Zanieczyszczenia (kontaminanty, ang. contaminants, łac. contamino, contaminatus) żywności według Codex Alimentarius, to każda substancja nie dodawana w sposób zamierzony do środków spożywczych, która występuje jako wynik produkcji przy: wytwarzaniu, przygotowywaniu, pakowaniu, transporcie oraz przechowywaniu albo też w wyniku zanieczyszczenia środowiska.
Zanieczyszczenia chemiczne obecne w żywności i paszach:
-powszechnie występujące w środowisku: metale ciężkie, pozostałości pestycydów, dioksyny, polichlorowane bifenyle, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne,
-substancje, których obecność w żywności jest możliwa do uniknięcia lub zminimalizowania do akceptowalnego poziomu w wyniku stosowania systemów zapewniających bezpieczeństwo żywności (GMP, GHP, HACCP): środki lecznicze, środki ochrony roślin, techniczne środki pomocnicze i konserwujące, substancje powstające w wyniku niewłaściwego przechowywania żywności (np. mikotoksyny) czy stosowanych technologii przetwórczych (np. WWA).
Zagrożenia fizyczne :
-Ciała obce: szkło, metal, drewno, piasek, fragmenty kości, sierść ;
-Radionuklidy ;
-Alergeny
Zanieczyszczenia chemiczne:
-Toksyny naturalne: histamina, mykotoksyny
-Związki toksyczne powstające podczas przechowywania żywności lub w organizmie człowieka: nitrozaminy
-Pozostałości zanieczyszczeń środowiskowych: antybiotyki, metale ciężkie, pestycydy, nawozy sztuczne, pozostałości leków weterynaryjnych pozostałości środków myjących i dezynfekujących, dioksyny, wwa
-Nadmierne ilości substancji dodatkowych i substancji pomagających w przetwarzaniu (azotyny, azotany, barwniki, konserwanty)
Zanieczyszczenia biologiczne:
1. Mikrobiologiczne:
-Bakterie – saprofity powodujące psucie żywności (Lactobacillus, Bacillus), chorobotwórcze (Salmonella, Shigella, E.coli, Listeria, Campylobacter)
-Produkty metabolizmu drobnoustrojów – enterotoksyna gronkowcowa, toksyna botulinowa
-Wirusy – wzw typu A, E
-Grzyby – Aspergillus, Penicilium, Fusarium
2. Pozostałe:
-Szkodniki i ich pozostałości
-Pasożyty (tasiemce, włośnie, nicienie)
-Priony
Źródła zagrożeń:
-Surowce, półprodukty, opakowania
-Proces technologiczny
-Sprzęt, aparatura, urządzenia
-Czynniki środowiskowe (gleba, powietrze, woda, odpady, stan techniczny pomieszczeń)
-Człowiek
Substancje obecne w żywności toksyczne dla człowieka:
-składniki naturalne, które są produktami metabolizmu surowców roślinnych i zwierzęcych,
-substancje wchłonięte ze środowiska przez organizmy roślinne i zwierzęce,
-pozostałości nawozów mineralnych i preparatów stosowanych do ochrony roślin,
-związki stosowane w hodowli i lecznictwie zwierząt oraz w produkcji pasz,
-substancje wprowadzone do produktów żywnościowych wskutek procesów technologicznych,
-substancje migrujące z urządzeń, sprzętu, naczyń i opakowań,
-substancje wytworzone w żywności wskutek działania drobnoustrojów i innych składników
Azotany i azotyny -związki stosowane w rolnictwie do nawożenia roślin. W wyniku kumulowania się tych związków w organizmie lub żywności dochodzi do powstawania substancji rakotwórczych (nitrozaminy).
Dioksyny- należą do grupy chlorowanych węglowodorów aromatycznych. Ich szkodliwe działanie polega głównie na zakłóceniu funkcji wydzielania wewnętrznego hormonów sterydowych, co skutkuje obniżeniem płodności, trudnością w zachodzeniu i utrzymaniu ciąży, a nawet bezpłodnością. Mogą też powodować zakłócenie procesu repliki kodu genetycznego. Główną drogą dostawania się dioksyn do organizmu człowieka jest pożywienie, a miejscem ich kumulacji jest tkanka tłuszczowa. Ponad 90% masy dioksyn występujących w tkance człowieka pochodzi właśnie od zanieczyszczonej nimi żywności. Produkty spożywcze zawierające tłuszcz pochodzenia zwierzęcego mają znacznie więcej dioksyn aniżeli pochodzenia roślinnego. Niezależnie, rośliny uprawiane na wolnym powietrzu w terenach przemysłowych narażone są na opad pyłu zawierającego dioksyny (np. sałata). Dotyczy to szczególnie też terenów gdzie wypala się trawę, słomę, liście, gałęzie itp.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne:
Źródła zanieczyszczeń: spaliny, wędzone artykuły spożywcze, również smażone i pieczone (grillowane), kawa.
Działanie: wysoce rakotwórcze
Przeciwdziałanie: ograniczenie spożywania produktów wędzonych oraz przestrzeganie stref ochronnych dla upraw i pastwisk od zakładów przemysłowych i dróg, spożywanie żywności wyłącznie z pewnego źródła.
Substancje dodatkowe:
Do żywności oraz pasz dodawane są środki:
-Wzbogacające żywność i pasze w deficytowe składniki pokarmowe np. witaminy, sole mineralne
-Utrwalające tj. zapobiegające zmianom mikrobiologicznym i chemicznym czyli konserwanty i przeciwutleniacze
-Poprawiające barwę i smak – barwniki, aromaty, środki słodzące, przyprawy
-Ułatwiające przebieg procesu technologicznego i nadające produktom odpowiednią strukturę – substancje spulchniające, zagęszczające, żelujące, emulgujące, stabilizujące.
-Lista substancji dodatkowych stosowanych w Europie jest oznakowana symbolem E. Symbol ten umieszczony na opakowaniu jest deklaracją producenta, że zastosowane substancje dodatkowe są uwzględnione na tzw. liście pozytywnej, zatwierdzonej przez władze Wspólnoty Europejskiej oraz, że zgodnie z obecnym stanem wiedzy, nie stwierdzono ich szkodliwości dla zdrowia przy właściwym stosowaniu.
-Każda substancja dodatkowa opatrzona jest numerem identyfikacyjnym: Barwniki – oznaczone są od E-100 do E-199; Substancje konserwujące – od E 200- do E – 299; Przeciwutleniacze – od E-300 do E-399;Substancje stabilizujące, zagęszczające, emulgujące – od E-400 do E-499.
Metale ciężkie- zawarte w żywności oraz paszach powyżej wartości naturalnych są zanieczyszczeniem:
-Metale ciężkie stanowiące zanieczyszczenia różnych produktów to: ołów, kadm, rtęć, arsen
-Dla tych metali ustalono najwyższe dopuszczalne poziomy
Źródła zanieczyszczenia metalami ciężkimi:
-zanieczyszczone środowisko: gleba, woda, powietrze, (wysypiska śmieci, odpady przemysłowe, nawozy, ścieki komunalne, motoryzacja)
-zanieczyszczone dodatki do żywności (barwniki, konserwanty, katalizatory)
-aparatura przemysłowa, sprzęt techniczny
-opakowania, naczynia pojemniki na żywność,
-Do żywności pochodzenia roślinnego i zwierzęcego dostaje się ze skażonego środowiska (wody, gleby, roślin)
-Skażenie środowiska – przez różne zakłady przemysłowe (produkcja barwników, insektycydów, akumulatorów), huty metali (zwłaszcza Pb), spaliny samochodowe (obecnie nie dodaje się już do benzyny tetraetylku Pb)
Pb-działanie toksyczne:
-Zaburzenia układu krwiotwórczego, syntezy hemu i hemoglobiny
-Uszkodzenie układu nerwowego, czynności nerek
-Skrócenie czasu życia krwinek czerwonych
-niedokrwistość
-zaburzenia pracy układu pokarmowego
-Jest rakotwórczy dla zwierząt doświadczalnych (nerki, mózg)
-Dla ludzi - prawdopodobnie rakotwórczy
Pb- zawartość Pb w żywności jest limitowana - są określone przez UE najwyższe dopuszczalne zawartości w produktach spożywczych:
-w mleku nie może być więcej niż 0,02 mg/kg
-w mięsie – 0,10
-w podrobach – 0,50
-w rybach – 0,30
-w zbożach i strączkowych – 0,10
-w warzywach kapustnych i liściastych – 0,30
-w owocach – 0,10
-w tłuszczach i olejach – 0,10
-w sokach owocowych – 0,05
Kadm (Cd):
-Ma zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu (produkcja baterii, akumulatorów, elektrotechnika)
-Hutnictwo metali nieżelaznych
-Spalanie węgla
-Ze skażonego środowiska przechodzi do żywności
Działanie toksyczne: Jony Cd łącząc się z białkami zaburzają różne cykle metaboliczne i powodują:
-zaburzenia metabolizmu węglowodanów
-zmniejszają wydzielanie insuliny
-hamują aktywność enzymów – oksydaz
-nasilają peroksydację lipidów
Przewlekłe narażenie – uszkodzenie nerek, płuc i kości
-Badania na zwierzętach wykazały działanie embriotoksyczne i teratogenne
-Został uznany za rakotwórczy dla ludzi narażonych zawodowo.
Cd- dopuszczalne zawartości:
-w mięsie nie może być więcej niż 0,05
-w wątrobie – 0,50
-w nerkach – 1,0
-w rybach – 0,05
-w zbożach – 0,10
-w otrębach – 0,20
-w warzywach i owocach – 0,05
-w warzywach liściastych – 0,20
-w warzywach łodygowych, korzeniowych, ziemniakach – 0,10
*W 2009 EFSA (Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności) ustaliła dla Cd tzw. tolerowane tygodniowe pobranie – TWI (Tolerable Weekly Intake) na poziomie: 2,5 μg/kg m. c.
Rtęć (Hg)- źródła zanieczyszczeń:
-Spalanie produktów ropy naftowej i węgla
-Stosowanie niektórych pestycydów
-Stosowanie ścieków komunalnych do nawożenia gleby
-Przemysł - produkcja baterii, świetlówek, farb, termometrów, manometrów
-skażenie żywności-z zanieczyszczonego środowiska (gleby, wody, powietrza) Hg dostaje się do żywności – głównie ryb i roślin
HG- działanie toksyczne:
-Notowano zatrucia po spożyciu ryb skażonych metylortęcią
-Reaguje z grupami –SH białek i zakłóca prawie wszystkie reakcje enzymatyczne
-Występują objawy uszkodzenia OUN – parestezja, zaburzenia mowy, słuchu
-Uszkodzenie nerek
*Najwyższa dopuszczalna zawartość w rybach 1 mg/kg
*Tymczasowe Tolerowane Tygodniowe Pobranie – PTWI (Provisional Tolerable Weekly Intake) dla człowieka wynosi 0,005 mg/kg m. c. w tym Hg organicznej 0,0016 mg/kg m. c.
Arsen (As)- źródła zanieczyszczeń:
-Związki As są stosowane do produkcji herbicydów, defoliantów, szkła, barwników, baterii, akumulatorów
-Są także emitowane przez huty miedzi i innych metali
-Ze skażonego środowiska przechodzą do żywności (ryby, rośliny)
As- działanie toksyczne:
-Blokuje grupy –SH białek, hamuje aktywność enzymów i zaburza procesy metaboliczne w komórkach wątroby i nerek
-As i jego nieorganiczne związki mogą być przyczyną nowotworów (skóry, płuc, wątroby)
*Tymczasowe Tolerowane Tygodniowe Pobranie – PTWI (Provisional Tolerable Weekly Intake) dla człowieka wynosi 0,015 mg/kg m. c.
Cyna (Sn)- źródła zanieczyszczeń:
-Jej związki stosowane są w różnych gałęziach przemysłu: do produkcji szkła, barwników, gumy, leków, tworzyw sztucznych
-Jako środki konserwujące drewno, papier, skórę
-Do żywności przechodzi także z puszek i opakowań plastykowych
Sn- działanie toksyczne:
-Związki organiczne uszkadzają grasicę, drogi żółciowe, układ nerwowy
-Związki nieorganiczne – zaburzają syntezę hemu i powodują niedokrwistość hemolityczną
-Żywność w puszkach - 200 mg/kg
-Napoje w puszkach – 100 mg/kg
-Żywność w puszkach dla niemowląt i dzieci - 50 mg/kg
Pestycydy:
-są to środki chemiczne stosowane w ochronie roślin, o dużej toksyczności
-Spożywanie żywności zawierającej pozostałości pestycydów może być przyczyną występowania zatruć przewlekłych oraz mieć skutki odległe, ponieważ mogą działać: neurotoksycznie, immunotoksycznie, embriotoksycznie, mutagennie, teratogennie, rakotwórczo, wpływać na gospodarkę hormonalną.
Dzielą się na:
-insektycydy (środki owadobójcze)
- herbicydy (środki chwastobójcze)
- fungicydy (środki grzybobójcze)
Ich pozostałości w żywności zależą od czasu jaki upłynął od ostatniego zabiegu przeprowadzonego w celu ochrony roślin
- Jest to tzw. okres karencji – czyli czas, który musi upłynąć od ostatniego zabiegu do zbioru
-Jest to czas, w którym środek ochrony roślin powinien ulec rozkładowi
-W odpowiednich rozporządzeniach UE określono najwyższe dopuszczalne ilości pozostałości środków ochrony roślin w produktach spożywczych
-Produkty, dla których nie ustalono tych ilości pozostałości pestycydów nie mogą przekraczać 0,01 mg/kg
-Określono również sposoby, zasady i procedury kontroli pozostałości środków ochrony roślin w produktach spożywczych krajach UE
-Urząd Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) publikuje raporty pozostałości pestycydów w produktach spożywczych w krajach UE
Mikrobiologiczne zanieczyszczenia pasz:
-Pasza stanowi doskonałe środowisko dla rozwoju drobnoustrojów, gdyż zawiera niezbędne substancje odżywcze.
-Pasze sypkie pochodzenia roślinnego i zwierzęcego - w wyniku właściwej technologii produkcji i nadzoru higieniczno-sanitarnego - są praktycznie wolne od chorobotwórczych form drobnoustrojów. Zdarza się stosunkowo często nadmierne zakażenie mikroorganizmami heterotroficznymi pasz treściwych. Ponadto w paszach skażonych grzybami saprofitycznymi mogą też występować grzyby toksynotwórcze, wytwarzające substancje toksyczne (trujące) bardzo szkodliwe dla zdrowia zwierząt i ludzi.
-Spośród 2 milionów organizmów żywych na świecie, około 100 tys. gatunków stanowią pleśnie (pleśnie są grzybami saprofitycznymi, czyli rozkładającymi martwe szczątki).
-Produktami przemiany materii grzybów saprofitycznych i chorobotwórczych są mikotoksyny (miko - od łacińskiej nazwy „mycota” oznaczającego grzyby; mitotoksyna – trucizna wytwarzana przez grzyb). Są one szeroko rozpowszechnione w przyrodzie i oddziałują niekorzystnie na prawie wszystkie organizmy wyższe. Zatrucia występujące po przedostaniu się do organizmu toksycznych substancji wytwarzanych przez wiele gatunków grzybów, określa się mianem mikotoksykoz.
Mikotoksyny:
1.Aflatoksyny – wykazują działanie rakotwórcze i atakują narządy miąższowe oraz wszystkie odcinki przewodu pokarmowego
2.Patulina – wytwarzana przez niektóre gatunki Aspergillus i Penicilium, powodujące m.in. gnicie owoców. Mikotoksyna ta jest wykrywana w sokach i innych przetworach owocowych. Patulina wykazuje działanie rakotwórcze i neurotoksyczne.
3.Ochratoksyny – wytwarzane są przez gatunki z rodzaju Penicilium, rozwijające się m.in. na zawilgoconych ziarnach zbóż. Wywołują zmiany martwicze wątroby i nerek.
Wytwarzanie mikotoksyn zależy od: temperatury, wilgotności, napowietrzania podłoża, na którym namnażają się grzyby, właściwości genetycznych szczepu pleśni.
Pierwszymi objawami wskazującymi na prawdopodobieństwo zanieczyszczenia pasz toksycznymi dawkami mikotoksyn są: spadek apetytu, zmniejszone zużycie paszy, spowolnienie przyrostów masy ciała, biegunka, przebarwienia, zaburzenia w rozrodzie.
Najbardziej wrażliwe na zatrucia wywołane przez grzyby pochodzące z pasz są: płuca, układ pokarmowy, łożysko, gruczoł mlekowy.
Produkowane przez grzyby mikotoksyny charakteryzują się działaniem:
-hepatotoksycznym (uszkadzającym wątrobę),
-nefrotoksycznym (uszkadzającym nerki),
-neurotoksycznym (uszkadzającym system nerwowy)
-estrogennym (działającym jak żeńskie hormony płciowe).
Mikotoksyny mogą też prowadzić do uszkodzenia układu krwionośnego, uczulenia na światło, ślinotoku oraz uszkodzenia błon śluzowych. Powodują zaburzenia w rozrodzie zwierząt.