Токсиколого-биохимическая модель оценки экологической чистоты сельскохозяйственной продукции

В настоящее время общемировой тенденцией является формирование рынков экологически чистой продукции, развитие которых сопряжено с целым рядом трудностей, связанных не только с недостаточностью знаний и практической подготовки в области экологического сельского хозяйства, но и с необходимостью совершенствования и развития методологической базы. Использование биотестов, основанных на ферментативных методах в токсиколого-биохимическом мониторинге сельскохозяйственной продукции, является одним из наиболее перспективных направлений. Цель работы заключалась в разработке токсиколого-биохимической модели оценки экологической чистоты сельскохозяйственной продукции на примере масличных культур. Разработанная токсиколого-биохимическая модель оценки экологической чистоты сельскохозяйственной продукции представляет собой единую систему, включающую тест-объект, стандартизованный по ключевым физико-химическим показателям, тест-маркер и тест-реакцию, а также методику выполнения качественной оценки, имеющую свой критериальный аппарат оценки воздействия факторов среды в соответствии с выбранными методами детекции. В качестве исследуемого объекта выбраны семена подсолнечника. Установлен органоспецифический фермент -липаза, для которой определены оптимальные условия для протекания тест-реакции, а также характер и условия влияния тест-субъектов. Разработан метод определения экологической чистоты семян подсолнечника на основе изменения активности органоспецифического фермента в сравнении с референтной величиной. Определены его аналитические характеристики. Предлагаемая нами модель имеет ряд инновационных подходов и отличительных особенностей, таких как использование исследуемого объекта (целостного растения, семян, плодов и т.д.) в качестве тест-объекта, содержащего тест-маркер со специфической тест-реакцией; экстраполяция понятия «референтная величина» в область токсиколого-биохимической оценки безопасности пищевого сырья; введение показателя «динамика изменения активности органоспецифического фермента» относительно референтной величины, позволяющего характеризовать продукцию как экологически чистую.

1. Девлет-Гельды Г.К., Голиков В.Д. Зеленая экономика: новый вектор государственно-частного партнерства в прорывном развитии России // Экономика и бизнес: теория и практика. 2019. N 2. С. 28-34. https://doi.org/10.24411/2411-0450-2019-10360.

2. Pan W., Hu C., Tu H., Zhao C., Yu D., Zheng G. Assessing the green economy in China: an improved framework // Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 209. P. 680-691. https://doi.org/10.1016/j.jcle-pro.2018.10.267.

3. Елисеева Л.Г., Махотина И.А., Калачев С.Л. Обеспечение государственного контроля за безопасностью пищевой продукции в России // Национальная безопасность / Nota Bene. 2019. N 2. С. 1-14. https://doi.org/10.7256/2454-0668.2019.2.29063.

4. Казанцева А.Н. Государственная политика формирования и развития рынка экологически чистой продукции: выбор инструментария // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета. 2020. N 3. С. 138-142.

5. Золотухина Г.В. Экологически чистые натуральные продукты собственного производства, влияние их на здоровье и продолжительность жизни местного населения (на примере Республики Абхазия) // 21 век: фундаментальная наука и технологии. 2019. С. 44-50.

6. Belyakova Z.Yu., Makeeva I.A., Stratonova N.V., Pryanichnikova N.S., Bogatyrev A.N., Friedhelm D., et al. The role of organic products in implementing the state policy of healthy nutrition in the Russian Federation // Foods and Raw Materials. 2018. Vol. 6, no. 1. P. 4-13. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-1-4-13.

7. Скворцова Г.Г., Григорьева В.В. Проблемы обеспечения качества и безопасности пищевой продукции // Экономика и управление предприятиями, отраслями и комплексами на современном этапе глобализации: сб. науч. тр. V Междунар. науч.-практ. конф. (г. Тверь, 11 декабря 2019 г.). Тверь: ТГТУ, 2020. Ч. 2. С. 167-170.

8. Оганесянц Л.А., Хуршудян С.А., Галстян А.Г. Мониторинг качества пищевых продуктов - базовый элемент стратегии // Контроль качества продукции. 2018. N 4. С. 56-59.

9. Akkilic N., Geschwindner S., Hook F. Single-molecule biosensors: recent advances and applications // Biosensors and Bioelectronics. 2020. Vol. 151. P. 111944. https://doi.org/10.1016/j.bios.2019.111944.

10. Колосова Е.М., Сутормин О.С., Есимбекова Е.Н., Лоншакова-Мукина В.И., Кратасюк В.А. Комплексный ферментативный биотест для оценки загрязнения почвы // Доклады Академии наук. 2019. Т. 489. С. 103-107. https://doi.org/10.31857/S0869-56524891103-107.

11. Janicki T., Dlugonski A., Felczak A., Dlugonski J., Krupinski M. Ecotoxicological estimation of 4-cumylphenol, 4-t-octylphenol, nonylphenol, and volatile leachate phenol degradation by the microscopic fungus Umbelopsis isabellina using a battery of biotests // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022. Vol. 19. N 7. P. 4093. https://doi.org/10.3390/ijerph19074093.

12. Dincer C., Bruch R., Costa-Rama E., Fernandez-Abedul M.T., Merkogi A., Manz A., et al. Disposable sensors in diagnostics, food, and environmental monitoring // Advanced Materials. 2019. Vol. 31, no. 30. P. 1806739. https://doi.org/10.1002/adma.201806739.

13. Esimbekova E.N., Torgashina I.G., Kalyabina V.P., Kratasyuk V.A. Enzymatic biotesting: scientific basis and application // Contemporary Problems of Ecology. 2021. Vol. 14. P. 290-304. https://doi.org/10.1134/S1995425521030069.

14. Методы биохимического исследования растений / под ред. А.И. Ермакова. Л.: Колос, 1987. 456 с.

15. Тутельян В.А., Никитюк Д.Б., Шарафетдинов Х.Х. Здоровое питание - основа здорового образа жизни и профилактики хронических неинфекционных заболеваний // Здоровье молодежи: новые вызовы и перспективы. Воронеж: Научная книга, 2019. Т. 3. С. 203-227.

16. Жакова К.И., Бабодей В.Н., Пчельникова А.В. Масложировая отрасль. Обзор фундаментальных исследований // Пищевая промышленность: наука и технологии. 2021. Т. 14. N 2. С. 60-73. https://doi.org/10.47612/2073-4794-2021-14-2(52)-60-73.

17. Шилов В.В., Маркова О.Л., Кузнецов А.В. Биомониторинг воздействия вредных химических веществ на основе современных биомаркеров. Обзор литературы // Гигиена и санитария. 2019. Т. 98. N 6. С. 591-596. http://dx.doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-6-591-596.

18. Дьяченко Ю.А., Цикуниб А.Д. Влияние тяжелых металлов на активность липаз семян подсолнечника in situ // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2016. N 1. С. 64-68.

19. Цикуниб А.Д., Белоглазова Л.К. Микрофлора рапса и ее влияние на липидный комплекс семян // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1991. N 4-6. С. 20-22.

20. Ghafarifarsani H., Imani A., Niewold T.A., Pietsch-Schmied C., Moghanlou K.S. Synergistic toxicity of dietary aflatoxin B1 (AFB1) and zearalenone (ZEN) in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) is attenuated by anabolic effects // Aquaculture. 2021. Vol. 541. P. 736793. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2021.736793.

21. Khaledi N., Dehshiri A., Hassani F., Zare L. Evaluation of effect of seed-borne fungi on germination, health and quality of native Fennel seed populations // Iranian Journal of Seed Sciences and Research. 2021. Vol. 8, no. 2. P. 129-147. https://doi.org/10.22124/ JMS.2021.5215.

22. Марущак Е.С., Алексеев А.Л. Контроль содержания пестицидов в продуктах питания. Химическая безопасность продуктов питания // Теории, школы и концепции устойчивого развития науки в современных условиях. 2021. С. 51-55.

23. Qin S., Lu X. Do large-scale farmers use more pesticides? Empirical evidence from rice farmers in five Chinese provinces // Journal of Integrative Agriculture. 2020. Vol. 19, no. 2. P. 590-599. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(19)62864-9.

24. Камышников В.С. Дифференциация состояний «норма-патология». Методология установления референтных величин, диагностической и предсказательной информативности показателей лабораторных тестов: принципы оценки // Лабораторная диагностика. Восточная Европа. 2018. Т. 7. N 1. С. 9-25.

25. Дьяченко Ю.А., Цикуниб А.Д. Активность липазы как показатель высокого качества и экологической чистоты семян подсолнечника // Техника и технология пищевых производств. Стандартизация, сертификация, качество и безопасность. 2017. Т. 44. N 1. С.118-124.

26. Дьяченко Ю.А., Цикуниб А.Д. Использование в системе химико-экологического мониторинга и технологического контроля АСЛ-метода определения содержания токсичных элементов в семенах подсолнечника // Перспективы науки - 2016: IV Международный конкурс научно-исследовательских работ. Казань: Научно-образовательный центр «Знание», 2016. С. 36-40.