Харчовими добавками називають групу природних або синтетичних речовин, які спеціально додають до продовольчої сировини, напівфабрикатів або готових продуктів з метою надання їм певних якісних показників.
В кінці XX ст. виробництво харчових добавок стало потужною, постійно зростаючою галуззю багатотоннажного виробництва [1—3]. Щорічно виробництво харчових добавок збільшується в країнах Європи — на 2%, в США — на 4,4%, в Азії — на 10—15%. В світі особливо зростає виробництво підсолоджувачів (щорічно на 7%) [4, 5]. Харчові добавки використовуються з метою:
- збереження поживних властивостей харчових продуктів;
- надання харчовим продуктам більш привабливого вигляду;
- збільшення терміну зберігання харчових продуктів;
- полегшення технологічної обробки продовольчої сировини;
- здешевлення та скорочення технологічного процесу.
Кількість харчових добавок, які використовують у харчовому виробництві більшості країн світу, досягає 500 найменувань, в США перевищує 1500, в країнах ЄС досягає 1200, в Росії — 415, в ФРГ — 350, в Україні — 221. Крім того, в країнах ЄС дозволено використовувати в харчовому виробництві більш як 400 ароматизаторів та смакових речовин [6]. Радою ЄС розроблена раціональна система цифрової кодифікації харчових добавок з літерою "Е" (від слова Європа або від англ. — їстівний). Вона включена до Кодексу Аліментаріусу ФАО/ВООЗ як міжнародна цифрова система кодифікації харчових добавок. Кожній харчовій добавці присвоєно три- або чотиризначний код (у Європі з попередньою літерою "Е"). Коди використовуються у поєднанні з назвами функціональних класів, а також відображають групування харчових добавок за технологічними ознаками (підкласами).
Розрізняють 30 функціональних класів харчових добавок: барвники, консерванти, антиоксиданти, підсолоджувачі, емульгатори, загусники, желюючі речовини, стабілізатори, посилювачі смаку, регулятори кислотності (буфери), розпушувачі, піногасителі, глазурі, солі — плавителі, поліпшувачі борошна, отверджувачі, регулятори вологи, наповнювачі, гази — витискачі (для харчових продуктів в аерозольній упаковці), модифіковані крохмалі, речовини для змащення пекарських форм та листів та інДо початку 90-х років XX ст. вживання харчових добавок в Україні було обмеженим порівняно із зарубіжними країнами Європи та США [7]. Протягом останніх років використання харчових добавок в країні значно збільшилось. В 1994 році, згідно з Постановою Кабінету Міністрів, було дозволено використання 194 препаратів, в 2000 році — вже 221 [8, 9].
З розширенням виробництва харчових добавок постійно зменшується асортимент харчових продуктів, одержаних без їх використання. Тепер харчовими продуктами, які не містять харчових добавок, є овочі, фрукти (крім цитрусових), рис, мінеральна вода, молоко, яйця, мед, м'ясо, цукор та горілка. Продукти харчування, призначені для харчування новонароджених дітей, також не містять харчових добавок. Усі інші харчові продукти містять певну кількість тих чи інших харчових добавок.
Для охорони здоров'я населення та з метою обмеження надходження до організму людини встановлені гранично допустимі рівні (ГДР) харчових добавок у продуктах, а також для багатьох харчових продуктів — добова допустима доза — ДДД (ДДС — добове допустиме споживання або ПДН — прийнятне добове надходження). Крім того, регламентовано перелік харчових продуктів, до яких доцільно додавати харчові добавки. Обмежено або заборонено використання харчових добавок при виготовленні дитячих продуктів.
Впровадженню нових харчових добавок повинно передувати проведення експериментальних досліджень на тваринах з вивченням загальної токсичності, кінетики в організмі, обміну речовин (на гризунах і не гризунах), дослідження віддалених наслідків використання харчових добавок на 2—3 поколіннях тварин (ембріо-, гонадотоксичність, канцерогенність, мутагенність, алергогенність), клінічні спостереження на добровольцях, а також виконання досліджень щодо їх ідентифікації та специфікації.
При введенні харчових добавок у харчові продукти дотримуються таких вимог:
- додавати в мінімально необхідних для досягнення мети кількостях і не перевищувати встановлені законодавством ГДР;
- додавати лише за умови, якщо мета не може бути досягнута іншим способом;
- харчові добавки мусять бути нетоксичними і не збільшувати ризик захворюваності населення;
- харчові добавки повинні мати високу ступінь чистоти (встановлюється технічними умовами).
Усі харчові добавки залежно від походження поділяються на три групи: природні, аналоги природних речовин та синтетичні.
Донедавна харчові добавки природного походження вважалися нешкідливими для людини і їм при використанні у виробництві харчових продуктів віддавали перевагу перед синтетичними або аналогами природних речовин [10, 11]. З токсикологічної точки зору, харчові добавки, навіть природного походження, не можна вважати абсолютно нешкідливими для здоров'я людей, адже більшість токсичних речовин — природного походження.
У зв'язку з бурхливим розвитком хімії в кінці XX ст. думка про малу токсичність природних сполук поступово змінюється. Тепер їхній токсичності приділяється більше уваги. Разом з тим, харчові добавки синтетичного походження й тепер вважають найбільш небезпечними, оскільки це — ксенобіотики, з якими організм людини протягом свого еволюційного розвитку не зустрічався і, отже, в його організмі відсутні ферменти, які в змозі перетворити їх на нетоксичні метаболіти.
Тривогу викликає все більше використання ароматизаторів не тільки у виробництві харчових продуктів, а й у виробництві цигарок та сигарет. Але наукової інформації про їх безпеку ще недостатньо. Хоча ароматизатори порівняно з іншими класами харчових добавок, як правило, використовують в значно менших концентраціях, це не гарантує, що вони не можуть становити ризик для здоров'я людей. У так званій "Блакитній книзі", яка містить перелік ароматизаторів, дозволених для використання в країнах ЄС, стверджується, що "Комітет експертів ЄС часто повинен був приймати рішення, які базувались на дуже обмеженій токсикологічній інформації стосовно окремих ароматичних субстанцій, даних, опублікованих в науковій літературі, та інших джерелах". Отже, Комітет експертів ЄС у випадках відсутності усіх необхідних матеріалів змушений був враховувати значно менше критеріїв, ніж це прийнято для оцінки безпеки харчових добавок. І далі в цій книзі зазначено: "Комітет експертів ЄС, щоб бути реалістичним, часто повинен був керуватися здоровим глуздом, а не точними і детальними науковими даними". Одним із аргументів здорового глузду, використаних Комітетом експертів ЄС, був той незаперечний факт, що значна кількість речовин, які використовують як ароматизатори, природно присутня в харчових продуктах і часто споживаються людьми протягом тривалого часу без видимої для них шкідливої дії. Більше того, Комітет допускає, що ароматичні субстанції "інколи можуть викликати або продукувати реакції гіперчутливості у окремих людей", і підкреслює, що "такі реакції не можуть передбачати тести, виконані на лабораторних тваринах або в разі їх вивчення in vitro". Отже, Комітет експертів ЄС не приймає до уваги прояви гіперчутливості від використання окремих ароматизаторів. У "Блакитній книзі" зазначено також, що при включенні ароматичних субстанцій до категорії дозволених, "інформація про дослідження мутагенності була розглянута тільки по відношенню до окремих випадків".
Вплив харчових добавок на будову та функціональну діяльність шлунково-кишкового тракту. Найбільше відомо про порушення діяльності шлунково-кишкового тракту при вживанні об'ємних та окремих інтенсивних підсолоджувачів, а також складних незасвоюваних вуглеводів.
Об'ємні підсолоджувачі — сорбіт, ксиліт, мальтіт, лактіт, маніт, ізомальт та інші, в дозі 10—50 мг/кг і більше викликають осмотичну діарею та метеоризм, що пояснюється порушенням процесу осмосу крізь стінку кишок [4, 5, 12]. Кількість підсолоджувача, яка спричиняє осмотичну діарею, залежить від багатьох факторів: виду підсолоджувача, дози, частоти його прийому протягом дня, віку людей, хімічного складу харчових продуктів, які вживались протягом дня, від індивідуальної схильності до проносних явищ та інших особливостей організму.
Окремі об'ємні підсолоджувачі (ксиліт, сорбіт, маніт) мають від'ємну теплоту розчинення, тобто для їх розчинення потрібна теплота, яку вони черпають із навколишнього середовища. Тому при розчиненні багатьох об'ємних підсолоджувачів у ротовій порожнині виникає ефект "холоду в роті".
Інтенсивний підсолоджувач сахарин викликає збільшення розмірів сліпої кишки та вологи фекаліїв у потомства щурів під час довготермінових експериментальних досліджень. Крім того, спостерігали збільшення об'єму сечі та зменшення її осмотичних параметрів, підвищення вмісту натрію та зменшення калію і кальцію, підвищення рівня холестеролу, триацилгліцеролів та вітаміну Е в серозному ексудаті, а також анемію. Збільшення розмірів сліпої кишки при згодовуванні раціону з високим вмістом сахарину супроводжувалось збільшенням загальної кількості мікроорганізмів, що зв'язують із збільшенням поживних речовин у кишці [13].
Вживання сахарину викликає гальмування активності травних ферментів, які відповідають за проміжний етап гідролізу складних вуглеводів, а також активності окремих протеаз та уреаз. Тим самим сахарин викликає, очевидно, зменшення гідролізу окремих білків та сечовини. В цих умовах можливе накопичення токсичного аміаку в організмі.
Незасвоювані полісахариди природного рослинного та мікробного походження, які використовують як загусники або наповнювачі, викликають подовження тонких і товстих кишок. Синтез позаклітинних полісахаридів (так званих екзополісахаридів) властивий багатьом мікроорганізмам. Так, культивування на поживному середовищі, яке містить вуглеводи, бактерій роду Xanthas приводить до продукування значної кількості екзополісахариду ксантану, який використовують в харчовій промисловості як загущувач або наповнювач [14, 15]. Крім ксантану, останнім часом в харчовій промисловості використовують цілу низку мікробних екзополісахаридів, таких як декстран, полулан та ін. Більшість з них відноситься до незасвоюваних складних вуглеводів. В країнах Європи та США мікробні полісахариди використовують у виробництві салатів, пудингів, соусів, приправ, кремів, сирів, супових концентратів, заморожених десертів, пива, фруктових напоїв, хлібних виробів, пакувальних матеріалів, гіпокалорійних продуктів, для напилення у вигляді плівок. Разом з тим, полісахариди мікробного синтезу є ксенобіотиками для людського організму, причому гетерополісахариди — в більшій мірі, ніж гомополісахариди. Нами доказано, що мікробні екзополісахариди поліміксан, етаполан та етаполан-К викликають збільшення розмірів (довжини і ширини) тонких і товстих кишок, підвищення активності травних ферментів, потовщення м'язового шару кишок [16, 17]. Потовщення м'язового шару стінки кишок ми пов'язуємо із здатністю полісахаридів утримувати воду в порожнині травного каналу і внаслідок цього — збільшувати об'єм і масу фекаліїв, які, в свою чергу, призводять до необхідності посилення (збільшення) кишкової мускулатури. Що стосується збільшення загальної довжини кишок, то цей ефект також пов'язаний із реологічними властивостями мікробних полісахаридів, але механізм дії інший. Присутність в травному каналі в'язкого гелю затримує (змінює) і зменшує всмоктування нутріентів. Для забезпечення достатнього надходження харчових речовин адаптація організму повинна бути спрямована на прискорення процесу травлення та/або на збільшення терміну дії на субстрати. Результати виконаних досліджень показали, що при вживанні розчинних незасвоюваних полісахаридів збільшується як інтенсивність процесів травлення (підвищення активності травних ферментів), так і тривалість дії на харчові субстрати (подовження кишок). Одержані дані підтверджують результати досліджень інших авторів, які вважають, що адаптивні зміни кишок при вживанні гідроколоїдів є результатом підвищення в'язкості хімуса і не залежать від їхнього хімічного складу, тому що різні за складом полісахариди викликають аналогічні зміни травного каналу. Так, за даними [18], вживання гуарової камеді та карбоксиметилцелюлози сприяє подовженню кишок. При цьому збільшується клітинна проліферація в стінці слизової оболонки тонких і товстих кишок. Інтенсивна проліферація клітин супроводжується значним видовженням крипт і базальної товщини ворсинок. При цьому зареєстровано зменшення активності лужної фосфатази та лактази. Внаслідок клітинної проліферації скорочується тривалість життя кишкових клітин. Зрозуміло, що зменшення середньої тривалості життя клітин в результаті підвищення продукції нових клітин у криптах кишок повинно скорочувати час, необхідний для розвитку ферментативної активності. У тварин, які одержували карбоксиметилцелюлозу, виявлено значне зменшення розмірів ворсинок в дистальному відділі тонкої кишки. Видовження прямої кишки в разі вживання тваринами незасвоюваних полісахаридів автори пояснюють збільшенням осмотичності вмісту прямої кишки, а також утриманням гідроколоїдами води в порожнині прямої кишки. Вважають, що подовження сліпої кишки виникає внаслідок бактеріальної ферментації. В цих випадках продукти бродіння складних незасвоюваних вуглеводів можуть відігравати роль трофічного фактора. Можна припустити, що видовження товстих кишок свідчить про можливість їх витончення, розвитку дивертикулів та розриву кишок. Окремі вчені вважають, що прискорення проліферації клітин слизової оболонки може посилювати індукування канцерогенезу в товстих кишках. Відомі інші зміни, які виникають при вживанні полісахаридів. Так, вживання карагенану викликає запалення, які завершуються нагноюванням і утворенням абсцесів, а також зміною показників периферійної крові [19].
Важливим моментом дослідження мікробних та інших полісахаридів є виявлення ступеня їх гідролізу в травному каналі. Можливі три варіанти: повний гідроліз, частковий гідроліз або відсутність його. Ступінь гідролізу та всмоктування полісахаридів зумовлює їхній можливий негативний вплив на організм. Міркувати про ступінь гідролізу можна базуючись на зміні активності травних ферментів, а також стану процесів обміну.
Вплив харчових добавок на окисні процеси в мітохондріях. Процес передачі електронів у дихальному ланцюзі в системі цитохромів — один із найважливіших процесів життєдіяльності організму людини. В дихальному ланцюзі відбувається поєднання процесів окислення і фосфорилювання, внаслідок чого утворюється АТФ — основна сполука, у високоенергетичних зв'язках якої накопичується енергія, яку організм може використовувати для різних цілей. Тому речовини, які гальмують процес окислення або роз'єднують процес окислення з фосфорилюванням в мітохондріях, відносяться до найтоксичніших сполук.
Доведено, що нітрати характеризуються широким спектром токсичної дії і складною кінетикою в організмі [20—22]. Але в більшій кількості робіт, присвячених цьому питанню, розглядається, головним чином, один механізм токсичної дії нітратів — метгемоглобінутворення [23—25]. Нітрити — ще більш токсичні речовини. За даними [26], введення нітриту натрію в дозах, які складають 1/2, 1/4 та 1/8 ЛД50 протягом 14 діб, викликає статистично вірогідне зменшення коефіцієнту дихального контролю, швидкості та коефіцієнту фосфорилювання в мітохондріях печінки як дорослих, так і новонароджених щурів. При цьому у новонароджених щуренят встановлена чітка залежність порушень функціональної активності мітохондрій від дози нітриту натрію, тоді як у дорослих тварин такої чіткої залежності не виявлено. Отже, при дії нітритів, які використовують у ковбасному виробництві як харчову добавку, змінюється не тільки склад і функції гемоглобіну, а й зменшується функціональна активність мітохондрій, що приводить до дефіциту в тканинах макроергічних сполук.
Так само введення тваринам кожного з компонентів ароматизатора м'яса у дозах 1/20 ЛД50 протягом 4 місяців призводить до статистично вірогідного зменшення коефіцієнту дихального контролю, швидкості та коефіцієнту фосфорилювання [26]. Інгібуючий вплив ароматизатора на функціональну активність мітохондрій може бути зумовлений, з одного боку, безпосередньо дією ароматизаторів з гетероциклічною структурою — біс (фурфурол) дисульфіду та 2-тіофентіолу на активність ферментів, а саме АТФ-аз, а, з другого боку, наслідком активації процесів ПОЛ у печінці щурів під впливом таких ароматичних речовин як меркаптани та бісульфіти. На користь останнього свідчать дані про появу пероксиду водню в еритроцитах щурів за дії ароматичних бісульфітів [27].
На окисні процеси в мітохондріях негативно впливають також окремі інтенсивні підсолоджувачі. Доведено [28, 29], що введення щурам сахаролу протягом 5 місяців у дозах, що перевищують "нормальні" у 10 та 50 разів, викликає ефект зменшення спряження окиснення сукцинату з фосфорилюванням в мітохондріях печінки внаслідок значного збільшення швидкості дихання у метаболічному стані 4 (V4). Одержані дані узгоджуються з наслідками досліджень зарубіжних авторів, які в дослідах in vitro показали, що натуральні продукти із стевії негативно впливають на окисне фосфорилювання та активність дихальних ферментів. Разом з тим, вітчизняний аналог ацесульфаму К-отизон у всіх використаних дозах (8; 80 та 160 мг/кг маси тіла протягом 6 місяців) не впливав на показники окисного фосфорилювання, що дозволило використовувати ацесульфам К як харчову добавку в Україні [30, 31].
Вплив харчових добавок на інші процеси. Для регулювання рівня глюкози в крові та її обміну в організмі використовують підсолоджувачі в дієтотерапії цукрового діабету. Нещодавно встановлено [32], що топінамбур, який містить фруктозан інулін, не підвищує ефективності дієтотерапії хворих на цукровий діабет, не має відчутної глюкозознижуючої та гіполіпідемічної дії. Навпаки, включення топінамбура до складу змішаного вуглеводного сніданку супроводжується тенденцією до підвищення глікемії після сніданку, що, вочевидь, відображає давно відомий факт прискорення всмоктування глюкози в присутності фруктози — мономера інуліну. Крім того, при заміні 10% вуглеводу на інулін підвищується вміст триацилгліцеролів в крові хворих на цукровий діабет ІІ типу. Отже, це свідчить про недоцільність широкого використання продуктів переробки топінамбура для дієтотерапії інсулінзалежного цукрового діабету. Так само використання фруктози сприяє підвищенню вмісту глюкози в крові [33]. Тепер відомо, що 90% фруктози, що всмоктується в тонких кишках, надходить до печінки, де вона перетворюється на глюкозу, і потім глюкоза надходить у кров [34].
Окремі харчові добавки можуть негативно впливати на проникність судин та елементи крові. Так, борна кислота та її солі (борати) спричиняють появу геморагій, анемії, дерматитів та кахексії. Крім того, ця кислота є антагоністом вітаміну В6. Експертна рада ФАО/ВООЗ із харчових добавок вважає, що використання борної кислоти і бури для консервування небезпечно у зв'язку з їх токсичними властивостями, тому ці харчові добавки використовуються лише для консервування риб'ячої ікри. Гемоліз еритроцитів викликають сапоніни, які містяться в екстракті мильного кореня. Доведено, що їх токсична дія блокується внаслідок поєднання з білками. Тому екстракт мильного кореня використовується тільки у виробництві халви. Широке застосування лакриці, яка містить токсичні сапоніни, в медичній практиці свідчить про її токсичність, що зумовлює необхідність обмеження її вживання. Останнім часом запропоновано новий підсолоджувач гліциризин, який є сапоніном, виділеним з екстракту коренів лакриці. З метою вирішення питання про можливість використання гліциризину як підсолоджувача проводяться медико-біологічні дослідження [35].
Доведено, що поліоли впливають на екскрецію і засвоєння солей кальцію і можуть викликати нефрокальциноз. Результати експериментальних досліджень свідчать, що введення сахарину в організм викликає збільшення діурезу та зменшення осмотичних параметрів сечі, підвищення вмісту натрію та зменшення калію і кальцію [36].
Широке використання фосфатів у виробництві ковбас може викликати порушення співвідношення між кальцієм і фосфором в харчовому раціоні і сприяти кальцифікації судин [10].
Описана пірогенна дія окремих мікробних полісахаридів. Вона виникає навіть у дозі 1 мг/кг. Патогенез пірогенної дії мікробних полісахаридів поки-що не з'ясований, але є гіпотеза, згідно з якою еритроцити, взаємодіючи з лейкоцитами і клітинами ретикуло-ендотеліальної системи, викликають появу "ендогенного пірогену", який запускає нейросудинні механізми розвитку лихоманкової реакції [37].
Канцерогенність харчових добавок. Онкогенна активність окремих інтенсивних підсолоджувачів викликає тривогу. До їх числа відноситься сахарин. Сахарин не метаболізується в організмі. Немає також доказів біонакопичення його в жодній тканині організму. Шлунково-кишкова абсорбція сахарину становить 85%, а сеча є основним шляхом видалення його з організму. Щурі — єдиний вид тварин, у яких було помічено збільшення кількості випадків виникнення пухлин сечового міхура при вживанні високої концентрації Na-солі сахарину. Умовами, необхідними для проявів гіперплазійної та стимулюючої активності в епітелії сечового міхура щурів-самців при високій концентрації (більш як 5%) Na-солі сахарину, є підвищена концентрація в сечі іонів натрію та підвищений рівень рH. Вважають, що така реакція не є специфічною на сахарин, оскільки було показано, що високі концентрації інших органічних іонів в харчовому раціоні стимулювали канцерогенез сечового міхура та викликали гіперплазію сечового міхура за аналогічних умов. Комітет експертів ВООЗ вирішив, що на основі наявних на сьогоднішній день даних було б неправильно розглядати викликані Na-сіллю сахарину пухлини у щурів-самців як такі, що мають відношення до оцінки токсикологічної загрози організму людей.
Дослідження, проведені в США у 80—90-х роках ХХ ст., показали відсутність зв'язку між вживанням сахарину і розвитком раку сечового міхура. Разом з тим, у 1990 р. після дослідження, проведеного в Туреччині, сповіщалось про статистично суттєвий зв'язок (р<0,05) між вживанням штучних підсолоджувачів та розвитком раку сечового міхура у людей, але автори не ідентифікували дію окремих штучних підсолоджувачів, зокрема сахарину.
Повторно оцінивши одержані дані, Комітет експертів ВООЗ вважає, що рівень в 1%, еквівалентний 500 мг/кг маси тіла, є такий, який не викликає токсикологічних ефектів, а зменшення приросту маси тіла (залежне від дози сахарину) є показником зниження біологічних параметрів організму, зокрема, пов'язане з гальмуючим впливом натрієвої солі сахарину на перетравлювання вуглеводів та білків. Разом з тим доведено, що високі дози Nа-солі сахарину (2 г/кг маси тіла) стимулюють дію таких активних канцерогенів сечового міхура як метил-N-нітрокарбамід, N-/4-/5-нітро-2-фурил/-тіазоліл-форейд, N-бутил-N/4-гідроксибутил/нітрозоамін та 2-ацетиламінофтор, призводить до збільшення випадків папілярної вузлуватої гіперплазії та пухлин сечового міхура, підвищує синтез ДНК в епітелії сечового міхура.
Виявлені пошкодження тестикулів та порушення репродуктивної функції в щурів у тривалих дослідженнях цикламатів та їх метаболіту циклогексиламіну. Встановлено, що тестикулярні порушення зв'язані із особливостями обміну в цього виду тварин. Разом з тим, при 3-х місячному вживанні щурами циклогексиламіну в дозі 100 мг/кг маси тіла не виявлено небажаних ефектів, але при вживанні 50 та 200 мг/кг циклогексиламіну спостерігалось зменшення маси тіла. Виходячи з одержаних даних, Комітет експертів ВООЗ за основу оцінки взяв величину 100 мг/кг, вважаючи, що в цьому випадку існує достатній запас безпеки, і встановив тимчасову ДДД цикламатів 0—11 мг/кг маси тіла (у перерахунку на цикламову кислоту). При цьому враховано, що циклогексиламін виробляється у людей мікрофлорою кишкового тракту. Цикламати, як і сахарин, у великих дозах викликають рак сечового міхура у щурів. Встановлена також їхня коканцерогенна дія. Цикламати заборонено використовувати в США. В Україні дозволено їх використання в комбінації з сахарином у співвідношенні як 10:1.
Накопичення парафінів (при глянцуванні кондитерських виробів) є ризиком розвитку новоутворень, про що свідчать результати окремих зарубіжних досліджень.
Мутагенність харчових добавок. Відомо більше 200 рослин, які містять сполуки, мутагенні ефекти яких можна порівняти з руйнівною дією відомої бойової отруючої речовини — іприту. Звільнення харчового раціону від мутагенних речовин має велике значення. На жаль, окремі харчові добавки мають мутагенну дію. Так, доказана мутагенність консерванта нітрита натрію, який широко використовується у м'ясному виробництві, а також бактеріального інгібітора для вин та соків бісульфіту натрію [39]. Вивчення метаболізму інтенсивного підсолоджувача стевіозиду привело до виявлення його біоперетворення у стевіол — речовину, яка має мутагенну активність при її дослідженні на бактеріях. Якщо біотрансформація стевіозиду у стевіол має місце і в кишках людини, то стевіол може абсорбуватися у верхній частині травного тракту, потрапляти у шлунок і виявляти мутагенну активність після метаболізму в організмі. Результати експериментальних досліджень дозволяють також припустити можливість ентеропечінкової циркуляції стевіозиду або його метаболітів. Враховуючи наведене, доцільно провести токсикологічні дослідження на людях, звертаючи увагу на кінетику та шляхи екскреції метаболітів після перорального введення стевіозиду. Корисними можуть бути також дослідження кишкової мікрофлори за цих умов у людей.
В кінці 80-х років ХХ ст. спостерігали [40] залежне від дози збільшення хромосомних аномалій у кістковому мозку та в мейозних клітинах при пероральному введенні мишам сахарину. При експозиції 50 мкг/мл Na-сахарину виявлена малігнізація культивованих фібробластів крайньої плоті людини.
Імунотоксичність харчових добавок. Окремі харчові добавки негативно впливають на імунну систему і сприяють розвитку аутоімунних захворювань, тобто відіграють роль імунодепресантів. Так, встановлено [41], що барвник карамель ІІІ викликає зменшення кількості лімфоцитів в крові, особливо на фоні В6-гіповітамінозу. Така дія карамелі ІІІ пов'язана з присутністю в її складі 2-ацетил-4/5/-тетрагідроксибутимімідазолу. Крім зменшення кількості лімфоцитів в крові, за цих умов спостерігається також зниження маси вилочкової залози, значне зменшення кількості клітин, які дають позитивну реакцію на різні антигени. Комісія з харчових добавок ЄС рекомендувала країнам ЄС кілька барвників коричневого кольору, близьких до карамелі ІІІ — коричневий НТ, проста карамель, сульфітнолужна карамель, аміачна, сульфатноаміачна карамелі тощо, які можуть за певних умов мати подібну до карамелі ІІІ дію [42].
Крім барвників коричневого кольору, зміну імунологічних властивостей викликають мікробні полісахариди. Встановлено, що мікробні полісахариди здатні осідати на поверхні клітин, а також проникати в середину клітин, що супроводжується зміною фізико-хімічних, біохімічних та імунологічних властивостей клітинних мембран та самих клітин. Виявлено також підвищений біосинтез імуноглобулінів, зрідка — алергічні реакції на введення мікробних полісахаридів в організм. Як свідчать дослідження [37], окремі мікробні полісахариди зберігають здатність всмоктуватися в кишках і індукувати в організмі імунну відповідь, яка полягає в біосинтезі антитіл, при цьому алергічні реакції виникають значно рідше. Цими авторами описаний тип гіперчутливості шкіри, анафілактична реакція при введенні бактеріального декстрину.
Нейротоксичність харчових добавок. У 70-х роках ХХ ст. показано, що широке використання глутамату натрію як смакової добавки викликає симптоми "хвороби китайських ресторанів", яка супроводжувалась головним болем, серцебиттям, слабкістю м'язів та порушенням пам'яті, а також викликає алергічні реакції [43]. Пізніше було доведено, що дорослі тварини і дорослі люди стійкі до великих доз глутамату натрію. Швидке засвоєння глутамату натрію перешкоджає накопиченню вільної глютамінової кислоти в плазмі крові і не призводить до небезпеки пошкодження чутливих тканин мозку. Окремі групи людей особливо чутливі до глутамату натрію, але механізм його дії ще не з'ясований. Разом з тим внесення глутамату натрію в раціон новонароджених мишей та щурів з часом викликає в них ожиріння і цукровий діабет. Тому глутамат натрію не рекомендується додавати до продуктів, призначених для дитячого харчування [44].
Інтенсивний підсолоджувач аспартам у комбінації з рафінованими вуглеводами впливає на поведінку та настрій людей і тварин. Появу нейротоксичності у аспартаму зв'язують з присутністю в його складі амінокислоти фенілаланіну. Після одноразового вживання цього підсолоджувача спостерігали тимчасове порушення спектру амінокислот в крові, що може впливати на обмін білка в клітинах головного мозку. Виходячи з наведеного, аспартам не рекомендується вживати хворим на фенілкетонурію. В разі перорального надходження аспартам викликає підвищену стомлюваність, депресію, порушення зору. При його метаболічному перетворенні виникає накопичення фенілаланіну в тканинах мозку, що, в свою чергу, приводить до порушення синтезу катехоламінів. Крім того, в ході метаболізму аспартаму в крові накопичується метанол. Останнім часом з'явились дані про можливу канцерогенну дію цього підсолоджувача.
Алергенність та псевдоалергенність харчових добавок. Алергенність та псевдоалергенність — один із проявів токсичності харчових добавок. Як відомо, переважна більшість харчових алергенів — це речовини білкової природи. Часто замість терміну "алергенність" вживають поняття "підвищена чутливість" або "псевдоалергія", оскільки харчові алергічні реакції мають інший порівняно з істинною алергією механізм виникнення. Показано, що використання консервантів бензоатів, азобарвників, окремих синтетичних барвників — амаранту, індигокарміну, тартразину, пунцового індиготину, діамантового чорного підвищує чутливість організму, приводить до появи анафілактичної реакції та до виникнення псевдоалергії [38]. Гіперчутливість шкіри та анафілактична реакція зареєстрована при введенні в організм такого мікробного полісахариду як бактеріальний декстрин [37].
Псевдоалергію викликають антиоксиданти БОА (Е 320) та БОТ (Е 321).
В окремих випадках так звана непереносимість харчових добавок зумовлена нестачею або відсутністю у окремих людей деяких важливих ферментів і неможливістю в цих випадках засвоювати окремі компоненти їжі, наприклад цукор при цукровому діабеті або амінокислоту фенілаланін при фенілкетонурії.
Генотоксичність харчових добавок. Найжахливіший наслідок забруднення біосфери і навколишнього середовища полягає в генетичних наслідках. Харчові добавки можуть бути одним з тих факторів, які негативно впливають на генетичний апарат людини. У 80-х роках ХХ ст. була доведена генотоксичність сахарину японськими та американськими дослідниками. Дані про токсичність харчових добавок узагальнені в таблиці 2.
Виходячи з наведених фактів, використання харчових добавок повинно суворо контролюватися. Оскільки контроль за великою кількістю харчових добавок з багатьох причин утруднений, то потрібно обмежити їх перелік, який використовують в харчовій промисловості, залишивши тільки ті, які вкрай необхідні, скажімо, для прискорення чи покращення технологічного процесу і використання яких на даному етапі розвитку науки є абсолютно нешкідливим для організму людей, навіть поза межами ДДД.
Підрахунки, виконані в середині 90-х років ХХ ст. [10], показали, що з безалкогольними напоями окремі верстви населення, зокрема діти шкільного віку, можуть одержувати більше, ніж ДДД, такі консерванти як сорбінова кислота (замість 4 мг/кг 8 і навіть 13 мг/кг), вживання сірчистого ангідриду досягає 0,5—0,6 мг/кг (ДДД 0,7 мг/кг), а бензоата натрію в кількостях, близьких до ДДД, що створює певну небезпеку для окремих категорій населення. Додавання нітритів до ковбасних виробів приводило до надлишкового їх вживання (0,5—0,8 мг/кг замість ДДД 0,4 мг/кг). Подібна ситуація виникла з використанням фосфатів. В 1992 р. населення України споживало 800—1900 мг фосфатів з ковбасами і сирами, що порушувало співвідношення між кальцієм і фосфором у бік збільшення фосфору в добовому раціоні (таблиця 3). Фактичний вміст синтетичних барвників у вітчизняних харчових продуктах коливається в широких межах (від 0,2 до 427 мг/л(кг)) [38]. Так, вміст тартразину (норма 200 мг/кг) в драже досягав 299,2 мг/кг, тістечках — 258,7, вафлях — 215; хінолінового жовтого (норма 200 мг/кг) в цукерках желатинових з кольоровим покриттям на основі алюмінієвого лаку — 427 мг/кг. Значне перевищення ГДР жовтого барвника "сонячний захід" і понсо 4R (норма 50 мг/кг) виявлено в карамелі льодяниковій — відповідно 269,9 та 258,9 мг/кг. Максимальний вміст кармазину в льодяниковій карамелі перевищує ГДР у 2 рази. Розрахувавши максимально можливі рівні надходження барвників з харчовими продуктами в організм людини, автори встановили, що вміст понсо 4R та кармазину в харчових раціонах перевищує ДДД, рекомендовані ВООЗ для дітей та дорослих, а жовтого "сонячний захід" та еритрозину — для дітей. Наведена інформація про токсичні властивості барвників вимагає внесення корективів у законодавство України, зменшення їхніх ГДР у харчових продуктах та ДДД. Зроблено висновок про неможливість надмірного вживання ароматичних есенцій та синтетичних барвників з кондитерськими виробами. Перевищення ДДД окремих харчових добавок свідчить про необхідність перегляду ГДР щодо їхнього використання в меншій концентрації. Особливо це стосується п'яти категорій харчових добавок: консервантів, нітритів, фосфатів, барвників та ароматизаторів. Постійне нарощування виробництва харчових добавок та поширення їх використання населенням, їхня токсичність, негативний вплив на обмін речовин, наявність віддалених ефектів свідчать про необхідність зменшення їх використання. Вагомими аргументами є такі міркування:
- відсутність специфічних, достатньо чутливих експрес-методів визначення багатьох класів харчових добавок, особливо таких поширених, як синтетичні барвники, ключові компоненти ароматизаторів, інтенсивні підсолоджувачі, антиоксиданти та ін., що значно утруднює здійснення ефективного контролю за їх застосуванням з боку санепідслужби;
- не дивлячись на те, що згідно із санітарним законодавством використання харчових добавок обмежується для дітей, багато дитячих продуктів та продуктів, які постійно споживають діти, містять барвники, консерванти, ароматизатори та інші класи харчових добавок (жувальні гумки, кондитерські вироби, безалкогольні напої тощо);
- значна кількість харчових добавок, особливо синтетичного походження, є сторонніми речовинами, з якими організм людини не зустрічався в процесі свого еволюційного розвитку, тому для них в організмі людини відсутня ефективна система детоксикації. Виходячи з цього, ми зобов'язані обмежити потрапляння сторонніх речовин у харчові продукти. Адже це додаткове навантаження на детоксикаційні системи організму людини;
- широке використання одних і тих же харчових добавок приводить до накопичення їх у добовому раціоні людей і навіть до перевищення ДДД, що може негативно впливати на організм людини (бензоати, сорбати, нітрати, нітрити, фосфати та ін.);
- рекомендовані величини ДДД для багатьох харчових добавок коливаються від 0 до певного максимального рівня. Встановлення такого діапазону коливань свідчить про те, що самі дослідники, які запропонували дану харчову добавку, розуміють про доцільність її відсутності в харчових продуктах. Крім того, багато харчових добавок мають обмежену сферу використання (наприклад, борна кислота та борати тільки для консервації рибної ікри), що також свідчить про їх високу токсичність для організму людини;
- широке використання харчових добавок у країнах Європи та США сприяє проникненню їх разом з імпортними продуктами на ринок України. Тому зустрічаються випадки вживання харчових добавок, не дозволених для використання в Україні, мають місце харчові отруєння серед населення. Все це свідчить про недосконалість вітчизняного законодавства.
Література
1. Булдаков А.С. Пищевые добавки: Справочник. —СПб: Ит, 1996. —240 с.
2. Європейські вимоги до харчових добавок: Довідник. —Львів: Ленорам, 1997. —126 с.
3. Murray M.T. Encyclopedia of nutritional supplements. —N.-Y., 1996.
4. Смоляр В.І. Фізіологія та гігієна харчування. —К.: Здоров'я, 2000. —332 с.
5. Трахтенберг И.М. Книга о ядах и отравлениях. —К.: Наукова думка, 2000. —368 с.
6. Flavouring substances and natural sources of flavourings. —Vol. 1. —Strasbourg, 1992. —630 c.
7. Штенберг А.И., Шиллингер Ю.И., Шевченко М.Г. Добавки к пищевым продуктам. —М.: Медицина, 1969. —95 с.
8. Постанова Кабінету Міністрів №12 від 4 січня 1999 р.
9. Постанова Кабінету Міністрів №342 від 17 лютого 2002 р.
10. Toxicological evaluation of certain food additives. —Geneva, 1981. —249 c.
11. Principles for the Safety assessment of food additives and contaminants in food. —WHO, Geneva. —1987. —174 c.
12. Токсикологічна оцінка окремих харчових добавок та забруднюючих домішок. —Серія 32. —Женева. ВООЗ, 1993.
13. Оценка некоторых пищевых добавок и загрязнителей. 35-й доклад Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам. —Женева, 1990. —51 с.
14. Klepp B. // Xanthan. Die Nahrung. —1989. —Bd 13, №2. —С. 746—751.
15. Смоляр В.И., Салий Н.С., Григоренко С.Н. и др. Влияние новых екзополисахаридов на организм животных // Вопросы питания. —1991. —№2. —С. 60—63.
16. Смоляр В.І. Харчова експертиза. —К.: Здоров'я, 2005. —505 с.
17. Гринберг Т.А., Смоляр В.И., Малашенко Ю.Т., Пирог Т.П., Карпиловская Е.Д. Микробные полисахариды и пищевая промышленность // Микробиологический журнал. —1991. —Т.55, №5. —С. 82—93.
18. Росивал Л. Посторонние вещества и пищевые добавки в продуктах. —М., 1982. —250 с.
19. Григоренко С.Н. Вплив мікробних полісахаридів на організм: Автореф. дис... канд. мед. наук. —1988. —20 с.
20. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Охотин В.Е. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих. —М.: Наука, 1997. —156 с.
21. Тимофеева Н.М., Иезуитова Н.Н., Егорова В.В. // Физиологический журн. —1995. —Т.81, №1. —С. 72—80.
22. Габович Р.Д., Припутина Л.С. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ. —К.: Здоров'я, 1987. —248 с.
23. Штабский Б.М., Федоренко В.И. // Токсикологический вестник. —1996. —№5. —С. 22—25.
24. Старченков С.В., Щербаков Г.Г., Донская Т.К. Труды Международного экологического форума // Современные екол. проблемы провинции. —Курск, 1995. —С. 227.
25. Степанковская Г.К., Цыганенко О.И., Слободяник О.Я. Трансплацентарный перенос нитратов и их влияние на плод человека // Врачебное дело. —1993. —№9. —С. 52—56.
26. Лаврушенко Л.Ф. Окисні процеси в мітохондріях під впливом ксенобіотиків та їх аліментарна корекція: Автореф. докт. дис. К., 1998. —32 с.
27. Лаврушенко Л.Ф., Воробьева Т.В. Влияние базисных компонентов мясного аромата на некоторые показатели энергетического обмена // Матер. Респ. науч. конф. "Медико-биологические аспекты разработки продуктов питания". —К., 1993. —С. 161.
28. Смоляр В.И., Карпиловская Е.Д., Салий Н.С. Экспериментальное изучение
|
