Генотоксические свойства пищевых добавок -стабилизаторов окраски мясопродуктов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

!

663.015.2.002.612

ГЕНОТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК — СТАБИЛИЗАТОРОВ ОКРАСКИ МЯСОПРОДУКТОВ

О.Б, ИВАНЧЕНКО, О.А. РЕШЕТНИК

Казанский государственный технологический университет

Для улучшения качества пищевых продуктов, совершенствования технологического процесса, увеличения стойкости к различным видам порчи, сохранения структуры и внешнего вида продукта, повышения срока их хранения или намеренного изменения органолептических свойств используют различные пищевые добавки [1]. Нитрат натрия, нитриты калия и натрия применяют при посоле мяса для сохранения красного цвета. Однако они являются предшественниками чрезвычайно обширной группы мутагенов и канцерогенов - М-н итрозо со единений. Главная особенность нитро-зосоединений - относительная легкость синтеза из азотсодержащих предшественников под действием микрофлоры желудочно-кишечного тракта и ферментных систем организма [2, 3].

В настоящее время по совокупности клинических наблюдений и получаемых экспериментальных данных применение нитратов и нитритов вызывает все большую озабоченность медицинских работников и требует поиска их заменителей [4, 5]. Совершенная технология производства изделий должна в максимальной степени ограничить содержание нитрита при хорошем цветообразовании продукта. В последнее время с целью снижения использования нитритов в качестве стабилизаторов окраски мясопродуктов предлагают применять аскорбиновую кислоту и ее соли.

Существующая в настоящее время система оценки безопасности соединений, предлагаемых в качестве добавок, предполагает обязательное их исследование на мутагенность в стандартных тест-системах, но не предусматривает изучение соединений в смеси. Действующие концентрации таких веществ, как правило, невысоки и реакция организма регистрируется не сразу. Кроме того, нельзя забывать, что если одно вещество в малых концентрациях может и не оказывать генотоксического действия, то в совокупности этих «безвредных» доз ряда веществ может создаться весьма опасное воздействие [6]. Таким образом, несмотря на определенную целесообразность исследования на мутагенность отдельных химических соединений, изучение суммарной мутагенной активности позволяет более реально оценить опасность, так как учитывает синергический эффект.

Цель работы - изучение генотоксических свойств нитрита натрия и аскорбината натрия и их комутаген-ного действия в смеси.

Особенности и разнообразие механизмов возникновения мутаций привели к разработке многочисленных методов тестирования мутагенов.

Изучение ДНК-повреждакяцей и мутагенной активности проводили в микробных тест-системах. Токсические свойства соединений определяли путем сравнения степени угнетения роста штамма на полноценной питательной среде в присутствии исследуемого вещества с таковым в контроле.

Оценку генотоксичности проводили в ДНК-повре-ждаклцем тесте на мутантных штаммах Escherichia coli, в которых подавлено функционирование одной из систем репараций: WP-trp Е, дикий тип; uvrA'-trp 65, sal, uvr A 155 (нарушена эксцизионная репарация); , гесЛ~-trp-6 5, гес А (отсутствует процесс постреплика-тивной репарации); /ю//Г-1гр 65, sul ша1 В, pol А-1 (штамм, дефектный по ДНК-полимеразе 1). Возмож- | ность исследуемого экстракта вызывать повреждения ДНК определялась как величина зоны ингибиции роста тестерного штамма Е. coli, образуемой при внесении 0,05 мл раствора вещества на целлюлозный фильтр (d = 20мм), помещенного в центр чашки Петри с питательной средой. I

Мутагенную активность препаратов изучали в тесте Эймса Salmonella/микросомы. В работе использовали ауксотрофный по гистидину тестерный штамм Salmonella typhimurium 7/1100 (his G46 ,rfa ,uvf, bio', pKM 101). Штамм регистрирует мутации типа замены пар оснований. Эксперименты проводили согласно [7] в модификации [8]. Если число колоний-ревертантов в опыте превышает спонтанный фон мутирования в

2,5-10 раз, это говорит о слабой мутагенной активности изучаемого соединения, если в 10-100 раз - то ве- | щество обладает мутагенной активностью средней силы, если в 100 раз и более, то это соединение - сильный мутаген. I

Для моделирования процесса трансформации ис- ' ходных веществ в организме высших животных проводили эксперименты с использованием монооксигеназ смешанных функций печени млекопитающих. Микро- I сомную активирующую смесь (S9) для метаболической активации in vitro готовили на основе лиофилизи-рованных микросомных фракций печени крыс, у которых система цитохромов Р-450 была предварительно индуцирована фенобарбиталом [9]. Тестерный штамм и микросомные фракции предоставлены Институтом экологии и генетики микроорганизмов УрОРАН (Пермь).

В работе исследовали водные растворы пищевых добавок: нитрит натрия, аскорбат натрия, смесь нитрита и аскорбата натрия. Растворы нитрита натрия и ас-корбата натрия готовили в дистиллированно и воде в концентрациях 10; 1; 0,1; 0,01 мг/мл.

В начале экспериментов была оценена токсичность нитрита натрия, о которой судили по количеству вы-

; 4,2004 '02.612

:ой ак-х. Ток-мсрав-ноцен-уемого

-повре-\erichia щойиз -trp 65, рация); яшика-ю1 А-1 озмож-вдения шрос-есении [шльтр спита-

1 в тес-гшзова-штамм г, bio', ймены сно [7] штовв зния в пгивно-- то ве-im си-

[ЛЬНЫЙ

ИИ ис-прово-игеназ Апсро-оличе-илизи-f кото-гельно штамм нутом -ОРАН

щевых нитри-я и неводе Б

шость ву вы-

живших клеток бактерий Salmonella typhirnurium на полноценной среде по сравнению с контрольным вариантом:

Концентрация Na>TO2, мг/мл 0 0,01 0,1 1 10

Выживаемость бактерий, % 100 104,3 93,6

91.5

93.6

ной репарации. Аскорбат натрия не проявил ДНК-по-вреждаюпщх свойств в исследуемом диапазоне концентраций.

Таблица 1

В концентрациях 10; 1; ОД мг/мл нитрит натрия проявляет невысокую токсичность, которая составляет

8,5-6,4%. Вместе с тем необходимо отметить, что обладая небольшой токсичностью, нитриты представляют серьезную опасность для живых организмов, так как являются предшественниками канцерогенных и мутагенных соединений, поэтому представляется целесообразным изучить мутагенные свойства МаМОг [2, 3, 5]. Поскольку процент выживания при всех концентрациях составил более 3%, то в этом диапазоне концентраций могут быть проведены тесты на ДНК-по-вреждающую активность и мутагенность.

Известно, что большинство повреждений ДНК могут быть восстановлены системами репарации. Данный феномен является основой широко распространенных методов тестирования химических соединений на ДНК-повреждающую активность. Эти методы, наряд)- с тестами на мутагенность, успешно применяются для первичного выявления мутагенов и канцерогенов [9].

Изучение ДНК-повреждающей активности нитрита натрия показало, что в концентрации 10 мг/мл он проявил ДНК-повреждающий эффект (табл. 1). Под действием соединения возникают повреждения в ДНК, для исправления которых необходимо полноценное

Концентрация вещества, мг/мл Зона ингибиции роста штамма мм

Нитрит натрия: RecA Pol А UvrA Wp

10 0 17,0 ± 4 2,0 ± 0,2 0

1 л 2 п Q

0 1 0 0 0 Q

0,01 0 0 0 0

Аскорбат натрия:

10 0 0 0 0

1 0 0 0 0

0,1 0 0 0 0

0,01 0 0 0 0

Позитивный контроль

(фурацилин) 5,0 ± 0,4 4,0 ± 1 6,0 ± 1,0 2,0 ± 0,8

Мутагенную активность изучаемых соединений и их смесь оценивали на тестерном штамме Salmonella typhirnurium в тесте Эймса с метаболической активацией in vitro и без нее. Результаты экспериментов представлены в табл. 2 (- S9 - опыты без метаболической активации; + S9 - опыты с метаболической актвацией in vitro).

Полученные данные свидетельствуют, что нитрит и аскорбат натрия в концентрациях 1; 0,1; 0,01 мг/мл не проявляют мутагенной активности на тестерном штамме Salmonella typhirnurium ТА 100, способном регистрировать генные мутации типа замена пар оснований. В концентрации же 10 мг/мл нитрит натрия проявляет мутагенность, так как число коло н ий-рсвертантов в опыте превышает контроль более чем в 2,5 раза.

Аскорбат натрия в наивысшей из исследуемых кон-

функционирование ДНК-полимеразы 1 и эксцизиок- центраций не проявил мутагенной активности в опы- Таблица 2

Соединение, концентрация, мг/мл -S9 + S9

Число колоний -ревертантов Индекс мутагенности ЧИСЛО КОЛОНИЙ" ревертантов Индекс мутагенности

Нитрит натрия:

10 112 ±3 + 94 ± 16 -

1 51 ± 1 - 68 ± 12 -

0,1 33 ± 1 - 43 ±8 -

0,01 51 ± 1 - 39 ±7

Аскорбат натрия: 10 56 ±2 75 ±11

1 42 + 2 - 63 ±9 -

ОД 34 ±5 - 51 ± 16 -

0,01 48 ± 1 - 45 ±7 -

Смесь аскорбата и нитрита натрия: 10/ 10 163 ± 7 + 109 + 5

1/1 65 ± 2 - 98 ± 5 -

0,1/0,1 40 ±4 - 86 ±3 -

0,01/0,01 60 ± 1 - 118 ± 4 -

Спонтанный фон мутирования 44 ± 5 58 ±3 -

тах без метаболической активации in vitro. Вместе с тем необходимо отметить, что в этой концентрации он повышал мутагенный потенциал нитрита натрия при их совместном воздействии на клетки тестерного штамма.

Так как пищевой продукт, поступая в организм, подвергается воздействию ряда ферментных систем, были проведены опыты с добавлением монооксигеназ смешанных функций печени млекопитающего для моделирования процесса трансформации ИСХОДНЫХ BS-ществ в организме высших животных. В присутствии микросом печени крыс in vitro нитрит натрия и аскор-бат натрия в исследуемом диапазоне концентраций не проявили мутагенной активности. Смесь соединений нитрита и аскорбата натрия, взятых в равных количествах, в данных условиях эксперимента также не приводит к увеличению мутагенного потенциала исследуемых соединений и, экстраполируя результаты на человека, можно говорить об их безопасности для организма.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пищевые добавки. Справочник. - М.: ДеЛи принт. -2001.-456 с.

2. Рубенчик Б.Л. Образование канцерогенов из соединений азота / Под ред. А.И. Быкореза. - Киев: Наукова думка, 1990. -220 с.

3. Боговекий П.А. Образование и распространение нитро-зосоединений в окружающей среде//Экология и рак. -Киев: Наукова думка, 1985. - С. 97-134.

4. Заяс Ю.Ф. Качество мяса и мясопродуктов. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 480 с.

5. Рубенчик Б.Л., Костюковсюш Я.Л., Меламед Д.Б. Экологические аспекты взаимосвязи питания и рака // Экология и рак. - Киев: Здоровуя, 1983. - 160 с.

6. Saffiotti V. Evaluation of mixed exposure to carcinogens and correlation of in vivo and in vitro systems // Environ. Health Perspect. - 1983. -47. - P. 319-324.

7. Mar on D.M., Ames B.N. Revised methods for the Salmonella mutagenicity test // Mutat. Res. - 1983. - № 113. - P. 174-210.

8. Методы первичного выявления генетической активности загрязнителей среды с помощью бактериальных тест-систем. Метод, указание / Л.М. Фонштейн, С.К. Абилев, Е.В. Бобринев и др. -М., 1985.-34 с.

9. Абилев С.К., Порошенко Г.Г. Ускоренные методы прогнозирования мутагенных и бластомогенных свойств химических соединений // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Токсикология. -1986. - 14. - 171 с.

Кафедра технологии пищевых производств

Поступила 26.09.03 г.

665.37:663.015.002.612

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОЛИПИДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДОБАВОК СЕРИИ ВИТОЛ

А.Н. ПАХОМОВ, А.В. КАЗАНЦЕВ, Е.А. БУТИНА,

Е.О. ГЕРАСИМЕНКО, Н.Н. КОРНЕН

Кубанский государственный технологический университет

На базе Института питания РАМН нами проведены медико-биологические исследования фосфолипидных БАД серии Витол, отличающихся групповым составом фосфолипидов (табл. 1), с целью установления возможности их использования как средства профилакти-ки и лечения ряда заболеваний.

Биологическое действие фосфолипидных БАД изучали на белых крысах, получавших полноценные пищевые смеси, 25% жировой части которых обеспечивалось за счет фосфолипидной БАД: у первой экспериментальной группы - Витол (группа сравнения), у второй - Витол-Холин, у третьей - Витол-ФЭИ. В контрольной группе 25% жировой части пищевых смесей обеспечивалось за счет дезодорированного рафинированного подсолнечного масла.

Кормление проводили по принципу «вволю» со свободным доступом к воде. Длительность опыта - 3 мес. За этот период падежа животных не было. После забоя животных в конце опыта при изучении их внут-

ренних органов в Институте питания РАМН патологических изменений не обнаружено.

Таблица 1

Группа Массовая доля, %, в фосфолипидных БАД

Витол- Холин

фосфолипидов Витол Витол-ФЭИ

Нейтральные

липиды 1,0-1,5 0,63-1,25 1,25-2,50

Фо с фатидилхолины 38,60-39,70 75,40-78,10 13,30-13,70

Фосфатидил- этаноламины 22,20-24,30 8,10-8,50 30,70-31,10

Фосфатидил- инозитолы 15,10-16,60 5,20-5,60 23,50-28,00

Фосфатидилсерины 8,40-9,50 0,05-0,15 12,80-14,20

Фосфатидные и полифосфатидные кислоты 1,80-2,90 2,10-2,50 1,50-2,50

Дифосфатидил-глицерины (ДФГ) 9,60-11,30 7,10-7,50 10,60-11,80

Влияние фосфолипидных БАД на перекисное окисление липидов (ПОЛ) в организме изучали определяя содержание вторичного продукта липопероксидации -малонового диальдегида (МДА) и диеновых конъюгатов в сыворотке крови, физиологическое значение этих параметров сопоставляли по гемолизу эритроцитов