NOŢIUNI GENERALE

Alimentele pot fi considerate factori ai mediului ambiant cu care omul contractează relaţii strânse în tot cursul existenţei sale. Cea mai importantă şi cea mai veche relaţie este determinată de faptul că alimentele furnizează organismului substanţele nutritive de care acesta are nevoie pentru asigurarea energiei necesare proceselor vitale, pentru sinteza substanţelor proprii şi pentru formarea substanţelor active (enzime, hormoni, etc.), care favorizează desfăşurarea normală a proceselor metabolice.

Alimentele consumate trebuie să asigure cantităţi optime din toate substanţele de care are nevoie organismul. Acest optim variază de la un individ la altul, depinzând de vârstă, sex, felul şi intensitatea activităţii, precum şi de condiţiile mediului ambiant. Ţinând cont de aceste diferenţe, o alimentaţie corectă denumită şi raţională sau ştiinţifică trebuie să realizeze un permanent echilibru între necesarul organismului şi consumul alimentar.

Alimentaţia corectă presupune însă şi îndeplinirea unei alte condiţii esenţiale: produsele consumate să fie lipsite de agenţi nocivi sau aceştia să se găsească sub limitele dăunătoare.

Cercetările efectuate în diferite ţări, inclusiv în România, precum şi studiile întreprinse în cadrul unor organisme internaţionale (FAO/OMS) au demonstrat faptul că trebuie perfecţionat conceptul de calitate al alimentelor, în sensul că acestea trebuie să întrunească cele patru laturi inseparabile: valoare psiho-senzorială, valoare energetică, valoare biologică şi valoare igienică.

Valoarea igienică denumită inocuitate este componenta calitativă ce vizează siguranţa şi securitatea consumatorului de alimente.

Starea de sănătate a consumatorilor este asigurată dacă aceştia consumă în primul rând alimente salubre care nu conţin factori care ar produce îmbolnăviri.

Calitatea igienică este influenţată de contaminarea microbiologică sau cu alte oganisme, de contaminarea sau poluarea chimică şi de toxicitatea naturală a produselor alimentare.

FACTORII CARE AFECTEAZĂ INOCUITATEA PRODUSELOR ALIMENTARE

Substanţele nocive din alimente pot proveni din surse şi cauze multiple:

- constituenţii naturali ai unor alimente cum sunt: toxinele ciupercilor otrăvitoare, amigdalina din sâmburii unor fructe, solanina în cartofii încolţiţi, alcaloizii toxici din unele plante, ovidina din albuşul crud;

- substanţe formate în alimente prin degradarea substanţelor nutritive, (proteine, lipide, glucide), sub acţiunea enzimelor proprii, a enzimelor elaborate de microorganisme de alterare sau prin prelucrări industriale sau culinare necorespunzătoare: amine, biogene, nitrozamine, acizi, alcooli, aldehide, cetone, peroxizi, compuşi Maillard etc;

- toxine sintetizate de unele mucegaiuri şi bacterii: micotoxine, toxina stafilococică, toxina botulinică etc;

- substanţe chimice ajunse în alimente: metale şi metaloizi toxici, reziduuri de pesticide, azotiţi, hidrocarburi policiclice aromate, monomeri toxici din mase plastice etc;

- aditivi alimentari nepermişi sau utilizarea exagerată a celor permişi în scopul prevenirii alterării pentru îmbunătăţirea însuşirilor senzoriale: conservanţi, antioxidanţi, coloranţi, aromatizanţi, emulgatori etc.

Toţi aceşti factori condiţionează inocuitatea alimentelor fie individual fie în intercorelare. Inocuitatea produselor alimentare este determinată de :

- calitatea materiilor prime şi auxiliare;- modalităţile de transport şi păstrare a materiilor prime;- condiţiile igienico-sanitare şi procedeele tehnologice de prelucrare a acestora; - condiţiile de depozitare a produselor finite;- condiţiile igienico-sanitare de transport şi comercializare a produselor

alimentare.Astfel spus, pe întreg lanţul alimentar există pericolul ca un aliment să devină

potenţial dăunător pentru om, prin contaminarea cu microorganisme şi alte organisme patogene sau poluarea acestuia cu substanţe chimice.

Produsele alimentare de origine vegetală pot fi contaminate în timpul recoltării, depozitării şi transportului cu mucegaiuri toxicogene care prin micotoxinele

elaborate în alimente pot produce la om modificări teratogenice, mutagenice şi carcinogenice.

Mediul înconjurător, în care se obţin materii prime poate reprezenta o sursă de contaminare a produselor alimentare cu substanţe chimice cum ar fi: bifenilii policloruraţi şi polibromuraţi, metale grele (mercur, plumb, calciu), hidrocarburi policiclice etc.

Utilizarea apelor uzate pentru irigarea culturilor constituie o sursă de contaminare a materiilor prime de origine vegetală şi indirect, prin furajare, şi a celor de origine animală cu microrganisme patogene, virusuri, ouă de paraziţi, metale toxice, pesticide şi alte substanţe chimice.

Reziduurile de pesticide din alimente ca rezultat al folosirii acestora în diferite scopuri în agricultură pot provoca îmbolnaviri grave ale omului. Carnea, laptele, ouăle sunt vehiculatori foarte buni ai unor pesticide.

Trebuie avut în vedere şi faptul că o serie de substanţe cu caracter toxic se găsesc în mod natural în unele produse alimentare (glicozide cianogenice, azotaţi, azotiţi, amine biogene, fitaţi, oxalaţi).

Pericolul toxic al unora dintre aceste substanţe poate fi minimalizat printr-o prelucrare tehnologică adecvată (fierbere, fermentare, sterilizare, ş.a.).

Pe de altă parte, prin prelucrarea tehnologică a materiilor prime alimentare, în afara micşorării valorii nutritive, în unele cazuri, în aliment se formează substanţe cu caracter antinutritiv şi toxic (lizinoalanina, hidrocarburi policiclice condensate, nitrozamine, polimeri de oxidare termică, etc.).

Utilizarea aditivilor în industria alimentară se consideră justificată dacă îmbunătăţesc calitatea produselor, măresc durata de păstrare, stabilizează proprietăţile, menţin valoarea nutritivă şi favorizează desfăşurarea procesului tehnologic. Folosirea aditivilor chimici si biochimici, trebuie să se facă în limitele normelor sanitare în vigoare, deoarece o serie de aditivi pot avea efect nociv asupra organismului.

O atenţie deosebită trebuie acordată metodelor de conservare care inhibă dezvoltarea microorganismelor de alterare sau patogene sau care asigură distrugerea acestora.

Pentru ca produsele alimentare să ajungă la consumator cu un grad ridicat de inocuitate sunt necesare urmatoarele:

-monitorizarea permanentă a surselor de poluare şi anihilarea efectului poluant;-aplicarea de procedee tehnologice care să afecteze cât mai puţin principiile

nutritive ale alimentelor, dar care să îndepărteze substanţele cu caracter antinutritiv care se găsesc în mod natural în materiile prime sau care se pot forma în procesele de conservare şi prelucrare;

-utilizarea unor bioconservanţi naturali (surse microbiene) în locul conservanţilor chimici;

-conceperea unor planuri moderne de control al calităţii cu identificarea punctelor critice şi evaluarea riscurilor care pot afecta siguranţa alimentară;

-adaptarea şi utilizarea unor metode rapide şi eficiente de control al calităţii materiilor prime si produselor finite;

-instruirea personalului care produce şi manipulează alimente;-respectarea condiţiilor tehnologice şi igienice.

IMPLICAŢIILE PREZENŢEI SUBSTANŢELOR TOXICE ÎN PRODUSELE ALIMENTARE

Prezenţa substanţelor toxice în produsele alimentare îmbracă forme variate şi din ce în ce mai complexe. Actual, prezenţa substanţelor potenţial toxice în produsele alimentare este cunoscută prin experimentul cronic capabil să sesizeze acţiunea lor cumulativă, acţiune cancerigenă sau mutagenă, efecte genetice sau toxice specifice.

Complexitatea problemei constă în faptul că organismul are capacitatea de a se adapta la acţiunea unor doze mici de substanţe în cazul în care acestea nu posedă proprietăţi cumulative. Răspunsul organismului la efectul substanţelor chimice reprezintă un echilibru dinamic care poate fi uşor alterat de numeroase condiţii care supun organismul unor solicitări suplimentare sau care duc la scăderea reactivităţii: boli intermediare, solicitări fizice sau psihice, acţiunea concomitentă a unor substanţe chimice sau agenţi fizici, alimentaţia insuficientă sau dezechilibrată.

În majoritatea cazurilor substanţele toxice afectează sistemele enzimatice, dar pot acţiona şi pe cale neenzimatică prin combinarea lor directă cu unii constituenţi ai celulei sau prin eliberarea unor costituienţi ai organismului într-o cantitate anormală. Este posibil ca aceeaşi substanţă să aibă mai mult decât o singură cale de acţiune sau să influenţeze în funcţie de doza prezentă fie prin stimularea unui sistem enzimatic în doze mici, fie prin depesiunea sa la doze mari.

Mecanismul de acţiune al unei întregi serii de substanţe chimice poate fi explicat prin reacţii alergice de sensibilizare imunologică pe care le produc.

Alte substanţe acţionează asupra sistemului nervos central, declanşând o descărcare masivă de agenţi neurohormonali, catecolamine, epinefrina, serotonina ş.a. Aceste substanţe neurohormonale acţionează asupra terminaţiilor nervoase simpatice ale vaselor ficatului, reducând irigarea acestuia.

În vederea urmăririi efectelor contaminanţilor, reuniunea comună FAO/OMS a

propus un program de depistare a acestora în produsele alimentare, în special în produsele de bază.

SUBSTANŢELE TOXICE CARE SE REGĂSESCÎN MOD NATURAL ÎN PRODUSELE ALIMENTAREŞI CARE AFECTEAZĂ INOCUITATEA ACESTORA

Produsele alimentare, în special cele de origine vegetală, conţin o serie de compuşi chimici care pot exercita un efect toxic mai mare sau mai mic asupra consumatorilor, fapt ce impune cunoaşterea lor pentru a reduce factorii de risc.

Aceste substanţe toxice în funcţie de structura lor se împart în: peptide, aminoacizi, proteine, alcaloizi, glicozide, substanţe fenolice, substanţe vasoactive, toxine din peşte şi din alte animale acvatice.

PEPTIDE TOXICE

Cele mai cunoscute sunt cele existente în ciupercile otrăvitoare şi anume muscarina din Bazidiomicete şi falotoxinele şi amatoxinele din specia Amanita. Simptomele de intoxicaţii apar la câteva ore de la ingerare timp în care toxinele au ajuns deja în ficat şi rinichi. Falotoxinele acţionează rapid şi produc moartea în decurs de 1-2 ore, iar amatoxinele acţioneaza mai lent, dar sunt active în doze mici (de 10-20 de ori mai mult).

AMINOACIZII ŞI COMPUŞII ÎNRUDIŢI CUACŢIUNE TOXICĂ

Aminoacizii induc în organismul uman şi animal anumite efecte atunci când proporţia lor în dietă este ridicată. Toxicitatea se manifestă prin simptome variate, cauzele fiind rezultatul unuia din urmatoarele efecte:

-inhibarea competitivă a enzimelor din cauza asemănării cu substraturile normale;

-frânează mecanismul de activare şi de cuplare a aminoacizilor normali la acidul

ribonucleic de transfer;

-perturbă mecanismul de încorporare a aminoacizilor în proteine şi întrerupe sinteza moleculelor proteice (biosinteza proteinelor fiind astfel modificată).

-se pot încorpora în molecula proteică în locul unor aminoacizi cu structură asemănătoare formând proteine nespecifice şi nefuncţionale.

Aminoacizii esenţiali induc efecte toxice în organismul uman şi animal atunci când proporţia lor în dietă este ridicată. Multe produse alimentare sunt fortificate peste nivelul normal cu anumiţi aminoacizi esenţiali dintre care mai utilizaţi sunt: metionina, triptofanul şi lizina.

În studii experimentale făcute pe şobolani s-a pus în evidenţă faptul că metionina prezintă toxicitatea cea mai mare, triptofanul are o toxicitate mai redusă, iar lizina şi treonina au cea mai scăzută toxicitate.

Atunci când metionina se găseşte în dietă într-o cantitate de patru ori mai mare decât este necesară se produce încetinirea creşterii şi apar leziuni ale ţesutului, iar în experimentele pe câini s-a constatat o mărire a rinichilor şi o dilatare a tubulilor renali. Triptofanul pentru a induce efecte toxice trebuie să fie într-o cantitate de 10 ori mai mare peste nivelul normal.

Aminoacizii latirogenici sunt substanţe toxice prezente în seminţele unor plante din genul Lathyrus care dau boala numită lathyrism caracterizată prin leziuni ale sistemului osos şi cartilaginos (osteolathyrism), precum şi ale sistemului nervos (neurolathyrism) (Leiner, 1966).

Aminoacizi cu selenium. Aceşti aminoacizi au fost izolaţi din proteinele diferitelor plante cerealiere sau păşuni care cresc pe terenuri bogate in seleniu.

Seleniul acumulat în plante înlocuieşte sulful din molecula aminoacizilor, rezultă astfel selenometionina şi metilselenocisteina.

Când solurile conţin mai mult de 0,5 ppm seleniu, plantele pot acumula seleniu în cantitate de 4-5 ppm, fapt care favorizează apariţia bolii numita selenază. În tubul digestiv aminoacizii eliberează seleniu care se răspândeşte în organism şi este inclus în proteinele musculare şi în proteinele diferitelor organe.

Intoxicaţiile cu seleniu sunt de tip cronic şi se manifestă la animale prin: căderea părului, deformarea şi căderea copitelor, anemie, apatie, atrofia cordului şi ciroza ficatului. Seleniul se acumulează în carnea, laptele şi ouăle provenite de la animalele şi păsările crescute în zone selenifere, unde conţinutul în seleniu poate ajunge până la 17,8 mg seleniu/kg produs. Alimentele bogate în seleniu produc dereglări în organismul uman: îngălbenirea pielii, defecte ale unghiilor, artrite cronice. Seleniul trece cu uşurinţa prin placentă acţionând negativ asupra fătului,

deasemenea se elimină prin lapte, afectând nou-născutul.

COMPUŞI CU STRUCTURĂ APROPIATĂ AMINOACIZILOR

Hipoglicina A prezentă în fructul arborelui tropical Blighia sapida folosită de populaţia din zona Caraibelor şi Africa Centrală interferează în betaoxidarea acizilor graşi (oxidare care procura energie organismului), fiind astfel afectat metabolismul glicogenului care este rapid consumat producâdu-se scăderea glicemiei. Simptomele intoxicaţiei la om se manifestă prin vome şi hipoglicemie. Hipoglicina A injectată interperitoneal la şobolani a avut şi proprietăţi teratogene.

AMINE BIOGENE ŞI PRODUŞI ÎNRUDIŢI

Aminele biogene se formează prin decarboxilări enzimatice ale aminoacizilor. Originea aminelor biogene prezente în produsele alimentare este diferită şi

anume:-pot exista în produsele alimentare ca metaboliţi naturali; -se pot forma în produsul alimentar ca rezultat al unui proces fermentativ dirijat

(bere, vin, brânzeturi, salamuri crude, produse fermentate pe bază de soia);-se pot forma ca rezultat al activităţii necontrolate a microorganismelor de

putrefacţie prin decarboxilarea aminoacizilor prezenţi în mod natural în produse.

Histamina este amina cea mai răspândită fiind un component normal al unor produse de origine animală, ea este implicată în reacţii de tip alergic, producerea de dureri de cap, vomă. Provoacă o creştere a presiunii arteriale şi o mărire a activităţii inimii. Unii muşchi netezi suferă contracţii în timp ce muşchii stomacului se destind. Este o substanţă ce provoacă excitarea sistemului nervos central.

Serotonina este conţinută în cantităţi mari în banane, roşii, prune, avogadro, ananas, nuci. Nivelul serotoninei în aceste fructe, 1 mg la 100 g, nu este toxic pentru om în condiţii normale deoarece consumul este redus, exceptând populaţiile din ţările producătoare de astfel de fructe, unde s-a observat ca efect o creştere a leziunilor cardiace.

Tiramina (rezultă din tirozină) se găseşte in banane, prune, portocale, de

asemeni în brânzeturile fermentate maturate, provenind din degradarea parţială la peptide şi aminoacizi a cazeinei sub acţiunea bacteriilor; în bere s-au găsit între 2-10 micrograme/ml, iar în vin între 0-25 mirograme/ml ca rezultat al activităţii drojdiilor.

Un conţinut mai ridicat de amine biogene s-au găsit şi în peştele sărat maturat, în salamurile crude, în extractul de carne şi în ficatul de pasăre.

Conţinutul în serotonină şi tiramină al unor produse alimentare sunt prezentate în tabelul 1.

Tab. 1. Conţinutul în serotonină şi tiramină al unor produse alimentare

Produsul TIRAMINĂ SEROTONINĂ μg/g μg/g sau μg/ml

Coajă de banane 65 50-100Pulpă de banane 7 28Prune 6 10Avocado 23 -Portocale 10 -Tomate - 12Ananas - 20Suc de ananas - 25-35Brânză Cammembert 86 -Brânză Brie 180 -Brânză Emmental 225 -Brânză Gruyère 516 -

Aminele biogene ingerate odată cu alimentele sunt dezaminate oxidativ de monoaminoxidaza în intestin şi ficat.

Dacă enzima este inhibată (medicamente antidepresive) şi sunt consumate alimente bogate în amine biogene se induc efecte negative care se manifestă prin tensiune arterială mare, dureri de cap, hemoragii cerebrale şi chiar moarte.

Aminele biogene acţionează ca stresori asupra glandei suprarenale care va secreta cantităţi mari de noradrenalină şi influenţează sistemul vascular sanguin: vasele periferice sunt contractate, tensiunea arterială mărită cu consecinţele ce decurg de aici.

METILXANTINELE

Metilxantinele sunt derivaţi metilaţi ai xantinei: cafeina, teobromina şi teofilina.Cafeina se găseşte în boabele de cafea (1%), în frunzele de ceai (5%), în nucile

de kola (3%). Doza limită tolerată este de 650 mg. La consumul unei ceşti de cafea sunt ingerate 50-150 mg cafeină.

Teobromina este conţinută în boabele de cacao în proporţie de 1,8% şi în ceaiul negru 0,05%.

Teofilina se găseşte alături de cafeină şi teobronină în proporţie de 0,002-0,004%. Abuzul de ceai tare sau de cafea neagră poate determina apariţia unor reacţii ale sistemului nervos central şi ale aparatului cardiovascular. Apar insomnii, nelinişte, agitaţie care slăbesc organismul şi inima.

Prin consumul de ceai sau cafea creşte cantitatea de acizi graşi liberi din serul sanguin, efectul putând fi contracarat prin ingerarea simultană de glucoză sau zaharoză.

În ultimul timp se consideră că, cafeina ar produce citotoxicitate în limfocitele umane, iar teofilina administrată la nivel de 100 mg/kilocorp la şobolani a produs necroza ficatului. Asemenea doze mari nu se întâlnesc în cazul consumului de cafea de către oameni, astfel că problema toxicităţii la om, a cafeinei şi a celorlalte metilxantine, este exclusă.

La consum excesiv de ceai rusesc, chinezesc etc., pot apare stări de instabilitate nervoasă şi palpitaţii. Consumul moderat de ceai este recomandat în tratamentul anghinei pectorale şi infarctului miocardic determinând relaxarea vaselor coronariene favorizând astfel circulaţia sanguină.

SUBSTANŢE FENOLICE

Fenolii monohidroxilici şi polihidroxilici se găsesc în cantităţi mici în produsele vegetale. În cantitate mai mare sunt prezenţi în produsele alimentare supuse afumării la cald sau la rece (preparate din carne, peşte, brânzeturi afumate).

Acizii fenolici sunt mult răspândiţi în natură, mai importanţi fiind acidul salicilic din produsele alimentare de origine vegetală care nu prezintă pericol de intoxicaţie pentru om, deoarece se găseşte în cantitate redusă. Acidul salicilic nu este permis ca aditiv în industrie alimentară.

ALCALOIZII

Alcaloizii sunt substanţe organice de origine vegetală. O plantă conţine mai mulţi alcaloizi care au diferite efecte toxice. Astfel:

Seminţele de sophora se pot întâlni ca impurităţi în grâu şi mai rar în orz si ovăz. Alcaloizii esenţiali din aceste seminţe sunt: sulfocarpina, sulforidina şi aloperina care nu se distrug prin tratamente termice. Simptomele de intoxicaţie apar dupa 3-4 ore de la ingerare şi se manifestă prin cefalee, ameţeli, greţuri şi vome. În grâul destinat panificaţiei seminţele de sophora nu trebuie să depăşească 0,04%.

Alcaloizii din categoria steroizilor se găsesc în plante din genurile: Solarium (cartofii) şi Lycopersicum (tomatele).

În cartofi se gaseşte solanina care irită mucoasa gastrică şi intestinală. După absorbţie produce hemoliza accentuată, iar asupra sistemului nervos exercită la început o acţiune stimulatoare, iar apoi depresivă. Solanina este concentrată în coajă şi în stratul superficial al tuberculilor, iar în cantităţi mari în tuberculii încolţiţi sau menţinuţi la lumină. Conţinutul normal de solanină în tuberculi este de 1,2-10 mg/100 g. Fenomenul de intoxicare începe la 10-60 minute de la ingerare şi se manifestă prin vărsături şi arsuri în gât, vomă, diaree şi dureri puternice de stomac.

Pentru evitarea intoxicaţiei este necesară păstrarea cartofilor în locuri întunecoase, iar înainte de folosire să se îndepărteze coaja.

Saponinele sunt alcaloizi cu proprietatea de a forma spumă abundentă datorită proprietăţilor tensioactive. Irită mucoasele puternic în special cele digestive şi au efect hemolitic. Se găsesc în soia, lucernă, neghină, în rădăcinile de ciulin folosite la fabricarea halviţei şi halvalei.

PROTEINELE TOXICE

Proteinele toxice sunt toxice vegetale cu structură, proprietăţi chimice şi antigenice asemănătoare albuminelor. Au acţiune toxică generală prin efectul hemaglutinant împiedicând coagularea sângelui. Se găsesc alături de inhibitorii tripsinici în diferite leguminoase care constituie surse importante de proteine vegetale pentru om şi animale.

Astfel în ricin s-a identificat ricina, în soia - soina, în fasole - fazina.

TOXINELE DIN PEŞTE ŞI ALTE SPECII ACVATICE

Toxina cea mai cunoscută este ciquatoxina prezentă în peste 300 de specii de peşti. Ea rezistă la fierbere, congelare sau afumare la -200C.

Boala provocată prin consumul de peşte poartă denumirea de ciquatera şi se declanşează la 2 ore după consum, manifestându-se prin greţuri, tulburări de vedere, dureri de cap şi dureri musculare.

Specii de peşti ca sardina, macroul de Atlantic şi Pacific conţin scrombotoxina care este de fapt histamină. Aceasta rezultă din histidina liberă prin descompunerea de către bacterii în anumite condiţii de depozitare.

Bacteriile producătoare de histamină sunt cele din genurile Pseudomonas, Proteus, Streptoccocus, Clostridium.

Nerespectarea condiţiilor de igienă în timpul trasportului, depozitării şi prelucrării peştelui favorizează dezvoltarea microorganismelor producătoare de histamină şi viteza de reacţie a formării de histamină.

Peştele se consideră proaspăt dacă histamina reprezintă mai puţin de 100 mg/100 g ţesut muscular iar la doze de 1 g/100 g s-au constatat efecte mortale.

Doza letală stabilită oficial în multe ţări este de 10-50 mg/100 g ţesut muscular. Simptomele intoxicaţiei cu histamină apar după câteva minute de la ingerare până la 3 ore şi se manifestă prin dureri de cap, înroşirea feţei şi gâtului, uscarea gurii, sete, palpitaţii ale inimii, tulburări gastro-intestinale. Faza acută durează 8 până la 12 ore.

Icrele unor specii de peşti din mările tropicale şi oceanul Atlantic conţin tetrodotoxina.

Doza mortală pentru om este de 1-2 mg tetrodotoxină cristalizată. Stadiile intoxicaţiei care apar după 30-60 min de la ingerare pot fi: paralizia degetelor şi a limbii, a buzelor, însoţită de greţuri şi vome. Moartea survine din cauza paraliziei sistemului respirator.

În moluşte este prezentă saxitoxina care este o neurotoxină, doza letală pentru om este de 1-4 mg. Are acţiune inhibitoare asupra respiraţiei şi a inimii.