Исследование содержания ксенобиотиков в мясе диких кабанов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

Исследование содержания ксенобиотиков в мясе диких кабанов

Максимюк Н.Н.¹, Ребезов М.Б.²

¹Доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

² Доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Одним из важнейших прикладных аспектов экологических исследований является возможность оценки качества продовольственной продукции с учетом ее загрязненности поллютантами, поскольку многие химические вещества антропогенного происхождения не только токсичны для отдельных компонентов биоты, но и обладают способностью накапливаться в живых организмах, включая используемых человеком в гастрономических целях. Наиболее распространённая на настоящий момент классификация ксенобиотиков предусматривает выделение следующих групп: 1) тяжелые металлы; 2) радионуклиды; 3) пестициды; 4) нитраты, нитриты и нитрозосоединения; 5) потенциально токсичные вещества, применяемые в животноводстве; 6) полициклические ароматические и хлорсодержащие углеводороды; 7) диоксины и диоксинподобные вещества; 8) метаболиты микроорганизмов. К настоящему времени накоплен обширный научный материал по аккумуляции различных экотоксикантов в органах и тканях гомойотермных животных. Степень загрязнения экосистем по данным параметрам исследуется главным образом в Западной Европе и США, где контролю состояния окружающей среды придается особое значение. Большинство отечественных научных работ по этой тематике касается сельскохозяйственных животных, а также микромаммалий и птиц. Сведений, относящихся к охотничьим зверям, гораздо меньше: известно, что масштабные исследования промысловых млекопитающих на наличие тяжелых металлов проводили в Карелии, кроме того, в ряде научных работ приводятся данные по отдельным охотничьим видам. В последние годы проблема обостряется тем, что в условиях продолжающегося снижения уровня жизни и неполной занятости населения происходит существенный рост потребления продуктов из дикой природы, в том числе и охотничьих животных. Использование загрязненной продукции создает угрозу населению за счет мутагенных, канцерогенных, тератогенных, эмбрио- и гонадотоксических свойств поллютантов и заставляет уделять больше внимания изучению процессов аккумуляции ксенобиотиков в организмах промысловых млекопитающих.

Содержание в организме диких животных некоторых тяжелых металлов отражает местные биогеохимические условия. В частности, отмеченные повышенные уровни свинца и цинка может служить свидетельством формирования техногенной зоны, в особенности вокруг городов и других крупных населенных пунктов.

Ключевые слова: дикие животные, безопасность мяса кабанов, ксенобиотики, тяжелые металлы, радионуклиды

Maksimyuk N.N.¹, Rebezov M.B.²

¹Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Yaroslav-the-Wise Novgorod State University, ²Doctor of Agricultural Sciences, Professor, South Ural State University (National Research University)

STUDY OF XENOBIOTICS IN THE MEAT OF WILD BOAR

One of the most important aspects of applied environmental research is the ability to assess the quality of food products in view of its contamination by pollutants, since many of the chemicals of anthropogenic origin, not only toxic to the biota of the individual components, but also have the ability to accumulate in living organisms, including human use in gastronomic purposes. The most common currently xenobiotics classification allocates the following groups: 1) heavy metals; 2) radionuclides; 3) pesticides; 4), nitrates, nitrites and nitroso; 5) potentially toxic substances used in animal husbandry; 6) polycyclic aromatic and chlorinated hydrocarbons; 7) and dioxins dioksinpodobnye substance; 8) metabolites of microorganisms. To date, accumulated a vast scientific material for various toxicants accumulation in organs and tissues homeothermic animals. The degree of contamination of ecosystems according to the parameters studied mainly in Western Europe and the United States, where environmental control is emphasized. The majority of domestic scientific publications on this topic concerns of farm animals, as well as mikromammaly and birds. Information relating to hunting the beasts, much less is known that large-scale field studies of mammals for the presence of heavy metals carried out in Karelia, in addition, in a number of scientific works are given for the individual types of hunting. In recent years, the problem is exacerbated by the fact that the continuing decline in living standards and underemployment of the population there is a significant increase in the consumption of wildlife products, including game animals. Use of contaminated products pose a threat to the population at the expense of mutagenic, carcinogenic, teratogenic, embryo and gonadotoxic properties pollutants and makes pay more attention to the study of the processes of accumulation of xenobiotics in organisms game mammals.

The content in the body of wild animals of some heavy metals reflects local biogeochemical conditions. In particular, it noted elevated levels of lead and zinc may serve as evidence of the formation of man-made areas, especially around cities and other large settlements.

Keywords: wild animals, wild boar meat safety, xenobiotics, heavy metals, radionuclides.

Актуальность. Пребывание в загрязненной природной среде и потребление населением охотничьей продукции, содержащей различные поллютанты, представляет потенциальную угрозу для его здоровья. В результате аварии на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года первоначально произошел выброс радионуклидов на территории Украины и Белоруссии, однако затем в зоне поражения оказались также близлежащие российские регионы, включая Новгородскую область. В этой связи мониторинг загрязнения радионуклидами для охотничьих хозяйств является актуальной задачей, поскольку радиоактивные вещества, оседая на почве, аккумулируются затем в растениях и, попадая с пищей в организм животных, способствуют снижению резистентности, возникновению различных болезней и накоплению радионуклидов в органах и тканях [11, 13, 15, 16]. Это в конечном итоге приводит к снижению жизненных показателей самих животных и загрязнению охотничьей продукции, используемой населением в пищевых целях (в первую очередь это касается мяса диких копытных). Радионуклиды и тяжелые металлы относятся к ведущим группам ксенобиотиков, оказывающим токсичное воздействие на живые организмы. Динамика ксенобиотиков в биоценозе может выступать в качестве фактора, определяющего его развитие и устойчивость, поскольку от насыщения среды поллютантами и их соотношения зависит состояние всех компонентов биоценоза. В этом отношении менее всего изучены дикие животные, в том числе используемые для производства охотничьей мясной продукции [1, 6].

Целью работы являлось определение содержания поллютантов в мясной охотничьей продукции на территории Новгородской области: уровня содержания ведущих групп ксенобиотиков (радионуклидов и тяжелых металлов) в мясе диких кабанов (Sus scrofa) и последующее сопоставление полученных результатов с аналогичными данными по охотничьим животным других регионов и действующими в РФ санитарно-гигиеническими нормами.

Материал, методы и результаты исследования. Материалом данного исследования служили мышцы задних конечностей диких кабанов, добытых ружейным способом егерями в охотничьих хозяйствах Новгородской области. При отборе биопроб регистрировались пол и масса тела (убойный вес), по возможности определялся возраст животных. Образцы мышечной ткани, отобранные для анализа, помещали в химически нейтральную упаковку (полиэтилен для пищевых продуктов) и хранили до проведения анализа при температуре -20 °С. Из трех добытых особей двое являлись самцами с оценочным убойным весом более 30 кг, одна особь была представлена подсвинком с убойным весом около 12 кг. Был проведен анализ по выявлению содержания тяжелых металлов (Cd, Cu, Zn, Pb) в мышечной ткани диких кабанов методом инверсионной вольтамперометрии [14, 17]. Пробоподготовка осуществлялась способом сухой минерализации. Измерения были проведены на полярографе ПСЛ-1 по трехэлектродной схеме. Кроме того, исследования полученных образцов на наличие радионуклидов цезия (¹³⁷Cs) и стронция (⁹⁰Sr), проводили в Испытательном центре радиационного контроля Новгородской областной ветеринарной лаборатории методами гамма-бета спектрометрии было проведено два измерения проб на устройствах “Гамма-спектрометр NaI, Бета-спектрометр” спектрометрического комплекса “Прогресс”. Усредненные результаты наблюдений приведены в табл. 1. Нами предложено совершенствование методов контроля качества продовольственного сырья и пищевой продукции [12].

Таблица 1 - Активность радионуклидов в мышечной ткани диких кабанов Новгородской области

Исходя из того, что допустимый уровень активности (Н) для ¹³⁷Cs = 320 Бк/кг, а для ⁹⁰Sr = 100 Бк/кг, можно сделать вывод, что по удельной активности техногенных радионуклидов цезия-137 и стронция-90 исследуемая продукция может быть признана соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам (ТР ТС) и не превышает установленных показателей.

В результате проведенного анализа содержания тяжелых металлов в мясе диких кабанов было установлено, что у кабана-подсвинка концентрации металлов достигали следующих показателей: цинк - 421,85+ 21,51 мг/кг; кадмий - <0,005 мг/кг; свинец - 1,97 + 0,52 мг/кг; медь - 1,68 + 0,25 мг/кг; показатели концентрации металлов у самца кабана двухлетнего возраста, добытого в заказнике в порядке диагностического отстрела, составляли: цинк - 462,05±14,01 мг/кг; кадмий - <0,005 мг/кг; свинец - 2,07±0,04 мг/кг; медь - 1,75±0,08 мг/кг; у самца кабана двухлетнего возраста, добытого в охотхозяйстве «Шереметьево», концентрации металлов достигали следующих показателей: цинк - 396,2 + 6,54 мг/кг; кадмий - <0,005 мг/кг; свинец - 1,83±0,20 мг/кг; медь - 2,15±0,16 мг/кг.

Проведенными исследованиями установлено содержание в мышечной ткани кабанов свинца, превышающее ПДК в 3-4 раза, и цинка - в 4-6 раз. Что касается загрязнения охотничьей продукции кадмием и медью, то содержание этих поллютантов было значительно ниже предельно допустимой нормы, а концентрация кадмия находилась на фоновом уровне (табл. 2).

Таблица 2 - ПДК тяжелых металлов в мясной продукции

На химический состав мяса оказывает влияние видовая принадлежность животного, его физиологическое состояние, пол, возраст и другие факторы. Для оценки степени загрязненности пищевых продуктов во многих странах разработаны специальные нормативы, основным из которых является показатель предельно-допустимой концентрации (ПДК). В 2001 году Европарламент, в составе которого значительную долю составляют представители «зеленых» партий и организаций, принял новые ПДК по биоцидам в продуктах питания. Для многих европейских стран это означало серьезное ужесточение требований к качеству продовольствия. При экотоксикологических исследованиях наиболее пристальное внимание уделяется супертоксикантам, в том числе кадмию и свинцу, постоянный мониторинг уровня которых в природной среде призывает вести Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ). Действующие в России гигиенические нормы являются одними из самых жестких в мире по кадмию и гораздо либеральнее по свинцу, что в определенной мере отражает реальную степень загрязнения тяжелыми металлами продуктов животного происхождения. Уровни содержания металлов в мышечной ткани исследованных особей кабана убывает в следующей последовательности: цинк - свинец - медь - кадмий, при этом характер концентрации цинка значительно превышают уровни концентраций других металлов [2, 6, 7].

Тяжелые металлы в организм диких кабанов могут поступать через трофические субстраты, с воздухом и водой. Естественным источником тяжелых металлов в организмах диких кабанов является их пищевой рацион. По характеру питания дикий кабан является полифагом, только за одну кормежку он поедает 2-3 кг различного корма. Зеленые травянистые растения, их корни, корневища и луковицы, вечнозеленые надземные и подземные части кустарников, корни и побеги древесно-кустарниковой растительности, семена и плоды, ягоды и грибы, мхи и лишайники, а также различные беспозвоночные - вот далеко не полный перечень компонентов его пищевого рациона. Однако в каждом местообитании основное значение в питании кабана имеют корма растительного происхождения, а животные корма обычно используются периодически и в малом количестве. Из животных кормов кабан предпочитает дождевых червей, насекомых (особенно их личинки), может потреблять также моллюсков, мышевидных грызунов, яйца и птенцов птиц, лягушек, ящериц и змей. Состав кормов существенно меняется в зависимости от периода года и отражает сезонную смену стаций [3, 8].

Согласно опубликованным данным по европейской части РФ, травянистая растительность, произрастающая на территориях вокруг крупных населенных пунктов, отличается высокой загрязненностью тяжелыми металлами. В естественных кормах кабана, отобранных в разных районах Московской и Тульской областей, наибольшую опасность представляло их загрязнение свинцом. Большое количество этого токсиканта содержалась во всех обследованных трофических субстратах, потребляемых кабаном. Особенно выделялись по загрязненности пробы рогоза из двух районов Тульской области. Беспозвоночные животные (дождевые черви, личики майского жука и др.) были сильно загрязнены в пробах, отобранных в Павловском районе той же области. Другой не менее опасный экотоксикант - кадмий - был обнаружен в больших концентрациях в корнях и рогозе [4]. Однако в различных пробах, отобранных в разных местах одних и тех же районов, концентрация поллютанта существенно варьировали (к примеру, разные пробы из Павловского района отличались примерно в четыре раза по уровням концентрации).

Опасные для человека концентрации свинца и кадмия обнаруживали также у диких животных Карелии, причем в печени, почках и мышцах копытных средние уровни превышали отечественные ПДК. В силу этого можно констатировать, что употребление в пищу мяса некоторых из карельских кабанов и прежде всего таких их органов, как почки и печень, может представлять определенную опасность для здоровья человека. Присутствие кадмия в максимальных концентрациях в печени и почках исследованных животных служит доказательством того, что поступление с пищей - главный путь проникновения токсиканта в организм кабанов, в то же время значительные уровни металла в легких позволяют предположить, что второй важный путь проникновения кадмия в организм - поступление его с атмосферным воздухом при дыхании. При определении концентраций свинца в органах и тканях карельских кабанов самые высокие концентрации токсиканта были зафиксированы в легких, печень содержала средние, а мышцы и почки - минимальные уровни свинца. Ни возрастных, ни половых отличий в загрязнении свинцом не наблюдалось [5].

Как известно, концентрация в теле токсикантов возрастает по мере старения животных. Однако это не имеет неукоснительной выраженности у животных разного возраста. В частности, у некоторых кабанов Московской и Тульской областей, возраст которых не превышал одного года, в жире содержание свинца превосходило ПДК в 4-7 раз, в печени - почти в 17 раз. У животных старшего возраста содержание свинца может быть ниже или выше, чем у молодых. При этом у особей старших возрастных групп имеет большую вероятность высокое содержание в теле поллютантов. У некоторых кабанов в возрасте около 4 лет содержание свинца превосходило ПДК в 13-17 раз, а в печени одного из 4-летних зверей превосходило допустимую норму для субпродуктов примерно в 75 раз. Что касается загрязнения охотничьей продукции кадмием, то содержание этого поллютанта может достигать уровней, близких к предельно допустимым нормам или превосходить у животных разных возрастных групп. Высокие уровни этого металла были найдены в легких. Минимальное содержание кадмия отмечено в мышечной ткани [4]. По мнению большинства авторов, уровни свинца в организме гомойотермных животных напрямую определяются характером и степенью техногенного воздействия на биоту, поскольку этот металл тесно связан с деятельностью человека и способен в больших количествах аккумулироваться в организмах при его избытке в среде обитания.

По имеющимся сведениям, в отдельных регионах России и мира загрязнение мяса кабанов и других видов копытных животных многократно превышает ПДК для пищевых продуктов. Загрязнение мясной охотничьей продукции тяжелыми металлами регистрировалось во многих промышленно развитых странах. В Германии федеральное министерство здравоохранения не рекомендовало употреблять в пищу, печень и почки кабанов из-за ртутного загрязнения, в некоторых регионах ФРГ количество ртути в почках этих животных настолько велико, что допустимая годовая предельная норма набирается всего за 1-4 приема подобной пищи [10]. В Канаде, Скандинавии и некоторых странах Центральной и Западной Европы не рекомендуется употреблять в пищу, внутренние органы копытных из-за того, что уровень кадмия в них значительно превосходит официально утвержденные пороговые величины. В мясной продукции домашних животных также отмечались повышенные концентрации металлов, но частота подобных проявлений была значительно ниже, а превышение пороговых уровней незначительно, что, в первую очередь, обусловлено пристальным контролем качества кормов. Вместе с тем, неоднократно регистрировались случаи, когда концентрации металлов в промысловых зверях превышали отечественные (и национальные) ПДК в десятки и сотни раз. Оценивая качество мясной охотничьей продукции, необходимо также учитывать возможность накопления супертоксикантов с возрастом. Накапливая токсины, организм прогрессивно загрязняется даже при контакте со средой, в которой концентрация токсических веществ лишь незначительно превышает ПДК. Немаловажное значение имеет то, что аккумуляция разных токсинов может приводить к усилению действия каждого из них. Повышенное содержание ксенобиотиков (свинца, кадмия, цинка и меди) в организме животных, превышающее предельно допустимые концентрации в 2-15 раз, интенсифицирует процессы перекисного окисления липидов. Это приводит к накоплению в организме диких копытных токсических продуктов, что отражается на достоверном снижении резистентности эритроцитов и как следствие - возникновение различных патологий. Хроническое воздействие даже малых доз токсических веществ может вызывать нарушение обменных процессов, иммунологического статуса, нейрогуморальных систем, наследственных свойств и т.п. В этом случае становятся токсичными даже те продукты питания, которые принято считать натуральными, причем в первую очередь выявляется явление микротоксичности, когда в результате воздействия остаточных количеств токсикантов здоровью потребителей может быть нанесен существенный ущерб.

Заключение. В ходе проведенного нами исследования получена информация об уровне аккумуляции двух групп ксенобиотиков (радионуклидов и тяжелых металлов) в мясной продукции охотничьего хозяйства. Для обеспечения безопасности потребителей мясной охотничьей продукции необходимо исключить из питания мясные блюда и продукты, изготовленные их внутренних органов и костей диких кабанов, в первую очередь особей старших возрастных групп, поскольку у подобных особей имеет большую вероятность высокое содержание в теле поллютантов. Целесообразно добывать и использовать в пищу молодых особей, не достигших репродуктивного возраста, что положительно сказывается также на вкусовых качествах мяса. В связи с превышением концентраций свинца уровня ПДК в мышечных тканях кабанов на территории области и остеотропностью данного супертоксиканта, а также его депонированием в паренхиматозных тканях, следует исключить из употребления в пищу субпродукты кабана, а также желеобразные блюда, приготовление которых связано с длительным вывариванием скелетных костей. Цинк, как и свинец, преимущественно депонируется в костной ткани, поэтому факт наличия повышенных концентраций данного металла в мышечных тканях диких кабанов на территории области дополнительно подтверждают данные рекомендации. Возрастающее техногенное загрязнение природной среды обитания кабанов обусловливает необходимость применения в профилактических целях биотехнических мероприятий, направленных на предотвращение аккумуляции токсичных ксенобиотиков в организме охотничьих животных.

ксенобиотик тяжелый металл радионуклид кабан

Литература

1. Вяйзенен Г.Н. Ускоренное выведение тяжелых металлов из организма животных / Г.Н. Вяйзенен, В.А. Савин, В.А. Гуляев, Г.А. Вяйзенен, А.И. Токарь; под ред. Г.Н. Вяйзенена. - Новгород, 1997.

2. Горохова Е.Н. Содержание тяжелых металлов в мышечной ткани охотничьих видов копытных Новгородской области / Е.Н. Горохова, О.Ю. Дойникова, Ю.В. Марьяновская // Ученые записки Института сельского хозяйства и природных ресурсов НовГУ. Т. 17, вып. 1 / Сост. Э. А. Юрова. Великий Новгород: Новгородский регион. центр развития образования, 2009.

3. Данилкин А.А. Свиные (Suidae) / А. А. Данилкин // Млекопитающие России и сопредельных регионов. М.: ГЕОС, 2002.

4. Еськов Е.К. Биотехния в условиях возрастающего техногенного загрязнения среды обитания охотничьих животных / Е. К. Еськов, В. М. Кирьякулов, Ю. П. Фомичев // Вестник охотоведения, 2009. Т. 5. № 1.

5. Медведев Н.В. Птицы и млекопитающие Карелии как биоиндикаторы химических загрязнений / Н. В. Медведев; отв. ред. Э. В. Ивантер. - Петрозаводск: Изд-во КНЦ, 1998.

6. Порохов А.А. Зараженность некоторых видов охотничьих животных радионуклидами Cs-137, Sr-90 в условиях Новгородской области / А.А. Порохов // Разнообразие, функционирование, продуктивность и охрана биосистем в Новгородской области: Материалы региональной науч. конф. / НовГУ им. Ярослава Мудрого. -Великий Новгород, 2003.

7. Белокаменская, А.М. Оценка методов инверсионной вольтамерометрии, атомно-абсорбционного и фотометрического анализа токсичных элементов в продовольственном сырье и пищевых продуктах / А.М. Белокаменская, Н.Н. Максимюк, Н.Л. Наумова, О.В. Зинина. - Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2012. - 94 с.

8. Русаков О. С. Кабан (экология, ресурсы, хозяйственное использование на Северо-Западе СССР) / О. С. Русаков, Е. К. Тимофеева. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1984.

9. Тютиков С. Ф. Содержание микроэлементов и токсичных металлов в органах диких копытных и сельскохозяйственных животных в связи с региональным биогеохимическим районированием / С. Ф. Тютиков, Е. А. Карпова, В. В. Ермаков // Сельскохозяйственная биология, 1997. № 6.

10. Эйхлер В. Яды в нашей пище / Вольфдитрих Эйхлер. М.: Мир, 1993.

11. Боган, В.И. Совершенствование потенциометрического метода определения токсичных элементов на примере определения свинца, кадмия и меди / В.И. Боган, М.Б. Ребезов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. - 2014. - Т. 2, № 3. - С. 53-60.

12. Боган, В.И. Совершенствование методов контроля качества продовольственного сырья и пищевой продукции/ В.И. Боган, М.Б. Ребезов, А.Р. Гайсина, Н.Н. Максимюк, Б.К. Асенова // Молодой ученый. - 2013. - № 10. - С. 101-105.

13. Ребезов, М.Б. Контроль качества результата анализа при реализации методик фотоэлектрической фотометрии и инверсионной вольтамперометрии в исследовании проб пищевых продуктов на содержание мышьяка / М.Б. Ребезов, И.В. Зыкова, А.М. Белокаменская, Я.М. Ребезов // Вестник Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого. - 2013. - Т. 2. - № 71. - С. 43-48.

14. Ребезов, М.Б. Оценка методов исследования ксенобиотиков: монография / А.М. Чупракова, О.В. Зинина, Н.Н. Максимюк, А.Б. Абуова. - Уральск, 2015. - 204 с.

15. Прохасько, Л.С. Современные проблемы науки и техники в пищевой промышленности: учебное пособие / Л.С. Прохасько, М.Б. Ребезов, Г.Н. Нурымхан. - Алматы: МАП, 2015. - 112 с.

16. Ребезов, М.Б. Основы законодательства и стандартизации в пищевой промышленности: учебное пособие / М.Б. Ребезов, Н.Б. Губер, К.С. Касымов. - Алматы: МАП, 2015. - 208 с.

17. Белокаменская, А.М. Подбор современного оборудования для определения токсичных элементов с целью обеспечения качества испытаний / А.М. Белокаменская, М.Б. Ребезов, Э.К. Мухамеджанова // Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства. - 2013. - № 1. - С. 292-296.

Размещено на Allbest.ru