Az élelmiszerekben található idegen anyagok és összetevők egészségügyi értékelésének szempontjai

JÜRG A. ZARN *, BARBARA E. ENGELI *
Természetes összetevőik mellett az általunk forgalomba hozott élelmiszerek tartalmazhatnak olyan anyagokat is, amelyek a különféle gyártási lépések során az élelmiszerbe kerülnek, vagy a környezetből származnak. Az élelmiszer tehát tükrözi a környezetet és azokat a technológiákat, amelyekkel vagy amelyekkel előállítják. Annak érdekében, hogy egészségesen biztonságos élelmiszereket tudjon kínálni, a gazdálkodónak hibátlan termőterülettel kell rendelkeznie, és gondosan tesztelt segédanyagokat, például rovarirtókat és műtrágyákat kell használnia. Ezt követően azonban a feldolgozóiparnak, a csomagoló- és szállítóiparnak, valamint a kiskereskedelemnek megfelelő technológiákkal kell rendelkeznie, hogy az eredetileg biztonságos élelmiszereket később ne szennyezzék feleslegesen idegen anyagokkal. Ezen élelmiszerlánc mentén a termelőtől a fogyasztóig a kantoni és a szövetségi hatóságok értékelik az alkalmazott technológiákat és anyagokat, figyelemmel kísérik az élelmiszerek biztonságát és a vonatkozó előírások betartását, és minden szinten tanácsot adnak az érintett feleknek.

Anyagok az élelmiszerekben
Elvileg az élelmiszerekben lévő anyagok nagyjából feloszthatók összetevőkre és idegen anyagokra. Az összetevők az élelmiszer természetes komponensei, és dózistól függően lehetnek kívánt (például vitaminok és ásványi anyagok) vagy nemkívánatos (például furokumarinok, biogén aminok, cianogén glikozidok) egészségügyi hatásai. Az idegen anyag további részekre osztható: • A rendeltetésszerű használatból származó maradványok-
Élelmiszer-előállításra szánt anyagok (pl. peszticidek, állatgyógyászati készítmények) • Adalékok az élelmiszer tulajdonságainak befolyásolásához (pl. édesítőszerek, színezékek) • Feldolgozási melléktermékek, mint az élelmiszer-feldolgozás nem kívánt következményei (pl.
* Szövetségi Élelmiszerbiztonsági és Állategészségügyi Hivatal, Bern

Olyan anyagok, mint akrilamid, furán, policiklusos aromás szénhidrogének) • Migráció: a csomagolóanyagokból vándorló anyagok (pl. Biszfenol A, ásványi olajok) • Antropogén eredetű környezetből származó szennyezők (pl. Dioxinok/PCB, brómozott égésgátlók) és természetes eredetűek (pl. Mikotoxinok, bizonyos nehézfémek) . Ez a besorolás elsősorban az anyagok eredetén alapul, és kezdetben - csakúgy, mint eredetük (természetes vagy szintetikus) - semmit sem mond kémiai, biológiai és toxikológiai tulajdonságaikról. A szintetikus peszticidek mellett vannak olyanok is, amelyek a természetes növényi összetevőkhöz tartoznak (pl. Alfa-pinén, d-karvon, gibberellin). Az adalékanyagok gyakran természetes anyagok, például E100 (kurkumin), E960 (szteviol-glikozid) vagy E210 (benzoesav) (1). A folyamat melléktermékeinek nem csak azoknak kell lenniük-

akart szöveteket. Az ételek melegítésénél a változatos Maillard-reakciók nagyon aromás anyagokat is eredményezhetnek, amelyek miatt az étel jellegzetes az íz szempontjából (pl. Sült hús, kenyér aromája stb.). Ételünkben található kémiai anyagok óriási sokfélesége (valószínűleg több tízezer) rést hagy-
Rövidítések
ADI, elfogadható napi bevitel; ALARA, ésszerűen elérhető; ARfD, akut referencia dózis; BMD, benchmark lehet; BMDL, Benchmark Dose Lower Confidence Interval; BMDU, Benchmark Dose Upper Confidence Interval; HBGV, Health Based Guidance Value; LOAEL, a legalacsonyabb megfigyelt káros hatás szintje; MOE, kitettség margó; NOAEL, nincs megfigyelt káros hatás szintje; POD, kiindulási pont; SF, biztonsági tényező; TDI, tolerálható napi bevitel; TTC, Toxikológiai aggodalom küszöbe.

1. rovat: Alapegyenlet a HBGV levezetéséhez (2):
HBGV (ADI, ARfD, TDI és mások) = POD (NOAEL vagy a BMD értéke): SF

1. ábra: Dózis-hatás összefüggés, NOAEL, BMD és MOE koncepció. A pontok egy virtuális állatkísérlet négy dózisú átlagos mérési eredményeit (a hozzá tartozó szórással együtt) jelentik. A folytonos vonal a legalkalmasabb matematikai modellt (BMD) jelenti a mérési eredményekhez, a szaggatott vonal a hozzá tartozó alsó (BMDL) és felső (BMDU) Bizalom intervallumok. A NOAEL azt a dózist jelenti, amely statisztikailag nem különbözik a kontrollcsoporttól (0 mg/testtömeg-kg), és a LOAEL a legalacsonyabb dózis, amelynél a hatás statisztikailag szignifikánsan különbözik a kontrollcsoporttól. 10% az a meghatározott hatékonyság, amelynél a dózist (BMDL10%) a BMDL görbéből határozzák meg, ami 10% -os hatáserősséghez vezet. A NOAEL vagy a BMDL10% elosztásával egy biztonsági tényezővel (SF, jellemzően 100) meghatározzuk az ember számára elfogadhatónak tartott dózist (HBGV). A mutagén anyagok esetében az emberi expozíciónak legalább 10 000-rel (MOE) kell kisebbnek lennie, mint a BMDL10%.

amely alatt nem várható hatás. Ezeknek a feltételezéseknek a helyessége biológiailag nem bizonyítható. Az anyagvizsgálatok évtizedekig tartó elvégzése ezen alapfeltevések felhasználásával azonban nagy mennyiségű adatot eredményezett, amelyek utólag bizonyítékot szolgáltatnak a feltételezések lényegében helytállóságára. Ezenkívül hihető feltételezni, és egyes esetekben kísérleti úton is bebizonyosodott, hogy a test saját védőmechanizmusai megakadályozhatják a nagyon alacsony dózisok egészségügyi következményeit. A máj méregtelenítő enzimeivel itt központi szerepet játszik.
Jó adatok: NOAEL/ADI vagy BMD koncepció

Az összes anyag egészségügyi ellenőrzése nem megengedett. Ezért a hatóságok - az iparral együtt - elsősorban olyan anyagokra összpontosítanak, amelyeket újonnan szintetizáltak vagy izoláltak, és amelyek érintkezésbe kerülhetnek az élelmiszerekkel. Ez azt jelenti, hogy az idegen anyagok aránya (kivéve) toxikológiai szempontból viszonylag jól tisztázott, míg az összetevők nagy részére csak nagyon kezdetleges vagy nem állnak rendelkezésre adatok az egészségre gyakorolt hatásokról.
Kémiai kockázatértékelési alapelvek
A kémiai kockázatértékelés célja annak meghatározása, hogy az anyagnak való kitettség vagy az anyag felvétele mennyire magas annak mérgező hatásához képest. Ha az expozíció a toxikus hatékonysághoz képest kicsi, akkor az érintett élelmiszer expozícióját elfogadhatónak kell tekinteni. A kémiai kockázatértékelés alapelvei világszerte nagyrészt harmonizáltak (2), és mindkét nemzeti hatóság alkalmazza azokat

valamint használja az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) és az Egészségügyi Világszervezet (WHO).
Egészségalapú referenciaértékek levezetése A hatóságok számos feltételezést fogalmaztak meg a toxikológiai anyag vizsgálatára. Egyrészt specifikus, többnyire monoton módon növekvő dózis-hatás összefüggések vannak az anyagokra, vagyis a hatások nagyobbak nagyobb dózisoknál, mint alacsonyabbaknál. Másrészről az a tény, hogy ezeket a dózis-válasz összefüggéseket elvben laboratóriumi állatkísérletekkel (az embereket reprezentatív módon) rögzíthetjük a vizsgálandó anyag növekvő dózisainak beadásával a laboratóriumi állatok több csoportjának. Ez azt feltételezi, hogy a laboratóriumi állatok és az emberek hasonlóan reagálnak, vagyis hasonló hatások hasonló mértékben jelentkeznek hasonló dózis mellett. Feltételezik továbbá, hogy az anyagok túlnyomó többségénél létezik toxikológiai küszöbérték-

Feltételezve, hogy létezik egy toxikológiai küszöbdózis, állatkísérletekben a statisztikailag szignifikáns negatív hatás nélküli legnagyobb dózis azonosítható, amelyet NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) néven ismerünk (1. ábra). A következő nagyobb dózist, amely statisztikailag szignifikáns hatást vált ki, LOAEL-nek (legalacsonyabb megfigyelt mellékhatás szintnek) nevezzük. A dózis-válasz összefüggés matematikailag is modellezhető a kísérleti adatok felhasználásával. Ezt az eljárást benchmark adagolási modell (BMD) koncepcióként foglalják össze (3). Olyan matematikai függvényt keresnek (konfidencia intervallumokkal), amely a lehető legszorosabban illeszkedik a kísérleti adatokhoz (BMD). Ebből a modellezett dózis-hatás összefüggésből (vagy előnyösen annak alacsonyabb konfidencia intervallumából; BMDL) levezethető az a dózis, amely előre meghatározott hatásnagyságot eredményez (gyakran 10% -os hatásnagyságot határoznak meg standardként). Mind a NOAEL, mind a BMD koncepció olyan dózist nyújt, amely kiindulópontként használható

az adatok mindig hozzávetőleges értékek, amelyek bizonytalanságok és változékonyságok függvénye, függetlenül attól, hogy az elemzett anyagok tápanyagok vagy szennyezők. Ugyanez vonatkozik az élelmiszerek fogyasztási feltételezéseire is. Például a lakosság nem minden ember eszik almát hasonló gyakorisággal, és ha almát eszik, akkor valószínűleg különböző mennyiségben is. Az expozíciós forgatókönyvek sokfélesége levezethető a fogyasztás gyakoriságának és az elfogyasztott mennyiségek eloszlásából. A gyakorlatban azonban egyrészt a gyakori, magas fogyasztási mennyiségekre, másrészt a lakosságra átlagolt fogyasztási mennyiségekre korlátozódik.
Kockázatértékelés A HBGV levezetése és az expozíció becslése után a kockázat bekövetkezik-

2. háttérmagyarázat: A kockázatértékelés alapegyenlete (2):

értékelés. Ha a HBGV és az expozíció hányada nagyobb, mint 1, akkor a feltételezések szerint nem várható elfogadhatatlan kockázat. Ha ez kevesebb, mint 1, azaz ha az expozíció meghaladja a HBGV értéket, az érintett élelmiszer biztonsága már nem garantált. A HBGV és az expozíció összehasonlításával a kockázatértékelés egyértelmű mennyiségi megállapítást tesz lehetővé arra vonatkozóan, hogy a talált idegen anyagok koncentrációja problémás-e vagy sem. A fenti állítások azonban azt is mutatják, hogy ez az állítás csak a bizonytalanságokat tartalmazó feltételezések mellett érvényes.

A kockázat észlelése
A különböző eredetű kockázatok elfogadása nagyban változhat. Úgy tűnik, hogy a fogyasztók körében az a tendencia figyelhető meg, hogy az élelmiszerekben előforduló természetes anyagokból eredő kockázatokat és saját fogyasztási magatartásukat alacsonynak, a szintetikus anyagokból származó kockázatokat pedig különösen problematikusnak értékelik (11). Ennek oka lehet, hogy a „természetes” többnyire pozitív tulajdonságokkal társul, míg a „szintetikus” általában negatív konnotációval bír. Talán ez annak a ténynek az eredménye, hogy a társadalom csak körülbelül 100 éve tanult meg szintetizálni

Az azolok osztálya emlősökben befolyásolja a nemi hormonokat (15), negatív következményekkel járva a nemi szervek fejlődésére. A szerves foszfátok és karbamátok csoportjába tartozó rovarölő szerek esetében bizonyos átfedés van a rovarban megcélzott hatásmechanizmus és az ember toxikológiai mechanizmusa között is. A rovarokban az organofoszfátok és a karbamátok megcélozzák az acetilkolin-észterázt, amelyek központi szerepet játszanak az idegrendszerben emberekben és rovarokban egyaránt. Ezek az anyagok a legmérgezőbbek a peszticidek közül, ezért átlagosan alacsonyabb ADI-vel rendelkeznek, mint a herbicidek és fungicidek. A peszticidek egyes hatóanyagainak toxikológiájáról részletes összefoglalók állnak rendelkezésre többek között az EFSA-tól és a WHO-tól (16, 17). A peszticidek maradványokként előfordulhatnak az élelmiszerekben, de toxikológiailag nagyon jól kutatták őket.

A maximális koncentrációkat általában sokkal alacsonyabbra állítják be, mint amennyire toxikológiailag szükség lenne, és a törvényben előírt maximális értékeknek való megfelelést folyamatosan ellenőrizzük. Ezen okokból a növényvédő szer-maradványokat egészségre ártalmatlannak minősítik, ha a növényvédő szereket az előírásoknak megfelelően használják.
Természetes anyagok és feldolgozási melléktermékek A szénhidrátok, fehérjék, zsírok és vitaminok mellett a növények úgynevezett másodlagos növényi anyagokat képeznek, amelyek védelmet nyújtanak a rovarok és mikrobiális támadások ellen, színként és illatként, a beporzó rovarok vonzására vagy az UV fény elleni védelemre. Tipikus képviselői az alkaloidok, illóolajok, flavonoidok és még sok más. Bár gyakran kis mennyiségben fordulnak elő, némelyikük biológiailag nagyon aktív anyag és lesz

az emberek természetesen étellel fogyasztják. Egyes képviselőket ételek ízesítésére vagy állítólag az egészség elősegítésére használnak (például flavonoidok antioxidánsként, fitoszterolok/fitosztanolok a normális vér koleszterinszint fenntartása érdekében). Mások viszont kis mennyiségben is mérgezést okoznak az emberben (pl. Hidrogén-cianid, nikotin, pirrolizidin-alkaloidok) vagy - nagy mennyiségben alkalmazva - állatkísérletekben rákkeltőek (pl. Ösztragol és metilugenol bazsalikomban, ösztragol édesköménymagban, pirrolizidin-alkaloidok). A következőkben az ösztragol és a pirrolizidin-alkaloidok toxikus potenciálját röviden összefoglaljuk, mint a lehetséges példák közül számos választékot. Az édesköménymagokban található genetikailag káros és rákkeltő ösztragol expozíciós határa

Élelmiszer-kiegészítőként szánt adagok, valós esettanulmányok alapján, az EFSA kérésére. EFSA Journal 7. 19. Kast C és mtsai. Svájci mézek elemzése pirrolizidin-alkaloidokra. Journal of Apicultural Research 2014. 53: 75-83. 20. BfR, 2013. Pirrolizidin-alkaloidok gyógyteákban és teákban. BfR utasítás. 21. EFSA, 2011. Tudományos vélemény az pirolizidin-alkaloidokról az élelmiszerekben és takarmányokban. EFSA Journal 9: 2406. 22. Abdel-Rahman A és mtsai. Az élelmiszerekként és élelmiszer-összetevőkként használt természetes termékek biztonsága és szabályozása. Toxicol Sci 2011. 123: 333-348. 23. Pittler M és mtsai. A gyógynövényes étrend-kiegészítők mellékhatásai a testsúly csökkentésére: szisztematikus áttekintés. Obes Rev 2005. 6: 93-111. 24. Stickel F és mtsai. Az étrend-kiegészítőkkel kapcsolatos májkárosodás áttekintése. Liver Int 2011. 31: 595-605.