Potravinářská toxikologie

Výroba potravin a stravovací služby – zvýšená kontrola ze strany státu.

Základní požadavky na jakost a zdravotní nezávadnost potravin:

• zákon č. 110/1997 Sb. o potravinách a tabákových výrobcích
• prováděcí vyhlášky ministerstva zemědělství a zdravotnictví.

Veřejnoprávní ochrana (zákon č. 59/1998 Sb.) – zahrnuje i sankce za porušení stanovených povinností – pokuty. Kontrola orgány státního dozoru.

Poškozený spotřebitel – může se dožadovat náhrady způsobené škody (např. ušlá mzda v době nemoci; regresní požadavky pojišťovny na náklady spojené s léčením apod.)

Výrobce má i zodpovědnost trestní (trestný čin obecného ohrožení, speciální trestný čin ohrožování zdraví závadnými potravinami a jinými potřebami).

Zdravotní nebezpečí z potravin a pokrmů

• zdravotní riziko z požívání potravy je téměř neomezené
• absolutní bezpečnost potravin nelze zajistit
• ale riziko lze snížit na minimum při:

- dodržování technologických postupů

- odstranění všech faktorů a příčin, které by mohly zdravotní nezávadnost potravin negativně ovlivnit

• Rizikové faktory:

- biologické

- chemické

- fyzikální

Biologická nebezpečí

Hlavním a nejrozšířenějším zdrojem nákaz potravin jsou mikroorganismy:

• patogenní bakterie,
• toxinogenní bakterie a plísně,
• viry.

Další biologičtí původci: rostliny a živočichové.

Bakterie

• otrava z potravin působená bakteriemi – bakterie se pomnoží v potravě a silný nárůst způsobí onemocnění po požití potravy

- infekční typ – bakterie pokračují v těle hostitele v růstu; po rozpadu buněk se uvolní endotoxin; projevy otravy – akutní gastroenteritida (salmonely)

- toxický typ – působí “pravou“ otravu; toxická látka se uvolňuje do potraviny při růstu bakterií, ještě před jejím požitím; projev otravy – akutní gastroenteritida, ale požití bakterií není nutnou podmínkou (Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus)

Salmonely

• citlivé na vyšší teploty, zahřátí na 60 °C 15–20 min stačí ke zničení
• infekční dávka 106–1010 buněk/g potraviny, inkubační doba 8–36 hod., nejčastěji 8–10 hod.
• projevy – zvracení, bolesti břicha, průjem, horečka, silná dehydratace organismu; úmrtnost pod 1 % (malé děti, oslabení jedinci)

Salmonella

Clostridium perfringens

• spory, velmi odolné vůči vyšším teplotám
• 5 typů clostridií podle produkovaného toxinu A-E, intoxikace A-C
• typ A běžný – projev – průjmové onemocnění; typ C vzácný – akutní nekróza končící perforací střev, úmrtnost kolem 50 %
• infekční dávka 106, inkubační doba 6–22 hod
• patří mezi nejrozšířenější patogenní bakterie (voda, půda)

Staphylococcus aureus

• produkuje 6 typů toxinů A-F, polypeptidové povahy, nejrozšířenější typ A, může být v kombinaci s D
• vysoká tepelná stabilita, vydrží var 30 min
• infekční dávka >106, inkubační doba 1–6 hod
• projevy: nauzea, zvracení, křeče v břiše, průjem, úmrtnost velmi nízká

Staphylococcus aureus

• bakteriální infekce způsobená potravinami:

- potravina má funkci přenašeče infekčního organismu, bakterie se nemusí v potravině pomnožit

Různé typy onemocnění vázány na určité typy potravin:

- salmonelózy – vejce, vaječné výrobky, maso, masné výrobky nedostatečně tepelně opracované

- listeriózy – mléčné výrobky, sýry, vyráběné z nepasterovaného mléka

Listeria monocytogenes

• roste v širokém rozmezí teplot 1–45 °C, nebezpečí pro chlazené potraviny
• nebezpečná pouze pro oslabené jedince, možnost onemocnění meningitidou a septikemií – nebezpečí smrti; letalita 30 – 50 %!
• inkubace kolem 14 dní, rozmezí 4–21 dní

Další bakterie ovlivňující bezpečnost potravin

Bacillus cereus

• produkuje 2 různé toxiny, jeden termolabilní (rozkládá se během 30ti min. při 56 °C), příznaky za 10–13 hod., průběh jako C. perfringens
• druhý rezistentní (vydrží 126 °C po 90 min.), příznaky za 1–5 hod., průběh jako po S. aureus

Clostridium botulinum

• 8 různých typů, tvoří spory, typ A, B, E toxický pro člověka, extrémně termorezistentní; typ C, D toxický pro zvířata včetně ptáků, nižší tepelná rezistence
• botulotoxiny – bílkovinný charakter, patří mezi nejúčinnější toxiny
• příznaky za 6–36 hod., bolesti břicha, zvracení, nejasné (dvojité) vidění, potíže při polykání, slabost svalů končetin, ochrnutí dýchacích svalů a srdce; není-li včas podáno antisérum – smrt

Escherichia coli

• nepathogenní a pathogenní – ty děleny na 4 skupiny
• enteropathogenní – průjmy u dětí
• enterotoxigenní – průjmy dětí i dospělých; příčina „cestovních průjmů“
• enteroinvazivní – působí řadu dalších onemocnění – zánět tlustého střeva dysenterie s krvavou stolicí a horečkami
• enterohemorhagické – způsobují hemorhagický zánět slepého střeva, hemolyticko-uremický syndrom končící smrtí u mladých a starých pacientů

Shigella

• nejnebezpečnější S. dysenteriae, působí úplavici; ostatní druhy průjmová onemocnění
• vysoce pathogenní, stačí 10 buněk k vyvolání nemoci

Toxinogenní plísně

• tvoří toxické metabolity mykotoxiny; příčina nejen lehkých onemocnění typu gastroenteritid, ale i zhoubných nádorů
• rizikové potraviny: marmelády, džemy, oříšky, sušené ovoce a zelenina, sušené mléčné výrobky, pečivo, chléb, obilí, mouka, těstoviny

Nejzávažnější mykotoxiny produkované rody:

'- Aspergillus, Penicillium a Fusarium

Aspergillus flavus a oryza

- aflatoxiny, nejtoxičtější aflatoxin B1

- dále ochratoxin – mutagenní a karcinogenní účinky, u malých dětí smrt

- aflatoxiny jsou málo lipofilní, snadno přecházejí do hydrofilnějšího podílu suroviny

- tepelné operace vedou k částečným ztrátám, ale ochratoxin je termostabilní

Aspergillus flavus

Penicillium

- toxiny jsou cyklopiazonová kyselina, patulin, citrin

- patulin v ovocných a zeleninových výrobcích z přezrálých a poškozených plodů,

- pokles při tepelných operacích, zejména při déletrvajícím mikrovlnném ohřevu; též při ethanolovém kvašení

Fusarium

- trichoteceny, zearalenon, deoxinvalenon, fumonisiny

- časté kontaminanty obilovin, znehodnocení i celé úrody

- kumulace v otrubách (DON), výroba pečiva nevede k jejich snížení

- snížení rizika – pečlivá kontrola a výběr vstupní suroviny

Viry

• řada virů přenášena potravinami a vodou
• infekce člověka trávicím traktem
• potraviny jimi mohou být infikovány, ale viry se v nich nerozmnožují, pouze přežívají
• některé inaktivovány krátkodobým zahřátím na 72 °C, jiné až varem
• odolné viry hepatitidy a enteroviry ústřic
• obecně vysoká infekčnost, u citlivého člověka stačí i jedna virová partikule
• nebezpečné syrové maso, mořští korýši a měkkýši; mohou koncentrovat viry lidského původu ze znečištěných vod

Paraziti

Protozoa:

Giardia

- tvoří cysty, nalezeny v zeleninových salátech a ovoci, působí střevní infekční onemocnění; usmrceny při tepelné úpravě

Giardia

Entamoeba hystolitica

- působí dysenterii, rozšířena v místech s velmi nízkou hygienou

Sporozoidní protozoa:

Toxoplasmosa gondii

- potravinová infekce vzácná, po požití nedostatečně vařeného masa, průběh lehké chřipky, nebezpečná pro gravidní ženy

Sarcocystis

- příznaky onemocnění mírné, zvracení, průjmy

Cryptosporidium

- infekce průjmový charakter, závažné pro jedince s porušeným imunitním systémem

Ploštěnci:

Termatoda

- motolice jaterní cizopasí v žlučovodu skotu a ovcí, mezihostitel plž plovatka

- příznaky onemocnění u lidí: horečky, únava, ztráta chuti k jídlu a bolesti břicha

Cestoidea

- tasemnice dlouhočlenná, mezihostitel vepř

- larva se usadí ve svalu; v tomto stavu setrvá, dokud není pozřena člověkem

- přenosu lze zabránit správnou tepelnou úpravou

- projevy onemocnění – zvracení, bolesti břicha, anémie, poruchy nervového systému, úbytek na váze

Chemická nebezpečí

• souvisí s výskytem různých typů organických a anorganických škodlivin
• možnosti kontaminace:

- již ve výchozích surovinách

- sekundární kontaminace: v procesu výroby či přípravy jídel; v průběhu přepravy či skladování

• pro dále uváděné látky jsou v legislativních předpisech většinou uvedeny hygienické limity, tj. maximální přípustná množství

Kontaminace ze životního prostředí

• perzistentní, obtížně odbouratelné látky

- polychlorované dibenzodioxiny/furany (karcinogenní)

- polychlorované bifenyly

- „ klasické“ chlorované pesticidy (DDT), dnes zakázané

- hromadí se v tukových tkáních

- zdroj – kontaminovaná potrava, či krmivo, atmosférické imise (např. polycyklické aromatické sloučeniny, některé jako benzo/a/pyren – karcinogenní účinek)

Moderní pesticidy

• registrováno několik set účinných látek
• představují nejrůznější skupiny chemických sloučenin (organofosfáty, karbamáty, azoly, pyrethroidy apod.), v surovinách jejich rezidua
• většinou málo stabilní, působením fyzikálně chemických faktorů a biodegradace přeměňovány na relativně netoxické produkty
• k eliminaci jejich reziduí může dojít při vstupních operacích (mechanické úpravy – loupání, obrušování rýže, odstraňování pluch) i dalším zpracováním (mytí, blanšírování, sušení, zahušťování, pasterace, sterilace)
• někdy ale možnost zakoncentrování při zpracování suroviny, většinou odstraněno při dalším zpracování; zakoncentrování často v odpadních produktech výlisky při výrobě džusů, matolina při výrobě vína
• riziko nálezů reziduí vyšší v případě posklizňové aplikace (ochrana obilí před napadením škůdci, retardátory klíčení brambor) než předsklizňové
• výskyt reziduí nad hygienickým limitem je ojedinělý, většinou nepřesahuje 1–2 %

Veterinární léčiva

• výskyt souvisí s růstem produktivity v živočišné výrobě
• aplikace léčiv (antimikrobiální, protizánětlivá, antiparazitární, antibiotika)
• někdy i hormony a různé stimulátory
• rezidua v mase, mléce, vejcích
• nebezpečí pro konzumenty (rezistence)
• komplikace při výrobě mléčných kysaných výrobků a sýrů
• prevence – důsledné dodržování ochranných lhůt v produkční sféře

Toxické minerální látky

• všeobecně sledované toxické kovy Pb, Cd, As, Hg
• nerovnoměrná distribuce v plodinách i organismech hospodářských zvířat vyšší hladiny v kořenových částech a listech; v játrech a ledvinách
• v domácích surovinách nadlimitní nálezy ojedinělé
• dusičnany a dusitany: původ – hnojiva i potravinová aditiva!
• nebezpečné zvláště pro malé děti; přebytek dusitanů působí methemoglobinemii
• vznik kancerogenních nitrosaminů

Látky vznikající během technologického zpracování a skladování

• nitrosaminy – v uzených masech a sýrech, rybách a některých nápojích (pivo); modifikace výrobních postupů
• toxické a anutriční produkty při oxidacích lipidů či reakcích neenzymového hnědnutí – mutagenní heterocyklické primární aminy, vznikají např. při smažení či grilování masa; hygienické limity dosud nebyly stanoveny;
• toxické chlorpropanoly – vznikají při výrobě bílkovinných hydrolyzátů (kořenící směsi a ochucující přísady, např. sójová omáčka) – limity stanoveny od r. 2002 pro 3-chlorpropan-1,2-diol
• urethan (ethylkarbamát) – karcinogenní účinky, vysoké nálezy byly zjišťovány v destilátech z peckovin (slivovice); úprava výrobního postupu
• některé biogenní aminy (histamin, tyramin, kadaverin, putrescin) – čerstvé ryby a maso; nutnost dodržovat důsledně hygienické podmínky

Přirozené toxické sloučeniny

• mykotoxiny
• toxické rostlinné složky – komponenty běžně užívaných potravin, množství závisí na odrůdě, klimatických a půdních podmínkách, na skladování, technologickém postupu
• hygienické limity pro glykoalkaloidy

- brambor – α-solanin, α-chaconin

- rajčat – tomatin

• normální obsah 0,002–0,01 %. Závadné od 0,2 %
• solanin – nezralé brambory (0,06 %), staré vyklíčené hlízy (v klíčcích až 0,5 %), v plodech až 1 %.
• toxická dávka 0,3g
• projevy otravy – škrábání a bolení v krku, nevolnost, zvracení, průjmy, koliky, horečka, obličej začervenalý, modravé rty
• tyto látky

- zvyšují permeabilitu membrán

- vyvolávají nebezpečí vzniku alergií na přirozené součásti potravy

• kyanogenní glykosidy – v jádrech peckového ovoce, hořkých mandlích a některých dalších plodinách (kasava) – prekursor kyanovodíku;
• může se uvolnit v úvodní fázi tepelného zpracování kompotů, kde nebyly odstraněny pecky
• problémy s přirozenými toxiny toxiny zvláště konzumenti s metabolickými poruchami – fenylketonurie, intolerance laktózy

Fyzikální nebezpečí

• mechanické nečistoty, ostré a tvrdé předměty:
• endogenní (ze surovin) – kameny, hlína, písek, skořápky, kosti, peří
• exogenní (z prostředí) –

- osobní předměty – sponky, knoflíky, nedopalky cigaret, mince, části textilií)

- z technologie a prostředí – rez, loupající se nátěr, střepy skla, šroubky, omítka

• Bezpečnost a jakost potravin souvisí s dodržováním správné výrobní a hygienické praxe.
• Je zaveden preventivní systém kritických bodů (HACCP), který:

- předchází, identifikuje a vyhodnocuje nebezpečí ohrožení zdraví spotřebitele, strávníka ještě než může vzniknout

- udává jaké postupy a prostředky jsou nezbytné k tomu, aby se nebezpečí předcházelo, než se může projevit

Potravinové doplňky – přídatné látky

• látky přidávané do pokrmů za účelem zlepšení chuti, vůně, vzhledu či trvanlivosti od pradávna, jejich počet do začátku 20. století omezený
• rozvoj s rostoucími znalostmi fyzikálních a chemických pochodů, v USA je do potravin přidáváno přes 2500 různých látek
• u nás exploze používání aditiv po r. 1989, současně přijat nový zákon o potravinách a spotřebitel se o aditivech dozví z informace na obalu
• potravinářská aditiva se označují mezinárodním kódem E
• přídatné látky jsou zařazeny do skupin podle účelu ke kterému jsou používány, je jich velké množství

Příklady:

• antioxidanty (E 300 – E 321)
• barviva (E 100 – E 182)
• konzervační činidla neboli antimikrobiální látky (E 200 – E 290)
• okyselující látky a látky upravující kyselost
• tavící soli
• kypřící látky
• náhradní sladidla a řada dalších

Mohou přídatné látky uškodit?

• některé se vyskytují v potravinách přirozeně, jiné působí jako vitaminy a zdroje minerálních látek, používají se léta a jsou považovány za bezpečné
• s jinými spojovány různé nežádoucí účinky: alergie, astmatické záchvaty, průjmy, vznik nádorů, nepříznivý vliv na reprodukci a vývoj plodu
• je určována přijatelná denní dávka, která by při denní konzumaci neměla působit zdravotní rizika; pozor ale na konzumaci řady dalších – násobné účinky
• hlavní problém ale v potravinách, ve kterých se vyskytují – aditiva často maskují laciné náhražky použité při výrobě potraviny
• přídatné látky testovány na zvířatech
• nežádoucí reakce u některých lidí na aditiva

- pseudoalergie

- hypersenzitivita na přídatné látky;

- projevy – kožní (kopřivka),

- problémy zažívacího ústrojí (bolesti břicha, nadýmání, nevolnosti, průjmy),

- neurologické (bolesti hlavy, svalů, malátnost, poruchy vidění aj.)

• dětská výživa – přítomnost aditiv omezena na několik časem prověřených a bezpečných látek; u ostatních potravin konzumovaných převážně dětmi však na to není brán zřetel, např. syntetická barviva v bonbonech, barviva a umělá sladidla v limonádách, žvýkačkách a jogurtech (zvláště jogurtech „light“); nevhodné jsou i instantní polévky, v nichž je vysoký obsah glutamanu sodného a dalších aditiv jako barviva, chuťové látky, modifikované škroby a další

Glutaman sodný

• původně isolován z řas kombu v Japonsku, dodává jídlu výraznou chuť
• jedna z nejpoužívanějších přídatných látek
• nežádoucí účinky u citlivých osob: bolesti hlavy, tlak na prsou, pálení předloktí a zadní části krku (syndrom čínské restaurace); někdy i poruchy vnímání, halucinace nevolnost, zvracení, dýchavičnost a ospalost
• nebezpečí pro lidi na nízkosodíkové dietě
• někdy vyvolávají astmatické záchvaty – buď do 2 hod. po jídle, provázené syndromem čínské restaurace, nebo samotné záchvaty s latencí 10–14 hodin
• zakázán v jídle pro kojence a dětské výživě
• u nás povolen v omezeném množství v potravinách, kromě nealkoholických nápojů

Potravinové doplňky

• doplněk výživy se zvýšeným obsahem energie, bílkovin, minerálů
• určeny pro osoby se zvýšenými nutričními požadavky
• na obalu mají mít uvedeno přesné složení – obsah mastných kyselin, vitaminů, minerálních látek, stopových prvků v hmotnostních jednotkách μg, mg, g /10g nebo 100 ml potraviny, které dávají potravině zvláštní výživové vlastnosti specifikované vyhláškou 336/97 MZ
• původ bílkoviny, rostlinný či živočišný
• celkový obsah přidaných vitaminů a minerálních látek
• často používány sportovci k rychlému doplnění energie a úpravě iontové rovnováhy
• při nedostatečných údajích o obsahových látkách někdy problémy při dopingových kontrolách (nadměrný obsah kofeinu, přítomnost zakázaných látek např. efedrinu)

Odkazy

Zdroj

• BALÍKOVÁ, Marie. Potravinářská toxikologie [online]. [cit. 2012-03-13]. <https://el.lf1.cuni.cz/p55625531/>.

• PROKEŠ, Jaroslav. Základy toxikologie :  obecná toxikologie a ekotoxikologie. 1. vydání. Praha : Galén : Karolinum, c2005. ISBN 80-7262-30-1X.