32
Kontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava, prodej technologické a kulinární zpracování klasifikace kontaminanty primární (exogenní) vnější zdroje kontaminanty sekundární (endogenní) vznik v potravině

Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

Kontaminující látky

vstup do potravin (neúmyslný)

zemědělská prvovýroba

znečištění životního prostředí

skladování, doprava, prodej

technologické a kulinární zpracování

klasifikace

kontaminanty primární (exogenní) vnější zdroje

kontaminanty sekundární (endogenní) vznik v potravině

Page 2: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

zdroje kontaminace

zemědělská produkce

používání pesticidních přípravků

hnojení

imise, emise

použití zálivkové povrchové vody

napadení mikroorganismy, zejména plísněmi

veterinární ošetření

skladování a zpracování

posklizňová aplikace pesticidů

vznik z relativně netoxických pesticidů

napadení mikroorganismy

technologické či kulinární úpravy

penetrace aditiv z plastů

Page 3: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

kritéria hodnocení

potenciální rizika a závažnost negativních účinků na zdraví člověka

frekvence případů, kdy daná cizorodá látka byla prokázána jako příčina intoxikací lidí či zvířat

častý výskyt v potravinách představujících důležité položky potravního koše

perzistence a četnost výskytu daného kontaminantu v prostředí, možná konverze na produkty s vyšší toxicitou, schopnost akumulace v potravním řetězci člověka

objem vstupů (emisí) daného kontaminantu do prostředí z průmyslu, zemědělství, městských aglomerací a dalších zdrojů

význam potraviny, ve které se daný kontaminant vyskytuje, z pohledu mezinárodního obchodu

Page 4: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

prioritní kontaminanty

mykotoxiny a jiné mikrobiální toxiny

toxické minerální látky

radioaktivní isotopy

nitrososloučeniny

polycyklické aromatické uhlovodíky

halogenované organické sloučeniny

rezidua pesticidů

rezidua veterinárních léčiv

další kontaminanty (ethylkarbamát, kontaminanty z obalů)

standardy a doporučení - Codex Alimentarius FAO/WHO

legislativa v ČR Zákon o potravinách a tabákových výrobcích č. 110/1997 Sb., Vyhláška č. 298/1997 Sb

Page 5: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

vnímání zdravotních rizik spojených s potravinami

pořadí odborníci laická veřejnost

1 mikrobiální znečištění rezidua pesticidů

2 přírodní toxiny průmyslové kontaminanty

3 průmyslové kontaminanty aditiva

4 rezidua veterinárních léčiv rezidua veterinárních léčiv

5 rezidua pesticidů mikrobiální znečištění

6 aditiva přírodní toxiny

Page 6: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

TOXINY PLÍSNÍ (MYKOTOXINY)

toxické sekundární metabolity vláknitých hub (plísní)

20 toxikologicky významných mykotoxinů

producenti plísně rodů Aspergillus, Penicillium, Fusarium

VÝSKYT

plesnivé potraviny

rezidua v živočišných tkáních a produktech

výrobky získávané s využitím kulturních plísní

produkty biotechnologií

FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ KONTAMINACI

biologické

chemické

prostředí (aktivita vody, teplota aj.)

Page 7: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

aflatoxiny

Aspergillus sp. (A. flavus, A. parasiticus), teplota, vlhkost

(subtropické a tropické klimatické podmínky)

aflatoxiny řady B a G

vysoké hladiny - kukuřice, podzemnice olejná, pistácie

nižší hladiny - mandle, vlašské ořechy, hrozinky, koření

toxicita (hepatotoxicita, mutagenita, karcinogenita)

OO

O

OCH3

O O

H

H

12

34

5

67

8

910

1112

13

1415

16 17

aflatoxin B1

Page 8: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

změny aflatoxinu B1 a M1 při zpracování

hygienické limity

např. obecně 20 - 40 g.kg-1 (suma)

dětská výživa 2 g.kg-1 (M1)

kojenecká výživa 1 g.kg-1 (M1)

produkt podmínky zpracování ztráty (%)

arašídy pražení, 150 C, 30 min 20

pražení v oleji 35

výrobky z arašídů pražení, 204 C 50-60

podzemnicový olej záhřev, 120°C, 10 min 0

mléko pasterace 72°C, 45 s 35

sterilace 115°C 19

Page 9: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

patulin

Penicillium patulinum, P. expansum

jablka, hrozny, pomeranče apod., relativně velmi běžný

kontaminant koncentrátů a džusů ( 0,1 mg.kg-1)

4-hydroxy-4H-furo(3,2-c)pyran-2(6H)-on

relativně stabilní v pH 3,0-6,5

antibiotické, antifungální, antivirové účinky vs. kancerogenita, mutagenita

změny při zpracování potravin

skladování - pomalé snižování obsahu

zahuštění šťávy vakuovou destilací - snížení o 25 %

pasterace (90 °C/10 s) - snížení o 20 %

ethanolové kvašení – rychlá degradace

mikrovlnný ohřev - snížení o 40 - 95 %

O OH

OO

1 2

3

456

73a

7a

Page 10: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

trichotheceny

Fusarium sp.

cereálie, olejniny, pivo

deoxynivalenol, nivalenol, T-2 toxin

deoxynivalenol, R1 = OH, R2 = H, R3 = H

O

O

H3C

CH3OHCH2

H

R

H

H

R

H

OR

O

1

23

8

3

15

Page 11: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

TOXINY BAKTERIÍ

exotoxiny a endotoxiny

exotoxiny – enterotoxiny, cytotoxiny neurotoxiny hygienické limity nejsou

botulotoxiny

Clostridium botulinum

neurotoxiny, polypeptidy, 19 aminokyselin

nekyselé konzervované produkty (uzeniny)

anaerobní podmínky, pH 4,8-8,5, 30 C

inaktivace 80 C/10 minut, 100 C/sekundy

faktory aW, t, NaCl, dusitany

další bakteriální toxiny

Staphylococcus aureus, C. perfringens, Bacillus cereus

infekce, množení zárodků a tvorba toxinů v trávicím traktu

Escherichia coli, Salmonella enteritidis, S. typhimurium

primárním zdrojem maso, mléko a vejce

Page 12: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

NITROSOSLOUČENINY produkty reakce sek. aminů s nitrosačními činidly

nitrosace sekundárních aminů

sekundární aminy: aminokyseliny, biogenní aminy aj.

nitrosační činidla: nitrosylový kation NO+ , oxidy dusíku

faktory: pH, teplota, doba, katalyzátory, inhibitory reakce

klasifikace

těkavé nitrosaminy: N-nitrosodimethylamin

netěkavé nitrosaminy: N-nitrososarkosin

TOXIKOLOGIE

mutagenní, teratogenní a především karcinogenní účinky

X H+ +N OX

nitrosačníčinidlo

1

2

N-nitrosamin

N NR

RO

sekundární amin

1

2 N HR

R

Page 13: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

PERZISTENTNÍ ORGANOCHLOROVÉ SLOUČENINY

polychlorované bifenyly

209 kongenerů

C12H10-(x+y)Clx+y

(x+y = 1-10, x = počet Cl v kruhu 1, y = počet Cl v kruhu 2)

kruh 1 kruh 2

123

4

5 6

2´ 3´

4´5´6´

om

p

mo

mo

p

m oClx Cly

Page 14: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÉ VLASTNOSTI TECHNICKÝCH PCB

termostabilita a fotostabilita

nehořlavost

chemická inertnost

vysoká permitivita a výborné teplonosné vlastnosti

výborná mísitelnost s organickými rozpouštědly

vysoké body varu

bioakumulace

biokoncentrace (pasivní difúze)

biomagnifikace (důsledkem přenosu potravním řetězcem)

Page 15: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

typické nálezy PCB v biotické složce počátkem 80. let

organismus koncentrace (mg.kg-1)

vegetace 0,001 - 0,01

vodní zooplankton 0,005 - 2,0

vodní bezobratlí 0,005 - 10

ryby 0,01 - 25

mořští savci 0,1 - 1000 (vztaženo na tuk)

ptáci 0,1- 1000 (vztaženo na tuk)

vejce ptáků 0,05 - 500 (vztaženo na tuk)

lidé 0,1 - 50 (vztaženo na tuk)

Page 16: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

POLYCYKLICKÉ AROMATICKÉ UHLOVODÍKY (PAU)

sloučeniny s 2-6 kondenzovanými benzenovými jádry

struktura běžných PAU • vznik pyrosyntézou organické hmoty

(500-900 °C, např. spalováním fosilních paliv)

• některé mutageny, karcinogeny

benzo[a]pyren (B[a]P)pyren fluoranthen

Page 17: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

emise

vzduch

sedimentace(srážky)

rostliny

sedimenty voda

půda

cukr

mléko

zelenina

ovoce

cereálie

káva, čaj, ořechy

tuky a oleje

maso, ryby

pitná voda

uzení

přímé sušení spalinami

pečení

smažení

grilování

balení

možnosti kontaminace poživatin PAU

Page 18: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

PESTICIDY

vyšší výnosy

negativní dopady chemizace

klasifikace podle cílových škodlivých činitelů

insekticidy (hmyz)

akaricidy (pavoukovití)

fungicidy (plísně, cizopasné houby)

herbicidy (plevelné rostliny)

moluskocidy (měkkýši)

rodenticidy (hlodavci)

regulátory růstu rostlin, desikanty (kulturní rostliny)

podle způsobu působení

kontaktní

systémové

požerové

respirační

Page 19: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

podle mechanismu biologického účinku

insekticidy

interakce s membránami buněk, neurotoxicita (perzistentní chlorované uhlovodíky)

inhibice acetylcholinesterasy, neurotoxicita (organofosfáty, karbamáty, pyrethroidy)

inhibice biosyntéza chitinu (estery benzoylmočoviny)

herbicidy

interference s biosyntézou nukleových kyselin (fenoxyalkanové a benzoové kyseliny)

interference s fotosyntézou (triaziny, uracily)

reakce s membránami buněk (bipyridylové)

retardace klíčení (nitroaniliny)

fungicidy

inhibice enzymových systémů (ethylenbisdithiokarbamáty, ftalimidy)

interference s biosyntézou DNA (benzimidazoly)

Page 20: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

PERZISTENTNÍ CHLOROVANÉ UHLOVODÍKY

kontaktní insekticidy

DDT, aldrin, dieldrin, toxafen, heptachlor, hexachlorbenzen (HCB), -HCH, lindan, hexachloran, pentachlorfenol

produkty transformace p,p´-DDT

CH

C

ClCl

Cl3

CH

CH

ClCl

Cl2

ClCl

C

C

OH

Cl3

ClCl

C

C

Cl2

p,p´-DDT

p,p ´-DDD (TDE) p,p´-DDE

dikofol

Page 21: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

MODERNÍ PESTICIDY

insekticidy

chlorpyrifos (organofosfát) aldikarb (karbamát)

permethrin (pyrethroid) diflubenzuron (estery benzoylmočoviny)

NCl

Cl

O

Cl

P(OCH2CH3)2

S

CH3 S C

CH3

CH3

CH N O C

O

NH CH3

CH2 O

Cl

Cl

CH3

CH3C O

O

ClNH

O

CNH

O

C

F

F

Page 22: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

další kontaminanty

ETHYLKARBAMÁT

přirozená složka fermentovaných výrobků

potenciální lidský karcinogen

hygienické limity pro víno, ovocné destiláty

CH3 CH2 O C

O

NH2

CH3 C C CH3

O O

O2 , světlo

biacetyl biacetylperoxid

CH3 C

O

O O

O

CH3C CH3 C

O

O C N

H C N

H C N

CH3 COOH-

H2O

CH3 C

O

O

O

C

CH3 COOH

CH3 CH2 OH

-

CH3 CH2 O C

O

NH2

ethylkarbamát

H N C O

CH3 CH2 OHC

O

NH2H2N

močovina

-

CH3 CH2 OH

NH3

NH3

CO2 ++ 2 ATP

Mg2+

- -

2 ADP, fosfát

HO P

OH

O

O C NH2

O

karbamylfosfát

O21/2

CH3 CH2 OH H3PO4-

NH2

Page 23: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

poživatina obsah v g.kg-1

potraviny

chléb 1-12

jogurt, sýry 0-3

sojová omáčka 7-18

čaj, citrusové džusy 0,1-2

vinný a ovocný ocet 1-10

alkoholické nápoje a)

pivo 1 (0-18)

stolní víno 10-12 (0-102)

sherry 62-82 (18-209)

porto (madeira) 54-93 (7-254)

saké a rýžové víno 214 (10-904)

likéry 14-118 (0-4000)

vodka (gin) 0-1 (0-9)

whisky 32-51 (0-168)

whisky (bourbon) 180 (0-1719)

rum 13-27 (0-114)

brandy, ovocné 21-1116 (0-12000)

brandy, vinné 39-47 (0-185)

Page 24: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

Chlorpropanoly skupina tříuhlíkatých alkoholů a diolů s 1 nebo 2 atomy chloru

3-chlorpropan-1-ol CH2

CH2

CH2

OH

Cl

HO Cl

HO Cl

OH

CH2

CH

CH2

OH

OH

Cl

3-chlorpropan-1,2-diol (3-MCPD)

HO OH

Cl

CH2

CH

CH2

OH

OH

Cl2-chlorpropan-1,3-diol (2-MCPD)

Page 25: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

CH2

CH

CH2

OH

Cl

Cl

Cl Cl

OH

1,3-dichlorpropan-2-ol (1,3-DCP)

Cl OH

Cl

CH2

CH

CH2

Cl

OH

Cl2,3-dichlorpropan-1-ol (2,3-DCP)

HO Cl

OH

HO Cl

OH(2R)-(-)-3-MCPD

(2S)-(+)-3-MCPD

Cl OH

Cl

(2R)-2,3-DCP Cl OH

Cl

(2S)-2,3-DCP

Page 26: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

Estery chlorpropanolů

monoestery 3-MCPD s mastnými kyselinami

R O Cl

OH

O

R O Cl

OH

O

(2R)-1-acyl-3-chlorpropan-1,2-diol (2S)-1-acyl-3-chlorpropan-1,2-diol

HO Cl

O R

O

HO Cl

O R

O

(2R)-2-acyl-3-chlorpropan-1,2-diol (2S)-2-acyl-3-chlorpropan-1,2-diol

diestery 3-MCPD s mastnými kyselinami

R O Cl

O

O

R

O

R O Cl

O

O

R

O

(2R)-1,2-diacyl-3-chlorpropan-1,2-diol (2S)-1,2-diacyl-3-chlorpropan-1,2-diol

7 skupin esterů stovky individuálních sloučenin

Page 27: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

1. chemické (kyselé) hydrolyzáty pocházející z Evropy

2. enzymové hydrolyzáty původem z Dálného Východu

Chlorpropanoly

3-MCPD : 2-MCPD : 1,3-DCP : 2,3-DCP = 1000:100:10:1

3-MCPD 100-800 mg/kg

2-MCPD 10-90 mg/kg

1,3-DCP 0,1-6 mg/kg

2,3-DCP 0,01-0,5 mg/kg

Hydrolyzáty bílkovin

Výskyt chlorpropanolů a jejich esterů

Page 28: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

Vznik a degradace

reakcí s chloridovými ionty :

TAG 1,3-DAG1,2-DAG 1-MAG 2-MAG

CH2

CH

CH2

OCOR

OCOR

Cl

CH2

CH

CH2

OCOR

OCOR

OCOR

CH2

CH

CH2

OCOR

OH

OCOR

CH2

CH

CH2

OCOR

OCOR

OH

CH2

CH

CH2

OH

OCOR

OH

CH2

CH

CH2

OCOR

OH

OH

CH2

CH

CH2

OCOR

OH

Cl

CH2

CH

CH2

OH

OCOR

Cl

diester 1-monoester 2-monoester

G

CH2

CH

CH2

OH

OH

OH

CH2

CH

CH2

OH

OH

Cl

3-MCPD

CH2

CH

CH2

OCOR

O

OC R

CH2

CH

CH2

OH

O

OC R

acyloxoniové ionty

Page 29: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

Estery 3-MCPD v rostlinných tucích a olejích

Zelinková Z., Svejkovská B., Velíšek J., Doležal M.: Fatty acids esters of 3-chloropropane-1,2-diol in

edible oils. Food Addit. Contam., 23, 1290-1298 (2006)

50 63 100 106

337

524

10561168

1556

1849

2821

0

300

600

900

1200

1500

1800

2100

2400

2700

3000P

an

en

ský

oli

vo

Pan

en

ský z

nep

ražen

ých

sem

en

Pan

en

ský z

klí

čků

Extr

a p

an

en

ský

oli

vo

Pan

en

ský z

pra

žen

ých

sem

en

Rafi

no

van

ý z

e

sem

en

Oli

vo

Rafi

no

van

ý

palm

ojá

dro

Rafi

no

van

ý

ko

ko

so

Oli

vo

vý z

po

kru

tin

Rafi

no

van

ý

palm

ový

za

3-M

CP

D [

g/k

g]

Page 30: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

KONTAMINANTY Z OBALOVÝCH MATERIÁLŮ

koroze, migrace

kovy

sklo a keramika

papír

dřevo

polymerní materiály

rezidua výchozích látek

rezidua pomocných látek (aditiv)

rezidua produktů degradace nebo aditiv

Page 31: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

FTALÁTY

změkčovadla plastických hmot

všudypřítomné organické kontaminanty

možné teratogenní, karcinogenní účinky

estrogenní aktivita

hygienické limity, přípustné množství pro lihoviny 1,0 mg.kg-1 (suma DBP, DEHP)

dibutylftalát, R = R1 = (CH2)3CH3

bis(2-ethylhexyl)ftalát, R = R1 = CH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3

COOR

COOR1

Page 32: Kontaminující látky Kontaminanty.pdfKontaminující látky vstup do potravin (neúmyslný) zemědělská prvovýroba znečištění životního prostředí skladování, doprava,

výskyt v potravinách

kontaminace surovin a meziproduktů

kontaminace hotových výrobků z obalů

faktory ovlivňující migraci

druh polymerního obalového materiálu

druh potraviny

teplota

doba kontaktu

množství tuku v potravině aj.