УДК 619:614.31
Безопасность продовольственного сырья, пищевой продукции, кормов, а также других объектов ветеринарно-санитарного и экологического контроля (почва, воздух, природные и сточные воды, полимерные и строительные материалы, отходы промышленных и животноводческих предприятий и т.д.) — крайне актуальная задача.
Методы физико-химического анализа, несмотря на их высокую информативность, не позволяют объективно и всесторонне оценивать безопасность исследуемых объектов. Это объясняется увеличением количества ксенобиотиков во внешней среде, что делает невозможной их индикацию при помощи дорогостоящих физико-химических методов, требующих сложного оборудования. Кроме того, данные методы не могут дать интегральную токсикологическую оценку, поскольку не учитывают эффекта взаимодействия токсикантов как между собой, так и с компонентами окружающей среды, в результате чего токсические свойства соединений могут ослабляться или усиливаться.
Следовательно, необходимо разрабатывать и совершенствовать методы биологической оценки (биотестирование), которые в совокупности с физико-химическими методами позволяли бы быстро и с высокой степенью достоверности давать заключение о безопасности кормов, продуктов животноводства и других объектов ветеринарно-санитарного и экологического контроля [1–4].
Методы биотестирования достаточно информативны, отличаются высокой производительностью, не требуют сложного оборудования и больших материальных затрат, безупречны с этической точки зрения. Они позволяют дать интегрированную оценку всем токсическим соединениям, в том числе комплексным, присутствующим в исследуемом объекте [5–8].
В то же время в области биотестирования еще много не до конца изученных вопросов. Это касается и проблемы биологической оценки меда.
В данной работе использованы материалы и методы исследований (микробиологические, биологические), изложенные в методических рекомендациях и указаниях [5–8].
С учетом литературных данных, а также собственных многолетних исследований, связанных с применением инфузорий Tetrachymena pyriformis для определения токсичности и биологической ценности разнообразной продукции животного и растительного происхождения, мы изучали возможности применения данного тест-организма для биологической оценки меда. Как известно, мед служит хорошим питательным субстратом для роста и развития простейших. Это позволяет использовать их при оценке биологической ценности меда и вероятной токсичности, учитывая доказанное сходство инфузорий с высшими животными по основным параметрам обмена веществ и возможность межвидовой экстраполяции полученных данных.
Оптимальная среда для анализа меда — дистиллированная вода, поскольку она не оказывает побочного действия на проявление основных тест-реакций инфузорий: выживаемость, рост и хемотаксис. Использование дистиллированной воды можно объяснить и тем, что мед — это многокомпонентная система, включающая различные пищевые вещества (углеводы, белки, макро- и микроэлементы и др.), суммарное действие которых на тест-организм и определяет его анаболическую эффективность.
Нами установлено, что определить влияние продукта на выживаемость инфузорий можно уже через 3 ч, а изменение ростовой реакции — через 24 ч инкубации. Результаты влияния концентрации меда в субстрате на ростовую реакцию инфузорий после 24 ч инкубации показаны на рисунке 1.
Из представленных данных видно, что рост инфузорий в среде по сравнению с контролем (вода) начинался с 2%-ной концентрации меда. Максимум отмечен при 3 и 4%-ной концентрации. При 5%-ной концентрации меда ростовая реакция инфузорий практически не отличалась от контрольного варианта, а при более высоких концентрациях резко снижалась, при этом наблюдалась частичная гибель клеток.
Таким образом, оптимальная концентрация меда в среде при определении его возможной токсичности и относительной биологической ценности — 3–4%. Этот показатель мы взяли за основу.
Поскольку в составе меда содержатся сахара (фруктоза, глюкоза, сахароза), мы изучили их влияние на рост культуры инфузорий. В качестве стандарта сравнения использовали воду. Градиент концентрации сахаров составлял от 1 до 10% (рис. 2).
Оказалось, что растворы сахаров снижают рост инфузорий по сравнению с водой. Можно отметить, что глюкоза оказывает больший токсический эффект по сравнению с другими сахарами. При 1%-ной (минимальной) ее концентрации рост инфузорий был таким же, как в воде. В то же время при аналогичной концентрации сахарозы и фруктозы рост инфузорий незначительно увеличился. При больших концентрациях сахаров более выраженный ингибирующий эффект вызывала глюкоза, наименее выраженный — сахароза.
Изучение влияния меда на ростовую реакцию инфузорий позволило выделить ключевые критерии оценки качества и безопасности продукта (рис. 3).
Основной критерий при биологической оценке меда — максимальное проявление его ростостимулирующего эффекта 1 на инфузории. Дополнительными критериями служат концентрации 2, вызывающие данный эффект. Они включают: минимальные концентрации 3 меда, при которых обнаруживается стимуляция роста простейших; максимально переносимые концентрации 4, а также диапазон концентраций 5 меда в среде, при котором проявляется его ростостимулирующий эффект. Указанные критерии качества и безопасности меда можно определить при визуальном или автоматизированном подсчете количества выросших клеток.
После трех лет хранения ростостимулирующая активность инфузорий в большинстве образцов меда не изменилась. На биологическое качество меда не влияли и условия хранения (в бытовом холодильнике или при комнатной температуре).
Нами установлено, что прогревание меда существенно (в среднем на 40–100%) снижает ростостимулирующий эффект. Это можно объяснить инактивацией биологически активных соединений и образованием гидроксиметилфурфураля.
Также мы смоделировали фальсификацию меда сахарным сиропом, который добавляли в продукт в количестве 50% (табл.).
Из представленных данных видно, что фальсификация меда сахарным сиропом снижает ростовой эффект инфузорий на 21,1%. Поскольку ранее было установлено практическое отсутствие ростостимулирующей активности глюкозы, фруктозы и сахарозы, то логично предполагать проявление этих свойств и при добавлении указанных сахаров в мед, что и выразилось в полученных результатах.
Интересно, что в данном случае 50%-ного снижения ростового эффекта не наблюдалось (подобное логично предположить, исходя из уровня фальсифицирующей примеси). Это подтверждает общеизвестный в науке факт компенсаторной способности биологически полноценных продуктов, обладающих возможностью в определенной степени нивелировать воздействие на суммарную анаболическую эффективность пищевой смеси менее питательных компонентов. В данном случае мед сглаживает отрицательное влияние вводимых фальсификатов, а при их специально подобранных сочетаниях может существенно затруднять обнаружение фальсификации продукта.
Итак, мед, как сложная многокомпонентная система, активно воздействует на инфузории, что проявляется в изменении их ростовой реакции. При биологической оценке меда наиболее выражен ростостимулирующий эффект, максимально проявляющийся при 3–4%-ной концентрации продукта в среде.
Максимальный ростостимулирующий эффект выделен нами в качестве основного критерия качества и безопасности меда. Срок (до 3 лет) и условия хранения практически не влияют на качество меда. Прогревание независимо от температуры уменьшает ростостимулирующую активность меда. Искусственная фальсификация меда сахарным сиропом снижает ростовую реакцию инфузорий, однако она не зависит от дозы. Это обусловлено компенсаторной способностью биологически полноценных продуктов в определенной степени нивелировать воздействие на суммарную анаболическую эффективность пищевой смеси менее питательных компонентов.
В.А.ДОЛГОВ , С.А.ЛАВИНА, Е.А.СЕМЕНОВА,
Т.С.АРНО, И.С.ОСИПОВА
ФГБНУ «Всероссийский НИИ ветеринарной санитарии, гигиены и экологии»,
лаборатория ветеринарно-санитарной экспертизы,
Москва
Статья посвящена разработке экспрессного, чувствительного и бюджетного метода оценки качества и безопасности меда с использованием микроорганизмов Tetrachymena pyriformis, альтернативных высшим животным.
Ключевые слова: биотестирование, Tetrachymena pyriformis, анаболическая активность, ростовая реакция, мед.
ЛИТЕРАТУРА
1. Долгов В.А. Методические аспекты и практическое применение ускоренной биологической оценки кормов, продуктов животноводства и других объектов ветеринарно-санитарного и экологического контроля: дисс. … д-ра вет. наук. — М., 1992.
2. Долгов В.А., Лавина С.А., Арно Т.С., Семенова Е.А., Никитченко В.Е. Биологическая оценка меда // Вестн. РУДН. Сер. Агрономия и животноводство. — 2013. — № 1.
3. Игнатьев А.Д., Шаблий В.Я. Использование инфузории тетрахимены пириформис как тест-объекта при биологических исследованиях в сельском хозяйстве. — М., 1978.
4. Лавина С.А. Биотесты на основе ферментных систем для оценки токсического действия ксенобиотиков на объекты ветеринарно-санитарного и экологического контроля: дисс. … д-ра биол. наук. — М., 2002.
5. Методические рекомендации для использования экспресс-метода биологической оценки продуктов и кормов. — М., 1990.
6. Методические указания по использованию инфузорий Tetrahymena pyriformis в качестве тест-культуры в приборе «Биотестер-2». — М., 2000.
7. Методические указания по ускоренному определению токсичности продуктов животноводства и кормов. — М., 2000.
8. Методическое пособие по биотестовой оценке качества и безопасности различных объектов ветеринарно-санитарного и экологического контроля. — М., 2010.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
Долгов Виктор Андреевич, д-р вет. наук., проф.; Лавина Светлана Алексеевна, д-р биол. наук., вед. науч. сотр., e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., тел. 8(499) 256-54-73;
Семенова Елена Анатольевна, канд. биол. наук, и.о. зав. лабораторией, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., тел. 8(499) 256-54-73;
Арно Тамара Сергеевна, канд. биол. наук, ст. науч. сотр.; Осипова Ирина Сергеевна, канд. вет. наук, ст. науч. сотр., тел. 8(499) 256-54-73.
METHOD OF BIOLOGICAL ASSESSING OF HONEY
V.A.Dolgov , S.A.Lavina, E.A.Semenova, T.S.Arno, I.S.Osipova
The article is devoted to the development of a rapid test, sensitive and budgetary method for assessing the quality and safety of honey using Tetrachymena pyriformis as alternative to higher animals.
Keywords: biotesting, Tetrachymena pyriformis, anabolic activity, growth response, honey.
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
