Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ. МОРЕПРОДУКТЫ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Токсичные свойства металлов

РТУТЬ

Среди широкого спектра тяжелых металлов одним из наиболее токсичных по уровню негативного воздействия является ртуть, в связи с чем проблема содержания данного металла в различных гидробионтах всегда являлось приоритетной.

Ртуть - это тиоловый яд, блокирующий сульфгидрильные (-SH) группы белковых соединений и этим нарушающий белковый обмен и ферментативные процессы в организме. Ртуть относится к протогтлаз- матическим ядам, а селективное поражение внутренних органов зависит от особенностей распределения различных соединений ртути в организме. Проникая в клетку, этот металл может включаться в структуру ДНК. При воздействии на организм данный металл поражает преимущественно нервную и выделительную системы.

В объектах окружающей среды ртуть находится в металлической форме (степень окисления 0, Нд°), а также в виде ионов со степенью окисления +1 [(Ндг)2*] или +2 (Нд2*). Ион Нд2* может образовывать стабильные комплексы с биологическими соединениями (органическая форма), особенно с участием сульфгидрильных (-SH) групп.

Токсичность ртути зависит от её химической формы (ионная > металлическая > органическая). В зависимости от состояния ртути различаются уровень сорбции, распространения и полупериод её биологического распада в организме.

Большинство ртутных соединений, поступающих в водоемы со сточными водами и атмосферными осадками, находятся в неорганической форме. Оседая на взвеси в виде нерастворимых соединений, ртутные вещества, как правило, переносятся в донные отложения, где в результате деятельности микроорганизмов преобразуются в метил- и диметил- ртутные формы. Процессу образования метилртути благоприятствуют отсутствие проточности воды или незначительная её сменяемость.

В рыбе ртуть присутствует преимущественно в органической форме в виде метилтрути. Доля метилртути по отношению к общей ртути, содержащейся в мясе и рыбе, составляет в среднем 25-30 %, а в отдельных случаях достигает 90-98 %. Установлено, что метилртуть - липофильное соединение, которое хорошо депонируется в организме, имеет высокий уоовень оаствооимости в липилах и легко поеололевает биологические мембраны. Это позволяет ей быстрее и в большей степени, по сравнению с неорганической ртутью, аккумулироваться в мышечной ткани. По этой причине повышенное содержание ртути обнаруживается у постных видов рыб в основном в печени, а также в тканях жирных видов рыб. Показано, что в рыбе сильнодействующим веществом против интоксикации ртутью является селен. Во многих видах рыб выявлена высокая концентрация селена, причём у большинства морских рыб его концентрация в мышечной ткани превышает содержание ртути.

Токсическое действие ртути зависит от химической структуры соединения: алкилртутные соединения токсичнее неорганических, а наиболее высоким негативным потенциалом обладают соединения с короткой цепью - метил- и этилртуть. Негативное воздействие ртути обычно усиливается с уменьшением содержания соли в воде, повышением ее температуры и снижением концентрации растворенного в ней кислорода. В то же время известно, что некоторые органические соединения ртути, например, ацетат фенилртуть, обладают антибактерицид- ными свойствами и способствуют подавлению патогенной микрофлоры.

Ртуть, поступая в организм, реагирует, прежде всего, с веществами, имеющими в своём составе сульфгидрильные (-SH) группы. В частности, миозин, в составе которого находится аминокислота цистеин, легко взаимодействует с ртутью с образованием высокотоксичных мер- каптидов, способных длительное время оставаться в организме. Токсическое действие ртути при взаимодействии с сульфгидрильными группами белков заключается в блокировании биологических свойств их тканей и инактивации гидролитических и окислительных ферментов, а также участии в структуре ДНК.

Взаимодействие соединений ртути со свободными метильными (-СНз) группами приводит к образованию метилртути. Ртуть также активно взаимодействует со свободными карбоксильными и аминными группами, поэтому миозин, содержащий в своём составе до 30 % ди- карбоновых кислот, оказывается весьма реакционноспособным и легко блокируется ртутью.

Таким образом, наличие ртути в организме отрицательно влияет на обмен пищевых веществ, причем неорганические соединения в основном нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена, а органические - белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца и селена.

Известно, что ртуть можно обнаружить в микроколичествах во всех водоемах, а гидробионты способны аккумулировать ее, причем уровень накопления ртути морскими организмами различен. Например, содержание ртути в водорослях, собранных в прибрежной зоне, было относительно высоким, но не идентичным, поскольку находилось в пределах от 0,139 до 25,537 мкг/r сухой ткани, а в моллюсках разброс был ниже и составлял 0,112-2,112 мкг/г сухой ткани. В фитопланктоне концентрация ртути достигала 2200 мкг/кг, в зоопланктоне - 900-10000 мкг/кг, а в бентосе - до 1400 мкг/кг.

Высокой способностью концентрировать соединения ртути в своих тканях и органах обладают рыбы. Основными факторами, влияющими на накопление ртути в их тканях, являются, прежде всего, степень загрязненности водоемов, видовая специфичность, возраст, масса и форма тела. Установлено, что уровень сорбции поглощения ртути на единицу массы находится в прямой зависимости от общей массы рыбы. Накопление ртути в организме рыб в значительной мере определяется количеством потребляемой пищи, и лишь незначительная часть обусловлена непосредственным поглощением ртути из морской воды. Кроме того, определенное влияние на скорость накопления ртути в тканях рыб оказывает величина pH, поскольку в кислой среде этот процесс идет интенсивнее.

Высокое содержание ртутных соединений в рыбе не всегда пропорционально связано с уровнем загрязнения воды, так как водные организмы могут аккумулировать метилртуть даже в акваториях с низким ее содержанием. Например, при анализе музейных экспонатов концентрация ртути в тунце и меч-рыбе, выловленных более 100 лет назад, оказалась на уровне нынешних: в тунце она составляла 0,5 мг/кг, а у меч-рыбы даже незначительно превысила данный показатель. Вероятно, что содержание ртути в этих рыбах в основном зависело от геологических условий, а не от количества промышленных сбросов.

Интерес представляют данные о содержании ртути в гидробио- нтах, входящих в рацион человека. В рыбах Балтийского моря содержание ртути колеблется в пределах 0,03-0,11 мг/кг, что ниже допустимого уровня, который во многих странах не превышает 0,5 мг/кг.

Максимальное содержание ртути в воде, осадках и теле рыб из зал. Сантос (Португалия) составляет соответственно 1,7 мг/л, 4,80 и 1,17 мг/кг. Высокие концентрации общей ртути обнаружены в тунце, окуне и других рыбах, выловленных у побережья Австралии.

В рыбах, выловленных в океанской пелагиали, вдали от берегов и в незагрязненных участках морей и океана, уровень содержания ртути в подавляющем большинстве экземпляров был незначителен (до 300 мкг/кг) и редко превышал 600 мкг/кг. Содержание ртути в треске составило 24-82 мкг/кг, камбалы - 100-110, а у белуги - 65-180 мкг/кг. В 96 % проб океанических рыбопродуктов концентрация ртути не превышала 500 мкг/кг и в среднем составляла 130 мкг/кг.

К семействам рыб, отличающимся высоким содержанием ртути (600-1000 мкг/кг и более), относят тунцов, рыбу-саблю, синего марлина и др. В мясе тунцов из Тихого и Атлантического океанов довольно часто солеожание dtvtm составляет 210-480 мкг/кг. а максимальная кониентрация достигает 1250 мкг/кг. Во внутренних органах уровень ртути снижается в следующем порядке: мышцы > печень > почки > сердце > гонады, при этом доля метилртути в мышечной ткани достигала 52-94 %.

В рыбе-сабле (меч-рыба) содержание ртути находится в пределах 500-20000 мкг/кг, а в тихоокеанском марлине 5000-14000 мкг/кг. Предполагают, что мышцы подобных рыб содержат белок металлотионеин, с которым ртуть и другие металлы образуют комплексные соединения, фиксируемые в тканях.

По данным японских авторов, содержание ртути в темной брюшной и спинной мышцах тунцов было почти одинаковым (0,21-0,25 мг/кг), а в мышцах, печени, желудке и кишечнике возрастало экспоненциально с увеличением длины их тела. Концентрация ртути в печени и желудке составила 50 % от ее количества в спинной мышце.

Содержание ртути в тунцах, акулах и меч-рыбе обычно выше, чем в других видах, что, очевидно, обусловлено нахоадением их на верхнем уровне пищевой цепи, т.е. долгоживущие рыбы, ведущие хищный образ жизни, содержат, как правило, количество ртути, часто превышающее нормативные ограничения, предъявляемые к пищевой рыбе океанического промысла. Причем диапазон величин содержания ртути у одного вида рыб очень широк, составляя от сотых долей до 2-3 мг/кг.

Содержание ртути в мышечной ткани спиной части бериксов, выловленных в Северо-Западной и Юго-Восточной части Атлантического океана, составило в среднем 374 мкг/кг, в брюшной части - 304 мкг/кг, а в хвостовой части - 366 мкг/кг, т е. концентрации ртути в спиной и хвостовой частях тела были практически одинаковы, а пониженное содержание ртути в брюшной части (10-20 %) вызвано более высокой жирностью этой ткани (табл. 50).

Таблица 50

Содержание ртути в мышечной ткани и печени берикса

Возраст, лет

Длина, см

Масса, г

Содержание ртути, мг/кг

Мышечная ткань

Печень

Северо-Западная часть Атлантического океана

3

26-30

260-400

0,16-0,36

0,15-0,37

5

31-35

540-900

0,29-0,45

0,29-0,53

8

36-40

950-1450

0,41-1,03

0,91-4,21

9

41-45

1500-1800

1,06-2,10

4,48-5,00

Юго-Восточная часть Атлантического океана

1

15-20

150

0,11

0,07-0,08

2

20-25

143-205

0,06-0,21

0,04-0,13

3

25-30

260-625

0,14-0,42

0,14-0,33

5

31-35

605-1025

0,24-0.79

0,10-0,95

8

33-40

840-1250

0,36-1,08

0,41-1,89

Анализ данных табл. 50 показывает, что заметное увеличение содержания ртути в печени по сравнению с содержанием в мышечной ткани наблюдается только у особей пятилетнего возраста и старше. У рыб 1-2 летнего и среднего возрастов содержание ртути в мышечной ткани превышает ее содержание в печени или практически равнозначно. Район промысла, по мнению авторов, также не оказал заметного влияния на накопление ртути в мышечной ткани одновозрастных групп.

На основании проведенных исследований авторы считают, что бе- рикс размером до 30 см соответствует действующим стандартам. Однако, учитывая незначительную долю берикса в общем улове океанических рыб (примерно 0,1 %) и его высокую пищевую ценность, следует предусмотреть определенные технологические операции при изготовлении пищевых изделий из крупных особей данных пород рыб.

Исследования многих авторов как отечественных, так и зарубежных показали, что в тканях морских рыб концентрация ртути меньше, чем в тканях пресноводных.

Рыбы, выловленные в загрязненных реках или озерах, а также в прибрежных загрязненных районах моря или во внутренних морях, в которые впадают реки, несущие сточные воды промышленных предприятий, могут содержать повышенный, по сравнению с фоновым, уровень ртути, достигающий в среднем 400-1000 мкг/кг, а в некоторых случаях - до 5000-10000 мкг/кг.

В рыбе из зал. Минамата (Япония), вызвавшей массовые острые и подострые отравления, содержалось ртути 8000-30000 мкг/кг. Вследствие активного передвижения рыб и водных течений уровень ртути в отлавливаемых рыбах может быть неоднозначным. Этим объясняется высокое содержание ртути в мясе трески, лососей и печени тюленей, отловленных эскимосами в чистых акваториях.

Наиболее высокая концентрация ртути в воде, донных отложениях и промысловых водных организмах обнаруживается вблизи районов с сильно развитой промышленностью. Содержание ртути в большинстве видов рыб и беспозвоночных, как правило, ниже уровня, допускаемого органами здравоохранения. Однако в мидиях и акуле-катран, способных в большей степени аккумулировать ртуть, содержание ее может превысить максимально допустимую остаточную концентрацию.

В мышцах рыб, выловленных из незагрязненных пресноводных водоемов, уровень ртути обычно варьирует в широких пределах. Например, в мясе хищных рыб (щуке, окуне, жерехе, судаке, соме), выловленных в крупных реках, уровень ртути (107-509 мкг/кг) оказался более высоким по сравнению с нехищными (лещом, линем, плотвой, красноперкой, синцом, чехонью), где он составил 79-200 мкг/кг. При этом содержание ртути в мышцах и печени хищных рыб составляло соответственно 14,9 и 48,1 % от общего содержания в рыбе, а у некоторых данные показатели достигали соответственно 21,7 и 61,7 %.

Внутри рыбы основная масса ртути связана с миофибриллярной фракцией белков, где ее концентрация составляла 2,95-6,18 мкг/кг. В саркоплазматической фракции содержание ртути было в среднем в два раза меньше и достигало 1,41-3,02 мкг/кг, а во фракции денатурированных белков и стромы - ограничилось 0,10-0,51 мкг/кг. Данное распределение обусловлено строением саркоплазматических белков и спецификой их аминокислотного состава, имеющих в своем составе низкое содержание свободных сульфгидрильных и карбоксильных групп, по сравнению с миофибриллярными белками. В составе коллагена преобладают такие аминокислоты, как пролин, оксипролин, глицин и оксилизин. Особенностями данного белка являются отсутствие серосодержащих аминокислот типа цистеин, цистин и триптофан, а также незначительное содержание метионина и тирозина, что заметно снижает способности белка связывать ртуть и таким образом объясняет незначительное содержание ее в тканях рыбы.

Локализация ртути во внутренних органах рыбы осуществляется, прежде всего, в мускулатуре и сердечной мышце, а ее распределение в значительной степени обусловлено химическим составом (табл. 51). Рыба с высоким содержанием белка в мышечной ткани характеризуются и повышенной концентрацией ртути.

Абсорбируемая рыбой ртуть распределяется неравномерно в ее тканях и органах, больше всего ртути содержится в мышцах, затем в печени, почках, сердце, гонадах и других органах. Однако имеются сведения, что у некоторых видов рыб, выловленных у побережья Мексики, содержание ртути в печени было высоким, иногда превышающим содержание в мышечной ткани в два раза. Доля метилртути в мышцах достигала 52-94 % от общего содержания в рыбе.

Таблица 51

Распределение ртути в мясе и внутренних органах рыбы

Мясо и органы рыбы

Содержание ртути, мг/кг (в пересчете на сухое вещество)

Щука

Треска

Радужная форель

Карп

Мясо

1.45

0,61

0,52

0,79

Печень

0,49

0,22

0,29

0,48

Сердце

1,26

0,58

0,17

0,23

Гонады

0,60

0,31

0,18

0,21

Кожа

0,29

0,21

0,15

0,09

Чешуя

0,28

-

0,10

0,10

Кости

0,26

0,14

0,12

0,13

Жабры

0,55

0,52

0,15

0,15

В печени и гонадах содержание ртути составляло в среднем примерно 50 % от суммы всей ртути, находящейся в мышечной ткани. Распределение ртути между мышечной тканью, печенью и гонадами изменялось в зависимости от вида рыбы, содержания липидов и белков. В печени рыб, относящихся к тощим (треска, судак, щука), содержание ртути было меньше, чем в гонадах и составляло примерно 30 %, а у жирных рыб на долю печени приходилось до 70 % (радужная форель) от общей ее массы в рыбе. Другим органом, аккумулирующим ртуть, являются жабры, где у всех рыб ее концентрация оставалось неизменно высокой. В костной ткани, коже, плавниках и чешуе содержание ртути незначительно, несмотря на их интенсивный контакт с окружающей средой.

Содержание ртути в пищевых продуктах, по мнению экспертов ФАО/ВОЗ, не должно превышать 0,03 мг/кг, что ниже или на уровне фона.

Человек при употреблении 1,5-2 кг пищевых продуктов получает 0,045-0,06 мг ртути в сутки, что примерно соответствует рекомендуемому допустимому суточному поступлению (ДСП) - 0,05 мг. Подобная предельно допустимая концентрация (ПДК) ртути не свойственна некоторым видам гидробионтов и продуктам из них, поэтому признано рациональным использовать дифференцированные ПДК для разных групп пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2. 280-03 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевой продукции», дополнения и изменения № 2 к СанПиН 2.3.2. 1078-01 предусмотрены ПДК ртути, мг/кг: для рыбопродуктов - 0,3-0,6 (пресноводная), 0,5 (морская), для отдельных видов морских рыб, а именно тунца, меч-рыбы и белуги, ПДК ртути составляет 1,0, икры и молок рыб, а также моллюсков, ракообразных и других беспозвоночных - 0,2, водорослей - 0,1.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>