Mezőgazdasági termékek élelmiszerbiztonsága Az élelmiszerek kémiai – toxikológiai biztonsága

A kémiai élelmiszer-biztonsági intézkedések célja kémiai, toxikológiai terhelést megelőzze, csökkentse, egészségre ártalmatlan szinten tartsa, vegyi anyagok rövid és hosszú távú káros egészségügyi hatásai ne következzenek be, lakosság egészségügyi állapota javuljon ↓ intézkedések ↓ kémiai veszélyek milyen szinten és milyen gyakorisággal fordulnak elő az élelmiszereinkben, és milyen kockázatot jelentenek az emberi egészség szempontjából. Szervezetbe jutó kémiai anyagok: –azonnali megbetegedés (tej és tejporok melamin szennyezettség 2008.,több tízezer megbetegedés) –késői megbetegedés → immunrendszer károsodás, krónikus-, daganatos megbetegedés, hatásuk:: magzat fejlődésére, jövő generációkra

Kémiai szennyeződések hatósági ellenőrzése Célja: –a közösségi és hazai előírásokban szereplő felhasználási körülményeknek és határértékeknek való megfelelést megállapítsa, –a jogszabályoknak nem megfelelő élelmiszerek forgalmazását és fogyasztását megakadályozza, –az új élelmiszer-biztonsági problémákat felfedje, –ellenőrző tevékenységhez iránymutatást, a kockázatbecsléshez adatokat adjon. Ellenőrzés: 1.inspekció jellegű (helyszíni szemle, működés, technológiai fegyelem, dokumentációs kötelezettségek, raktározás, belső ellenőrzés, minőségbiztosítás hatékonyságának vizsgálata) 2.laboratóriumi vizsgálat (információszerzés, gyanú tisztázása, felmérés). –irányát tekintve: minden, határértékkel szabályozott idegen anyag vizsgálandó –gyakorisága, minták száma - várható kockázatok, fontossági sorrend alapján

Mintavételi stratégiák 1.Objektív mintavétel: –véletlenszerű –statisztikai elemezés → általános következtetés 2.Szelektív mintavétel –egy megcélzott mintaalapból (pl. tinók közül az injekció nyomát mutatók, vagy szennyező forrás közelében az uralkodó széljárás irányából) –véletlenszerű –eredmény alapján következtetéseket vonhatunk le a részsokaságra (az összes tinóra) 3.Gyanú alapján történő: –egy adott mintát választanak ki, –a meg nem felelőség gyanújának megerősítése, vagy elvetése –adott tételre vonatkozóan ad információt, statisztikai következtetések levonására nem alkalmas.

Határértékek Az Európai Közösségben az kémiai szennyező anyagok határértékeinek meghatározásáról – a növényvédőszer- és állatgyógyszermaradékok kivételével – a 1881/2006/EK bizottsági rendelet és módosításai (1126/2007/EK, 565/2008/EK, 629/2008/EK rendeletek) rendelkeznek. A különböző élelmiszerekben még megengedhető maximális szennyező anyag szint (ML) előírások a következő csoportokra vonatkoznak: nitrát, mikotoxinok, fémek, 3-MCPD, dioxinok és PCB-k, policiklusos aromás szénhidrogének.

Kockázatbecsléshez szükséges információk Vizsgált paraméter (szermaradék, szennyező anyag stb.) mennyisége (élelmiszer fajtánként) mintavétel/vizsgálat célja (fogyasztói felmérés, gyanú), ideje minta megnevezése, mennyisége, tétel származási helyének megnevezése, vizsgálati eredmények (pl. zsírra vagy szárazanyagra), a mérés bizonytalansága, határérték (MRL, ML), alsó mennyiségi határ (LOQ), szermaradék, szennyező anyag bomlásdinamikája Fogyasztási adatok étkezési szokások, (egy élelmiszer fogyasztásának gyakorisága), átlagos fogyasztási tényező (g/nap/fő) korosztályok (gyermek, felnőtt), feldolgozási faktor. Toxikológiai határértékek a vizsgált paraméterre (szermaradékra) vonatkozóan, jellegétől függően elviselhető napi, heti bevitel (ADI, PTWI) rákkeltő hatást kiváltó legkisebb dózis (BMD=benchmark dose)

Toxikológiai alapfogalmak Toxikológia: méregtan; mérgek és mérgezések tudománya, amely - mérgekkel - hatásmódjukkal - a mérgezés tüneteivel és kezelésük lehetőségeivel - a mérgek törvényszéki kimutatásával foglalkozik Toxicitás: mérgezőképesség (az élő szervezetekre gyakorolt mérgező hatás. Mértéke szerint okozhat átmeneti vagy tartós károsodást, esetleg pusztulást is) Méreg: mennyiségi és nem minőségi fogalom Mérgező/toxikus: a szervezetbe kerülve egészségkárosodást okoz Veszélyesség: az anyag szervezetbe jutásának és a mérgezés bekövetkezésének valószínűsége Dózis: A szervezetbe jutott anyag 1 kg testtömegre számított mennyisége

Toxikológiai alapfogalmak Akut toxicitás: heveny toxicitás, egy anyagnak a vizsgált szervezetben rövid idő alatt kifejtett károsító hatása Idült toxicitás: krónikus toxicitás, egy anyagnak hosszú időn át történő ismételt vagy folyamatos bevitele esetén kifejtett károsító hatása Kumulatív toxicitás: egy vegyi anyag tartós felhalmozódása a szervezetben (pl. zsírszövetekben, csontokban) Expozíció: a vegyi anyag meghatározott környezeti feltételek mellett valamilyen módon kapcsolatba kerül a szervezettel. A vegyi anyag sorsa a szervezetben lehet: - átalakulás (bomlás, enzimek szerepe) - eloszlás (függ az oldódási viszonyoktól, szervek vérellátottságától) - raktározódás (csont- és zsírszövetekben) - kiürülés (epével, verejtékkel, vizelettel) - felszívódás - plazmafehérjékhez kötődés

Kémiai élelmiszerbiztonság Lényege: az élelmiszerek kémiai szennyezőanyagoktól való mentesítése, illetve a szennyező ágensek határérték alatt tartása. Megvalósítása: átfogó, egységes, emberközpontú, tudományos alapokon végzett kockázatelemzésre épülő rendszer működtetése Alapjai: - korszerű, betartható, a lakosság egészségvédelmét szolgáló szabályozás - előírások betartása az élelmiszertermelés és előállítás minden fázisában - hatékony ellenőrzés és országos monitoring rendszer - képzés, egészségügyi felvilágosítás Az élelmiszerbiztonság alapját tehát az élelmiszerekben potenciálisan előforduló mikrobiológiai ágensek és kémiai anyagok tudományos adatokra és tényekre épülő kockázatanalízise jelenti.

Élelmiszerbiztonsági kockázatelemzés KOCKÁZATELEMZÉS 1.lépés kockázatbecslés 1.szakasz veszélyazonosítás 2. szakasz veszélyjellemzés 3. szakasz expozíció becslés 4. szakasz kockázatjellemzés 2. lépés kockázatkezelés 3. lépés kockázati kommunikáció Az élelmiszerbiztonság alapját: az élelmiszerekben potenciálisan előforduló mikrobiológiai ágensek és kémiai anyagok tudományos adatokra és tényekre épülő kockázatanalízise jelenti.

Az élelmiszer szennyeződésének legfőbb forrásai ÉLELMISZER környezet mező- gazdaság állattartásraktározásfeldolgozáscsomagolástárolás étel- készítés

Veszélyazonosítás Szándékosan hozzáadott anyagok - Élelmiszer adalékanyagok - Aromaanyagok - Technológiai segédanyagok Kontaminánsok (szennyező anyagok) - Növényvédőszer maradékok - Állatgyógyszerek maradékai - Technológiai szennyeződések - Környezeti eredetű kontaminánsok - Élelmiszerekkel érintkező anya- gokból kioldódó kontaminánsok - Biológiai eredetű kontaminánsok Élelmiszerekben előforduló idegen vegyi anyagok

A növénytermesztésben használt vegyi anyagok Növényvédőszerek (peszticidek) - irtószerek - rovarölő szerek (inszekticidek) - gombaölő szerek (fungicidek) - gyomirtó szerek (herbicidek) - egyéb szerek - egyéb növényvédő szerek A talaj termőképességét fokozó szerek - - műtrágyák

1. A peszticid hatóanyag a várakozási idő* alatt minél tökéletesebben bomoljon le 2. A kezelt termények ehető részeiben a szermaradékok (hatóanyag + aktív metabolitok + bomlástermékek) mennyisége a lehető legkisebb legyen 3. A szervezetbe jutó szermaradékok tartós bevitel esetén se legyenek egészségkárosító hatásúak. Az elég jó növényvédőszer kritériumai * A várakozási idő (technológiai fogalom). Az adott növényvédőszer alkalmazása és a felhasználás között kötelezően kivárandó idő, mialatt az adott növényvédőszer megfelelően lebomlik.

Növényvédőszer maradékok Klórozott szénhidrogének -DDT + származékai rovarirtószer (II. vh után) → 1968-ban betiltva Szerves foszforsavészterek -klórozott CH-nél toxikusabb, -gyorsabb lebomlás -friss zöldségeknél határérték feletti értékek Nitrát tartalom -zöldségféléknél túlzott nitrogén-műtrágyázáskor -NO 3 → NO 2 -NO 2 + aminokkal → nitrózaminokká alakul (rákkeltő hatású)

Az állatgyógyászati készítmények alkalmazása az intenzív állattartás szükséges velejárója. Az állat szervezetében zajló biokémiai folyamatok eredményeként ezek az anyagok átalakulnak, s legtöbbször maradványok képződnek az állat ehető szöveteiben, termékeiben: (izom, máj, vese, zsír, tej, tojás, méz) Az állati szervezet nem védőszűrő! Az emberi szervezetbe bejutó maradékok allergia, baktériumrezisztencia, vérképzőrendszer károsodása stb. ADI érték (ttkg-ra vonatkoztatott max. szermaradvány, nem jelent kockázatot) Állatgyógyászati szermaradványok Állatgyógyászati készítmények - állatgyógyszerek - fertőzések elleni szerek - szulfonamidok - diamino-pirimidin szár. - antibiotikumok (!) - parazitaellenes szerek - gyulladáscsökkentők (!) - hormonkészítmények (!!) - oltó- és kórjelző anyagok - gyógyhatású készítmények - takarmány-kiegészítők - állatgyógyászati segédanyagok - telepspecifikus oltóanyagok

Az élelmiszer feldolgozásánál, elkészítésénél képződő (pl. PAH vegyületek) vagy e folyamatok közben bekerülő (oldószerek) szennyező anyagok képezik a technológiai szennyeződések csoportját. Környezeti és technológiai szennyeződések PAH Policiklusos aromás szh-nek 3,4-benzpirén 1,2-benzantracén Szerves anyagok tökéletlen égésénél keletkeznek. 100-nál is többre tehető a számuk. Egy részük karcinogén és kokarcinogén kísérleti állatokban. Nem csak technológiai, környezeti ártalom is, mivel talaj, levegő (dízel motorok) és a felszíni vizek közvetítésével is bekerülhet az élő szervezetekbe. Technológiai úton képződhet: - füstölés - füstoldatok, füstaromák (30 ng/kg) - pörkölés (kávé), pirítás (húsfélék) - szárítás (füstgázzal  gabona) - extraháló oldószerek (növényi olajok)

Környezeti és technológiai szennyeződések Az étolajok benzapirén tartalmának alakulása sütéskor  g/kg (Soós Károly) Sütéssel a benzapirén elbomlik. Az étolajat ennek ellenére idővel le kell cserélni, mert más rákkeltő hatású anyagok keletkeznek. Fontos, hogy ne hevítsük fok felé az étolajat, ne hagyjuk füstölni… napraforgóolaj repceolaj sütés nélkül10 óra sütés után20 óra sütés után

Környezeti eredetű szennyezések Nehézfémek, szervetlen vegyületek - Arzén és nehézfémek -Arzén (As) -Higany (Hg) -Kadmium (Cd) -Ólom (Pb) - Egyéb szervetlen vegyületek -Nitrát/Nitrit (NO 3 - / NO 2 - ) Perzisztens szerves vegyületek (POP) - Policiklusos aromás szénhidrogének (PAH) - Poliklórozott vegyületek -Klórozott szénhidrogén típusú növényvédő szerek -Poliklórozott bifenilek (PCB) -Dioxinok és dibenzofuránok - ubiquiter szennyezők (emberi forrás) - hosszú ideig perzisztálnak (tartózkodnak) a környezetben és az élő szervezetekben - erősen lipofil (zsíroldékony) vegyületek - a zsírszövetben raktározódnak - átjutnak a placentán - kiválasztódnak a tejjel - széles toxikológiai spektrumúak - Humán expozíció: 90%< élelmiszerrel - természetes és emberi szennyezők - hidrofil és lipofil vegyületek - általában gyorsabban kiválasztódnak - változó felszívódási mérték - változó teratogenitás - változó karcinogenitás

Környezeti eredetű kontaminánsok Talaj és zöldségfélék összes PAH, illetve benzapirén tartalma  g/kg TALAJ KISKERTI NÖVÉNYEK SZÁNTÓFÖLDI NÖVÉNYEK Szerencs Átlag Medián Átlag Medián Szélsőértékek Átlag Medián Szélsőértékek Sajószentpéter , Nagyleveles zöldség csak benzapirén Medián Szélsőérték < 0,7 0,7 – 5,8 0,7 < 0,7 - 5,7 Sárgarépa csak benzapirén Medián Szélsőérték 1,7 < 0,07 - 2,06 4,1 2,7 - 4,6

Környezeti eredetű kontaminánsok Az egy főre eső átlagos benzapirén bevitel élelmiszerek útján (Soós Károly, OÉTI, 1977) Tipikus bp. tartalom  g/kg , < 0,7 0,7 – 5,8 Átlagos bp. felvétel  g/fő/év , < 0,7 0,7 – 5,8 539,0 Évi fogyasztás kg/fő 67,3 86,7 2,5 1,4 94,2 11,9 3,4 9,34 0,09 19,1 Gyümölcsfélék Zöldségfélék Étolaj Margarin Kenyér Péksütemény Édesipari lisztesáru Füstölt húskészítmény Füstölt sajt Babkávé Összesen

- zöldség, gabona, gyümölcstermesztés tiszta levegőjű helyeken - ipari emisszió csökkentése - pácolt, füstölt, pörkölt élelmiszerfogyasztás csökkentése - technológiák felülvizsgálata az élelmiszeriparban Hogyan lehet csökkenteni a PAH bevitelt? Újpest, 1970-es évek

- Stabil, gyűrűs szerkezetű klórozott vegyületek - széles hatásspektrumú inszekticidek (rovarölőszerek) - rezisztencia kialakul velük szemben - talajban éveken át megmaradnak - bomlásuk lassú - fénnyel, hővel, nedvességgel szemben ellenállók - kumulatívak, a zsírszövetben halmozódnak fel. - akut toxicitás: közepes - krónikus toxicitás:idegrendszeri ártalmak, lehetséges karcinogén - LD 50 érték patkányokon: 250 mg/ttkg - ADI (össz DDT): 10  g/ttkg ban betiltották Magyarországon től kombinálva sem szabad használni - Magyarországon is gyártották Klórozott szénhidrogén típusú növényvédő szerek CH CCl 3 Cl CH CHCl 2 Cl CH CCl 2 Cl DDT és a bomlása során képződő metabolitok (bomlástermékek) Kimutathatók a talajban, az anyatejben, élelmiszerekben. A mai szennyezettség a perzisztáló maradékra vonatkozik (USA-ban gyártják, Afrikában használják)

Poliklórozott bifenilek Felhasználási terület: - Dielektromos folyadék. Kondenzátorokban, transzformátorokban - hőátadó és hidraulikus folyadék - peszticid hatásfokozó adalék - lágyítószer festékekben és lakkokban Szennyező források: - Szennyvíziszapok - Klór tartalmú ipari hulladékok - Régi elektromos berendezések - Papírgyártási hulladékok - Szakszerűtlen égetés Cl y Cl x Cl x +Cl y = Stabil, gyűrűs szerkezetű klórozott vegyületek - toxicitás függ a térszerkezettől és a klóratomszámtól - akut toxicitás: közepes - krónikus toxicitás:ideg- és immunrend- szeri ártalmak, lehetséges karcinogén - pajzsmirigy funkció zavara - születési rendellenességek (teratogén) - érdekesség: a síkszerkezetűek ösztrogén hatásúak - Orális LD 50 érték patkányokon: 4-11 g/ttkg - Napi bevitel: 150 ng/ttkg/nap - ADI: 10  g/ttkg től kezdődő betiltás - anyatejbe bejut

Dioxinok: PCDD és PCDF O Cl y Cl x Cl x +Cl y =1-8 Poliklórozott dibenzo-furánok (PCDF) Poliklórozott Paradioxinok (PCDD) O Cl y Cl x Cl x +Cl y =1-8 O Képződés: - nem kívánt melléktermék az iparban - szennyezet ipari kemikáliák - háztartási és veszélyes hulladékok égetése - autók üzemeltetése - szilárd üzemanyagok elégetése - PCB tüzek, ipari hulladékok Krónikus toxicitás: - lehetséges karcinogén - immunszupresszív és neurotoxikus hatás - születési rendellenességek (teratogén) - hormonok és enzimek működési zavara Akkut Toxicitás: - a legtoxikusabb PCDD: 2,3,7,8 tetraklór-dibenzo-paradioxin LD 50 értéke: 0,  g/ttkg (tengerimalac, aranyhörcsög) - a legtoxikusabb PCDF: 2,3,7,8 tetraklór-dibenzo-furán LD 50 értéke: 5  g/ttkg (tengerimalac) Állati zsírszövetekben raktározódik.

Környezeti eredetű kontaminánsok Átlagos nehézfém és arzéntartalmak Magyarországon (1997) ólom  g/kg Hús és húskészítmény Hal és halkészítmény Tej és tejtermék Gabonafélék Zöldség Zöldségkészítmény Gyümölcs Gyümölcskészítmény Halak Cukor Vizsgált minták száma kadmium  g/kg higany  g/kg arzén  g/kg

kadmium  g/kg higany arzén Környezeti eredetű kontaminánsok Hús és húskészítmény Hal és halkészítmény Tej és tejtermék Gabonafélék Zöldség Zöldségkészítmény Gyümölcs Gyümölcskészítmény Halak Cukor ólom  g/kg Átlagos nehézfém és arzéntartalmak Magyarországon (1997)

Nehézfémek – Ólom (Pb) Természetes forrás: - vulkáni tevékenység Emberi tevékenység: - bányászat - fémkohászat, acélgyártás - akkumulátorok - pigmentek - benzinadalékok Emberi expozíció: - élelmiszerek ólomszennyezettsége - ipar - közlekedés - ónforrasztású konzervdoboz - mázas kerámiaedények (citromos tea kioldja  1-2 mérgezés/év) - Szerves ólomvegyületek a bőrön át is felszívódnak. Egyébként légutakon, emésztőcsatornán. - Kiválasztás: vizelet (75-80%) - humán teratogén, lehetséges karc. Pb tartalom élelmiszerekben  g/kg Napi étrend: 13,1  g TDI (60 ttkg): 214  g

Nehézfémek – Kadmium (Cd) Természetes forrás: - greenockit (CdS) - ásványban és cinkércben Emberi tevékenység: - ipari emisszió - természetes foszfát műtrágyák - komposztált városi hulladékok (!) - gyógyszerek, favédőszerek Emberi expozíció: - táplálkozás - cereáliák, olajos magvak - zöldségek - állati belsőségek - ló - tengeri, élőlények - vadon élő gombák - dohányzás - élelmiszerekkel érintkező felületek (kerámia-ötvözetek, műanyagok) - lassú kiválasztódás - bizonyítottan rákkeltő Cd tartalom élelmiszerekben  g/kg Napi étrend: 32  g TDI (60 ttkg): 60  g

Nehézfémek – Higany (Hg) Természetes forrás: - levegő, talaj, kőzetek - természetes vegyületek Emberi tevékenység: - ásványok feldolgozása - kohászat - gyógyszerek, Vízi környezetben: Erős feldúsulás: víz  plankton  algák  kishalak  ragad. A vér higanyszintje és a halfogyasztás között van összefüggés. Felszívódás és biológiai felezési idő - szerves higany: 90% - 50 nap - szervetlen higany: 5-15% - 40 nap - elemi higany: 0-50% - 70 nap Tengeri halfogyasztás hatása vér higany szintjére: - Soha nem eszik halat: 2-5  g/kg vér - Mérsékelt (1-2x/hét): 10  g/kg vér - Naponta: 400  g/kg vér Hg tartalom élelmiszerekben  g/kg Napi étrend: változó  g (szokások!) TDI (60 ttkg): 43  g

Arzén (As) Természetes forrás: - kőzetek mállása - mélyfúrású víz - vulkanikus tevékenység Emberi tevékenység: - ásványok feldolgozása - kohászat, kőszén égetése - peszticidek - gyógyszerek, favédőszerek Vízi környezetben: Tengerben: Az össz As koncentráció: 0,5-50 mg/kg állat+növény Édesvízi halakban: <10  g/kg ( x) Szárazföldi környezetben: kis konc. Élelmiszerszennyeződés: - légkörből (ipar közelében) - talajból - halakban: arzeno-betain, dimetil-arzenil- ribóz (arzenocukrok  rákokban, kagylókban és tengeri növényekben) Nem ismert toxicitás As tartalom élelmiszerekben  g/kg Napi étrend: 20  g TDI (60 ttkg): 120  g

Szervetlen vegyületek – Nitrát és a nitrit Fő étrendi forrás: - zöldségek - víz (csecsemőnél)  Alföldi kutak Emberi tevékenység: - műtrágyázás - húsok színének megtartása Felszívódás: - a toxicitás a nitrát nitritté való alakulásából származik. A nitrit reagál a vér hemoglobinjával  methaemoglobi- némia. 50% Met hemoglobin halálos, 10% tüneteket okoz -Felnőttekben a mthaemoglobin-reduktáz csökkenti a mérgező hatást. Csecsemőkben ez az enzim még nincs, ezért veszélyeztetettek (kék kór). Kiválasztás: - a vese gyorsan kiválasztja Toxicitás: - A nitrát/nitrit állatkísérletekben mutagén. - Lehetséges karcinogén. - átjut a placentán NO 3 - tartalom élelmiszerekben mg/kg Napi étrend: 150 mg Lakto-vegetáriánusok: mg ADI (60 ttkg): 222  g burgonya karfiol paprika paradicsom sóska petrezselyem sárgarépa uborka hagyma paraj kelkáposzta káposzta retek karalábé fejessaláta 2000 felett

Biológiai eredetű kontaminánsok Mikotoxinok gombák által termelt mérgek Ideális körülmények: - megfelelő hőmérséklet - oxigén jelenléte, páratartalom - szubsztrát ideális tápanyagösszetétele és víztartalma A toxintermelés genetikai jellegű. Környezeti tényezők nem indíthatják el, csak a mennyiséget befolyásolhatják. Mikotoxin bevitel csökkentése: - penészes élelmiszert ne fogyasszunk - mikotoxinok rendszeres ellenőrzése - szennyezet élelmiszerek letiltása Aflatoxin B1 Termeli: Aspergillus flavus, ~ parasiticus Stabilitás: - pörkölésre részben bomlik - autoklávozás NH 3 jelenlétében bomlik Toxicitás: -LD 50 : 0,5 – 10 mg/ttkg májat károsítja - karcinogén, teratogén, mutagén Forrás: szennyezett élelmiszerek (földimogyoró, olajos magvak, gabonafélék, tej, tejtermékek, tojás) Aflatoxinok 18 félét izoláltak