Антибиотики в продуктах питания

Министерство образования Республики Башкортостан

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №16 р.п. Приютово

муниципального района Белебеевский район

Республики Башкортостан

Наименование  секции: биология

Тема:  «Антибиотики в продуктах питания»   

Выполнил:

Иванов Виталий, 10 класс,

 МАОУ СОШ № 16

Руководитель:

 Иванова Елена Николаевна,                

                                                                              учитель биологии

г. Белебей

2015 г.

                                                       Оглавление                                        

                                                                                                                              стр.

Введение…………………………………………………………………………3                                                                                                           

1. Обзор литературы                                                                                  

1.1.   Антибиотики в продуктах питания ………………………………………3.                                                        

1.2.   Тетрациклины …………………………………………………………….. 5                                                                                          

3.   Тетрациклины,   как    органические    вещества………………………..7                                

2. Экспериментальная   часть № 1.                                                                                                                              

2.1. Качественная реакция обнаружения тетрациклинов…………………..9

      (реакция  подлинности  тетрациклина)                                                    

2.2.  Подготовка образцов продуктов для исследования…………………10                              

2.3.   Результаты экспериментов………………………………………………10  

3. Экспериментальная часть № 2.

3.1. Влияние антибиотиков на свойства ротовой жидкости………………..12

3.2. Результаты эксперимента…………………………………………………13

Заключение……………………………………………………………………14                                                                                                               

Литература……………………………………………………………………..15                                                                                                       

1. Обзор литературы

1.  Антибиотики в продуктах питания

 Попадание антибиотиков в пищевые продукты связано с их  применением  для лечения, профилактики заболеваний и стимулирования  роста сельскохозяйственных животных и птицы, а также с  использованием антибиотиков для удлинения сроков хранения продуктов питания.  

Ниже приводятся   данные     Московской городской ветеринарной лаборатории, ФГУ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве»,   ЗАО «РОСТЕСТ» и результаты диссертационной работы   Кальницкой О.И

Приведенные данные позволяют сделать вывод о том, что чаще всего остаточные количества антибиотиков обнаруживаются в  мясе птицы импортного и отечественного производства, в говядине и свинине импортного производства, в субпродуктах,  а также в молоке отечественного производства.

Чаще всего (~ 90 %  случаев выявления антибиотиков в сырье и продуктах животноводства, а также в рыбе)   обнаруживают    тетрациклин.  

 Загрязнение рыбы связано с  ее поверхностной обработкой тетрациклином.

В  последние годы   антибиотики в  концентрациях 10 – 100 мг/л   используются  как  вещества, задерживающие  в процессе хранения порчу многих пищевых продуктов: мяса, рыбы, птицы, и даже овощей.  

        В настоящее время допустимая суточная доза тетрациклина в странах ЕС и РФ  находится на уровне 30 мкг на кг веса тела.  В этом случае  с учетом среднесуточных   норм потребления продуктов    допустимые остаточные  количества тетрациклинов в продуктах будут составлять  соответственно:

• Молоко                     -      100 мкг/л  
• Мышечная ткань     -       100 мкг/кг  
• Жировая ткань         -      10 мкг/кг  
• Яйца                         -      200 мкг/кг  
• Печень                      -      300 мкг/кг  
• Почки                        -      600 мкг/ кг  

Однако по мнению  ученых,  это      может привести к дополнительному риску возникновения болезней органов пищеварения, анемии, дерматитов, аллергии и  иммунодефицитных состояний у детей. Предлагается понизить допустимую суточную  дозу тетрациклина  до 3  мкг/кг веса тела,   а содержания  в пищевых продуктах до уровня 10 мкг/кг (0,01 мг/кг). При  этом  значительно   уменьшится  риск  для здоровья населения.

2. Тетрациклины  

         Тетрациклины (англ. tetracyclines)— группа антибиотиков,  близких по химическому строению и биологическим свойствам. Представители данного семейства характеризуются общим спектром и механизмом антимикробного действия, полной перекрёстной устойчивостью, близкими фармакологическими характеристиками. Различия касаются некоторых физико-химических свойств, степени антибактериального эффекта, особенностей всасывания, распределения, метаболизма в  организме и  переносимости.

Тетрациклины – антибиотики  широкого спектра действия.    Активны в отношении большинства грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, воздействуют на спирохеты, лептоспиры, риккетсии, крупные вирусы. Оказывают   бактериостатический   эффект.  

 После приема внутрь, всасывается до 66 % от принятой дозы.  

В циркулирующей крови значительная часть тетрациклинов (55- 65 %)    связывается с белками плазмы.  

            Хорошо проникают в различные органы и ткани, а также биологические жидкости -  желчь, плевральную, синовиальную, цереброспинальную.   Избирательно накапливаются в костях, печени, селезенке, опухолях, лимфоузлах,  зубах  (т.к. образуют стойкие комплексы с катионами Ca2+ в любой костнообразующей ткани) и обнаруживаются в них в течение длительного времени.  Проникают через плаценту   в грудное молоко.  Метаболизму не подвергаются.  10 - 25 %  от принятого количества   тетрациклина выводится почками  путем клубочковой фильтрации     и  20 - 50 %   - с калом в неизмененном виде.    

Тетрациклины   оказывают    ряд    неблагоприятных     эффектов:

          - лихорадку, отек Квинке,  кожные аллергические реакции:   сыпь, зуд;  

          - поражения  ЖКТ   в виде острого воспаления слизистой оболочки полости рта, языка, прямой кишки. Эти симптомы сопровождаются диспепсическими нарушениями: тошнотой, болями в эпигастрии, рвотой, потерей аппетита, поносом;

          - поражения печени, повышение содержания в крови печеночных трансаминаз, щелочной фосфатазы, билирубина, креатинина;

          - изменения со стороны системы кроветворения:    нейтропения, тромбоцитопения, гемолитическая анемия;

          - реакции со стороны ЦНС: обмороки, головная боль, вестибулярные расстройства.

3.     Тетрациклины,   как    органические    вещества

Группа тетрациклинов включает ряд природных антибиотиков,  к   которым относятся тетрациклин, окситетрациклин,  а   также   полусинтетические тетрациклины. Тетрациклин и  окситетрациклин применяются как в виде оснований, так и виде солей – гидрохлоридов. В воде растворимы соли тетрациклинов.  

         С    точки    зрения   фармацевтической  химии    тетрациклины  принадлежат к ряду частично гидрированных производных нафтацена, содержащих несколько функцио-нальных групп (фенольный, енольные и спиртовые гидроксилы, карбамидная группа, алифатическая аминогруппа, оксогруппа).

Тетрациклины представляют собой жёлтые кристаллические вещества, устойчивые в твёрдом состоянии.  Окраска обусловлена наличием в их структуре хромофоров  - систем сопряженных двойных связей, включающих кетонные и енольные группы,  которые придают тетрациклинам   способность   поглощать как в ультрафиолетовой, так   и   в   видимой областях спектра.

 Они обладают амфотерными свойствами   и  образуют соли с органическими и неорганическими кислотами, щелочными и щелочноземельными металлами. Образуют нерастворимые комплексы с катионами многовалентных металлов, борной кислотой, солями α-оксикарбоновых кислот (глюконовая, яблочная, лимонная и др.). В определённых условиях растворы тетрациклинов флюоресцируют.

2.  Экспериментальная   часть

2.1. Качественная реакция обнаружения тетрациклинов (реакции подлинности тетрациклина)

Образование фенолятов.  

К 0,01г препарата,  растворённого в 1 мл воды добавляют 2 капли 1 % - ного водного раствора хлорида железа (III): в присутствии тетрациклинов появляется   буро - красная окраска.  

Рис. 1. Качественная реакция с хлоридом железа (III)

различной концентрации

2.2.  Подготовка образцов продуктов для исследования

Анализ литературы позволил выбрать два метода подготовки образцов. Оба метода были адаптированы к условиям школьной лаборатории:

1.  Метод экспресс -   подготовки проб образцов мышечной ткани (Кальницкая О.И.).   10 г образца  без предварительного нагревания  гомогенизировали в ступке и добавляли 100 мл  дистиллированной воды. Перемешивали    в течение 20 мин.   Затем пробу декантировали и фильтровали.   Водную фазу использовали для определения содержания тетрациклина.

         2. Согласно «Методическим указаниям   по определению остаточных количеств антибиотиков в продуктах животноводства (утв. Минздравом  СССР 29.06.1984  п. 3049-84)»:

А)  Пробы молока  по 100 +/- 0,1 мл, творога по 10,0 г вносили в колбочки емкостью  500 мл и добавляют 100  мл  0,1 н соляной кислоты.   Для молока получали разведение 1:2.

  Б) 10 г  измельченной мышечной ткани или субпродуктов измельчали в ступке и добавляли  100 мл  0,1 н соляной кислоты. Перемешивали    в течение 10 мин.

        Надосадочную   жидкость    декантировали    и   дополнительно фильтровали.

        Для оценки содержания тетрациклина к 1 капле полученного экстракта добавляли 2 капли раствора хлорида железа(III). Окраску экстракта сравнивали с эталонами.

2.3.   Результаты экспериментов

Таблица. Обнаружение тетрациклинов в продуктах питания

             Тетрациклин  обнаружен в курином мясе. В результате варки мяса  количество его   в мышечной ткани   значительно снижается.  В основном из мышечных волокон лекарственный препарат вместе с мышечным соком переходит в бульон, часть препарата разрушается под действием высоких температур.  Однако варка должна быть длительной, т.к. есть данные, как вываривается антибиотик тетрациклин из куриной тушки. После тридцатиминутной варки он сохраняется в мышцах бройлера в виде следов, а еще через 30 минут полностью переходит в бульон.

    По этой причине бульон после варки  курицы  лучше не употреблять в пищу.      

        Образцы молока и творога  содержали минимальные количества  тетрациклина.  Известно, что при термической обработке молока   из-за частичного свертывания белков и образования солей на поверхности чанов образуется осадок – молочный камень (пригар).  Есть мнение, что его образование и способствует уменьшению остаточных количеств антибиотиков в молоке, которые частично денатурируют и образуют белково-солевые комплексы, оседающие на стенках аппаратов.

        Исследованная нами сметана – содержала тетрациклин. В сметану антибиотики добавляют для увеличения  срока  хранения продукта, для которого невозможно использовать термическую стерилизацию.

        Стоит отметить,  если нормы содержания тетрациклина будут уменьшены до 10 мкг/кг(л), то  многие из исследованных   нами образцов  будут  превышать эти нормы .

3.1. Влияние антибиотиков на свойства ротовой жидкости

Цель работы: изучение влияния антибиотиков на способность ферментов слюны к гидролитическому расщеплению крахмала.

Информация. Антибиотики способны в малых дозах оказывать избирательное токсическое действие на микроорганизмы и клетки. Продающиеся в аптеках антибиотики так же, как никотин и повышенная кислотность, вызывают снижение активности ферментов слюны амилаз к гидролитическому расщеплению крахмала.

Оборудование из комплекта: пробирки 2 шт., стакан на 50 мл, штатив для пробирок.

Оборудование из кабинета: ступка и пестик, маркер.

Реактивы и материалы: раствор йода, раствор крахмала, вода теплая чистая, раствор слюны, раствор антибиотика (1таблетка на 20 мл чистой воды).

Ход работы

1. Пронумеруйте пробирки.
2. Налейте в первую пробирку на ¼ объема раствор крахмала, добавьте столько же раствора слюны и 2-3 капли раствора йода. Содержимое пробирки перемешать. Поставьте пробирки в стакан с теплой водой на 10 минут, после чего наблюдайте за изменением окраски.
3. Налейте во вторую пробирку на ¼ объема раствор крахмала, добавьте столько же раствора слюны, затем столько же раствора антибиотика и 2-3 капли раствора йода. Содержимое пробирки перемешать. Поставьте пробирки в стакан с теплой водой на 10 минут, после чего наблюдайте за изменением окраски. Обратите внимание на скорость изменения синей окраски раствора в обеих пробирках.

3.2. Обработка результатов и выводы.

Рис. 2.    1 пробирка – качественная реакция на крахмал

               2 пробирка – амилаза + раствор крахмала + йод

               3 пробирка -  амилаза + раствор крахмала +  тетрациклин + йод

Вывод:

 Антибиотик тетрациклин понижает активность фермента  амилазы ротовой жидкости. Это все приводит к увеличению нахождения пищи в пищеварительном тракте, ощущения  тяжести, усиливает зашлакованность организма. Если же комок пищи быстро покинет ротовую полость, в дальнейшем это вызовет в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) брожение, напоминающее самогоноварение, с выделением отравляющих организм веществ и нарушением процесса всасывания.

Заключение.

1. На основании анализа литературы    сделан вывод о том, что  продукты животного происхождения – мясные и   молочные,  могут  содержать  остаточные количества антибиотиков, обычно тетрациклина.  
2. Выбраны, изучены,  освоены и модифицированы  в соответствии с возможностями  школьной лаборатории   методы  определения  тетрациклина. Выбран наиболее чувствительный и простой для экспресс – анализов   реактив -  хлорид  железа(III).
3. Освоены способы экстракции тетрациклина из мышечной ткани, молока и молочных продуктов. Пробы гомогенизируют и экстрагируют тетрациклин водой (образцы мышечной ткани) или раствором соляной кислоты (молоко и молочные продукты).
4. Выполнен анализ продуктов, купленных в магазинах р.п. Приютово и регулярно нами  употребляемых. Установлено, что мясо птицы, молоко, сметана и творог содержат тетрациклины.
5. Показано, что термическая обработка мяса, содержащего тетрациклин, проваркой в течение 1 часа позволяет снизить количество тетрациклина до безопасного уровня. При этом антибиотик переходит в бульон.
6. Доказали, что тетрациклин влияет  на активность фермента амилазы ротовой жидкости человека.

Литература

[1].  Кальницкая О.И. « Ветеринарно – санитарный контроль   остаточных количеств антибиотиков в сырье и продуктах животного происхождения».  Дис. ... докт. вет. наук :  M, 2010.

[2]. Мелентьева Г.А., Антонова Л.А.  Фармацевтическая химия. М.: «Медицина», 1993. – 479с.

[3].  Тюкавкина Н.А., Лузин А.П., Зурабян С.Э.  Органическая химия. М.: «Медицина», 1998. — 496 с.

[4].   Фармацевтическая химия: Учебное пособие/Под ред. А.П. Арзамасцева. М.: «ГЭОТАР-Медиа», 2005.-640с.