Восстановление нитратов в желудочно-кишечном тракте – риск канцерогенного действия

Ключевые слова: молочнокислые бактерии, нитраты, нитриты, нитрозоамины, патогенные микроорганизмы, энтеробактерии

Качество и безопасность пищи имеют важное значение для здоровья человека. В последние годы большую опасность  для человека представляют загрязнители пищевых продуктов. В молоке проявляется действие разного рода ингибиторов: лекарств, антибиотиков, пестицидов, гербицидов, моющих и дезинфицирующих средств, которые влияют на рост и развитие молочнокислых бактерий (МКБ) [6].

Для удобрения почв используют селитру (нитраты). В молоко нитраты поступают по цепочке:

удобрения → почва →  корма →  животные→  молоко.

В последнее время большое внимание уделяется употреблению продуктов, которые содержат нитраты. Нитраты при поступлении в организм в определенных количествах могут вызывать разные остротоксичные заболевания [3].

Кроме того , нитраты издавна (более 160 лет) вносят в молоко для производства твердых сыров с целью предотвращения  порчи сыров маслянокислыми бактериями и энтеробактериями. Ингибирующее действие на кишечную палочку и маслянокислые бактерии оказывают не сами нитраты, а образующиеся при их восстановлении в сыре нитриты. Нитриты также ингибируют листерии, дающие до 46% смертельных исходов [10].

Нитраты восстанавливаются в кишечнике с образованием нитритов и далее нитрозоаминов, обладающих токсичным и канцерогенным действием. Скорость трансформации нитратов и нитритов зависит от вида бактерий группы кишечных палочек (БГКП). На практике широкое распространение получило понятие бактерии группы кишечных палочек или колиформы. Колиформы – это энтеробактерии, куда входят эшерихии, цитробактер, энтеробактер, клебсиелла, вызывающие острые кишечные заболевания(ОКЗ). При холероподобных поносах основным источником инфекции являются люди с ОКЗ. Кроме энтеробактерий в кишечнике существуют и энтерококки (E.faecalis, E. faecum, E.durans, E.avium). Энтерококки могут образовывать токсичные амины. Основной средой обитания энтерококков является кишечник. Обнаружение энтерококков в молочных продуктах – показатель загрязнения этих объектов фекалиями с патогенными микроорганизмами [3].

Кишечник – основное место обитания энтеробактерий (кроме шигелл) [1].

 Все энтеробактерии восстанавливают нитраты  до нитритов. Чем выше количество в кишечнике энтеробактерий, энтерококков, тем быстрее они восстанавливают нитраты в нитриты [7]. Механизм токсичного действия нитритов до конца не выяснен. Известно, что нитриты действуют на сосудодвигательные и дыхательные центры [9]. Остротоксичное, вплоть до летального исхода, действие на человека наступает при приеме внутрь 15-30г нитрата калия, 10г нитрата натрия [5]. Нитраты разрешено применять для выработки сыра во всех европейских странах, кроме Франции, Греции, Италии, Швейцарии, в дозе 20г/100кг молока, в России до 30г/100кг. Кроме того,  выращивание овощей с большим количеством химических удобрений (селитра) и добавление их  в продукты в качестве консервирующих веществ (например,  в ветчину, бекон и различные копченые колбасы) вызывают серьезное беспокойство, так как могут являться возможным пусковым механизмом, способствующим образованию злокачественных опухолей [9].

При производстве сыров нитраты хорошо растворяются в воде, поэтому большая их часть остается в сыворотке .В сыр из молока переходит 4-6% нитратов. Во время выработки и созревания сыров нитраты восстанавливаются под воздействием микрофлоры вначале до нитритов, затем до нитрозоаминов и других соединений азота. Прямая токсичность нитритов в 40 раз выше, чем нитратов. 70-80% нитратов поступает в организм с овощами, а с молоком и молочными  продуктами – только 0.2-0.9%. Цикл восстановления нитратов в сырах, мясных продуктах трансформируется по схеме:

нитраты →  нитриты →  нитрозоамины [1].

Нитрозоамины синтезируются в кишечнике. По результатам опытов на животных ВОЗ установлены допустимые дозы ежедневного потребления нитратов и нитритов с коэффициентом безопасности, равным 0.2мг/кг массы тела. Это ежедневно допустимая доза веществ, которые человек может потреблять всю жизнь без ущерба для здоровья. Определение чувствительности МКБ к  нитратам имеет важное практическое значение. 

Цель настоящей работы – определение чувствительности к нитратам и изучение их влияния на рост и развитие МКБ.

Материал и методы

Объектами исследований служили 20 штаммов МКБ, из которых – штаммы Streptococcus lactis 1304(ИНМИА-9607)*, Streptococcus thermophilus M7 (ИНМИА-9608), Lactobacillus helveticus, Lactobacillus jugurti (ИНМИА), Lactobacillus acidophilus 317/402 “Нарине” (ИНМИА-9602), Lactobacillus delbrueckii var. bulgaricus var. mazuni N2 “Карине” (ИНМИА-9603), Lactobacillus acidophilus 13 Арагац (ИНМИА-9605), Lactobacillus acidophilus 92 Ани (ИНМИА-9606), Lactobacillus acidophilus Л2 (ИНМИА-9609). Все испытуемые штаммы получены в лаборатории бродильных микроорганизмов Центра микробиологии и депонирования микробов НАН Армении и запатентованы(СССР, РФ,Армения)[2].Чувствительность МКБ к различным концентрациям нитратов определяли в молоке с добавлением нитратов с определенной концентрацией. При этом определяли время сквашивания молока , морфологические показатели, органолептические свойства, кислотообразование. Для изучения влияния  нитратов (NaNO₃, KNO₃) на МКБ использовали 0.2;0.3;0.5;0.7;1;1.5;2% на литр молока. Контролем служили молоко без добавления нитратов. Молоко инкубировали культурами МКБ–1%.

Результаты и обсуждение

В результате исследования установлено, что при использовании высоких концентраций нитратов на развитие МКБ обнаруживаются заметные морфологические изменения клеток: сильное утолщение и появление неестественно вытянутых цепочек у стрептококков, а у МК палочек, кроме того, увеличивалось количество зерен валютина. Чувствительность МКБ к различным концентрациям нитратов разная(табл.1). 

МК стрептококки полностью ингибировались в присутствии нитратов при концентрации –0.5-0.7%, а палочки –1-1.5%.

Таблица 1

 Устойчивость молочнокислых бактерий к нитратам  

+ устойчивость

- не устойчивость 

Испытуемые нитраты снижали скорость кислотообразования (табл.2), увеличивалась продолжительность сквашивания молока.

Было показано, что из изученных МКБ оказались высокоустойчивыми к нитратам L.jugurti, L.helveticus, L.delbrueckii var. bulgaricus var. mazuni, L. acidophilus. Ацидофильные МКБ менее ингибировались.

Таблица 2

Влияние нитратов на кислотообразование МКБ      

В Японии установлено, что некоторые МКБ, используемые в производстве ферментированных молочных продуктов, ингибируют летучие нитрозоамины путем инактивирования аминокислотных пиролизатов и свободных радикалов[9]. Кроме того, массовое поступление в организм нитратов создает условия для формирования дисбактериоза. Это особенно серьезно наблюдается при гнойно-инфекционных заболеваниях, когда в кишечнике присутствуют патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, в которых нитраты восстанавливают нитриты, нитрозоамины. Известно, что  разные энтеробактерии в биоценозе являются причиной желудочно-кишечных заболеваний [4]. 

Нитраты и нитриты в определенных дозах токсичны, поэтому они должны трансформироваться в кишечнике с такой скоростью, чтобы количество нитратов и нитритов не превышало установленные органами здравоохранения нормы, гарантирующие безопасность для здоровья.

При производстве жидких кисломолочных продуктов в них будет столько же нитратов, сколько в молоке, так как МКБ не восстанавливают нитраты.

Накопление этих веществ (канцерогенов) может быть причиной разных видов злокачественных заболеваний. 

Нитраты могут привести к следующим негативным последствиям: 

• активизации ранее неизвестных микроорганизмов,
• oбразованию новых патогенных микроорганизмов [7].

Для борьбы с  проблемой интоксикации нитратами  рекомендуем:

• использовать молоко с низким содержанием нитратов (стандартизированное молоко);
• с целью уменьшения этих веществ необходимы строгий контроль за использованием азотных удобрений в сельском хозяйстве, а также при производстве сыров и мясных продуктов (бекон, ветчина, копченые колбасы и др.) и соблюдение санитарно-гигиенических условий при производстве этих продуктов;
• ·ни один фермер не должен свободно покупать удобрения и добровольно по своему желанию добавлять в почву;
• каждый обработанный земельный участок должен иметь земельный паспорт, где будут записаны химический состав земли, необходимое количество и вид удобрения для земли и растений. только после этого следует разрешить фермеру покупать удобрения;
• свободные рыночные отношения должны быть под надзором государственного уровня, в противном случае, бесконтрольное употребление удобрений будет иметь непоправимые  последствия для людей, животных и экосистемы;
• полностью исключить поступление этих веществ с пищей невозможно , поэтому стоит вопрос об их ограничении;
• степень размножения БГКП во время производства кисломолочных продуктов можно понижать, включая в состав закваски штаммы МКБ, обладающие специфическим антагонистическим действием на эти микроорганизмы, которые подавляют развитие БГКП [8];
• исключить дисбактериоз кишечника;
• иметь в виду маркировку с.-х., мясных продуктов, содержащих нитраты;
• принять четкие показатели употребления нитратов с целью предотвращения  негативных последствий для здоровья людей и животных. 
• МКБ, особенно ацидофильные, ингибируют рост и развитие БГКП, чтобы предотвратить дисбактериоз и нитратные токсикозы обязательно нужно употреблять МКБ с высокими антибиотическими свойствами против энтеробактерий, например–пробиотик Lactobacillus acidophilus 317/402 “Нарине”.

Поступила 11.06.10

Литература

1. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические, физико-химические аспекты. М., 2003.
2. Каталог культур микроорганизмов. Ереван, 1996.
3. Мармузова Л.В. Основы микробиологии,санитарии и гигиены пищевой промышленности. М., 2006.
4. Пинегин Б.В., Мальцев В.Н., Коршунов В.М. Дисбактериозы кишечника. М.,1997.
5. Производство сыра: технология и качество.Пер., с фр., под ред. Г.Г. Шиллера. М., 1989.
6. Тамим А.И., Робинсон Р.К. Йогурты и другие кисломолочные продукты. СПб., 2003.
7. Шендерев Б.А. Медицинская микробиология и функциональное питание, т.1. Микрофлора человека и животных и ее функции. М., 1998.
8. Martirosyan A.O., Mndzoyan Sh.L., Charyan L.M., Akobyan L.H., Nikishenko M.N.  Applied Biochemistry and Microbiology, 2004, Vol.40, p.178-180.
9. Pedersen E., Thomsen J., Werner H. In N-Nitroso compounds Analysis, Formation and Occurrence, 1980, JARC Sent. Publ. N31, Lyon.
10. Eoodborne I. Listeriosis, who working Group Recommendations,1989, Milchwissense,9, p.65-87.

Л.Г. Акопян*, Ю.Т. Алексанян** *Центр микробиологии и депонирования микробов НАН РА  2201, г. Абовян, Арзнийское шоссе, 1 эл.почта: [email protected] **НИИ ЭВ и МП им. А.Б. Алексаняна, 0010, Ереван, ул. Худякова, 1 эл.почта: [email protected] УДК 576.8(088).637.3

Вопросы, ответы, комментарии