Учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности «Технология пищевых производств»

1. 
   ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
   

2. 
   СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
   
3. 
   (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
   
4. 
   * * *
   

5. 
   Г.К. Василиади
   

6. 
   ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ НА ЧЕЛОВЕКА
   

7. 
   ВЛАДИКАВКАЗ 2007
   

Организм человека – это сложная самоорганизующаяся, саморегулиру­ющаяся и саморазвивающаяся адаптивная система, все органы которой друг с другом функционально связаны, друг друга обуславливают. Адаптивные и регу-ляторные механизмы организма определяют его взаимо-действие с внешней средой. Вопрос о системах и механизмах, воспринимающих и перерабатывающих поступающую инфор-мацию, представляет собой одну из наиболее интересных и сложных проблем современной биологической науки. Вступ-ление человека в противоре­чие с окружающей средой пос-тоянно вызывает у него потребность в приспособлении как се-бя, так и ее для себя. Биологическая природа человека прояв-ляется в стремлении сохранить жизнь и продолжить ее во вре-мени и пространстве через размножение, обеспечить максимум безопасности и комфорта. Эти потребности можно удов-летворить через постоянное взаимодействие человечества со средой обитания. Человечество подчиняется законам биоло-гическим и социальным, поэтому человек на Земле – единст-венный биосоциальный вид. Только человек с помощью ос-военной им дополнительной энергии приспосабливает пол-ностью среду своего обитания к собственным потребностям. Социальные условия жизни человека, факторы, связанные с его трудовой деятельностью, породили специфические факторы, к которым необходимо адаптироваться.

Их число растет с развитием цивилизации. Организм обладает поразительной устойчивостью по отношению к различным по-мехам, нарушениям нормального функционирования. К. Уддинг-тон [1] отмечает, что генотип определенным образом забуферен, обеспечивая устойчивость развития, которая способна справиться не только с помехами внутри генофонда, но и с изменчивостью внешней среды. Чем меньше вредное влияние среды, чем лучше защищено развитие организма от внешних помех, тем надежнее это развитие. До тех пор пока внешние условия колеблются в некоторых нормальных пределах, не мешающих развертыва-нию генетической программы, они не в силах столкнуть гено-тип с нормального пути его развития, утверждает Э. Майр [2]. Вместе с тем следует отметить, что проблема адаптации человека приобретает в настоящее время важное значение в связи с тем, что морфофизиологические особенности человека, сформировавшие-ся в течение длительного периода эволюции, не могут приспосо-бительно изменяться с такой же быстротой, с какой изменяются технологические процессы и окружающая среда. Несоответствие во времени между этими процессами может привести к возник-новению своего рода «ножниц» между биологической природой человека, т. е. между его способностью к адаптации к изменениям окружающей среды, что сможет проявиться в различных патологических расстройствах.

В настоящее время на человека воздействует большое коли-чество факторов: вредные агенты, связанные с развитием атомной и химической промышленности, отходы производства, изменяю-щие абиотическое и биотическое окружение человека. Все это ко-ренным образом изменило структуру заболеваемости и смертности в экономически развитых странах [3]. Д.В.Рахманин и Л.А.Чур-масова [4] сообщают, что предприятиями пищевой отрасли ежегодно выбрасывается около 400 тысяч тонн вредных веществ, и лишь 44 % из них проходят очистку. В то же время, сущест-вующие очистные сооружения не обеспечивают требуемой степени очистки. На собственные нужды предприятиями пищевой промышленности ежегодно используется около 60 млн.м^З воды, объем сбросов составляет 46 млн.м^З. Доля загряз­ненных сточных вод к общему объему стоков составляет около 77 %, что указы-вает на низкую эффективность работы имеющихся очистных со-оружений.

Питание – важнейший фактор, определяющий здоровье человека. К приоритетным направлениям современной науки о питании от-носят: организацию рационального, сбалансированного питания; профилактику алиментарных заболеваний, связанных с дефи-цитом белка и других незаменимых факторов питания; дальней-шее развитие и укрепление системы контроля и надзора за качес-твом и безопасностью продоволь­ственного сырья и пищевых продуктов; повышение уровня знаний населения в вопросах здо-рового питания. Особую актуальность указанные направления при-обретают в рамках реализации «Концепции государствен­ной поли-тики в области здорового питания населения Российской Феде-рации», одобренной постановлением Правительства РФ № 917 от 10 августа 1998 года.

Каждый человек должен обладать необходимыми сведениями о рациональном питании, веществах, составляющих пищу, об их роли в жизнедеятельности здорового и больного организма. Все это формирует культуру питания, являющуюся неотъемлемой час-тью культуры общества. Нарушение принципов рационального пи-тания неизбежно приводит к развитию заболеваний. Актуальна проблема загрязнения продовольствен­ного сырья и пищевых про-дуктов чужеродными веществами химического и биологического происхождения. Слова отца медицины Гиппократа «Пища ваше лекарство» сохраняют свою значимость и в наше время. Вот по-чему строжайший контроль за санитарным состоянием мест торговли, надзор за содержанием, заготовкой и убоем жи-вотных, заготовкой, хранением и переработкой мяса, молока, яиц, шерсти, кожи и других продуктов и сырья животного и расти-тельного происхождения является основой профилактики масс-совых отравлений среди населения всех возрастов. Еще в древние времена сложился культ жрецов, которые определяли пригод-ность мяса в пищу людям. В 1722 г в России была учреждена ин-спекция, которой вменялось в обязанности запрещать тор-говлю «вонючим мясом», виновных штрафовать, а не уплатив-шим штраф «...бить батогами». Актуальна проблема загрязнения продовольст­венного сырья и пищевых продуктов чужерод-ными веществами химического и биологического происхож-дения. Вопросы безопасности и производства «здоровых» продук-тов питания решаются в цивилизованных странах путем дейст-венного механизма государственного контроля за их качеством. Следует отметить, что недостаточное – нерациональное пита­ние особенно резко сказывается на здоровье детского населения. Смертность грудных детей остается довольно ощутимой. Несоб-людение рационального питания привело к увеличению числа лиц с избыточным весом, особенно лиц в среднем и пожилом воз-расте. Это, несомненно, тесно связано с питанием, не отвечаю-щим физиологическим требованиям. В то же время, заболевания сердечно-сосудистой системы у тучных людей встречается в 1,5 раза, диабетом в 3,8 раза, циррозом печени в 1,5 раза чаще, чем у лиц того же возраста, но с нормальным весом. О вреде непра-вильного питания говорят данные о смертности лиц с избыточным весом. При избытке веса на 4,5 кг по сравнению с нормой смерт-ность увеличивается на 8%, 9 кг – на 18%, 13,5 кг – на 28%, 22,7 кг – 56% [5]. Это явление носит социальный характер, следова-тельно, питание широких масс населения представляет собой важ-нейшую социально-экономическую и гигиеническую проблему.

Вот почему важнейшей задачей питания является изучение количественной и качественной сторон питания человека с учетом различных условий его жизни и деятельности.

В настоящее время на территории Российской Федерации реализуется большое количество некачественной, а зачастую и опасной для жизни и здоровья потребителей товаров. Пищевая продукция может быть как некачественной, т. е. не удовлетворяю-щей требованиям потребителя, так и опасной, в связи с тем, что производится из некачественного сырья или с нарушениями тех-нологического процесса. Это может причинить непопра­вимый вред здоровью и жизни людей.

Существует и проблема отрицательного воздействия обыч-ных, не подвергнутых порче пищевых продуктов на организм че-ловека, что имеет большое практическое значение. К сожалению, на сегодня отсутствует достаточная ясность в самих представле-ниях о физиолого-биохимических механизмах непереносимости и несовместимости пищевых веществ и продуктов. Часто путают пищевую аллергию с другим видами непереносимости ве-ществ, связанными, например, с наследственными энзимопатия-ми. Различают три группы непереносимости [6]. Первая группа включает случаи полного наследственного нарушения синтеза ка-кого-либо из ферментов в различных участках пищеварительного тракта. К их числу относят непереносимость лактозы (есть люди, которые молоко не употребляют). Вторую группу характери-зуют случаи преимущественно вторично приобретенной фермент-ной недостаточности при нарушении его синтеза. Их развитие свя-зано с резкими проявлениями гипосекреции пищеварительных со-ков и входящих в их состав ферментов, что обусловлено развитием воспалительных и атрофических процессов. Третья группа объе-диняет проявления пищевой аллергии. Необходимо отметить, что явления пищевой аллергии могут затрагивать весьма широкий перечень продуктов. Наиболее распространенными пищевыми аллергенами, несомненно, являются белки яиц, молока и пшеницы. Весьма часты случаи аллергии к рыбе, землянике, орехам, тома-там, шоколаду, бананам и даже цитрусовым. У многих граждан нашей республики возникает аллергическое состояние в пе-риод цветения амброзии. Общеизвестно, что иммунологическая сущность аллергии заключена в белковой фракции, которая яв-ляется носителем антител.

Вопросы:

1. Что значит для человека правильная организация своих

отношений с окружающей природой?

2. Что значит проблемы адаптации человека в изменяющихся

технологических процессах окружающей среды?

3. Как вы понимаете проблему рационального питания?

Возрастающие техногенные нагрузки на среду обитания че-ловека, увеличение содержания тяжелых металлов в воздухе, воде и пище ведут к повышенному поступлению их соединений в организм, что существенно нарушает его функцию. К числу наиболее уязвимых физиологических систем организма отно-сятся сердечно-сосудистая система [7,8] и почки, поскольку тя-желые металлы проходят через почечный фильтр и существенно повреждают его. Проникая в организм человека в небольших количествах через органы дыхания, пищеварения или кожу, вредные вещества оказывают токсическое патогенное воздейс-твие, вызывая функциональные нарушения в нем, превышаю-щие защитные возможности организма. По степени воздействия на человека вредные вещества делят на четыре класса: чрезвы-чайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные и малоопас-ные. В зависимости от опасности вещества устанав­ливают его предельно допустимые концентрации. Предельно допусти­мые концентрации (ПДК) – это такие, которые при ежедневной работе в течение смены и на протяжении всего трудового стажа не вызывают у работающих профессиональных заболеваний или отклонений в состоянии здоровья как в период работы, так и в отдельные сроки жизни. Тяжелые металлы получили свое наз-вание благодаря высоким значениям атомной массы. Они спо-собны накапливаться в растениях и животных тканях. В не-больших количествах некоторые тяжелые металлы необходимы для жизнедеятельности человека. Это медь, цинк, марганец, же-лезо, кобальт, молибден. Нехватка какого-либо из них приводит к нарушению нормаль­ных функций организма, но увеличение их содержания выше нормы вызывает угрозу для здоровья. Экологическая обстановка в РСО-А обра­щает на себя серьезное внимание. Выбросы загрязняющих веществ от всех имеющихся в республике источников за 2000г. составили 132,74 тысяч тонн, что больше чем в предыдущем году на 11,640 тысяч тонн [9, 10]. Нами были проведены исследования по определению по-казателей безопасности в мясе говядины и свинины, вырабаты-ваемых в различных техногенных зонах Северной Осетии. Пер-вая зона исследования располагается в радиусе 15 км от г. Вла-дикавказа, вторая – от 15 до 40 км, третья – более 40 км. Результаты двухлетних исследований приведены в табл. 1 и 2.

Содержание ионов тяжелых металлов в мясе первой и ВТО-рой техногенных зон не соответствует медико-биологическим тре-бованиям и санитарным нормам качества продовольственного сырья и пищевой продукции, в связи с чем, мясо не подлежит реа-лизации. Наиболее опасные металлы: свинец, кадмий и мышьяк. Для оценки экологического состояния пищевых продуктов в ка-честве объектов исследования были отобраны следующие образ-цы: говядина (Октябрьское, Эльхотово); свинина (пос. Южный, г. Моздок). Результаты приведены в таблице 3.

Результаты анализа свидетельствуют о высоком уровне загрязнения мясного сырья токсичными элементами. Все ис-следуемые образцы содержат металлы, в которых содержание таких опасных токсикантов, как кадмий, свинец, мышьяк, титан, ванадий в некоторых образцах завышено. А показатели цинка и железа значительно превышают предельно допусти­мые концен-трации. Таким образом, исследуемая продукция не соответ­ствует медико-биологическим требованиям и санитарным нормам продо­вольственного сырья и пищевой продукции. Некоторые товары и препа­раты, используемые в быту, содержат тяжелые металлы. Неорганические пигменты – красители представляют собой сое-динения алюминия, вана­дия, олова. Косметические препараты также содержат тяжелые металлы: пудра – оксид цинка, тени для век – высокодисперсный порошок алюминия. Глав­ный источник поступления тяжелых металлов в ваш дом – вода, выхлоп-ные газы и краски [11].

Гидрохимическое состояние реки Терек в верховьях остается удовлетворительным. Ниже по течению качество воды меняется. Так, у головного водозабора Алханчуртского канала и в створе ниже г. Беслана выявлено превышение предельно допустимых концентраций следующих показателей: по меди – в среднем в 1,3 раза, по цинку – в 2 раза. Биохимическое потребление кисло-рода в указанных створах также превышает установленный нор-матив – в среднем в 2,5 раза. По нефтепродуктам норма превы-шения в 1,2 раза, по меди – в 2,6, по марганцу – в 4,8.

В устье реки выявлено повышенное содержание цинка 2,5 раза. Кроме того, по всему течению реки повышен фон содержа-ния алюминия и железа, имеющий естественный характер.

В устье реки Гизельдон отмечено повышенное содержание меди – в 4 раза выше нормы. Механизм действия металлов на печень и почки представляется следующим образом. Ионы кад-мия и цинка связываются с сульфгидрильными группами специ-фических или неспецифических белков, выполняющих транс-портную функцию. Отмечено, что наибольшей мутагенной ак-тивностью обладают цианидные комплексы металлов. Характер мутаций зависит от структурного и физиологического состояния хромосом, которое определяется фазами клеточного цикла, и обуславливает дальнейшую судьбу первичных повреждений ДНК.

В России большинство установок для сжигания мусора не контролируют содержание тяжелых металлов при его переработ-ке. Поэтому, проживая вблизи от предприятия по переработке от-хо­дов вы подвергаетесь воздействию тяжелых металлов. Главная проблема, связанная с тяжелыми металлами в красках, – это сви-нец. Чаще всего жертвами отравления свинцом становятся де-ти, отмечает Л. И. Денисович. Решение этой проблемы, оче-видно, – не использовать краску, содержащую свинец. Такую краску легко обнаружить по трещинам и характерному шелуше-нию. Ртутные термометры, люминесце­нтные и ртутные лампы не следует выбрасывать, их необходимо сдать в организацию, имею-щую возможность утилизировать или реализовать ртутные отхо-ды. Необходимо помнить, что пары металлической ртути опасны при вдыхании и легко проникают через кожу. Кадмий опасен в любой форме – принятая внутрь доза 30–40 мг смер-тельна. Даже питье лимонада из сосудов, материал которых содержит кадмий, чревато опасностью. Самые важные симп-томы отравления – поражение почек и нервной системы, бе-лок в моче, нарушение функций половых органов, нарушение функций легких. Предполагается канцерогенное действие кад-мия. В организме кадмий в первую очередь накапливается в поч-ках. Больше все-го кадмия мы получаем с растительной пищей. Он чрезвычайно легко переходит из почвы в растения: последние поглощают до 70 % кадмия из почвы и лишь 30 % – из воздуха. В луговых шампиньонах было найдено до 6 мг/кг кадмия. Поэтому рекомендуется употреблять в пищу меньше дико-растущих грибов. Установлено, что у курильщиков в организме, в среднем, больше кадмия, чем у некурящих. Для выведения кад-мия, необходимо применять пищевые рационы богатые белками, серосодержа­щими аминокислотами, аскорбиновой кислотой, цин-ком, железом, медью, селеном. Для выведения ртути необходим пищевой рацион, включающий продукты, богатые цинком и селе-ном, аскорбиновой кислотой и медью, протеином и цистеином.

Закон Российской Федерации «О санитарно – эпидемиологи-ческом благополучии населения» (статья 8) прямо указывает: «Граждане имеют право на благоприятную среду обитания, фак-торы которой не оказывают вредного воздействия на человека»

Под влиянием современной научно-технической революции, урбанизации, широкого применения продуктов химии, в т.ч. пес-тицидов, полимеров, радиоактивных веществ и т.д. воздействие человека на природу становится вес более активным. Повышая урожайность до 41% пестициды, вместе с тем, являются изна-чально чужеродными веществами и ядами [12]. Они могут пред-ставлять собой известную опасность для природы и человека. Поэтому одна из основных проблем гигиены питания – необхо-димость профилактики отравлений пищевыми продуктами, полу-ченными от продовольственных культур и животных, обработан-ных пестицидами.

Установлено, что поступление пестицидов в организм человека осуществляется как через технологически необработанные сырье-вые продукты, так и через продукции прошедшую глубокую тех-нологическую переработку с воздействием физических факторов производства (консервы, колбасы, молочные продукты, хлебобу-лочные изделия). При этом, присутствие ядохимикатов обнару-живается наиболее часто в овощах, выращиваемых в тепличных хозяйствах – 12,5%. Остальное продовольствие содержит пести-циды на уровне 2-6% исследуемых проб. В продукции, постав-ляемой в детские дошкольные учреждения, остатки ядохимикатов обнаружены в 2,2% проб [12]. При длительном поступлении пес-тицидов в организм человека любым путем в малых дозах и кон-центрациях возможно возникновение хронических отравлений. Они могут явиться своего рода пусковым механизмом для возник-новения и неблагоприятного течения многих заболеваний [12] таблица 4.

Основные химические классы пестицидов (их более 30) следую-щие: хлорорганические, фосфорорганические, ртутьорганические, производные карбонатов, нитрофенолы медьсодержащие, симт-риазины, синтетические пиретроиды, алифатические, ацикличес-кие, ароматические кислоты и их производные, прочие классы [12].

Сопротивляемость биологического вида к ядам, в том числе к пестицидам, зависит от скорости смены поколений, в ходе кото-рых благодаря естественному отбору происходят генетические пе-рестройки, и вид относительно адаптируется, что нельзя сказать в отношении человека. В частности заболеваемость детей в возрасте от 0 до 14 лет в районах интенсивного применения пестицидов бо-лее чем в 2 раза превышало заболеваемость в районах с мини-мальной пестицидной нагрузкой [13].
таблица 4

Заболеваемость и смертность детей в регионах интенсивного применения пестицидов (виноградство, садоводство) в Краснодарском крае.

На приведенной схеме достаточно убедительно показана система аккумулирования ксенобиотиков и их трансформация в организм новорожденных детей.(стр.59)

Особую тревогу вызывают данные [14] по содержанию хими-ческих элементов в свинине по Моздокскому району в мкг/кг. При ПДК алюминия 10,0 титана 2,4; хрома 0,56; марганца 1,1; железа 20; меди 5,0; цинка 20,0; молибдена и вольфрама следы в свинце эти показали соответственно составили 10,0; 12,0; 5,2; 4,0; 420,0; 4,6; 250,0; 0,46 и 0,10. Следовательно, продукция не соответствует медикобиологическим требованием и санитарным нормам продо-вольственного сырья и пищевой продукции.

В погоне за пищевыми продуктами, необходимыми для ны-нешнего демографического взрыва и в поисках терапевтических средств внимание людей все больше привлекают натуральные продукты, которые человек испытывает в течение многих лет, к которым он привык и хорошо переносит. Мед, воск, прополис, пыльца, перга, пчелиный яд, маточное молочко – это нату-ральные продукты. Если говорить о питательной ценности ме-да, то он дает человеку глюкозу и левулезу в естественном виде, в то время как сахар-рафинад почти полностью состоит из сахара. Именно с ростом потребления сахара-рафинада связано увели-чение дегенеративных сосудистых заболеваний, что подтвер-ждается статистиче­скими данными [15]. Цветочный мед является продуктом, полученным из нектара цветов растений. Состав меда, полученного от различных видов медоносных растений, неодина-ков и зависит от его происхождения, зрело­сти и времени года. По данным Лутергера (А.Дончев, 1936) химический состав меда: вода –17,20%, минеральные вещества – 0,75%, сахароза – 0,40%, воск –0,90%. Данные некоторых исследо­вателей колеблются по мно-гим показателям, и это зависит от места сбора меда и флоры. Ц.Цветкова, С. Душе и Ю. Рушкова [16] исследовали 72 пробы цветочного меда и пришли к заключению, что сбор меда с разно-образной растительностью дает значительные колебания в химии-ческом составе. П. Гавриел (С.Младенов, 1971) установил, что в нормальном цветочном меде содержится до 0,35% минеральных веществ. По их мнению, более разнообразен и выше по содер-жанию минеральный состав полифлерного меда.

С. Младенов отмечает единственную разницу в содержании минера­льных веществ в зависимости от источника медосбора. В частности, каштановый мед содержит 168,25 мг хлора на 1 кг меда, а липовый – только 45,52, подсолнечный – 216,34. Резко меняется минеральный состав меда от одних и тех же медо-носных растений, но произрастающих в различных местностях.

Нами была поставлена задача – изучить минеральный состав медов от медоносных растений нашего региона и особенно на-личие тяжелых металлов в них. Подготовку и анализ образцов проводили методом спектро­метрии и индуктивно связанной плазмы. Сравнительная оценка накопления химических эле-ментов в медоносных растениях и их трансформация в мед при-ведены в табл. 4. Разница отмечается в зависимости от источника сбора меда. Если меди в мёде с разнотравья содержится 13 мкг/г, то с гречихи этот показатель составил 17,5 мкг/г. По разнотравью процент перехода меди из растения в мед составил 2,53 %, с гречихи –2,85 %; свинец в первом случае составил 3,90 %, а во втором –1,84 %. Что касается магния и кальция, то их содержание превосходит по показателям все остальные элементы [17].

Процент перехода тяжелых металлов из растений в мед резко падает. Это скорее связано с физиологическими особенностями растения и с местностью, где проводился сбор меда.

Содержание йода, так необходимого в регионе Северного Кавказа с учетом его дефицита в природе и в организме человека, в гречишном меде составило 0,60 мкг/г, в то же время содержание свинца в нем на 0,12 мкг/г меньше чем его содержание в мёде из разнотравья.