Потенциальная токсичность пищевых азокрасителей, признанных безопасными в Украине

С незапамятных времен для придания более аппетитного вида пище и напиткам в них добавляли красители, причем никого не заботил возможный вред от их употребления. Сначала их добывали из натурального сырья – фруктов, овощей, ягод, корней растений. К натуральным красителям, содержащим в своем составе красящие пигменты, органические кислоты, ароматические вещества, витамины, организм человека в ходе эволюции вполне адаптировался. И хотя для многих из них установлена предельно допустимая концентрация, красители натурального происхождения считаются безопасными для здоровья.

В настоящее время большое распространение в пищевой и фармацевтической промышленности получили искусственные пищевые красители, представляющие собой водорастворимые органические соединения, не существующие в природе. Они не имеют самостоятельной пищевой, энергетической или другой ценности – их добавляют к продуктам питания, а также к лекарственным формам исключительно для придания привлекательного вида и цветового разнообразия [6]. К сожалению, сегодня негативное влияние красителей с каждым новым исследованием становится все более очевидным.

К основным требованиям, предъявляемым к пищевым красителям, относят:

• безвредность в применяемых дозах, в т.ч. отсутствие канцерогенности, мутагенности, ярко выраженной биологической активности;
• прочность окраски (устойчивость к действию света, окислителей и восстановителей, к изменениям кислотно-щелочной среды, повышению температур);
• высокая степень окрашивания при низких концентрациях красителя;
• способность растворяться в воде или жирах, а также равномерно распределяться в массе окрашиваемого продукта или его оболочки.

В Украине официально разрешено использование в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности около 20 синтетических красителей [8-11], большинство из которых являются азосоединениями, полученными синтетическим путем, т.е. химическими веществами, имеющими в своей структуре одну или несколько азогрупп (–N=N–).

Учитывая первое и самое важное требование, предъявляемое к пищевым красителям, – безвредность в применяемых дозах, в т.ч. отсутствие канцерогенности, мутагенности, ярко выраженной биологической активности, – актуальным остается вопрос о неоднозначной оценке потенциального вреда их повсеместного использования, в частности группы красных красителей (Е120-Е129 согласно принятой международной классификации пищевых добавок). Из десяти красителей этой группы к применению в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности Украины разрешены четыре, в России – пять, в США – три (табл.).

Таблица. Регуляторная политика разных стран в отношении применения красных пищевых красителей Е120–Е129

Азорубин (кармуазин, пищевая добавка Е122) принадлежит к группе азокрасителей – синтетических красителей красных оттенков; относится к производным каменноугольной смолы. Краситель Е122 поставляется обычно в виде динатриевой соли – порошка от красного до темно-бордового цвета. Добавка Е122 может использоваться для окрашивания продуктов, которые подвергаются термической обработке после ферментации, а также в фармацевтической промышленности. Азорубин обладает хорошей устойчивостью к действию света.

В результате многочисленных исследований пищевой добавки Е122 был выявлен ряд возможных негативных воздействий на организм человека. Так, употребление кармуазина в пищу может привести к аллергическим реакциям в виде крапивницы и отека кожи. Особенно осторожными при употреблении продуктов, содержащих краситель Е122, должны быть лица, страдающие бронхиальной астмой, с непереносимостью противовоспалительных и жаропонижающих средств (ацетилсалициловой кислоты).

Недавние исследования, проводившиеся в университете Саутгемптона по заказу государственного агентства по пищевым стандартам Великобритании (Food Standards Agency, FSA), показали, что частое употребление продуктов с содержанием добавки Е122 приводит к повышению гиперактивности и снижению концентрации внимания у детей. В результате в этой стране с 2010 г. было решено запретить использование азорубина. Кроме того, краситель Е122 запрещен в Японии, Канаде, Норвегии, Австрии, Швеции, США. В некоторых странах добавку Е122 относят к группе канцерогенов – веществ, повышающих вероятность образования опухолей, в частности рака мочевого пузыря.

Впервые канцерогенные свойства азосоединений были выявлены в 1935 г. при скармливании крысам азокрасителя орто-аминоазотолуола, у которых при этом возникали опухоли печени.

В исследованиях на животных моделях по изучению некоторых пищевых красителей и их побочных эффектов [12] было обнаружено, что их мутагенность широко варьирует в зависимости от дозы потребления. Большинство веществ, у которых были выявлены мутагенные свойства, обладают и канцерогенным действием, в т.ч. и кармуазин (E122). Кроме того, было установлено, что некоторые из них вызывают мутации у отдельных бактерий. Иными словами, можно предположить, что эти красители могут проявлять себя в качестве мутагенных и/или канцерогенных агентов и у человека [13, 14]. Таким образом, они могут повлиять на целостность генома за счет мутаций в зародышевых и/или соматических клетках, что приводит к повышению частоты различных типов опухолей [15].

По состоянию на начало 2010 г. пищевая добавка-краситель Е122 разрешена для использования в пищевой промышленности России, Украины и ряде стран Евросоюза. При этом следует отметить, что во многих европейских странах в качестве красного красителя разрешены только натуральные кармины (Е120) и полностью запрещены все синтетические.

ВОЗ совместно с Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН (Food and Agricultural Organization of the United Nations, FAO) установила предельно допустимую дневную норму потребления азорубина на уровне 4 мг/кг массы тела.

Согласно директиве Объединенной экспертной комиссии по пищевым добавкам (Joint Expert Committee on Food Additives [JECFA], 2012), на упаковках лекарственных средств должно быть размещено предупреждение, что кармуазин может вызывать аллергические реакции. Что же касается продуктов питания и напитков, то, согласно директиве JECFA, на них такого рода отметки не обязательны, несмотря на употребление их в гораздо больших количествах.

Причина такого пристального внимания регулирующих органов разных стран к группе азосоединений очевидна: их широко используют при производстве напитков, колбасных и кондитерских изделий, а также лекарственных средств. И это при том, что в настоящее время накоплен достаточный опыт по изучению их участия в процессе канцерогенеза [5], основными мишенями для которого являются печень и мочевой пузырь (рис.) [2].

Рисунок. Основные органы-мишени, которые подвержены воздействию пищевых красителей

H.M. Abdelmigid (2009) изучал генотоксический эффект пищевых красителей с помощью маркеров случайной амплификации полиморфной ДНК (Random Amplification of Polymorphic DNA, RAPD) [16]. Результаты исследования свидетельствовали, что употребление пищи, содержащей как природные, так и синтетические красители, может вызывать широкий спектр побочных реакций у чувствительных к ним людей. Такие красители являются канцерогенными по своей природе. Поэтому, по мнению автора, в каждой стране должен быть разработан и реализовываться системный подход к выявлению частоты случаев негативного воздействия на организм человека токсичных и неразрешенных пищевых красителей. При этом следует внедрять определенные правила и законы, ограничивающие их использование.

RAPD-анализ для выявления поражения ДНК в сочетании с применением других биомаркеров является достоверным методом экотоксикологического мониторинга пищевых красителей у высших организмов, в т.ч. у человека.

M.O. Ali et al. (1998) сообщили о генотоксическом действии пищевого красителя кармуазина на хромосомы клеток костного мозга у крыс при определении в них содержания ДНК и РНК [17]. Подопытным крысам в двух исследуемых группах вводили две дозы Carmoisine limdose: 0,011 мг/100 г/день и 0,022 мг/100 г/день в течение 30, 60 и 90 дней. Авторы обнаружили, что в этих условиях кармуазин индуцирует появление хромосомных аберраций в клетках костного мозга. Вместе с тем было выявлено достоверное повышение содержания в хромосомах общего белка и РНК. При этом уровень ДНК достоверно снижался в течение исследованных временных интервалов, в особенности через 90 сут от начала введения токсиканта в более высокой дозе. Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о выраженных нарушениях нуклеинового обмена, возникающих при воздействии на организм данного токсического агента.

В настоящее время ряд химических пищевых красителей и вкусовых добавок рутинно используют при изготовлении пищевой продукции с целью улучшения ее эстетического вида и вкуса. Тем не менее многие из них являются токсичными при длительном употреблении. В исследовании H.M. Abd El-Wahab, G.S. Moram (2012) оценивали широкий спектр токсического действия некоторых синтетических пищевых красителей и/или вкусовых добавок на различные органы и системы и метаболический статус у крыс [18]. В этом эксперименте 100 самцов белых крыс разделили на десять групп. Группа G (1) получала базовую диету (группа контроля); G (2) – базовую диету + бриллиантовый голубой (синий блестящий, 124 мг/кг корма); G (3) – базовую диету + кармуазин (красный краситель, 70 мг/кг корма); G (4) – базовую диету + тартразин (желтый краситель, 75 мг/кг корма); G (5) – базовую диету + транс-анетол (4,5 г/кг корма); G (6) – базовую диету + пропиленгликоль (0,25 г/кг корма); G (7) – базовую диету + ванилин (1,25 г/кг корма); G (8) – базовую диету + бриллиантовый голубой + пропиленгликоль; G (9) – базовую диету + кармуазин + транс-анетол; G (10) – базовую диету + тартразин + ванилин в течение 42 дней подряд.

Употребление всех пищевых красителей с или без вкусовых добавок вызывало у крыс значительное уменьшение массы тела, снижение концентрации гемоглобина и уменьшение количества эритроцитов. Кроме того, наблюдалось значительное снижение уровня глутатиона. Активность глутатион-S-трансферазы и супероксиддисмутазы в крови и печени была сравнима с таковой в контрольной группе. Вместе с тем значительное повышение показателей в сыворотке крови аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), щелочной фосфатазы (ЩФ), билирубина, мочевины, креатинина, общего белка и альбумина наблюдалось во всех исследуемых группах по сравнению с группой контроля.

Принимая во внимание доказанное негативное влияние на организм, целесообразным является ограничение использования указанных пищевых красителей и/или вкусовых добавок при производстве продуктов питания.

Тартразин как и кармуазин является органическим азокрасителем, широко используемым в продуктах питания, лекарственных препаратах и косметических средствах. В исследовании K.A. Amin et al. (2010) изучали токсическое действие этих пищевых красителей на почечную и печеночную функции, липидный профиль, уровень глюкозы крови, массу тела и биомаркеры оксидативного стресса в тканях [19].

Самцам белых крыс тартразин и кармуазин давали перорально в низкой и высокой дозах в течение 30 дней, после чего собирали кровь и образцы тканей для определения уровня АЛТ, АСТ, ЩФ, мочевины, креатинина, общего белка, альбумина, показателей липидного профиля, глюкозы натощак в сыворотке крови, а также оценивали концентрацию восстановленного глутатиона (GSH), малонового диальдегида, активность каталазы, супероксиддисмутазы в ткани печени.

В результате исследования было продемонстрировано значительное повышение уровня АЛТ, АСТ, ЩФ, мочевины, креатинина, общего белка и альбумина в сыворотке крови крыс, которым в корм добавляли тартразин и кармуазин, по сравнению с контрольной группой. Эти значительные изменения были более очевидными при употреблении красителей в высоких дозах, а не низких. Уровень GSH, активность супероксиддисмутазы и каталазы были снижены, а содержание малонового диальдегида повысилось в гомогенатах ткани у крыс, которым давали тартразин в высокой дозе и кармуазин как в высокой, так и в низкой дозе. Ученые пришли к выводу, что тартразин и кармуазин оказывают неблагоприятное влияние на организм, изменяя значения биохимических маркеров в жизненно важных органах, например печени и почках, не только в высоких, но и в низких дозах.

Таким образом, учитывая доказанные в многочисленных исследованиях на животных моделях токсичность и канцерогенные свойства азосоединений, в частности азорубина, можно говорить лишь про ожидаемые канцерогенные эффекты, которые могут иметь место при употреблении продуктов или продолжительном приеме лекарственных средств, содержащих этот краситель. Это является особенно актуальным для пациентов с хроническими заболеваниями, требующих длительной или пожизненной терапии. Безусловно, в таких клинических случаях при наличии выбора предпочтение следует отдавать препаратам, в состав которых не входят пищевые красители.

Также в связи с общей неблагоприятной ситуацией относительно онкологической заболеваемости в нашей стране необходимо более жестко регламентировать применение потенциально токсичных соединений в качестве пищевых добавок и вспомогательных веществ при производстве продуктов питания, косметики и лекарственных средств.

Литература

1. Agency revises advice on certain artificial colours. Food Standards Agency (11 сентября, 2007).

2. Golka K., Gieseler F., Heitmann P., Reich S.E., Blaszkewicz M., Thier R., Urfer W., Bolt H.M. Elevated bladder cancer risk and occupational exposure to azo dyes // Toxicology Letters. – Volume 95, Supplement 1, July 1998. – Р. 90-90.

3. Tibbetts G. Artificial colourings as harmful as leaded petrol for children // Telegraph, 7 April 2008.

4. Food additives // CBC News, 29 September 2008.

5. McLean P., Reid E., Gurney M.W. Effect of azo-dye carcinogenesis on enzy es concerned with urea synthesis in rat liver // Biochem, June 1964.

6. Булдаков А.С. Пищевые добавки. Справочник.– СПб: Ut, 1996. – 240 с.

7. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 18.04.2003 г. № 59 «О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.3.2.1293-03».

8. Постанова Кабінету Міністрів № 1023 від 26.07.2006 р. «Про реалізацію статті 28 Закону України «Про безпечність та якість харчових продуктів».

9. Постанова Кабінету Міністрів № 12 від 04.01.1999 р. «Про затвердження переліку харчових добавок, дозволених для використання у харчових продуктах».

10. Постанова Кабінету Міністрів № 37 від 27.12.1999 р. «Про затвердження гігієнічних нормативів харчових добавок у харчових продуктах».

11. Постанова Кабінету Міністрів № 342 від 17.02.2000 р. «Доповнення до переліку харчових добавок, дозволених для використання у харчових продуктах».

12. Tsuda S., Murakami M., Matsusaka N., Kano K., Taniguchi K., Sasaki Y.F. DNA damage induced by red food dyes orally administered to pregnant and male mice // Toxicol Sci 2001; 61: 92-99.

13. Macioszek V.K., Kononowicz A.K. The evaluation of the genotoxicity of two commonly used food colors; Quinoline Yellow (E104) and Brilliant Black BN (E151) //Cell Mol Biol Lett 2004; 9: 107-22.

14. Zeiger E. Mutagenicity of chemicals added to foods // Mutat Res 1993; 290: 53-61.

15. Le Blanc G.A., Bain L. Chronic toxicity of environmental contaminants: sentinels and biomarkers // Environ Health Perspect 1997; 105: 65-80.

16. Abdelmigid H.M. Risk Assessment of Food Coloring Agents on DNA Damage Using RAPD Markers // The Open Biotechnology Journal, 2009, Volume 3, p. 96-102.

17. Ali M.O., Al-Ghor A., Sharaf A.K., Mekkawy H., Montaser M.M. Genotoxic effects of the food color (carmoisine) on the chromosome of bone marrow cells of rat // Toxicology Letters, 1998.

18. Abd El-Wahab H.M., Moram G.S. Toxic effects of some synthetic food colorants and/or flavor additives on male rats // Toxicol Ind Health, 2012.

19. Amin K.A., Abdel Hameid H. 2nd, Abd Elsttar A.H. Effect of food azo dyes tartrazine and carmoisine on biochemical parameters related to renal, hepatic function and oxidative stress biomarkers in young male rats // Food Chem Toxicol. 2010 Oct; 48(10): 2994-9.

Подготовила Марина Малей