Зміна чисельності Drosophila melanogaster на фоні використання кондитерського ароматизатора "Ванілін"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

^{1 Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка}

²Львівський національний університет імені Івана Франка

Зміна чисельності Drosophila melanogaster на фоні використання кондитерського ароматизатора «Ванілін»

¹М.А. Крижановська, ²Н.Я. Голуб

У статті представлені результати дослідження впливу ароматизатора «Ванілін» у концентраціях 1 мг/кг (рекомендована доза), 10 мг/кг та 20 мг/кг на чисельність Drosophila melanogaster ліній Normal, vestigial та white. Експериментально встановлено, що застосування рекомендованої дози ароматизатора та доз, збільшених у 10 та 20 разів, сприяло підвищенню чисельності лінії Normal у порівнянні до контрольної групи на 11,0%, 9,9% та 5,9% відповідно. Збільшення чисельності спостерігалось і у лінії vestigial. Лінія white продемонструвала зменшення чисельності нащадків на 21,3% та 11,1% при додаванні рекомендованої дози та дози, збільшеної в 10 разів. Проте додавання збільшеної у 20 разів дози привело до збільшення чисельності на 137%.

Ключові слова: Drosophila melanogaster, лінії Normal, vestigial та white, харчовий ароматизатор «Ванілін», чисельність, генотоксичний вплив.

This mixture is a carcinogen, it can ruin the liver. In addition, imitation of natural vanillin does not contain the salubrious components present in the authentic product.

Taking into consideration the fact that the use of synthetic “Vanillin” flavor is widely used by the food industry and the harmful effects on the body have not been properly studied, there is a need to study the effect of “Vanillin” flavor on the physiological and reproductive functions of organisms.

As the object of study, Drosophila melanogaster of lines Normal, vestigial, and white have been used, their descendants have been counted. Aiming to study the genotoxic effects of the liquid synthetic “Vanillin” flavor, it was added to a standard nutrient medium (50 ml) at the recommended dose (0.25 mg), a dose of 10-fold (2.5 mg) and a dose of 20-fold (5 mg) The medium was dispensed into test tubes, each of them containing 14 Drosophila melanogaster flies (6 females and 8 males). The quantity of each line has been calculated on the 8th, 12th and 16th days.

It was experimentally determined that the use of the recommended dose of flavoring as well as the doses increased by 10 and 20 times, contributed to the increase in the number of Normal line compared to the control group by 10.98%, 9.89% and 5.92% respectively. An increase in number was also observed in the vestigial line. The white line showed a decrease in offspring by 21.3% and 11.1%, respectively, after the addition of the recommended dose and the dose increased by 10 times. However, the addition of 10-fold increased dose resulted in an increase by 137%.

Key words: Drosophila melanogaster, lines Normal, vestigial and white, food flavor "Vanillin", number, genotoxic effect.

Вступ

На сьогодні важко уявити харчову промисловість без використання різноманітних харчових добавок: ароматизаторів, підсилювачів смаку, емульгаторів, барвників та інших харчових сумішей, які надають харчовим продуктам не лише апетитного вигляду, але й чудового смаку та приємного запаху. Першими смаковими речовинами були прянощі, зокрема кориця, гвоздика, всі види перцю, ваніль, мускатний горіх та інші [7, 13].

Нині відомо понад 3000 найменувань штучних харчових ароматизаторів, більшість з яких представлена широким комплексом синтетичних компонентів [2, 3, 5]. На жаль, окремі харчові добавки, такі як пропіленгліколь, бензойна кислота, нітрит натрію, бісульфіт натрію, бензиловий спирт, галова кислота та інші, володіють мутагенними або канцерогенними властивостями [8, 9, 15]. І хоча за їх складом здійснюється постійний контроль, все ж вони можуть бути небезпечними для здоров'я людини [6]. Крім того, законодавством України не встановлено обов'язкового тестування нових харчових добавок на мутагенну активність, що створює потенційну небезпеку їх вживання [16].

У природі ваніль зустрічається в складі багатьох етерних олій та, особливо, у стручках Vanilla planifolia та Vanilla pompona. Істотна користь ваніліну для людини полягає в наявності поліфенолів. Цей продукт містить у своєму складі природний комплекс антиоксидантів, який нормалізує обмін речовин, що уповільнюють процеси старіння і продовжують молодість, нейтралізуючи вільні радикали. Натуральний екстракт найпопулярнішого в світі аромату дуже дорогий і зустрічається у магазинах украй рідко. Тому для задоволення потреб харчової промисловості виникла необхідність синтезу штучного ароматизатору «Ванілін» [4].

Синтетичний ароматизатор «Ванілін» широко використовують у харчовій промисловості, забезпечуючи запах натуральної ванілі та характерний смак. Особливо великі масштаби застосування синтетичного ароматизатора спостерігається у дитячому харчуванні (молочні вироби, солодощі, десерти, безалкогольні напої тощо). Проте імітація природного ваніліну не містить тих цілющих для організму компонентів, які є в натуральному продукті [12, 14]. Крім того, у його складі наявні хімічні сполуки, які шкідливі для здоров'я. Найбільш небезпечною складовою даного ароматизатора є кумарин, якій є канцерогеном та може руйнувати печінку [10].

Мета наукового дослідження полягала у вивченні впливу синтетичного ароматизатора «Ванілін» на репродуктивні показники Drosophila melanogaster.

Матеріал і методи досліджень

Об'єктом дослідження виступили мухи ліній Normal, vestigial, white, у яких проводили підрахунок одержаних нащадків. Матеріалом для досліджень слугували розчини різних концентрацій харчового ароматизатора «Ванілін» торгової марки «Скорпіо-Аромат»^ТМ, яка не розголошує склад своєї продукції.

Для вивчення генотоксичного впливу рідкого синтетичного ароматизатора «Ванілін» його вносили у стандартне живильне середовище (50 мл) у рекомендованій дозі (0,25 мг), дозі, збільшеній у 10 разів (2,5 мг), і дозі, збільшеній у 20 разів (5 мг), та ретельно перемішували скляною паличкою. Готове середовище розливали у пробірки, у які поміщали по 14 мух

D. melanogaster (6 самок та 8 самців). Чисельність кожної лінії вивчали у десяти повторах. Після появи перших лялечок батьківські особини вилучали. На 8 добу з'явилися перші нащадки, яких вилучали із пробірок та підраховували. Повторний підрахунок поводили на 12 та 16 доби [11]. Первинну обробку отриманих даних виконували в пакеті аналізу програми Microsoft Office Excel 2007.

кондитерський ароматизатор ванілін

Результати дослідження чисельності нащадків лінії Normal під впливом ароматизатора «Ванілін» представлені у таблиці 1.

Таблиця 1

Середня чисельність нащадків лінії Normal, одержаних на живильному середовищі з ароматизатором «Ванілін»

Аналізуючи отримані результати у лінії Normal під впливом ароматизатора «Ванілін», можна констатувати, що чисельність нащадків, вирощених на живильному середовищі із додаванням рекомендованої дози, дози збільшеної у десять і двадцять разів, перевищувала контрольні результати на 11,0 %, 9,9 % та 5,9 % відповідно. Відсутність репродуктивних втрат свідчить про відсутність токсичної дії досліджуваного ароматизатора, який не викликає появи de novo летальних мутацій.

Результати дослідження чисельності нащадків лінії vestigial під впливом ароматизатора «Ванілін» представлені у таблиці 2.

Таблиця 2

Середня чисельність нащадків лінії vestigial, одержаних на живильному середовищі з ароматизатором «Ванілін»

Середня чисельність D. melanogaster, вирощених на живильному середовищі без ароматизатора, становила 96,3 особини. Використання ароматизатора сприяло збільшенню мух: за рекомендованої дози на 170,3 особини, за дози, збільшеної в 10 разів, - на 102,3 особини, за дози, збільшеної у 20 разів, - на 143 особини у порівнянні з контрольним дослідом. Аналізуючи отримані результати нащадків лінії vestigial, треба зазначити, що всі дослідні групи перевищували контроль на 112,18 % - 184,4 %, а найбільш чисельною виявилася група за використання рекомендованої дози ароматизатора «Ванілін». Вочевидь, окремі хімічні компоненти ароматизатора «Ванілін» або утворені ним метаболіти мають здатність впливати на процес гаметогенезу і/або покращувати здатність до запліднення [1]. Крім того, запах і смак ванілі володіє заспокійливою та розслаблюючою дією, а сам ванілін може виступати в ролі афродизіаку.

Результати чисельності нащадків лінії white за умови впливу ароматизатора «Ванілін» представлені у таблиці 3. Середня чисельність D. melanogaster, вирощених на живильному середовищі без ароматизатора, становила 108 особини. Чисельність мух, вирощених з використання рекомендованої дози ароматизатора, склала 85 особин; за використання дози збільшеної в 10 разів - 96 особин; з використання дози збільшеної в 20 разів - 256 особин.

Таблиця 3

Середня чисельність нащадків лінії white, одержаних на живильному середовищі з ароматизатором «Ванілін»

Аналіз одержаних результатів показав, що мухи лінії white виявилися чутливішими до застосування піддослідного ароматизатора «Ванілін». Середня кількість нащадків цієї групи зменшилася вже за використання рекомендованої дози на 21,3 % порівняно із контрольною групою. Збільшення дози ароматизатора «Ванілін» у 10 разів (порівняно з рекомендованою дозою) у меншій мірі вплинуло на середню чисельність особин D. melanogaster (табл., рис.). Складові синтетичних ароматизаторів є ксенобіотиками, які для живих істот не властиві, оскільки не надходять в організм людини з натуральними продуктами харчування. Вони, потрапляючи в організм, зазнають біотрансформації, яка протікає через ряд ферментативних та спонтанних перетворень, і можуть приводити до утворення як більш, так і менш активних метаболітів у порівнянні з вихідними сполуками. У першому випадку відбувається метаболічна активація ксенобіотиків, у другому - процес детоксикації, який направлений на пришвидшення виведення потенційно шкідливих сполук з організму шляхом заміни ліпофільних сполук на більш водорозчинні [2]. На основі цього можна припустити, що доза 20-кратного збільшення під час метаболічної активності може утворювати в процесі біотрансформації менш активні метаболіти у порівнянні з вихідними компонентами ароматизатора.

Наглядне коливання і порівняння чисельності D. melanogaster дослідних ліній представлене на рисунку 1.

Рис. 1. Порівняння чисельності D. melanogaster ліній Normal, vestigial, white, вирощених на живильному середовищі із застосуванням різних доз харчового ароматизатора «Ванілін».

Таким чином, аналіз отриманих результатів щодо впливу рідкого синтетичного ароматизатора «Ванілін» на чисельність нащадків D. melanogaster показав, що різні лінії дрозофіл володіють різною реакцією на присутність ароматизатора та на різні його дози, що, очевидно обумовлено особливостями їх геному. Найменша зміна чисельності притаманна лінії дикого типу Normal, а більш суттєве коливання, як із збільшенням, так і з зменшенням чисельності, виявлено у мух мутантних ліній vestigial і white.

References

1. Artamonova E. Yu., Sinel'shhikova T. A., Zasukhina G. D. Razlichiya v antimutagennoj aktivnosti vitaminny'kh preparatov v kletkakh cheloveka pri vozdejstvii mutagenov razlichnoj prirody' Genetika. 1994. T. 30. # 11. S. 1556-1557. [in Russian]

2. Bodnar I., Andreiko O., Bodnar L. Vyiavlennia zmin na hennomu rivni u Salmonella typhimurium za dii aromatyzatoriv produktiv kharchuvannia. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho universytetu imeni V. N. Karazina. Seriia: biolohiia. Vyp. 18, № 1079, 2013. S. 64-70. [in Ukrainian]

3. Buldakov A. S. Pishhevy'e dobavki: spravochnik. SPb.: Severo-Zapad, 1996. S. 240-241. [in Russian]

4. Vojtkevich S. A., Khejficz L. A. Vanil' i vanilin. Pishhevy'e ingredienty': sy'r'e i dobavki. 1999. # 2. S. 48-49. [in Russian]

5. Honcharenko T. P. Kharchovi dobavky yak obiekt monitorynhovykh doslidzhen. Ekolohiia dovkillia ta bezpeka zhyttiediialnosti. 2008. № 4. S. 81-84. [in Ukrainian]

6. Grigor'eva R. Z. Bezopasnost' prodovol'stvennogo sy'r'ya i produktov pitaniya: ucheb. posobie. Kemerovo: Terra, 2004. S. 86-88. [in Russian]

7. Dyman T. M., Baranovskyi M. M., Kiva M. S. Kharchuvannia liudyny. Bila Tserkva, 2005. 300 s. [in Ukrainian]

8. Durnev A. D., Oreshhenko A. B., Sarishvili N. G. Produkty' pitaniya i induczirovanny'j mutagenez: obzor. Khranenie i pererabotka sel'khozsy'r'ya. 1995. # 5. S. 21-23. [in Russian]

9. Durnev A. D. Geneticheskaya toksikologiya. Vestnik Rossijskoj Akademii mediczinskikh nauk. 2011. # 9. S. 35-43. [in Russian]

10. Durnev A. D. Pishhe-lekarstvenny'e vzaimodejstviya: genotoksikologicheskie aspekty' // Farmakogenetika i farmakodinamika. 2016. # 2. S. 4-9. [in Russian]

11. Kryzhanovska M. A. Henetychnyi analiz na Drosophila melanogaster. Zoshyt dlia laboratornykh robit: metodychni rekomendatsii Ternopil: TNPU im. V. Hnatiuka, 2016. 41 s. [in Ukrainian]

12. Nedosiekova N. S. Problemy vykorystannia kharchovykh dobavok: prodovolcha bezpeka. Bezpeka zhyttiediialnosti. 2009. № 7. S. 2-3. [in Ukrainian]

13. Pokhlebkin V. V. Vse o pryanostyakh M.: E'ksmo, 2007. 118 s. [in Russian]

14. Smirnov E. V., Viktorova G. K., Metelkina N. M. Vanil'ny'j aromat. Pishhevaya promy'shlennost'. 1999. #

3. S. 20-21. [in Russian]

15. Smoliar V. I. Toksychni efekty kharchovykh dobavok. Problemy kharchuvannia. 2005. № 1. S. 10-15. [in Ukrainian]

16. Smoliar V. I. Suchasni problemy vykorystannia kharchovykh dobavok. Problemy kharchuvannia. 2009. № 1/2. S. 5-13. [in Ukrainian]

Размещено на Allbest.ru