CC BY
23
УДК 619.544.08:614.35
КОНТАМИНАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ АНТИБИОТИКАМИ И СПОСОБЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
*Балджи Ю.А. - к.в.н., доцент, **Волков А.Х. - д.в.н., профессор, ***Каркенов Р.К. - мл. науч. сотруд.,*Адильбеков Ж.Ш. - к.в.н., доцент
* АО «Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина» ** ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины
имени Н.Э. Баумана» РГП на ПХВ «Национальный референтный центр по ветеринарии»
Ключевые слова: Безопасность пищевых продуктов, контаминанты, остаточные количества антибиотиков, продукты животноводства.
Key words: Food safety, contaminants, residual amounts of antibiotics, livestock products.
Широкое использование антибиотиков в качестве не только лечебных и профилактических средств, но и с начала 1940-х, как ростстимулирующих веществ привело к тому, что получаемые продукты животного происхождения нередко содержат остаточные количества этих препаратов, о чем сообщает множество авторов [4, 13].
При производстве продукции животноводства не исключено применение животным антибиотических препаратов, при изготовлении продуктов - антибактериальных консервантов и других небезопасных веществ. Производитель в обязательном порядке обязан гарантировать безопасность продукции для здоровья человека, чего зачастую не происходит, в результате потребитель (в особенности дети) страдает различными пищевыми заболеваниями, аллергиями и др. нарушениями здоровья.
Антибиотики, помимо положительных эффектов, обладают побочными отрицательными действиями: аллерген-ностью, мутагенностью, тератогенно-стью, токсичностью, способностью снижать специфическую устойчивость, вызывать образование антибиотикоустой-чивых бактерий. По прогнозам, к 2050 году около 10 миллионов смертей в год в мире будут связаны именно с устойчиво-
стью к противомикробным препаратам. Чрезвычайно опасным и нежелательным эффектом антибиотиков является сенсибилизация организма людей с последующими аллергическими реакциями. Наиболее сильными аллергенами считают пенициллин, стрептомицин и олеандоми-цин.
Проведенный нами в 2015 году мониторинг колбасных изделий отечественного и импортного производства, реализуемых в торговых центрах г. Астана, показал наличие остаточных количеств стрептомицина, гентамицина и тетрациклина выше ПДК в десятки раз [2]. По нашему мнению, основная часть колбасных изделий, сырьем которых служат мясные туши, импортируемые в Казахстан, представляют определенную опасность для потребителя, особенно детей, в связи с содержанием остаточных количеств антибиотиков. Действительную причину присутствия антибиотиков в исследуемых нами колбасных изделий определить невозможно. Но они могут попасть двумя путями: либо через сырье, в результате применения животным, либо путем добавления в фарш в процессе производства для более длительного хранения колбасной продукции.
Остаточные количества антибиотиков гентамицина, стрептомицина, тет-
рациклина и неомицина нами обнаружены были также в говядине и мясе птиц [1].
В средствах массовой информации в ноябре 2017 г. Россельхознадзор опубликовал факты выявления остатков лекарственных средств в колбасной продукции, производимой компанией «Торговый Дом «Велес-Агро» и ИП Кумышев А.М. [5]. А в 2018 году остаточные количества антибиотиков были обнаружены и экспертами Роскачества. В результате проведенных исследований колбасной продукции 30 популярных производителей колбасы «Докторская», в 14 пробах обнаружены антибиотики. Данный кон-таминант был обнаружен в колбасах марок «Атяшево», «Великолукский мясокомбинат», «Велком», «Владимирский стандарт», «Губернская мясная компания», «Дымов», «Егорьевская», «Кампо-Мос», «Клинский», «Микоян», «Мясной дом Бородина», «Мясокомбинат Новоалександровский», «Стародворские колбасы (Вязанка)» и «Рублевский». Отмечается, что в колбасе фирмы «Губернская мясная компания» количество антибиотика тетрациклиновой группы (окситет-рациклина) превышало максимально допустимый уровень в 15 раз [11]. Продукция этих производителей также присутствует и на рынке Казахстана.
В последние годы предложено достаточно много методов определения остаточных количеств антибиотиков в продуктах питания как отечественными [3, 12], так и зарубежными учеными .
Метод биотестирования, в отличие от физико-химических, также позволяет определить суммарный токсический эффект.
В ранее проведенных нами исследованиях также подтверждалась возможность использования биотестов - растительных клеток и инфузорий Paramecium caudatum в качестве объектов скрининга остаточных количеств антибиотиков и токсических элементов.
Целью настоящих исследований является разработка способа контроля
присутствия остаточных количеств антибиотиков или антимикробных препаратов, ингибиторов и аналогичных веществ в продуктах питания.
Материалы и методы исследований. Экспериментальные исследования выполнены на базе РГП на ПХВ «Национальный референтный центр по ветеринарии» КВКиН МСХ РК в аккредитованной лаборатории «Анализ пищевой продукции». Для разработки способов проведено 36 исследований с использованием контрольного штамма энтеро-бактерии E.coli. В качестве питательных сред применяли среду Кесслера и мясо-пептонный бульон. Приготовление питательной среды проводили следующим образом: в 2,3 г основного вещества добавили 100 см3 дистиллированной воды. Смешивали до полного растворения и кипятили в течение 1 минуты, затем ав-токлавировали при 0,5 атмосфер в течение 20 минут.
В экспериментальных исследованиях были использованы стандартные образцы антибиотиков: пенициллин, тетрациклин и стрептомицин. В качестве индикатора роста микроорганизмов использовали 1% раствор метилового оранжевого (метилоранж).
Для проведения исследований использовали бокс биологической безопасности 2 класса (Labconco), дозаторы (Capp) разного объема, вортекс (Biosan), инкубатор с пределом до 37 °С, 96-ти луночные планшеты, фотометр (Multiscan/Thermo) с фильтром 450 нм, пленка покровная для 96-ти луночного планшета.
Цифровой материал обработан биометрически по Крючкову А.В., Мара-кулину И.В. [7] с применением для расчетов программы Microsoft Excel 2016.
Результаты исследований. Технической задачей реализации предложенного способа, является объективная оценка результатов определения остаточных количеств антибиотиков в продуктах питания, путем определения оптической плотности питательной среды, содержа-
щей микроорганизмы и исследуемую пробу, либо содержащую индикатор, способный обесцвечиваться микроорганизмами, растущими в отсутствии антибиотиков.
Способ выполним в двух вариантах: 1) с применением среды Кесслера с индикатором метилового оранжевого, или 2) используя мясопептонный бульон.
Вариант 1. Сущность разработанного способа заключается в следующем. В отличие от стандартного метода разведения, в предлагаемом способе используется минимальное количество питательной среды - 1 мл, индикатора - 15 мкл и 20 мкл 0,5-и млрд. взвеси штамма Е.соН (возможно применение других штаммов микроорганизмов из 4-й группы патоген-ности или типа лактобактерий). При росте на питательной среде микроорганизмов, окрашенная индикатором среда обесцвечивается. Степень обесцвечивания пропорциональна концентрации антибиотика и определяется в количественном отношении на фотометре путем измерения оптической плотности. Т.е., чем выше концентрация антибиотиков в исследуемом продукте, тем меньше будет роста контрольного штамма микроорганизмов, соответственно присутствующий индикатор не будет светлеть, что обусловит повышенную оптическую плотность при измерении на фотометре. Используемая питательная среда должна быть жидкой и читаемой в фотометре при длине волны 450 нм.
Данный способ определения антибиотиков с использованием индикатора применим для исследования свежих (не испорченных) продуктов питания. Так как не свежие продукты могут повлиять на изменение рН питательной среды (при изменении рН меняется цвет индикатора), следовательно, на изменение оптической плотности. Применение способа при исследовании не свежих продуктов необходимо без индикатора (вариант 2).
Разработанный способ имеет преимущества по сравнению с классическими методами определения антибиоти-
ков в пищевых продуктах. Способ исключает человеческий фактор, который может повлиять на интерпретацию результата, а при использовании фотометра, риск некорректного подсчета результатов сводится к минимуму. Снижаются затраты питательной среды в более чем 10 раз, а также сокращается время, затраченное на исследование на 8 часов.
В ходе проведенных исследований были проведены эксперименты, в которых вместо среды Кесслера использовали более дешевый мясопептонный бульон, а также исключили применение индикатора метилового оранжевого. Таким образом, еще более удешевив, ускорив и упростив предлагаемый способ. В результате был предложен второй вариант способа определения остаточных количеств антибиотиков.
Вариант 2. Предлагаемый способ является усовершенствованным микробиологическим методом разведения, в котором значительно уменьшено использование питательной среды, сокращено время исследования и результат выводится в цифровых значениях путем определения оптической плотности.
Сущность данного способа заключается в следующем: при росте на мясо-пептонном бульоне микроорганизмов, среда мутнеет в течение 18 часов, что визуально не определяется, но при этом измеряемая оптическая плотность значительно увеличивается. В случае наличия антибиотиков, рост микроорганизмов отсутствует либо замедлен, среда не изменяется, и оптическая плотность остается на уровне значений самой питательной среды.
Интерпретация результатов
При интерпретировании данных, необходимо учитывать результат оптической плотности. Так в пробах, содержащих антибиотики, оптическая плотность будет ниже, чем в пробах, свободных от антибиотиков. Полученные результаты исследований проб молока и мяса с антибиотиками в концентрации 4 мг/кг представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты оптической плотности проб молока и мяса, содержащих
антибиотики
Проба Антибиотик Проба без антибиотика
пенициллин тетрацикдин стрептомицин
Молоко 0,439±0,014 0,226±0,008 0,258±0,006 0,549±0,021
Мясо 0,380±0,019 0,358±0,009 0,357±0,020 0,525±0,033
Из таблицы 1 видно, что оптическая плотность проб свободных от антибиотиков выше, чем содержащие антибиотики. Так, проба молока с тетрациклином имела меньшую оптическую плотность на 0,323, чем проба, свободная от антибиотиков. Проба мяса, содержащая тетрациклин, имела оптическую плотность меньше на 0,168, чем без антибиотиков. Это объясняется тем, что при росте микроорганизмов образуется помутнение, тем самым оптическая плотность в свободных от антибиотиков пробах выше, чем содержащих антибиотики.
В предлагаемом способе снижаются затраты питательной среды в более чем 10 раз, а также сокращается время, затраченное на исследование на 4 часа, кроме этого нет необходимости использовать более дорогие питательные среды и дополнительные индикаторы. На разработанный способ и его варианты подана заявка №2017/0618 от 22.09.2017 г. на выдачу патента на полезную модель под названием «Способ определения остаточных количеств антибиотиков в продуктах питания».
Заключение. Нами упрощен, ускорен и удешевлен микробиологический метод разведения, в то же время точность результата увеличена. Результат предложенного способа выражается в цифровых значениях путем измерения оптической плотности питательной среды, содержащей культуру микроорганизмов и исследуемый продукт. Способ может выполняться в двух вариантах - с применением среды Кесслера вместе с индикатором метиловым оранжевым, или используя мясопептонный бульон.
Второй вариант более
упрощенный, выполним в более короткие
сроки и более удобен для применения в лабораторных условиях.
Важным, при использовании способа, является то, что представляется возможность определения общего присутствия остаточных антибиотиков в пищевых продуктах, что обеспечивает надежный контроль безопасности исследуемых продуктов.
Способ выполним в виде тест-набора, что позволит его коммерциализо-вать.
Таким образом, предложенные варианты определения остаточных количеств антибиотиков в продуктах питания могут быть применимы специалистами лабораторий пищевой безопасности, центров экспертизы, лабораторий ветери-нарно-санитарной экспертизы, а также в научных целях.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Адильбеков, Ж.Ш. Ветери-нарно-санитарная экспертиза мяса и мясных продуктов при контаминации биогенными ксенобиотиками / Ж.Ш. Адиль-беков, Ю.А. Балджи, Г.Т. Курманова. М.Н. Оралбаева // Вестник Науки КАТУ им. С. Сейфуллина. - 2016. - № 1(88). -С.62-68.
2. Балджи, Ю.А. Оценка ветери-нарно-санитарного качества и безопасности колбасных изделий / О\Ю.А. Балджи, Ж.Ш. Адильбеков, А.Б. Жексембекова, Р.К. Каркенов // Материалы III международного ветеринарного конгресса, Ал-маты. - 2015. - С. 45-49.
3. Бельтюкова, С.В. Методы определения антибиотиков в пищевых продуктах / С.В. Бельтюкова, Е.О. Ливенцова // Методы и объекты химического анализа. - 2013. - Т.8. - №1.- С. 4-13.
4. Боровков, М.Ф. Ветеринарно-санитарная экспертиза с основами техно-
логиии стандартизации продуктов животноводства / М.Ф. Боровков, В.П. Фролов, С.А. Серко // Лань. - 2007. - 448 с.
5. Кавказский дневник. Антибиотики в колбасе. Кабардино-Балкарская Республика. 28.11.2017. http://kavkazblog. гц/2017/11/28/антибиотики-в-колбасе.
6. Крючков А.В., Маракулин И.В. Биометрия. Учебное пособие. - Киров: Изд-во ВятГУ, - 2011. - 87 с.
7. Рогов И.А., Дунченко НИ., По-зняковский В.М., Бердутина А.В., Купцова С.В. Безопасность продовольственного сырья и пищевых продуктов: учебное пособие. Изд.: Сибирское университетское издательство С. 228. 2007.
8. Роскачество. Колбаса «Доктор-ская».https://roskachestvo.gov.m/researches /коШаБа-ёоЙогекауа.
9. Соколова, Л.И., Белюстова КО., Привар Ю.О., Шапкин Н.П., Разов В.И. Определение антибиотиков (лево-мицетина и тетрациклина) в пищевых продуктах с различными матрицами. Техника и технология пищевых производств. 2015. Т. 38. №3. С. 146-152.
10. Шевелёва С.А., Бессонов В.В. Вопросы нормирования и контроля
антибиотиков в молоке, молочных продуктах и других продуктах животноводства. Молочная промышленность. - 2016. -№5. - С. 32-37.
11. Astafson R.H., Bowen RE. Antibiotic use in animal agriculture Journal of Applied Microbiology, Volume 83, Issue 5, 1997, Pages 531-541.
12. Na Li, Keith W.K. Ho, Guang-Guo Ying, Wen-Jing Deng. Veterinary antibiotics in food, drinking water, and the urine of preschool children in Hong Kong. Environment International. Volume 108, November 2017, Pages 246-252.
13. Nina E., Virolainen M.G., Pikkemaat J.W., Alexander E., Matti T.K. Rapid detection of tetracyclines and their 4-epimer derivatives from poultry meat with bioluminescent biosensor bacteria, J. Agric. Food Chem. 56 (2008) 11065-11070.
14. The review on antimicrobial resistance. Tackling drug-resistant infections globally: final report and recommendations. UK. https://amr-review.org/sites/ default/ files/160518_Final%20 paper_with% 20 cover. (accessed March 1, 2017).
КОНТАМИНАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ АНТИБИОТИКАМИ И СПОСОБЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Балджи Ю.А., Волков А.Х., Каркенов Р.К., Адильбеков Ж.Ш.
Резюме
Одним из самых распространенных контаминантов биогенного происхождения, встречающихся в продуктах животноводства, являются остаточные количества антибиотиков. В статье рассматриваются аспекты их опасности, результаты собственных мониторинговых исследований, современные методы индикации, а также существующие проблемы определения антибиотиков в производственных условиях. Авторами предложен простой способ определения присутствия данных контаминантов в продуктах животноводства, заключающийся в измерении оптической плотности питательной среды, содержащей культуру микроорганизмов и исследуемый продукт.
CONTAMINATION OF FOODSTUFF WITH ANTIBIOTICS AND THE METHODS
OF THEIR DETECTION
Balji Yu.A., Volkov A.H., Karkenov R.K., Adilbekov Zh. Sh.
Summary
One of the most widespread contaminants of biogenous origin detected in livestock products are residual antibiotics. The article reviews aspects of their danger, the results of own monitoring research, modern methods of indication and also the existing problems of antibiotics detection under the production conditions. He authors have offered the easy method for detection contaminants in livestock products consisting in measuring the optical density of the nutrient medium containing the culture of microorganisms and the studied product.
УДК 612.354.2
ОСОБЕННОСТИ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ЦИРРОЗЕ ПЕЧЕНИ
Баркова Д. А. - аспирант, Пудовкин Н.А.- д.б.н., доцент, Салаутин В.В. - д.в.н., профессор
ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И.Вавилова»
Ключевые слова: цирроз, печень, МДА, каталаза, крысы. Keywords: cirrhosis, liver, MDA, catalase, rats.
В обмене веществ особо важное место занимает печень. Она обеспечивает правильную и безопасную работу всем органам - обеспечивает активную деток-сикацию [10] и причастна к их функциям, играет большую роль в липидном, углеводном (синтез и распад гликогена, глю-конеогенез), белково-азотистом минеральном и витаминном обменах веществ. Нарушение функций печени ведет к появлению ряда патологических изменений, что ухудшает качество жизни животных и нередко приводит к гибели.
В основе метаболических процессов лежат окислительно-востановитель-ные реакции, среди которых основные -это свободно-радикальные реакции. Свободно-радикальное окисление (СРО) служит источником энергии для жизнедеятельности клетки. Процессы СРО ли-пидов и белков являются одним из важных регуляторов метаболизма углеводов, белков, липидов, нуклеиновых кислот, лежащего в основе пластического и энер-
гетического обеспечения функций клетки и организма в целом [4].
Одним из факторов в формировании метаболических нарушений является развитие окислительного стресса. Окислительный стресс характеризуется нарушением обмена веществ и накопление повреждающих агентов - свободных радикалов, способствуя развитию заболева-ния.В физиологических условиях процессы свободно-радикального окисления находятся под контролем антиоксидант-ной системы организма, но при воздействии токсинов, ионизирущей радиации и др., это приводит к липидным и белково-липидным нарушениям [7].
Один из продуктов свободно-радикального окисления липидов является малоновый диальдегид (МДА). Его накопление отражает степень оксидативного (окислительного) стресса в организме. Оценка этого показателя необходима для определения причин и механизмов развития патологического процесса [4].
