УДК 613.2.03: 591.133: 641.1
Библ. 36.
DOI: 10.21323/2071-2499-2021-2-32-36

Современные тенденции в оценке безопасности продуктов питания

Самойлов А.В., канд. биол. наук, Сураева Н.М., доктор биол. наук
ВНИИ технологии консервирования – филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова (ВНИИТеК)
Ключевые слова: пищевая продукция, стратегия, потенциальная токсичность, риск здоровью, метаболомика, системная биология,
Реферат:
Проблема пищевой безопасности в настоящем времени связана не только с увеличивающим числом пищевых загрязнителей, но и с разработкой технологий производства новых продуктов питания, а также способностью пищевых компонентов оказывать токсичные эффекты на метаболические процессы в организме человека. В свете новейших разработок в области токсикологических исследований, основанных на современных методах исследований, предлагаются различные концепции в тестировании новых и традиционных пищевых продуктов. В отношении оценки безопасности новых продуктов предлагаются примеры составления дорожных карт с обязательным привлечением литературных данных об известных характеристиках компонентов этих продуктов и последующем экспериментальным изучением возможных токсичных эффектов на различных моделях. При этом во главу угла ставятся задачи по выявлению причинно-следственных взаимосвязей в результате низких долгосрочных повторных доз воздействия соединений, входящих в состав как новых, так и традиционных продуктов. Решение этих задач, скорее всего, станет возможным только при смене парадигмы в биологических исследованиях от редукционистского к синтетическому (системному) подходу. Один из принципов системного похода связан с созданием моделей функционирования биологических систем на основе информации по расшифровке геномов, траскриптомов и протеомов человека, разработке мощных вычислительных платформ. Несмотря на очевидные успехи в этом направлении из-за необычайной сложности пищевых матриц и архитектуры биологических ответов, вопрос о разработке схем диет, адаптированных к персональным запросам, ещё остаётся открытым. Другая точка зрения на системную биологию основана на постулате о стабильности биологической системы при изменениях внешней среды. В этом случае представляется целесообразным основное внимание уделять изучению свойств пищевых компонентов и их сочетаний, которые вносят максимальные негативные изменения в биологические ответы.

Modern trends in the assessment of food safety

Samoylov A.V., Suraeva N.M.
Russian Research Institute of Canning Technology – branch Gorbatov Research Center for Food Systems (VNIITeK)
Key words: food, strategy, potential toxicity, health risk, metabolomics, systems biology
Summary:
The problem of food safety at the present time is associated not only with the increasing number of food contaminants, but also with the development of technologies for the production of new food products, as well as the ability of food components to have toxic effects on metabolic processes in the human body. In the light of new developments in the field of toxicological research based on modern research methods, new concepts are proposed in the testing of new and traditional foods. With regard to assessing the safety of new products, examples of compiling roadmaps with the obligatory use of literature data on the known characteristics of the components of these products are offered, and the subsequent experimental study of possible toxic effects on various models. At the same time, the main task is to identify causal relationships as a result of low long-term repeated doses of exposure to compounds that are part of both new and traditional products. The solution of these problems will most likely become possible only when the paradigm in biological research is changed from a reductionist to a synthetic (systemic) approach. One of the principles of the system approach is associated with the creation of models of the functioning of biological systems based on information on decoding human genomes, transcriptomes and proteomes, and the development of powerful computing platforms. Despite the obvious advances in this direction, due to the extraordinary complexity of nutritional matrices and the architecture of biological responses, the question of developing diet schemes adapted to personal needs remains open. Another point of view on systems biology is based on the postulate of the stability of the biological system under changes in the external environment. In this case, it seems appropriate to focus on the study of the properties of food components and their combinations, which make the maximum negative changes in biological responses.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES:

1. Самойлов, А.В. Сравнительная оценка токсичности пищевых подсластителей в экспресс-биотесте / А.В. Самойлов, Н.М. Сураева, М.В. Зайцева, М.Н. Курбанова, В.В. Столбова // Анализ риска здоровью. – 2019. – № 2. – С. 83–90. DOI: 10.21668/health.risk/2019.2.09.eng.

Samoylov, A.V. Sravnitel’naya otsenka toksichnosti pishchevykh podslastiteley v ekspress-bioteste [Сomparative assessment of artificial sweeteners toxicity via express biotest] / A.V. Samoylov, N.M. Surayeva, M.V. Zaytseva, M.N. Kurbanova, V.V. Stolbova // Health Risk Analysis. – 2019. – № 2. – P. 83–90. DOI: 10.21668/health.risk/2019.2.09.eng.

2. Гмошинский, И.В. Наноглины в пищевой продукции: польза и возможные риски (Обзор литературы) / И.В. Гмошинский, О.В. Багрянцева, О.В. Арнаутов, С.А. Хотимченко // Анализ риска здоровью. – 2020. – № 1. – С. 142–164. DOI:10.21668/health.risk/2020.1.16.

Gmoshinskiy, I.V. Nanogliny v pishchevoy produktsii: pol’za i vozmozhnyye riski (Obzor literatury) [Nanoclays in food products: benefits and possible risks (literature review)] / I.V. Gmoshinskiy, O.V. Bagryantseva, O.V. Arnautov, S.A. Khotimchenko // Health Risk Analysis. – 2020. – № 1. – P. 142–164. DOI:10.21668/health.risk/2020.1.16.

3. Brenda De Lima, C. Cytotoxic, genotoxic and mutagenic potential of UHT whole milk / C. Brenda de Lima, I.M.S. Sales, A.P. Peron // Food Sci. Technol. Campinas. – 2017. – V. 37. – № 2. – P. 275–279. DOI: 10.1590/1678–457X.21916.

4. Atri, R. Analysis of genotoxic and cytotoxic potential of canned food products using microbial bioassays / R. Atri, A. Singh, N. Mathur, A. Verma, S. Sharma // International Journal of Advanced Biotechnology and Research. – 2014. – V. 5. – № 2. – P. 141–150.

5. Feretti, D. Allium cepa chromosome aberration and micronucleus tests applied to study genotoxicity of pesticide-treated vegetable extracts / D. Feretti, I. Zerbini, C. Zani, E. Ceretti, M. Moretti, S. Monarca // Food Addit. Contam. – 2007. – V. 24. – № 6. – P. 561–572. DOI: 10.1080/02652030601113602.

6. Pepin, A. Are Fruit Juices Healthier Than Sugar-Sweetened Beverages? A Review / A. Pepin, K.L. Stanhope, P. Imbeault // Nutrients. – 2019. – V. 11. – № 5. – P. 1006. DOI: 10.3390/nu11051006.

7. Panagiotou, G. Nutritional systems biology: definitions and approaches / G. Panagiotou, J. Nielsen // Annu. Rev. Nutr. – 2009. – V. 29. – P. 329–339. DOI: 10.1146/annurev-nutr‑080508–141138.

8. Benfenati, E. Using toxicological evidence from QSAR models in practice / E. Benfenati, S. Pardoe, T. Martin, D.R. Gonella, A. Lombardo, A. Manganaro, A. Gissi // ALTEX. – 2013. – V. 30. – № 1. – P. 19–40.

9. Blaauboer, B.J. Considering new methodologies in strategies for safety assessment of foods and food ingredients / B.J. Blaauboer, A.R. Boobis, B. Bradford, A. Cockburn, A. Constable, M. Daneshian, G. Edwards, J.A. Garthoff, B. Jeffery, C. Krul, J. Schuermans // Food and Chemical Toxicology. – 2016. – V. 91. – P. 19–35. DOI: 10.1016/j.fct.2016.02.019.

10. Howlett, J. The safety assessment of novel foods and concepts to determine their safety in use / J. Howlett, D.G. Edwards, A. Cockburn, P. Hepburn, J. Kleiner, D. Knorr, G. Kozianowski, D. Müller, A. Peijenburg, I. Perrin, M. Poulsen, R. Walker // IJ Food Sci. Nutr. – 2003. – V. 54. – P. S1-S32.

11. Федулова, Л.В. Применение альтернативных методов биомоделирования для изучения эффективности функциональных продуктов питания / Л.В. Федулова, Е.Р. Василевская, Е.А. Котенкова, Э.Б. Кашинова // Пищевые системы. – 2018. – Том 1. – № 3. – С. 33–37. DOI: 10.21323/2618–9771–2018–1–3–33–37.

Fedulova, L.V. Primeneniye al’ternativnykh metodov biomodelirovaniya dlya izucheniya effektivnosti funktsional’nykh produktov pitaniya [Alternative methods of biomodeling for functional food products effectiveness research] / L.V. Fedulova, Ye.R. Vasilevskaya, Ye.A. Kotenkova, E.B. Kashinova // Food systems. – 2018. – Tom 1. – № 3. – Р. 33–37. DOI: 10.21323/2618–9771–2018–1–3–33–37.

12. Wilmes, A. Application of integrated transcriptomic, proteomic and metabolomic profiling for the delineation of mechanisms of drug induced cell stress / A. Wilmes, A. Limonciel, L. Aschauer, K. Moenks, C. Bielow, M.O. Leonard, J. Hamon, D. Carpi, S. Ruzek, A. Handler, O. Schmal, K. Herrgen, P. Bellwon, C. Burek, G.L. Truisi, P. Hewitt, E. Di Consiglio, E. Testai, B.J. Blaauboer, C. Guillou, C.G. Huber, A. Lukas, W. Pfaller, S.O. Mueller, F.Y. Bois, W. Dekant, P. Jennings // J Proteomics. – 2013. – V. 21. – № 79. – P. 180–194. DOI: 10.1016/j.jprot.2012.11.022.

13. Wang, S. A 155-plex high-throughput in vitro coregulator binding assay for (anti-)estrogenicity testing evaluated with 23 reference compounds / S. Wang, R. Houtman, D. Melchers, J. Aarts, A. Peijnenburg, van R. Beuningen, I. Rietjens, T.F. Bovee // ALTEX. – 2013. – V. 30. – № 2. – P. 145–157. DOI:10.14573/altex.2013.2.145.

14. Marx, U. Biology-inspired microphysiological system approaches to solve the prediction dilemma of substance testing / U. Marx, T.B. Andersson, A. Bahinski, M. Beilmann, S. Beken, F.R. Cassee, M. Cirit, M. Daneshian, S. Fitzpatrick, O. Frey, C. Gaertner, C. Giese, L. Griffith, T. Hartung, M.B. Heringa, J. Hoeng, W.H. de Jong, H. Kojima, J. Kuehnl, M. Leist, A. Luch, I. Maschmeyer, D. Sakharov, A.J. Sips, S. – T. Hartmann, D.A. Tagle, A. Tonevitsky, T. Tralau, S. Tsyb, A. van de Stolpe, R. Vandebriel, P. Vulto, J. Wang, J. Wiest, M. Rodenburg, A.B. Roth // ALTEX. – 2016. – V. 33. – № 3. – P. 272–321. DOI: 10.14573/altex.1603161.

15. D’Alessandro, A. We are what we eat: food safety and proteomics / A. D’Alessandro, L.J. Zolla // J Proteome Res. – 2012. – V. 11. – № 1. – P. 26–36. DOI: 10.1021/pr2008829.

16. Jung, U.J. Effect of citrus flavonoids on lipid metabolism and glucose-regulatingenzyme Mrna levels in type‑2 diabetic mice / U.J. Jung, M.K. Lee, Y.B. Park, M.A. Kang, M.S. Choi // Int. J Biochem. Cell Biol. – 2006. – V. 38. – № 7. – P. 1134–1145. DOI: 10.1016/j.biocel.2005.12.002.

17. Breikers, G. Potential protein markers for nutritional health effects on colorectal cancer in the mouse as revealed by proteomics analysis / G. Breikers, S.G.J. van Breda, F.G. Bouwman, M.H.M. van Herwijnen, J. Renes, E.C. Mariman, J.C. Kleinjans, J.H. van Delft // Proteomics – 2006. – V. 6. – № 9. – P. 2844–52. DOI: 10.1002/pmic.200500067.

18. De Christopher, L.R. Intakes of apple juice, fruit drinks and soda are associated with prevalent asthma in US children aged 2–9 years / L.R. De Christopher., J. Uribarri, K.L. Tucker // Public health nutrition. – 2016. – V. 19. – № 1. – P. 123–130. DOI: 10.1017/S1368980015000865.

19. Nowacki, M. Non-alcoholic beverages, unknown influence on cell proliferation – an in vitro study / M. Nowacki, J. Adamowicz, J. Olkowska, K. Pietkun, T. Kloskowski, A. Bajek, T. Drewa // Ann. Agric. Environ Med. – 2014. – V. 21. – № 1. – P. 112–113.

20. Rietjens, I.M. Molecular mechanisms of toxicity of important food-borne phytotoxin / I.M. Rietjens, M.J. Martena, M.G. Boersma, W. Spiegelenberg, G.M. Alink // Mol. Nutr. Food Res. – 2005. – V. 49. – № 2. – P. 131–158. DOI: 10.1002/mnfr.200400078.

21. Chen, X.W. Herbal bioactivation, molecular targets and the toxicity relevance / X.W. Chen, E.S. Serag, K.B. Sneed, S.F. Zhou // Chem. Biol. Interact. – 2011. – V. 192. – № 3. – P. 161–76. DOI: 10.1016/j.cbi.2011.03.016.

22. Дурнев, А.Д. Пище-лекарственные взаимодействия: генотоксикологические аспекты / А.Д. Дурнев // Фармакокинетика и фармакодинамика. – 2016. – № 2. – С. 4–9.

Durnev, A.D. Pishche-lekarstvennyye vzaimodeystviya: genotoksikologicheskiye aspekty [Fooddrug interactions: genotoxicological aspects] / A.D. Durnev // Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. – 2016. – № 2. – P. 4–9.

23. Samoylov, A.V. Toxicity of apple juice and its components in the model plant system / A.V. Samoylov, N.M. Suraeva, M.V. Zaitseva, V.P. Rachkova, M.N. Kurbanova, G.A. Belozerov // Foods and Raw Materials. – 2020. – V. 8. – № 2. – P. 321–328. DOI: 10.21603/2308–4057–2020–2–321–328.

24. Hammerling, U. Consumption of red/processed meat and colorectal carcinoma: possible mechanisms underlying the significant association / U. Hammerling, L.J. Bergman, R. Grafström, N.G. Ilbäck // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. – 2016. – V. 56. – № 4. – P. 614–34. DOI: 10.1080/10408398.2014.972498.

25. Jeyakumar, A. A critical overview on the biological and molecular features of red and processed meat in colorectal carcinogenesis / A. Jeyakumar, L. Dissabandara, V. Gopalan // J Gastroenterol. – 2017. – V. 52. – № 4. – P. 407–418. DOI: 10.1007/s00535–016–1294-x.

26. Fagundes, G.E. Effect of green juice and their bioactive compounds on genotoxicity induced by alkylating agents in mice / G.E. Fagundes, A.P. Damiani, G.D. Borges, K.O. Teixeira, M.M. Jesus, F. Daumann, F. Ramlov, T. Carvalho, D.D. Leffa, P. Rohr, M.V. De Andrade // J Toxicol. Environ. Health A. – 2017. – V. 80. – № 13–15. – P. 756–766. DOI: 10.1080/15287394.2017.1357307.

27. Guasch-Ferré, M. Use of metabolomics in improving assessment of dietary intake / M. Guasch-Ferré, S.N. Bhupathiraju, F.B. Hu // Clin. Chem. – 2018. – V. 64. – № 1. – P. 82–98. DOI: 10.1373/clinchem.2017.272344.

28. Rana, S. Nutrigenomics and its impact on life style associated metabolic diseases / S. Rana, S. Kumar, N. Rathore, Y. Padwad, S. Bhushana // Curr. Genomics. – 2016. – V. 17. – № 3. – P. 261–78. DOI: 10.2174/1389202917666160202220422.

29. Schmidt, J.A. Metabolic profiles of male meat eaters, fish eaters, vegetarians, and vegans from the EPIC-Oxford cohort / J.A. Schmidt, S. Rinaldi, P. Ferrari, M. Carayol, D. Achaintre, A. Scalbert, A.J. Cross, M.J. Gunter, G.K. Fensom, P.N. Appleby, T.J. Key, R.C. Travis // Am. J Clin. Nutr. – 2015. – V. 102. – № 6. – P. 1518–26. DOI: 10.3945/ajcn.115.111989.

30. Landberg, R. Biomarkers of a Healthy Nordic Diet – From Dietary Exposure Biomarkers to Microbiota Signatures in the Metabolome / R. Landberg, K. Hanhineva // Nutrients. – 2019. – V. 12. – № 1. – P. 27. DOI: 10.3390/nu12010027.

31. Barton, S. Targeted plasma metabolome response to variations in dietary glycemic load in a randomized, controlled, crossover feeding trial in healthy adults / S. Barton, S.L. Navarro, M.F. Buas, Y. Schwarz, H. Gu, D. Djukovic, D. Raftery, M. Kratz M., M.L. Neuhouser, J.W. Lampe // Food Funct. – 2015. – V. 6. – № 9. – P. 2949–56. DOI: 10.1039/c5fo00287g.

32. Arab, L. Individualized nutritional recommendations: Do we have the measurements needed to assess risk and make dietary recommendations? / L. Arab // Proc. Nutr. Soc. – 2004. – V. 63. – № 1. – P. 167–172. DOI: 10.1079/PNS2003325.

33. Мисникова, И.В. Роль нутригеномики в коррекции метаболических нарушении / И.В. Мисникова // Альманах клинической медицины. – 2015. – V. 1. – № 1. – P. 42–45. DOI: 10.18786/2072–0505–2015–1–42–45.

Misnikova, I.V. Rol’ nutrigenomiki v korrekcii metabolicheskih narushenii [The Role of Nutrigenomics in Correcting Metabolic Disorders] / I.V. Misnikova // Al’manah klinicheskoj mediciny. – 2015. – V. 1. – № 1. – P. 42–45. DOI: 10.18786/2072–0505–2015–1–42–45.

34. Афонников, Д.А. Системная биология / Д.А. Афонников, В.В. Миронова // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2014. – Т. 18. – № 1. – С. 175–192.

Afonnikov, D.A. Sistemnaya biologiya [Systems biology] / D.A. Afonnikov, V.V. Mironova // Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii. – 2014. – T. 18. – № 1. – Р. 175–192.

35. Hartung, T. Food for Thought Mechanistic Validation / T. Hartung // ALTEX. – 2007. – V. 24. – № 2. – P. 67–80. DOI: 10.14573/altex.2007.2.67.

36. Carocho, M. A review on antioxidants, prooxidants and related controversy: natural and synthetic compounds, screening and analysis methodologies and future perspectives / M. Carocho, I.C. Ferreira // Food Chem. Toxicol. – 2013. – V. 51. – P. 15–25. DOI: 10.1016/j.fct.2012.09.021.

Контакты:

Самойлов Артем Владимирович
molgen@vniitek.ru
Сураева Наталья Михайловна
nsuraeva@yandex.ru

Для цитирования:

Самойлов, А.В. Современные тенденции в оценке безопасности продуктов питания / А.В. Самойлов, Н.М. Сураева // Все о мясе. – 2021. – № 2. – С. 32-36. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-2-32-36.

For citation:

Samoylov, A.V. Modern trends in the assessment of food safety / A.V. Samoylov, N.M. Suraeva // Vsyo o myase. – 2021. – № 2. – Р. 32-36. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-2-32-36.