Перспекти􏰀ва применения ДНК􏰀-повреждающего теста для оценки биобезопасности пищевых продуктов

КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ

Перспектива применения ДНК-повреждающего теста

для оценки биобезопасности пищевых продуктов

Е.В. Никитина, С.В. Китаевская, В.Я. Пономарев, Э.Ш. Юнусов

Казанский государственный технологический университет

Известно, что наряду с образованием экзогенных мутагенов в пищевых продуктах происходит образование токсикантов в результате термической кулинарной обработки. К примеру, копчение мяса приводит к накоплению в нем мутагенных полициклических ароматических углеводородов, а жарение и варка - к синтезу гетероциклических аминов и нитропроизводных меланоидинов. Действие мутагенов и канцерогенов на наследственный аппарат человека приводит к увеличению частоты возникновения злокачественных опухолей и рождения детей с различными наследственными заболеваниями.

Вопросы о том, как различные компоненты пищи влияют на генетический материал человека, в настоящее время волнуют широкий круг людей. Официальная политика по оценке генотокси-ческого потенциала направлена на изучение действия отдельных компонентов: консервантов, пищевых добавок, ароматизаторов и т. д. Вместе с тем необходимо учитывать взаимное влияние этих веществ в готовом продукте, возможность взаимодействия добавок друг с другом и с исходным сырьем. Кроме того, отдельные соединения в сумме могут проявлять антагонистический и синергический эффекты, повышая или понижая генотоксичность смеси. Таким образом, наиболее целесообразным нужно считать оценку суммарного генотоксического потенциала пищевого продукта, прошедшего все стадии технологического процесса.

Современные санитарно-эпидемиологические нормы предусматривают анализ готовых пищевых продуктов по микробиологическим, биохимическим, органолептическим и физико-химическим показателям, не принимая во внимание влияние продукта и входящих в него компонентов на наследственный аппарат человека. В связи с этим представляется целесообразным дополнить технико-химический контроль готового продукта оценкой его ге-нотоксичности, что позволит подтвер-

дить безвредность полученного изделия, а также его высокие потребительские свойства.

Степень биобезопасности продуктов можно оценить как по содержанию в изделиях отдельных вредных химических соединений (гетероциклических аминов, бенз(а)пирена, ацетона, формальдегида, фенола и др.), так и по результатам биологических тестов на живых организмах, в качестве которых используются: прокариоты - Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Bacillus subtilis; эукариоты - дрожжи - Saccha-romuces cerevisiae, Schizosaccharomuces pombe; грибы - Aspergillus nidulans, Neurospora crassa; растения - Crepis capillaries, Viciafaba, Tradescantia; насекомые - Drosophila melanogaster; млекопитающие- культура клеток (перевиваемые опухолевые штаммы, культуры опухолевых клеток, культуры фибробластов, культуры лимфоцитов периферической крови, клетки костного мозга, сперматозоиды и яйцеклетки) или целые организмы.

Широкое распространение получили методы тестирования мутагенного действия химических соединений с использованием в качестве тест-объектов микроорганизмов, что объясняется простотой постановки эксперимента, экспрессностью и дешевизной.

Один из таких методов исследования - ДНК-повреждающий тест с му-тантными по репарации штаммами Escherichia coli: pol A, rec A, uvr A. Преимущество данного теста над широко известным тестом Эймса с Salmonella typhimurium состоит в отсутствии необходимости контроля за гистидином, содержание которого в пищевых продуктах велико, так как штаммы Escherichia coli, применяемые для этого анализа, не являются ауксотрофами.

В рамках работ, проводимых на кафедре технологии пищевых производств КГТУ, ведется исследование генотоксических свойств готовых мясных и хлебобулочных изделий. На экспериментальных образцах изучается влияние отдельных компонентов рецептур на технико-химические и

генотоксические свойства готовых продуктов.

Скрининг колбас «Докторская» различных производителей (шесть мясокомбинатов), реализуемых на территории Республики Татарстан, выявил значительные различия в функционально-технологических свойств готовых изделий. Кроме того, для выявления безопасности и отсутствия влияния колбасных изделий на генетический аппарат было проведено исследование гено-токсических свойств водных экстрактов колбас «Докторская». У четырех из шести образцов выявлено наличие ДНК-повреждающего действия средней силы (85-95 % индекс выживаемости) в отношении штамма кишечной палочки uvr A, дефектного по эксцизионной репарации. В отношении штамма с нарушенной пострепликативной репарацией у двух образцов выявлена слабая ДНК-повреждающая активность (индекс выживаемости 95 %). Появление ДНК-повреждающей активности может быть обусловлено применением в технологии повышенных концентраций добавок, синтезом нитропроизводных продуктов взаимодействия белков, жиров и углеводов, а также нарушениями технологического режима.

Кроме готовых продуктов ведется работа по исследованию экспериментальных мясопродуктов, прошедших биотехнологическую обработку, а именно: ферментативную обработку. В связи с ужесточением норм, предъявляемым к новым продуктам, особенно с применением ферментов, была изучена генотоксичность готовых изделий путем тестирования на мутантных по репарации штаммах Escherichia coli: pol A, rec A, uvr A.

Водные вытяжки контрольных и опытных образцов деликатесных продуктов, говядины копчено-запеченной, говядины копчено-вареной, в отсутствие метаболической активации не проявили ДНК-повреждающей активности.

Учитывая возможность образования нитрозосоединений в среде с пониженным рН, проводили анализ ДНК-повреждающей активности кислотных вытяжек деликатесных продуктов. Кислотные вытяжки контрольных и опытных образцов говядины копчено-запеченной, говядины копчено-вареной в условиях отсутствия метаболической активации не проявили ДНК-повреж-дающей активности.

Так как пищевой продукт, поступая в организм подвергается воздействию ряда ферментных систем, были проведены опыты с добавлением моноокси-геназ смешанных функций печени млекопитающего для моделирования процесса трансформации исходных веществ в организме высших животных.

QUALITY AND SAFETY

Водные вытяжки образцов говядины копчено-вареной, как контрольной, так и опытной партии, ДНК-повреждающих свойств не показали. Тогда как кислотные вытяжки говядины копчено-запеченной опытной партии в условиях с метаболической активацией проявили слабую ДНК-повреждающую активность.

Проводится работа по выявлению генопротекторных свойств хлебобулочных изделий, прошедших биотехнологическую обработку. Одним из перспективных направлений исследований в пищевой промышленности, в том числе хлебопекарной, является применение молочнокислых бактерий, полезность которых объясняется их пробиотическими свойствами. В рамках данной работы оценивали исходные способности кисломолочных бактерий оказывать десмутагенные и антимутагенные свойства.

Изучение генопротекторных свойств культуральной жидкости штамма Lactobacillus casei TMB-D (КЖ) показало, что продукты жизнедеятельности исследуемых бактерий обладали защитным действием. Десмутагенная активность культуральной жидкости лак-тобактерий меньше, чем антимутагенная. Максимальная антимутагенная активность - 48 % - проявилась на тест-

штамме £ coli, дефектном по ДНК-по-лимеразе 1. Значительный антимутагенный эффект свидетельствует о внутриклеточном механизме защитного действия культуральной жидкости лак-тобацилл в отношении кишечной палочки. По-видимому, находящиеся в культуральной жидкости соединения делают клетки тест-штаммов E.coli менее восприимчивыми к действию ДНК-повреждающего агента (фурацилина) либо в них активизируются альтернативные системы репараций, позволяющие исправлять повреждения в структуре ДНК.

Для моделирования процессов, происходящих с компонентами тестовых полуфабрикатов при выпечке, проводили нагревание культураль-ной жидкости при температуре 90...95 °С (температура центральной части хлебобулочных изделий при выпекании) в течение 45 мин. В результате термообработки антимутагенные свойства культуральной жидкости не изменились, что свидетельствует о термостабильности веществ, обладающих антимутагенными свойствами. Полученные данные свидетельствуют о перспективности применения лактобацилл в хлебопекарной промышленности.

Применение ДНК-повреждающего теста с бактериальным тест-объектом в пищевой промышленности - мясоперерабатывающей и хлебопекарной -позволило выявить как потенциально отрицательные, так и положительные свойства пищевых продуктов. Однако существенное значение имеет проблема адекватной оценки полученных данных и интерпретации их для эука-риот, в частности для человека. Во-первых, у прокариотов отсутствует ферментная система монооксигеназ, исключающая эффект метаболической активации, а также не учитываются возможности репарации возникающих предмутационных повреждений в эукариотических клетках.

Таким образом, несмотря на возникающие проблемы по адекватному перенесению результатов анализа гено-токсичности, полученных на бактериальных объектах, ДНК-повреждающий тест может быть рекомендован для интегральной оценки биобезопасности продуктов питания. ДНК-повреждаю-щий тест с мутантными по репарации штаммами Escherichia coli: pol A, rec A, uvr А может стать первым этапом в комплексном предсказании мутагенного эффекта пищевых продуктов в производственных условиях.

VIII Всероссийская выставка-дегустация

Российскиенапитки

21-25 августа 2006 г.

г. Гусь-Хрустальный, Владимирская область, гостиничный комплекс «Баринова роща»

МИЦ «Пиво и напитки ХХ[ век» (г. Москва), Администрация Владимирской области

В рамках мероприятия проводятся:

Научно-практическая конференция на тему:

«Расширение ассортимента квасов брожения и санитария их производства»

Конкурсная дегустация квасов, квасных напитков, медовух, минеральных вод

Профессиональная дегустация квасов, квасных напитков, медовух, воды минеральных вод

www.j-eLan.ru