na poziomie występującym w żywności i wodzie (Deshpande, 2002). Z udziałem bakterii znajdujących się w środkach spożywczych, w ślinie i w przewodzie pokarmowym, azotan przekształca się w azotyn, który jest wewnętrznie toksyczny. Azotyny są zwykle dodawane bezpośrednio do żywności, zwłaszcza w mięsie i rybach (Deshpande, 2002).

Poziomy azotanów w uprawach nie są ogólnie uważane za zagrożenie dla bezpieczeństwa żywności, ale nadal mogą mieć negatywny wpływ na zdrowie. Zielone warzywa liściaste zwykle zawierają wyższy poziom azotanów niż większość innych produktów spożywczych, a maksymalne poziomy zostały ustalone w Unii Europejskiej (UE) i Kodeksie dla azotanów w szpinaku i świeżej sałacie (South i in., 2011).

Według Minnesota Department of Health (2018) wysoki poziom azotanów może powodować potencjalnie śmiertelne zaburzenie zwane methemoglobinemią. Osoba cierpiąca na methemoglobinemię może doświadczyć podwyższonego tętna spoczynkowego, osłabienia, nudności, a w ciężkich przypadkach może to doprowadzić do śmierci. Dorośli mogą rozwinąć methemoglobinemię z powodu wysokiego poziomu azotanów w wodzie pitnej, ale najbardziej wrażliwą grupą populacji są niemowlęta w wieku poniżej sześciu miesięcy ze względu na przygotowywanie preparatów dla niemowląt z użyciem wody bogatej w azotany.

Zdjęcie: Canva

Fluor jest obecny na całym świecie i na ogół spożywamy go w małych ilościach (Kanduti i in., 2016). Można go znaleźć w mięsie, rybach i zbożach, podczas gdy w wyższych stężeniach w sardelach w puszkach, owocach w puszkach, mielonych produktach z mięsa kurczaka, mleku czekoladowym i suplementach diety dla niemowląt (Kanduti i in., 2016).

Oprócz tych środków spożywczych fluor może być również obecny w wodzie pitnej, ponieważ w niektórych krajach istnieją programy fluoryzacji wody pitnej, aby zapobiec próchnicy zębów (Kanduti i in., 2016). W Europie tylko Irlandia i wybrane regiony w Wielkiej Brytanii i Hiszpanii fluoryzują obecnie wodę pitną (DG ds. Zdrowia i Ochrony Konsumentów, 2010). Inne kraje, np. Niemcy, Francja i Szwajcaria, mają programy prewencyjne w zakresie fluoryzacji mleka i soli (Kanduti i in., 2016). Fluor można również znaleźć w materiałach stosowanych w przygotowywaniu żywności, takich jak naczynia teflonowe (Kanduti i in., 2016).

Raporty pokazują, że fluor może stanowić zagrożenie dla zdrowia ludzkiego z powiązaniami z rakiem, zdrowiem kości i zaburzeniami endokrynologicznymi (South i in., 2011). Ciągłe gromadzenie się fluoru w organizmie człowieka może prowadzić do zwapnienia stawów, a nawet śmierci (Deshpande, 2002). Ostra toksyczność występuje po spożyciu dużej ilości fluoru w krótkim okresie czasu. Objawy zatrucia fluorem obejmują nudności, ból brzucha, krwawe wymioty i biegunkę. Inne możliwe skutki to osłabienie, nadmierne ślinienie, zaburzenia płuc, paraliż mięśni z niewydolnością serca i skurcze kończyn (Deshpande, 2002).

Zdjęcie: Canva