Toksikanti koji dospevaju u hranu tokom prerade, skladištenja i digestije

Uvod

U današnje vreme, velika potreba potrošača za zdravom, hranljivom i drugačijom hranom, zahteva od proizvođača unapređenje stare dobre isprobane tehnologije proizvodnje ali takođe zahtevaju od njih da uvedu nove tehnologije koje omogućavaju bolju prezervaciju nutritivnih i senzoričkih vrednosti

Novije tehnologije su npr. radijacija, upotreba treperućih električnih polja, pasterizacija pod visokim pritiskom, itd. Koriste se novi aditivi u hrani i materijali za pakovanje

Bakterijski toksini

Mora se naglasiti da 60-90% od trovanja hranom su uzrokovani patogenim bakterijama. U slučaju konzumiranja bakteriološki kontaminirane hrane, može se razviti u organizmu

1. Intoksikacija ili trovanje (Clostridium botulinum, Staphilococcus aureus)2. Bolest, povezana sa visokim nivoom kontaminacije hrane sporama fakultativnih patogena (Clostridium perfringens, Bacillus cereus)3. Infekcija Salmonella spp, Shigella spp., Campilobacter jejuni, ili Listeria monocitogenes.4. Bolest sa nejasnom etiologijom (Proteus spp., Escherichia coli, Pseudomonas spp.)

Bakterijski toksini

Toksični efekti povezani sa enteralnom bakterijom su uzrokovani njihovim enterotoksinima, koji se mogu podeliti u dve grupe:

Egzotoksini, izlučuje bakterija u životnu sredinu

Endotoksini koji bakterija luči pri raspadu njene celije

Egzotoksini

Egzotoksini, proizvedeni uglavnom od strane Gram-pozitivne bakterije su uglavnom vrlo toksični antigeni proteini, koji se aktiviraju nakon određenog latentnog perioda. Ovde spadaju toksini koje izlučuje Clostridium botulinum, Cl. perfringens, S. aureus i B. cereus

Staphylococcus

Širom sveta, najčešce trovanja hranom životinjskog porekla su uzrokovane enterotoksinom Staphilococcus aureus. S. aureus je sveprisutan u okruženju kao nepokretna spora koja ne formira koku, koja luči najmanje pet enterotoksina (A-SEA, SEB, SEC, SED i SEE) sa različitim antigenskih svojstvima. Superantigeni koje luče S. aureus izuzetno su snažni toksini

Ovi superantigeni su uzročnici akutnih bolesti, trovanja hranom i sindroma toksičnog šoka, kao i u više hroničnih bolesti kao što su inflamatorne bolesti kože. A-SEA je najefikasniji uzročnik trovanja hranom

Stafilokno trovanje

Stafilokokna trovanja mogu biti uzrokovana različitim gotovim namirnicama; najtipičniji primeri su živina i životinjsko meso, krompir salata, školjke, poslastice, sendviči i gotove salate od povrca koje su držali duže vreme na sobnoj temperaturi i nekako kontaminirali stafilokokom

Drugi mikroorganizmi koji izazivaju truljenje hrane bi se inhibirali umnožavanjem stafilokoka ako sirovi materijal nije termički obrađen

Simptomi stafilokoknog trovanja

Prvi simptomi trovanja (mučnina, povracanje, grčevi u stomaku i dijareja) ce se pojaviti tokom 1-6 h posle obroka hrane kontaminirane stafilokokom. Znojenje, dehidracija, slabost, salivacije, anoreksija, a može da se javi i šok. Oporavak se dešava obično tokom 1-3 dana ako se primenjuje lečenje, uključujuci korekcije bilansa vode

Smrt je retka

Da biste izbegli intoksikacije, neophodno je minimizirati, upotrebom odgovarajucih metoda higijene hrane, verovatnocu kontaminacije termički prerađene hrane sa stafilokokom

Clostridia botulinum

Botulizam, izazvan termolabilnim proteinskim neurotoksinom od Cl. botulinum, termostabilni spora-formiraći Gram pozitivni anaerobni bacil, je daleko najopasnija bakterijske intoksikacija

U nekoliko slučajeva, botulizam, poznat i kao "trovanje kobasice," ima fatalan kraj, a terapija preživelih može trajati mesecima. Naziv vrste, kao i da od trovanja potiče iz latinske reči botuli, što znači kobasice

Clostridium botulinum

Spore bakterije su veoma uporane, ali toksin se uništava na temperaturi od 79 °C tokom 20 min ili na 85° C u 5 min

Botulinum toksin je stabilan u kiseloj sredini želuca, gde se toksična komponenta brani protiv akcije želudačnog soka i pepsina sa netoksičnom komponentom toksina. U duodenumu toksin aktivira tripsin, što je praceno apsorpcijom u limfe

Clostridium botulinum

Botulinum toksin je mešavina sedam neurotoksičnih proteina (A, B, C, D, E, F i G).

Inhibicijom se oslobađa acetilholin, otrov ometa nervne impulse i izaziva paralizu mišica. Dalje, mišic ce delovati kao da je nerv uklonjen iz njega - koji rezultira paralizom osobe. Srecom, postoji protivotrov za botulizam (toksoid ili neaktivirani toksin) koji se takođe koristi za lečenje ljudi koji učestvuju kao "zamorci" u naučnom istraživanju botulizma

Trovanje C. botulinum

Pojavljuju obično 12-36 h nakon konzumiranja zaražene hrane; period latencije može se produžiti od 4 časa u slučaju veoma velikih doza do 4 dana u slučaju veoma malih doza. Prvi simptomi su: mučnina, povracanje i dijareja, koji prate uglavnom neuroloških poremecaja kao što su glavobolja, vrtoglavica, zamagljen vid, poremecaji koordinacije, slabost lica mišica, gubitak lakših refleksa, respiratorne teškoce, i paraliza ždrela

Smrt sledi obično u roku od 3-5 dana, ali ponekad nakon 24 h, ili čak i posle 2-3 nedelje preko respiratorne insuficijencije.

Trovanje C. botulinum

Paraliza počinje u glavi i krece naniže po čitavom telu. Uprkos ozbiljnosti simptoma, žrtva je svesna i normalne telesne temperature.

Žrtve mogu biti delimično paralisane 6-8 meseci; oporavak zahteva formiranje i rast novih vlakana izvan starih

Smrt sledi obično u roku od 3-5 dana, ali ponekad nakon 24 h, ili čak i posle 2-3 nedelje preko respiratorne insuficijencije.

Clostridium botulinum

Posebno štetne su spore C. botulinum prema bebama mlađim od 12 meseci, čija crevna mikroflora još nije dovoljno razvijena da uništi spore

Ishrana odojčadi sa medom, gde se mogu naci vrlo često germinativne spore C. botulinum je opasna

Povezanost fatalnog botulizma odojčadi i meda je dokazana

Clostridium perfigens

Clostridium perfigens je široko rasprostranjena u probavnom traktu ljudi i životinja. Intoksikacije preko hrane izazvane C. perfringens su povezane sa sporulacijom bakterije u debelom crevu

Enterotoksin (lecithinase ili a-toksin), oslobođen tokom sporulacije može izazvati akumulaciju tečnosti u crevima

Nakon ulaska toksina u krvotok sledi oslobadjanje K + jona iz hepatocita i smrt izazvana hiperkalemičnim srčanim udarom

Trovanje Clostridium perfigens

Od pet antigenskih i toksikoloških različitih vrste (A, B, C D i E) C. perfringens, tip A je onaj koji je najviše povezan sa ljudskim gastroenteritisom

Samo meso i proizvodi od ribe mogu izazvati ovo trovanje. Najčešce, to su govedina, dinstana govedina, sos od mesa, i pite za tip A i svinjetina, kao i meso drugih životinja i riba za tip B

Trovanje Clostridium perfigens

Hrana kontaminirana ovom bakterijom je uglavnom termički obrađena u roku od manje od 1 h na temperaturi nižoj od 100°C, a potom čuvana bilo u toplom ili ohlađena polako

Spore koje su preživele toplotni šok ce se umnožiti brže u hrani i sposobne su da proizvedu više enterotoksna u crevima nego spore koje nisu podvrgnute termičkoj obradi

Bacillus cereus

Bacillus cereus je bacillus koji formira spore, i široko je rasprostranjena u prirodi. Može se naci u zemljištu, žitaricama, mleku, bilju, začinima i drugim suvim namirnicama. Takođe su zabeleženi slučajevi bolesti nakon konzumiranja kontaminiranog senfa.

Pošto B. cereus sintetizuje dve vrste enterotoksina (emetički i dijarejni), ukupno najmanje sedam različitih toksina, takođe izaziva dve vrste trovanja

Trovanje Bacillus cereus

Dijarejni toksin, proizveden aktivno rastucom bakterijskom celijom, je protein koji se može aktivirati proteolitiskih enzimima poput tripsina ili pronaze kao i skladištenjem 30 min na 56°C ili višoj temperaturi. Dijarejno trovanje može rezultirati jedenjem različitog mesa i povrca, ribe, mleka i sladoleda kontaminiranog sa B. cereus

Emetični toksin sa nepoznatim mehanizmom delovanja je stabilan na zagrevanje i na 121°C tokom 90 min, do promena pH, i delovanjem tripsina ili pepsina. Glavni izvori emetogenog toksina su razne žitarice i pirinač koji se služi u kineskim restoranima

Campylobacters

Bakterija vrste Campylobacter jejuni i C. coli su kod ljudi vodeci uzročnik bakterijskog enteritisa koji se zove kampilobakterioza

Kao izvor kontaminacije, mogu se istaći ljudi kao i voda za pice ili zemljište. Direktni vektori infekcije su najčešce živina, sirovo ili nedovoljno obrađeno meso, ili nepasterizovani mlečni proizvodi

Trovanje Campylobacters

C. jejuni izaziva najčešce akutnu samoograničavajuci enteritis u trajanju od 1-10 dana. Inficirano područje je uglavnom tanko crevo

Simptomi su bol u stomaku, proliv, groznica, a u nekim slučajevima, takođe konvulzije i povracanje. Simptomi se mogu više puta pojaviti tokom nekoliko nedelja. Mogu uslediti komplikacije kao što su peritonitis, sepsa i artritis. Trovanja mogu da izazovu različite čireve želuca i dvanaestopalačnog creva

Listeria

Listeria monocytogenes izaziva ozbiljnu bakterijsku infekciju listeriosis uglavnom u slučaju ljudi sa sindromom imunodeficijencije, novorodjenčadi, starijih osobe, i trudnica

U krajnjem slučaju listerija može da izazove abortus, i prevremeni porodjaj i kod novorodjenčadi meningitis, oboljenja disajnih puteva i kožni čvorovi

Trovanje listerijom

Moguće je zaraziti se listeriom konzumirajući hranu koja je zagađena sa L.monocitogenes, mleko, meki sir i drugi mlečni proizvodi, živina i životinjsko meso, povrće, itd. Listerija može da prouzrokuje meningitis, bakteremiju, sepsu, endokarditis, konjuktivitis i brojne druge bolesti, gastrointestinalni simptomi se pojavljuju jedino u slučaju jedne trećine trovanja

Listeriosis je relativno retko oboljenje ali sa relativno visokom stopom smrtnosti (oko 30%). Srećom, izlečiv je antibioticima

Nitrati,nitriti i nitroamini

Joni nitrata (NO3-) pojavljuju se u našoj hrani iz 2 izvora – kao fiziološki sadržaji u povrću i kao aditivi u hrani

Od najčešće konzumiranog baštenskog povrća najveću količinu nitrata (prosečno 1400-2000 mg/kg) sadrže rotkvica, cvekla, zelena salata i kukuruz

Kupus, šargarepe, spanać sadrže 200-1000 mg/kg nitratnih jona, a drugo povrće, kao i voće i bobice sadrže manje

Nitrati, nitriti i nitroamini

Sadržaj nitratnih jona u hrani zavisi u velikoj meri od đubrenja i drugih uslova

Nitrati sami po sebi nisu štetni za čoveka u pravilno konzumiranim količinama. Problem je što nitrati prelaze i nitrite u mikrobiološkom sistemu sisara

Redukcija nitrata počinje u ustima, gde 8% nitrata u hrani je reducirano od strane oralnih bakterija. Ovaj proces se dešava tako što se nitratni joni vraćaju u usta iz utrobe preko krvi i pljuvačke

Nitrati, nitriti i nitroamini

Nitriti su, u veoma malim koncetracijama, takođe korišćeni kao aditivi u mesu

Nitritni joni imaju 2 štetna efekta na organizam :

Nitriti oksiduju hemoglobin u methemoglobin koji nije sposoban da veže kiseonak.

Kada koncetracija methemoglobina u krvi dostigne visok nivo, može doći do anoksije u tkivima. U slučaju upotrebe vode koja sadrži više od 30 mg/L NO3-, poreklom iz zemljišta, djubriva itd

Nitrati, nitriti i nitroamini

Nitriti, oni dodati mesu pre konzervacije i oni formirani u ustima iz nitrata, proizvode N-nitrosamine i N-nitrosamide u povoljnim količinama slično kao i kiselo okruženje u stomaku ili kuvanje proteinske hrane uz pomoć reakcije sa sekundarnim aminima i amidima. Ova jedinjenja su efikasni mutageni i opasni karcinogeni

Problem nastaje ukoliko je previše nitrata ili nitrita pogrešno dodato mesnom proizvodu ili joni nisu ravnomerno respoređeni u proizvodu. Formiranje nitrosamina se nastavlja preko soli diazonijuma

Nitrati, nitriti i nitroamini

Nitrosamini se mogu naći u hrani kao što je riba, meso i sir kojima su dodati nitriti radi boljeg čuvanja, kao i u lekovima, kozmetici, duvanu, čaju, pivu, itd. Oni se takođe formiraju tokom prženja ili dimljenja

Nivoi nitrosamina su opali u prehrambenim proizvodima u prethodnim godinama zbog promena u načinu obrade hrane

Nitrati, nitriti i nitroamini

Najrasprostranjeniji je NN-dimethylnitrosamine (NDMA, R1 = R2 = metil), koji je najmoćniji karcinogen. NDMA može prouzrokovati formiranje tumora u jetri, bubrezima, bešici, jednjaku, stomaku, crevima, pankreasu i respiratornim organima

Nitrosamini su takozvani sekundarni karcinogeni, oni nisu aktivni u njihovoj originalnoj molekularnoj formi, ali se konvertuju u živom organizmu

Bisfenoli

Eposkilne smole, polimeri sintetisani kondenzacijom epihloridrina sa bisfenolom a siroko su korisceni kao zastitna obloga plasticnih materijala za pakovanje hrane ukljucujuci konzerve

Prinos polimerizacije nije nikada 100% i dobijena smola uvek sadrzi monomerne ostatke- u ovom slucaju molekuli BADGE. Razlicite studije su pokazale da BADGE moze preci sa materijala pakovanja na konzervirano meso, ribu konzerviranu sa uljem povrca, materijalom povrca, mlecnim proizvodima

Bisfenoli

Najveca izmerena koncetracija BADGE i produkata njegove hidrolize (ukljucujuci i one koje sadrze atome hlorina) u konzarviranoj hrani do sad je 12, 6 mg/kg

Prema direktivama EU komisije najveca dozvoljena specificna granica prenosa (SML) od BPA I BADGE u hrani je 3 i 0, 02 mg/kg respektivno. Kasnije poslednji limit je povecan na nivo od 1 mg/ kg za BADGE i proizvod njegove hidrolize