Аспекти оцінки стану здоров’я сторонніх речовин та інгредієнтів у харчових продуктах

JÜRG A. ZARN *, BARBARA E. ENGELI *
Окрім природних інгредієнтів, продукти, які ми пропонуємо на ринку, також можуть містити речовини, які потрапляють у їжу або на неї на різних етапах виробництва або надходять із навколишнього середовища. Отже, їжа відображає навколишнє середовище та технології, в яких або за допомогою яких вона виробляється. Для того, щоб мати змогу запропонувати безпечну для здоров'я їжу, фермер повинен мати бездоганні площі вирощування та мати можливість використовувати ретельно перевірені допоміжні матеріали, такі як пестициди та добрива. Однак згодом переробна промисловість, пакувальна та транспортна індустрія, а також роздрібна торгівля повинні мати відповідні технології, щоб спочатку безпечна їжа не була зайво забруднена сторонніми речовинами. Уздовж цього харчового ланцюга від виробника до споживача кантональні та федеральні органи влади оцінюють використовувані технології та речовини, контролюють безпеку харчових продуктів та дотримання відповідних норм та консультують зацікавлені сторони на всіх рівнях.

Речовини в їжі
В принципі, речовини в їжі можна приблизно розділити на інгредієнти та сторонні речовини. Інгредієнти є природними компонентами їжі і можуть мати бажані (наприклад, вітаміни та мінерали) або небажані (наприклад, фурокумарини, біогенні аміни, ціаногенні глікозиди) впливу на здоров’я залежно від дози. Сторонні речовини можна розділити на: • залишки від цільового використання-
добавок речовин для виробництва харчових продуктів (наприклад, пестицидів, ветеринарних препаратів) • Добавки, що впливають на властивості їжі (наприклад, підсолоджувачі, барвники)
* Федеральне управління з питань безпечності харчових продуктів та ветеринарії, Берн

Такі речовини, як акриламід, фуран, поліциклічні ароматичні вуглеводні) • Міграції: речовини, що мігрують з пакувального матеріалу (наприклад, бісфенол А, мінеральні олії) • Забруднювачі з навколишнього середовища антропогенного походження (наприклад, діоксини/ПХБ, бромовані антипірени) та природного походження (наприклад, мікотоксини, деякі важкі метали) . Ця класифікація базується насамперед на походженні речовин, і спочатку, як і їх походження (природне чи синтетичне), нічого не сказано про їх хімічні, біологічні та токсикологічні властивості. На додаток до синтетичних пестицидів, є також деякі природні фітонутрієнти (наприклад, альфа-пінен, d-карвон, гібереліни). Добавками часто є природні речовини, такі як Е100 (куркумін), Е960 (стевіолглікозид) або Е210 (бензойна кислота) (1). Процес побічних продуктів не тільки повинен бути-

потрібні тканини. При нагріванні їжі різноманітні реакції Майяра також можуть призвести до дуже ароматичних речовин, які роблять їжу типовою з точки зору смаку (наприклад, аромат смаженого м’яса, хліба тощо). Величезна різноманітність хімічних речовин у нашій їжі (ймовірно, кілька десятків тисяч) залишає беззмінну щілину-
Скорочення
ADI, допустимий щоденний прийом; АЛАРА, настільки низька, наскільки розумно досяжна; ARfD, гостра контрольна доза; BMD, еталонний балон; BMDL, нижчий довірчий інтервал базової дози; BMDU, верхній довірчий інтервал базової дози; HBGV, орієнтоване на здоров’я значення; LOAEL, найнижчий спостережений рівень несприятливого впливу; МНС, межа впливу; NOAEL, відсутність спостеріганого побічного ефекту; POD, пункт відправлення; SF, коефіцієнт безпеки; TDI, терпимий щоденний прийом; TTC, поріг токсикологічного занепокоєння.

Вставка 1: Основне рівняння для отримання HBGV (2):
HBGV (ADI, ARfD, TDI та інші) = POD (NOAEL або значення від BMD): SF

Рисунок 1: Зв'язок доза-ефект, концепція NOAEL, BMD та MOE. Точки представляють середні результати вимірювання (з відповідним стандартним відхиленням) віртуального дослідження на тваринах з чотирма дозами. Суцільна лінія представляє найкращу математичну модель (BMD) для результатів вимірювання, пунктирна лінія - нижній (BMDL) та верхній (BMDU) Довірчі інтервали. NOAEL являє собою дозу, яка статистично не відрізняється від контрольної групи (0 мг/кг маси тіла), а LOAEL - найнижчу дозу, при якій ефект статистично суттєво відрізняється від контрольної групи. 10% - це вказана ефективність, для якої доза (BMDL10%) визначається з кривої BMDL, що призводить до величини ефекту 10%. Поділивши NOAEL або BMDL10% на коефіцієнт безпеки (SF, як правило, 100), визначається доза (HBGV), яка вважається прийнятною для людини. У випадку мутагенних речовин, вплив людини повинен бути принаймні в 10000 разів (MOE) менше, ніж BMDL10%.

при якому ніяких наслідків очікувати не слід. Однак правильність цих припущень не може бути доведена біологічно. Однак десятиліття проведення випробувань речовин із використанням цих основних припущень створили велику кількість даних, які ретроспективно дають підтвердження того, що ці припущення є по суті правильними. Крім того, цілком правдоподібно припустити, а в деяких випадках це також було експериментально показано, що власні захисні механізми організму можуть запобігти будь-яким наслідкам для здоров'я дуже низьких доз. Печінка з її детоксикаційними ферментами відіграє тут центральну роль.
Хороші дані: концепція NOAEL/ADI або BMD

перевірка стану здоров'я всіх речовин не дозволяється. Ось чому органи влади - разом з промисловістю - зосереджуються насамперед на речовинах, які були нещодавно синтезовані або виділені та які можуть контактувати з продуктами харчування. Це означає, що частка чужорідних речовин (за винятками) порівняно добре з’ясована з токсикологічної точки зору, тоді як для великої кількості інгредієнтів лише дуже елементарні або відсутні дані про вплив на здоров’я.
Принципи оцінки хімічного ризику
Метою оцінки хімічного ризику є визначити, наскільки високий вплив речовини або поглинання речовини щодо її токсичної дії. Якщо вплив невеликий щодо токсичної сили, вплив постраждалих продуктів харчування оцінюється як прийнятний. Принципи оцінки хімічного ризику значною мірою гармонізовані у всьому світі (2) та використовуються обома національними органами влади

а також використовується Європейським органом з безпеки харчових продуктів (EFSA) та Всесвітньою організацією охорони здоров'я (ВООЗ).
Виведення референтних значень, заснованих на стані здоров’я. Для випробування токсикологічних речовин органами влади зроблено кілька припущень. З одного боку, існують специфічні, здебільшого монотонно зростаючі співвідношення доза-ефект для речовин, тобто ефекти сильніші при вищих дозах, ніж при менших. З іншого боку, той факт, що ці взаємозв'язки доза-реакція в принципі можуть бути зафіксовані при лабораторних дослідженнях на тваринах (представник людини) шляхом введення зростаючих доз речовини, що підлягає дослідженню, декільком групам лабораторних тварин. Це передбачає, що лабораторні тварини та люди реагують однаково, тобто подібні ефекти виробляються в однаковій мірі при подібній дозі. Також передбачається, що існує токсична порогова доза для переважної більшості речовин-

Припускаючи існування токсикологічної порогової дози, найвищу дозу без статистично значущого негативного ефекту можна ідентифікувати в експериментах на тваринах, відомих як NOAEL (No Observation Adverse Effect Level) (рис. 1). Наступна вища доза, яка призводить до статистично значущого ефекту, називається LOAEL (Найнижчий спостережуваний рівень несприятливого ефекту). Залежність доза-реакція також може бути змодельована математично за допомогою експериментальних даних. Ця процедура узагальнена як концепція моделі базової дози (МПК) (3). Шукається математична функція (з довірчими інтервалами), яка якомога ближче відповідає експериментальним даним (КМП). З цього змодельованого співвідношення доза-ефект (або, бажано, його нижчий довірчий інтервал; BMDL), потім можна отримати дозу, яка дає заздалегідь визначений розмір ефекту (часто 10% розміру ефекту вказується як стандарт). І NOAEL, і концепція BMD забезпечують дозу, яку можна використовувати як вихідну точку

Дані завжди є приблизними значеннями, які піддаються невизначеності та мінливості, незалежно від того, що речовини, що аналізуються, є поживними речовинами чи забруднювачами. Те саме стосується припущень щодо споживання їжі. Наприклад, не всі люди вживають яблука з порівнянною частотою, а якщо вони і їдять яблука, імовірно, також у різних кількостях. З розподілу частоти споживання та споживаних кількостей можна отримати найрізноманітніші сценарії впливу. На практиці, однак, зазвичай обмежують себе частими великими споживчими кількостями, з одного боку, і величинами споживання, усередненими для населення, з іншого.
Оцінка ризику Після отримання ВГГВ та оцінки впливу ризик має місце-

Вставка 2: Основне рівняння оцінки ризику (2):

оцінка. Якщо коефіцієнт HBGV та опромінення перевищує 1, не слід очікувати неприйнятного ризику згідно з припущеннями. Якщо воно менше 1, тобто якщо опромінення перевищує HBGV, безпека відповідних продуктів харчування більше не гарантується. Порівнюючи HBGV з експозицією, оцінка ризику дає змогу чітко визначити кількісні дані щодо того, чи є виявлені концентрації сторонніх речовин проблематичними чи ні. Однак наведені вище твердження також показують, що це твердження є дійсним лише в тих припущеннях, які містять невизначеності.

Сприйняття ризику
Прийняття ризиків різного походження може сильно відрізнятися. Здається, серед споживачів існує тенденція оцінювати ризики від природних речовин, що містяться в продуктах харчування, та поведінку їх власного споживання як низькі, а ризики від синтетичних речовин як особливо проблематичні (11). Це може бути пов’язано з тим, що „природне” здебільшого пов’язане з позитивними властивостями, тоді як „синтетичне” має тенденцію мати негативні відтінки. Можливо, це результат того факту, що суспільство навчилося використовувати синтетичний лише близько 100 років

Клас азолів у ссавців впливає на статеві гормони (15), що має негативні наслідки для розвитку статевих органів. Що стосується інсектицидів із групи фосфорорганічних і карбаматних речовин, існує також певне перекриття між цільовим механізмом дії у комах та токсикологічним механізмом у людини. Органофосфати та карбамати націлені на ацетилхолінестеразу у комах, які відіграють центральну роль у нервовій системі як у людей, так і у комах. Ці речовини є найтоксичнішими серед пестицидів, і тому в середньому мають менший рівень ADI, ніж гербіциди та фунгіциди. Детальні резюме токсикології окремих діючих інгредієнтів у пестицидах, серед іншого, можна отримати у EFSA та ВООЗ (16, 17). Пестициди можуть траплятися як залишки їжі, але вони дуже добре досліджені токсикологічно.

Максимальні концентрації зазвичай встановлюються набагато нижчими, ніж це було б токсикологічно необхідним, і відповідність встановленим законодавством максимальним значенням постійно перевіряється. З цих причин залишки пестицидів класифікуються як нешкідливі для здоров’я, якщо засоби захисту рослин застосовуються відповідно до норм.
Природні речовини та побічні продукти переробки Окрім вуглеводів, білків, жирів та вітамінів, рослини утворюють так звані вторинні рослинні речовини, які служать захистом від живлення від комах та мікробних атак, як колір і аромат, для залучення комах-запилювачів або як захист від ультрафіолетового світла. Типовими представниками є алкалоїди, ефірні олії, флавоноїди та багато іншого. Хоча вони часто трапляються у невеликих кількостях, деякі з них є і будуть біологічно дуже активними речовинами

природним шляхом потрапляє в організм людини з їжею. Деякі представники використовуються для ароматизації страв або нібито для зміцнення здоров'я (наприклад, флавоноїди як антиоксиданти, фітостерини/фітостаноли для підтримки нормального рівня холестерину в крові). Інші ж, навпаки, призводять до отруєння у людей навіть у невеликих кількостях (наприклад, ціаністий водень, нікотин, алкалоїди піролізидину) або - введені у великих кількостях - є канцерогенними в експериментах на тваринах (наприклад, естрагол та метилейгенол у базиліку, естрагол у насінні фенхелю, алкалоїди піролізидину). Далі токсичний потенціал алкалоїдів естраголу та пірролізидину буде коротко узагальнено як вибір із великої кількості можливих прикладів. Границя впливу на генетично шкідливий і викликаючий рак естраголу, виявлену в насінні кропу, становить

Раціони, призначені для використання як харчові добавки, на основі реальних практичних досліджень, на запит EFSA. EFSA Journal 7. 19. Kast C et al. Аналіз швейцарського меду на алкалоїди піролізидину. Journal of Apicultural Research 2014. 53: 75-83. 20. BfR, 2013. Алкалоїди пірролізидину у трав’яних чаях та чаях. Заява BfR. 21. EFSA, 2011. Наукова думка щодо алкалоїдів піролізидину в продуктах харчування та кормах. EFSA Journal 9: 2406. 22. Абдель-Рахман А та ін. Безпека та регулювання природних продуктів, що використовуються як продукти харчування та харчові інгредієнти. Toxicol Sci 2011. 123: 333-348. 23. Pittler M et al. Побічні ефекти трав'яних харчових добавок для зменшення маси тіла: систематичний огляд. Obes Rev 2005. 6: 93-111. 24. Стікель Ф та співавт. Огляд ураження печінки, пов’язаного з дієтичними добавками. Liver Int 2011. 31: 595-605.