Hemijski sastojci hrane -Nutritivne, nenutritivne i antinutritivne materije u hrani -Biološki aktivne materije u hrani - Kontaminanti hrane
Nutrijenti (nutritivne materije), hranljivi sastojci u hrani Proteini, aminokiseline Lipidi Ugljeni hidrati Vitamini Mineralne materije Voda i kiseonik *(nekad se ovde svrstavaju i dijetetska vlakna, pa čak i bioflavonoidi-vitamin P) Mogu biti - esencijalni (vitamini, minerali, esencijalne aminokiseline i esencijalne masne kiseline) i - neesencijalni; -makronutrijenti i mikronutrijenti. Sadržaj pojedinih nutrijenata odredjuje nutritivnu vrednost hrane. Sadržaj proteina, aminokiselina, vitamina i mineralnih materija odredjuju biološku vrednost. Energetsku ili kalorijsku vrednost hrane odredjuju ugljeni hidrati i lipidi.
Biološki aktivne komponente hrane Biološki aktivni sastojci hrane mogu biti: 1. Nutritivnog porijekla 2. Nenutritivnog porijekla 1. Nutritivnog porijekla su: aminokiseline, masne kiseline, ugljeni hidrati, vitamini i minerali
Biološki aktivne komponente hranenenutritivnog porekla 2. Nenutritivnog porijekla su: dijetalna vlakna ( mogu se svrstati i u nutrijente), karoteonoidi, flavonoidi, hlorofil, alkaloidi, glikozidi, Izotiocijanati steroli, fitseotrogeni...
Kontaminanti (toksične materije) u hrani - prirodni toksini (biljnog, animalnog i mikrobnog porekla) - kontaminanti nastali tokom proizvodnog procesa, obrade ili čuvanja - Kontaminanti iz materijala i predmeta u dodiru sa hranom - Kontaminanti iz životne sredine
Prirodni štetni i toksični sastojci se dele prema poreklu na: biljne životinjske toksine gljiva Od biljnih izvora interesantni su samo oni koji se koriste u ishrani ljudi i domaćih životinja Biljne štetne i toksične supstance su svrstane u nekoliko grupa: antinutrijenti hormonski aktivne supstance toksične aminokiseline heterozidi toksični fenoli hemaglutinini saponini
Antinutrijenti Antinutrijenti su grupa supstanci biljnog porekla koje imaju suprotno delovanje od nutrimenata, odnosno smanjuju ili sprečavaju normalno funkcionisanje nutrimenata u organizmu Prema načinu delovanja dele se na: antienzime antivitamine supstance koje vezuju minerale
Prirodne antinutritivne materije u biljnoj hrani (Supstance koje umanjuju nutritivnu vrednost hrane, a mogu biti i toksične) - Tripsin inhibitor (proteini koji inhbiraju proteolitički enzim tripsin i tako smanjuju iskoristljivost proteina) - Tanini (grade komplekse sa proteinima i talože ih pa smanjuju njihovu iskoristljvost) - Fitinska kiselina (vezuje se za minerale i smanjuje njihovu iskoristljivost) fitinska kiselina - Oksalna kiselina (vezuje kalcijum; oksalna kiselina je u većim količinama prisutna u lišću biljaka kao što su spanać, zelje, raven, kiselica itd.) HOOC - COOH OP OP OP OP OP OP P=ostatak fosforne kiseline
Ostale toksične supstance biljnog porekla - Saponini (jedinjenja biljnih steroida i šećera-glikozidi; neki saponinitriterpenski su tioksični jer imaju osobinu hemolize) - Goitrogeni faktori (ometaju funkciju štitne žlezde kao npr protein gluten, izoflavoni i izotiocijanati povrća iz familije kupusa) - Lektini predstavljaju hemaglutinine (proteine koje aglutiniraju eritrocite vezujući se za ugljene hidrate)
Saponini Saponini (saponin glikozidi) su posebna grupa glikozida koje u svom sastavu pored šećera imaju i triterpenska ili steroidna jedinjenja, a njihovi rastvori kada se miješaju ili mute stvaraju pjenu. U biljci se nalaze u ćelijskom soku najviše podzemnih organa, plodovima i sjemenima, mada ima biljaka kod kojih se nalaze u čitavom organizmu. [1][2] Prema nešećernoj komponenti, dijele se u dve grupe: steroidni saponini, koji nisu otrovni za ljude i značajni su kao prekursori za sintezu steroidnih hormona; triterpenski saponini koji su toksični, imaju sposobnost hemolize. Solanin je toksični glikoalkaloid is krumpira, ali i drugog povrća kao što je patlidžan i rajčica koji se nalazi u i ispod kožice. On ima funkciju da biljku zaštiti od nametnika, dakle ima antifungicidno i antipesticidno djelovanje. Solanina ima i u svim ostalim dijelovima biljke. Najveći dio tog alkaloida skine se guljenjem krumpira zbog čega nema nikakve opasnosti za zdravlje, ali npr. kada se u vrijeme nestašice hrane (tijekom rata) koristila i zelena masa krumpira, intoksikacije nisu bile rijetka pojava. Mogu se otrovati i svinje ako im se za prehranu daju lupine koje nisu dovoljno prokuhane.
Goitrogene supstance Biljke i povrće iz porodice krstašica (Brassicaceae) sadrže supstance koje se zovu glukozinolati. Inhibiraju funkcije štitne žlezde uzrokujući njenu atrofiju i gušavost. Goitrogene[1] supstance se nalaze u kupusnjačama kao što su kupus, brokula, kelj karfiol ali i u sjemenu uljane repice. [1] Brojne supstance poznate po mogućnostima inhibicije sinteze hormona štitne žlijezde
Lektinski proteini Lektinski proteini fitohemaglutinini su glikoproteinske substance, najčešće biljnog porekla, mada mogu biti i animalnog, bakterijskog, fungalnog i porijeklom iz algi. Mijenjaju fiziologiju ćelijske membrane uzrokujući aglutinaciju[2] i druge biohemijske promjene u stanici. U manjim količinama nalaze se u žitaricama i crvenom pasulju. Ove antinutritivne materije su otporne na digestivne enzime i pre konzumacije zahtevaju duže termičke tretmane. [2] Aglutinacija- slepljivanje krvnih zrnaca.
Tokisčne supstance u hrani animalnog porekla Iz grupe animalnih toksina najčešće se spominju histamini[1] u školjkama i ribama toplih mora. Histamin se formira post mortem u ribama bakterijskom dekarboksilacijom iz amino kiseline histidina. [1] Biogeni amini. Veći broj vrsta morskih školjki i morskih riba, u određeno godišnje doba, mogu da izazovu trovanje ljudi. Simptomi trovanja školjkama su obično: paraliza respiratornih mišića i slabost mišića ekstremiteta i vrata. Histamin je organsko jedinjenje azota koje učestvuje u lokalnom imunološkom odgovoru
Toksini mikrobnog porekla- Mikotoksini (toksini plesni) Mikotoksini (mykes grč. gljiva, toxikon grč. otrov) su ekstracelularni metaboliti plesni, koji su toksični ili imaju druge negativne biološke efekte po ljude i životinje Vrsta mikotoksina Nefrotoksini Neurotoksini Hepatotoksini Mikotoksini Ohratoksin,Citrinin,Kvinoni,Ksanto megnin, Viomelin Patulin, Penitrem, Citreoviridin, Fumonizin, Moniliformin Aflatoksini, Penicilinska kiselina, Sporidezmin, Ciklohlorotin, Fumonizin djelovanje na organizam Izazivaju insuficijenciju bubrega. Izazivaju oštećenje nervnog aparata i izazivaju krvarenje u njemu. Oštećuju funkciju ćelija jetre i pospješuju razvoj karcinoma jetre. Estrogeni toksini Zearalenon, Zearalenol Hiperestrogenizam u životinja i degeneraciju ćelija polnih organa. Citotoksini Trichoteceni, Puccinia toksini Oštećuju epitelne ćelije kože i sluznice probavnog trakta i krvnih žila. Imunosupresivn i toksini Respiratorni toksini Ohratoksin, Trihoteceni Fumonizin, Trihoteceni, Stahibotriotoksin, Puccinia toksin, AAL toksin Oštećuju imuni sistem i njegov odgovor na infekciju u organizmu ljudi i životinja. Oštećuju disajne puteve.
Aflatoksini Aflatoksini su prirodni mikotoksini koje proizvode mnoge vrste Aspergillus gljiva, od kojih su najznačajnije Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus. Aflatoksini su otrovni i spadaju među najkancerogenije poznate supstance. Aflatoksini se stvaraju na polju i tokom skladištenja, a najčešće se mogu naći u kukuruzu, susamu, kikirikiju, pamuku, pirinču, pistaćima, semenkama bundeve, bademu, lešniku, suncokretu, soji, sušenom voću, začinima, mleku i mlečnim proizvodima i mesu. Otkriveni su 1960. godine nakon velikog pomora ćurki u Velikoj Britaniji (misteriozna bolest je nazvana turkey disease X). Uzročnik pomora je bilo kikirikijevo brašno iz kojeg je izolovana plesan Aspergillus flavusk ao kristalna supstanca plave fluorescencije. U prošlosti su poznati slučajevi akutne toksičnosti kod ljudi i to u Anonu (1993), Indiji (1974) i Keniji (1982) kada je uzrok kontaminiranog kukuruza aflatoksinom bila obilna nesezonska kiša. U Anonu je primećena mršavost kod svinja kao posledica hroničnih trovanja, a kod krava je došlo do slabog prinosa mleka. Nakon unosa u telo, aflatoksini se metabolišu u jetri do reaktivnih epoksida koji su toksičniji i nosioci su karcinogenog delovanja, ili hidroksilišu, čime se formira aflatoksin M 1 koji je oko 10 puta manje toksičan. Aflatoksini su hepatotoksični i uzrokuju masnu degeneraciju jetre, krvarenje jetre i rak jetre. Aflatoksin B 1 je najjačeg mutagenog delovanja i smatra se jednim od najjačih humanih mutagena. Aflatoksin B1
država maksimalne dozoljene vrednosti [μg kg 1 ] Kanada 15 orasi Ujedinjeno Kraljevstvo Evropska Unija 2 Argentina 0 proizvod 20 životne namirnice orasi, suvo voće, žitarice kikiriki, kukuruz i proizvodi od kukuruza Brazil 15 životne namirnice Kina 10 pirinač i jestiva ulja Češka Republika 5 životne namirnice Mađarska 5 životne namirnice Indija 30 životne namirnice Japan 10 životne namirnice Nigerija 20 životne namirnice Poljska 0 životne namirnice Južnoafrička Republika 5 životne namirnice Zimbabve 5 životne namirnice Uticaj aflatoksina na jetru
Ostali mikotoksini Ohratoksin A (To je nefrotoksin s potencijalnim kancerogenim delovanjem; dovodi se i u vezu s razvojem endemske nefropatije. Glavni producenti ohratoksina A su: Aspergillus ochraceus i Penicillium verrucosum koji često kontaminiraju uskladištene žitarice.) Aspergillus ochraceus Trihoteceni (Trikoteceni predstavljaju grupu od gotovo 170 mikotoksina koje proizvode različite vrste plesni iz roda Fusarium, te rodova Cephalosporium, Myrothecium, Trichoderma, Trichothecium, Stachybotrys, Verticimono-sporium i nekih drugih. Sve ih karakteriše tetraciklični, seskviterpenoidni, prsten. Proizvodnji trihotecena najbolje pogoduje vlažna tropska klima s visokom vlagom vazduha i širokim rasponom temperature od 6-24 C.) Zearalenon (Zearalenon sintetišu vrste Fusarium (F. graminearum). Najintenzivniji rast Fusarium plesni odvija se pri relativnoj vlažnosti vazduha od preko 70%, dok rosa i magla u periodu vegetacije žitarica posebno pogoduju razvoju plesni. Fusarium vrste kontaminiraju zrna još u polju, ali se rast Fusarium plesni i sinteza toksina nastavlja i u skladištima, posebno u koševima. Zearalenon se najčešće može naći u kukuruzu, a takodje i u drugim žitaricama (ječam, proso, pirinač, soja, pšenica). Zearalenon je mikotoksin s uterotropnim, estrogenim i anaboličkim delovanjem kod domaćih životinja. Odgovoran je za reproduktivne poremećaje kod domaćih životinja, posebno svinja. Veže se za estrogene receptore uzrokujući hormonsku neravnotežu.) Plesni roda Fusarium
Kontaminanti nastali tokom proizvodnog procesa Toksini iz genetski modifikovane hrane Akrilamid (ima ga u prženoj hrani-maillard-ova reakcija) Proizvodi lipidne peroksidacije Trans-masne kiseline Alkoholi Etil-karbamat (nastaje u fermentisanoj hrani-kancerogen) Policiklični aromati Nusproizvodi dezinfekcije vode Rezidue (ostaci veterinarskih lekova) Amini (nitrozamini *, aromatični, heterociklični i vazoaktivni amini ** ) *Nitrozamini nastaju delovanjem nitrita na amine-kancerogeni) ** Vazoaktivni amini nastaju dekarboksilacijom amino-kiselina tokom stajanja hrane Zato je preporuka da se konzumira što svežija hrana Nitrozamin
Kontaminanti iz materijala i predmeta u dodiru sa hranom Metali (Pb, Cd i Hg-veoma toksični) Plastika - Polivinil-hlorid (PVC)(sadrži kancerogeni monomer-vinil-hlorid) - Polistiren (PS) (toksičan je stiren monomer) - Polikarbonat (PC) (toksičan je monomer, bisfenol A (BPA) koji pokazuje hormonsko-estrogeno dejstvo i potencijalni je kancerogen) - Polietile (PE) i polipropilen (PP) su pogodni za neposredni dodir sa hranom jer su hemijski inertni. Etilen i propilen * Aditivi u plastičnim masama su uglavnom veoma toksični i moraju se kretati u dozvoljenim granicama
Kontaminanti iz životne sredine Industrijski zagađivači (dioksini, policiklični aromati, polihlorovani bifenili, polihlorovani fenoli, teški metali) Nitriti i nitrati (u hranu dospevaju usled prekomerne upotrebe veštačkih đubriva ali se dodaju i kao aditivi; dovode do nastajanja kancerogenih nitrozamina) Pesticidi