Індукція генних мутацій зразками копчених ковбасних виробів різних технологій виробництва - Автореферат

Спеціалісти та міжнародні організації визнають необхідність першочергового дослідження на мутагенність ліків, харчових продуктів, пестицидів, косметичних засобів, а також найбільш широко поширених забруднювачів води, повітря та виробничих шкідливостей (Дурнев А.Д., 1998). Основним тестом у скринінгових програмах з мутагенної активності у багатьох країнах світу визнаний тест Еймса Salmonella/мікросоми, який є порівняно швидким, економічним, інформативним і має велику пропускну спроможність (Дуган А.М., 1984). Європейський центр з валідації альтернативних методів досліджень (JECFA), створений згідно з вимогами директиви Ради Європейської Економічної Спільноти із захисту тварин в експериментах (86/609/ЄЕС), прийняв тест Еймса як альтернативний метод з визначення мутагенного потенціалу хімічних сполук (Alternative (non-animal)…, 2002). Копчені мясопродукти привертають до себе особливу увагу, через те, що внаслідок використання недоброякісної сировини, додавання певних харчових добавок, термічної обробки (варіння, смаження) і обробки коптильним димом (або коптильними середовищами), вони можуть бути забрудненими багатьма сполуками. У дисертації вперше: - встановлені особливості і закономірності здатності індукувати генні мутації за типом зсуву рамки зчитування і заміни пар нуклеотидних основ у генетичному коді зразками неорганічної і органічної фракцій трьох груп ковбасних виробів: варено-копчених, сирокопчених і напівкопчених; мутагенна активність зразків спостерігалась на рівнях «слабкої» і «середньої» сили у присутності і відсутності системи метаболічної активації із залежністю ефекту від ступеню розведення зразка;Ефекти різнилися як між фракціями і умовами активації (МС , МС-), так і між тест-штамами, що свідчить про наявність у досліджуваних зразках мутагенів «прямої» і «непрямої» дії, різної хімічної природи та різних механізмів дії (зсув рамки зчитування і заміна пар нуклеотидних основ). Таким чином, при дослідженні пяти зразків ВК як органічна, так і неорганічна фракції без розведення проявили сильну токсичну дію і максимальну мутагенну активність при розведенні зразків у пять разів, що свідчить про прихований потужний генотоксичний потенціал. Як видно, саме в зразку НК 7-Х спостерігаються підвищені рівні як Кадмію, так і Ніколу, чим можна пояснити найбільшу мутагенну активність цього зразку, особливо при тестуванні на штамі ТА98. Два з них, НК 8-Пр і НК 10-С проявили «слабку» мутагенну активність, ще два зразки, НК 6-О і НК 7-Х - «середньої» сили, тоді як зразок НК 9-С виявився генетично інертним у всіх розведеннях. По-перше, на тест-штамі ТА98 деякі зразки - СК 12-Б (МС ) і СК 13-П (МС-) показали мутагенний ефект «середньої» сили; по-друге, високі ступені активності зразків у варіантах МС і МС-є доказом того, що в зразках містяться мутагени з різним механізмом дії.Експериментальними дослідженнями з мутагенної активності зразків копчених ковбасних виробів трьох технологій виробництва, а також різних смакоароматичних добавок, які використовуються у технологічному процесі виготовлення ковбас, встановлена здатність зразків цієї продукції індукувати генні мутації за різними механізмами дії, а також виявлений тісний кореляційний звязок між ступенем мутагенної активності зразків ковбас і вмістом мутагенних органічних і неорганічних сполук. Зразки ковбас кожної технології виробництва показали наступні ефекти: відсутність здатності індукувати генні мутації у тест-організмів; проявлення мінімальних ефектів на рівні «слабкої» мутагенної активності; проявлення максимальних ефектів на рівні «середньої» мутагенної активності. Значно більшу виразність проявлення ефектів фракцій спостерігали для зразків НК і СК: - мутагенна активність зразків неорганічної фракції НК і СК виявилась «слабкою» з перевищенням контрольних значень від 2,1 до 3,8 разів для зразків НК і від 2,0 до 9,1 разів для зразків СК, частково зумовленою вмістом ВМ, про що свідчать коефіцієнти парної кореляції Пірсона (r = 0,69-0,72) між вмістом ВМ у зразках та показником максимальної мутагенності; органічна фракція обох видів ковбас при розведенні у пять разів показала мутагенну активність «середньої» сили з максимальним перевищенням контрольних значень у 15,4 і 13,9 разів (НК 7-Х і СК12-Б, ТА98, МС відповідно), зумовленою вмістом БП і БА, про що свідчить сильний кореляційний звязок (r = 0,96-0,98) між вмістом БП і БА у пробах та показником максимальної мутагенності; Фізико-хімічний аналіз органічної фракції ковбасних виробів показав перевищення ГДК бенз(а)пірену від 1,5 до 324,5 разів і бенз(а)антрацену - до 40,0 разів, що зумовлює високі значення сумарної мутагенності органічної фракції особливо відносно тест-штаму ТА98 у варіантах досліду з метаболічною активацією.

Основний зміст роботи

Експериментальними дослідженнями з мутагенної активності зразків копчених ковбасних виробів трьох технологій виробництва, а також різних смакоароматичних добавок, які використовуються у технологічному процесі виготовлення ковбас, встановлена здатність зразків цієї продукції індукувати генні мутації за різними механізмами дії, а також виявлений тісний кореляційний звязок між ступенем мутагенної активності зразків ковбас і вмістом мутагенних органічних і неорганічних сполук.

1. Характерною особливістю досліджених зразків ковбас є наявність вираженої бактерицидності у «нативному» стані, що свідчить про високу концентрацію шкідливих речовин у зразках, при розведенні яких у два (у деяких випадках, у пять разів) мало місце повне або часткове пригнічення росту тест-організмів.

2. Зразки ковбас кожної технології виробництва показали наступні ефекти: відсутність здатності індукувати генні мутації у тест-організмів; проявлення мінімальних ефектів на рівні «слабкої» мутагенної активності; проявлення максимальних ефектів на рівні «середньої» мутагенної активності. Максимальні мутагенні ефекти показані при розведенні зразків у пять разів за всіх умов досліду.

3. Порівняно безпечними за мутагенною активністю виявилися зразки ВК, максимальний ефект яких проявлявся на рівні «слабкого» у всіх варіантах досліду і для всіх пяти зразків ковбас.

4. Значно більшу виразність проявлення ефектів фракцій спостерігали для зразків НК і СК: - мутагенна активність зразків неорганічної фракції НК і СК виявилась «слабкою» з перевищенням контрольних значень від 2,1 до 3,8 разів для зразків НК і від 2,0 до 9,1 разів для зразків СК, частково зумовленою вмістом ВМ, про що свідчать коефіцієнти парної кореляції Пірсона (r = 0,69-0,72) між вмістом ВМ у зразках та показником максимальної мутагенності;

- органічна фракція обох видів ковбас при розведенні у пять разів показала мутагенну активність «середньої» сили з максимальним перевищенням контрольних значень у 15,4 і 13,9 разів (НК 7-Х і СК12-Б, ТА98, МС відповідно), зумовленою вмістом БП і БА, про що свідчить сильний кореляційний звязок (r = 0,96-0,98) між вмістом БП і БА у пробах та показником максимальної мутагенності;

- максимальний мутагенний ефект «середньої» сили серед усіх зразків ковбас з перевищенням контрольних значень у 15,4 рази виявлений у зразка СК 7-Х на тест-штамі ТА98, МС .

5. Комплексні суміші та три смакоароматичні добавки не індукували генних мутацій у S. typhimurium. Мутагенна активність харчової добавки «Дым» і коптильної рідини «Жидкий дым» спостерігалась на рівнях «слабкої» і «середньої» сили з перевищенням контрольних значень відповідно у 8,0 і 15,4 разів на тест-штамі ТА98 при розведенні зразків у десять разів.

6. Фізико-хімічний аналіз органічної фракції ковбасних виробів показав перевищення ГДК бенз(а)пірену від 1,5 до 324,5 разів і бенз(а)антрацену - до 40,0 разів, що зумовлює високі значення сумарної мутагенності органічної фракції особливо відносно тест-штаму ТА98 у варіантах досліду з метаболічною активацією. У неорганічній фракції ковбасних виробів спостерігали перевищення ГДК Ніколу і Кадмію, які частково зумовили середні показники мутагенності у варіантах досліду без метаболічної активації.

7. Група СК статистично значимо відрізнялася (р<0,05) від груп НК і ВК за мутагенною активністю, що зумовлено підвищеним вмістом Кадмію, тоді як вміст БП і БА визначав загальний мутагенний фон усіх зразків.

Перелік наукових праць, опублікованих за темою дисертації

1. Ткачова Д. Л. Потенційна мутагенна і канцерогенна активність продуктів харчування / Д. Л. Ткачова, О. М. Дуган, О. І. Яловенко // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології : зб. наук. праць. - Київ-Луганськ-Харків, 2009. - Вип. 1-2 (88-89). - С. 172 - 194. (здобувачем здійснено аналіз літератури, підготовлено оглядову статтю до друку)

2. Ткачова Д. Л. Харчові добавки - невідємна складова продуктів харчування / Д. Л. Ткачова, О. М. Дуган // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології : зб. наук. праць. - Київ-Луганськ, 2009. - Вип. 5 (92). - С. 381 - 391. (здобувачем зроблено аналіз літератури, підготовлено оглядову статтю до друку)

3. Ткачова Д. Л. Мутагенні та токсичні властивості компонентів деяких зразків ковбасних виробів у тесті Еймса / Д. Л. Ткачова, О. М. Дуган // Вісник українського товариства генетиків і селекціонерів. - 2009. - Т.7, № 2. - С. 249 - 256. (здобувачем здійснено аналіз літератури, проведено експериментальну частину, сформульовано висновки, підготовлено статтю до друку)

4. Ткачова Д. Л. Варено-копчені ковбаси - індуктори генних мутацій у мікроорганізмів / Д. Л. Ткачова, О. М. Дуган // Науковий вісник національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія : Біологія. біотехнологія, хімія, екологія. - Київ, 2009. - Вип. 134, Частина 3. - С. 291 - 300. (здобувачем зроблено аналіз літератури, проведено експериментальну частину, підготовлено статтю до друку)

5. Дуган О. М. Напівкопчені ковбаси - індукція генних мутацій / О. М. Дуган, Д.Л. Ткачова // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології : зб. наук. праць. - Київ-Луганськ, 2010. - Вип. 1 (97). - С. 17 - 27. (здобувачем здійснено аналіз літератури, виконано експериментальну частину, підготовлено статтю до друку)

6. Ткачова Д. Л. Ароматичні харчові добавки у ковбасних виробах як індуктори генних мутацій у мікроорганізмів / Д. Л. Ткачова, О. М. Дуган // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології : зб. наук. праць. - Київ-Луганськ, 2009. - Вип. 9 (96). - С. 49 - 61. (здобувачем здійснено аналіз літератури, проведено експериментальну частину, сформульовано висновки, підготовлено статтю до друку)

7. Ткачова Д.Л. Ідентифікація мутагенно-активних речовин зі зразків ковбасних виробів / Д.Л. Ткачова, О.М. Дуган // Актуальні проблеми акушерства і гінекології, клінічної імунології та медичної генетики : зб. наук. праць. - Київ-Луганськ, 2010. - Вип. 18. - С. 210 - 218. (здобувачем підготовлені зразки до фізико-хімічного аналізу, зроблена інтерпретація результатів, сформульовані висновки)

8. Ткачова Д. Л. Потенційна мутагенна дія копчених мясопродуктів / Д.Л. Ткачова, О. М. Дуган // Фактори експериментальної еволюції організмів : зб. наук. праць. - К. : ЛОГОС, 2009. - Т.7. - С. 392 - 398. (здобувачем виконано аналіз літератури, підготовлено матеріали до друку)

9. Ткачова Д. Л. Генетична дія харчових добавок / Д. Л. Ткачова // Біотехнологія ХХІ століття : ІІІ Науково-практична конференція студентів та аспірантів, 21-24 квітня 2009 р. : зб. тез. - Київ, 2009. - С. 49. (здобувачем зроблено аналіз літератури, участь у написанні тез, підготовлені матеріали до друку)

10. Ткачова Д. Л. Забруднення продуктів харчування генетично-активними хімічними речовинами / Д. Л. Ткачова, О. М. Дуган // Молодь та поступ біології : V Міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів, 12-15 травня 2009 р. : зб. тез. - Львів, 2009. - Т. 1. - С. 118 - 119. (здобувачем здійснено аналіз літератури, участь у написанні тез)

11. Ткачова Д. Л. Специфічна біологічна дія органічної фракції ковбасних виробів на мікроорганізми / Д. Л. Ткачова, О. М. Дуган // Сучасні проблеми біології, екології та хімії : ІІ Міжнародна конференція, 1-3 жовтня, 2009 р. : зб. матеріалів. - Запоріжжя, 2009. - С. 246 - 249. (здобувачем виконано аналіз літератури, проведено експериментальну частину, участь у написанні тез)

12. Ткачова Д. Л. Генетична активність неорганічної фракції зразків ковбасних виробів / Д. Л. Ткачова, О. М. Дуган // Наукові праці [ОНАПТ]. - 2009. - Вип. 36, Т.2. - С. 119 - 122. - (за матеріалами Міжнародної науково-практичної конференції «Харчові технології - 2009», 8-9 жовтня 2009 р., Одеса). (здобувачем здійснено аналіз літератури, проведено експериментальну частину, підготовлені матеріали до друку)