Содержание фтора в пищевых продуктах - гигиенические проблемы фторирования питьевой воды

1. 4. Содержание фтора в пищевых продуктах

Сведения о содержании фтора в пищевых продуктах [25, 28, 43, 68, 135] еще недостаточны для составления таблиц среднего или зонального состава отечественных пищевых продуктов. Кроме того, мы не располагаем данными о том, в виде каких соединений присутствует фтор в пищевых продуктах растительного и животного происхождения. Известно лишь, что в них имеются как неорганические, так и органические соединения фтора. Интересно, что из различных растений фтор при настаивании по-разному мигрирует в воду: из листьев черного чая чаще всего 70— 90%, из мяты около 30%, плодов шиповника 20%, ромашки 5%.
Несмотря на сказанное, накопленные сведения о содержании фтора в пищевых продуктах при критическом отношении к ним могут быть использованы в научных и практических целях. В табл. 2 представлены данные о содержании фтора в основных пищевых продуктах.
Из табл. 2 видно, что в большинстве пищевых продуктов СССР фтор содержится в десятых долях миллиграмма на 1 кг рыночной массы.
Содержание фтора в муке и крупах находится большей частью в пределах 0,25—0,7 мг/кг (больше в муке грубого помола), редко до 1 мг/кг и более. Учитывая широкое применение продуктов переработки злаков в питании населения, следует признать их важным источником фтора для организма. При этом нельзя не обратить внимание на то, что содержание фтора в хлебобулочных изделиях зависит от концентрации его в воде. Так, хлеб, выпеченный из муки одного сорта, содержал в Киеве 0,2 мг/л фтора, в воде 0,4—0,5 мг/кг- в Полтаве соответственно 2,2         мг/л и 1,2—1,4 мг/кг. В овощах и лиственной зелени фтора большей частью содержится от 0,1 до 0,4 мг/кг, а в ягодах и фруктах несколько меньше. А. А. Минх установил, что много фтора накапливается в зеленых частях растений, например в листьях петрушки (до 6 мг/кг), салата, шпината, капусты (до 0,8—1 мг/кг). Но больше всего аккумулируют фтор листья чая (до 100—200 мг/кг, во фтористых геохимических провинциях даже до 300—1900 мг/кг).
Более высокое содержание фтора обнаруживали в растениях, произраставших в литогеохимических провинциях, богатых фтором (вблизи месторождений фосфоритовых песков), и в местах, где атмосфера загрязнялась выбросами фтор-производства. При систематическом внесении в почву фосфоритовых удобрений содержание фтора в томатах, моркови, картофеле, капусте и дынях в зависимости от дозы удобрений возрастает в 1,5—3,5 раза [105]. В мясе животных разные исследователи обнаружили в большинстве случаев от 0,15 до 0,6, максимум 1,2 мг/кг фтора, в молоке — от 0,03 до 0,25 мг/кг, в мышечной ткани (без костей) речных рыб — от 0,09 до 0,4 мг/кг, морских рыб —0,4—1,5 мг/кг. Но, поскольку много фтора содержится в костях (до 400 мг/кг) и коже (6—^50 мг/кг), рыбные консервы, изготовленные из цельной морской рыбы (например, сардины),

Таблица 2

1 Приведены обобщенные нами данные по СССР на основании материалов около 50 работ отечественных авторов.

содержат фтора обычно 2,5—12 мг/кг. Паста «Океан» из морского рачка (криля) содержит фтора 40— 50 мг/кг, креветки — 30—50, морские водоросли 6— 14 мг/кг [37, 230]. Имеются неподтвержденные предположения, что в продуктах морского происхождения фтор присутствует в очень стабильной форме, которая плохо растворяется в воде и хуже всасывается.

1. 5. Поступление фтора в организм человека с водой и пищей

Для решения многих вопросов проблемы фторирования воды знание количества фтора, поступающего в организм человека при различных условиях, является важнейшей предпосылкой. И тем не менее в монографиях, посвященных фторированию воды, и в специальных статьях этот кардинальный вопрос освещен недостаточно. Подобное положение, помимо прочего, объясняется тем, что поступление фтора в организм (в абсолютных величинах и в миллиграммах на 1 кг массы тела) зависит, кроме возраста, от многих причин.
Выполненные в СССР исследования позволили нам произвести расчеты поступления фтора в организм при разных условиях. Выборочная проверка их путем определения содержания фтора в реальных рационах подтвердила правильность расчетов- отклонения, как правило, не превышали 10—20%.
Рассмотрим вначале поступление фтора в организм взрослого человека. Во-первых, оно зависит от концентрации фтора в воде (KF), количества выпитой воды, чая, кофе и воды, поступившей с пищей (первое и третье блюда). Суточная потребность взрослого человека в воде ориентировочно составляет 1 мл на 1 ккал энерготрат, т.е. для человека, суточные энерготраты которого 3000 ккал, она равна ориентировочно 3 л (45 мл на 1 кг массы тела). Из них 0,3— 0,4 л (10—12%) образуется в тканях за счет окисления пищевых веществ- 1—1,2 л (30—35%) покрываются за счет воды, содержащейся в пищевых продуктах, и 1—1,5 л (33—&rsquo-50%)—введением жидкостей: питьевая вода, чай, кофе, первые и третьи блюда, молоко и др. Во-вторых, поступление фтора зависит от ассортимента пищевых продуктов, входящих в суточный рацион, и содержания фтора в каждом из них.
При этом следует иметь в виду, что обильное употребление фруктов, овощей и особенно молока и молочнокислых продуктов (простокваша, кефир) значительно снижает количество употребляемой воды и напитков. В меньшей мере поступление фтора зависит от кулинарной технологии и содержания фтора в приправах и других пищевых добавках. Если фтор, осаждающийся при кипячении воды (от 2 до 46% в зависимости от состава воды и длительности кипячения) или чая, потребителю не поступает, то фтор, выпадающий при варке пищи, большей частью не теряется. Вследствие испарения концентрация фтора при варке пищи может даже возрасти. В процессе варки содержание фтора в овощах (картофель, капуста) постепенно приближается к его содержанию в воде. Так, в моркови (содержавшей в сыром виде 0,22 мг/кг фтора), сваренной в воде, содержавшей 1 мг/л фтора, в готовом виде имелось 0,83 мг/кг фтора, а сваренной в воде с 4 мг/л фтора — в среднем 3,4мг/кг. Богат фтором (от 0,56 до 4,5 мг/л) бульон, приготовленный на рыбных костях и хрящах- приготовленный на говяжьих костях —беден им (0,12— 0,15 мг/л). Если человек употребляет в сутки 10—15г поваренной соли, то с нею он получает 0,1—0,15 мг фтора (см. табл. 2). Фтор содержится в веществах, применяемых при выпечке кондитерских изделий (пекарский порошок — фосфат аммония — может содержать фтора от 10 до 220 мг/кг, сода — от 10 до 32 мг/кг). Изложенным объясняется пестрота сведений о содержании фтора в пищевых рационах населения разных стран и регионов. Приведенные в табл. 2 данные позволяют ориентировочно рассчитать количество фтора в наборе пищевых продуктов суточного рациона.
Если масса пищевых продуктов, входящих в суточный рацион взрослого человека, около 2 кг, а среднее содержание фтора в продуктах 0,3—0,5 мг/кг, то с пищей (без учета фтора воды) взрослый человек должен получить в сутки 0,6—1 мг фтора, что довольно близко к истинному. Можно провести ориентировочные расчеты по-иному, считая, что хлеб и продукты переработки злаков (I группа) содержат фтора в среднем 0,6 мг/кг, овощи, бахчевые, фрукты (2 группа) —0,2 мг/кг, мясные и рыбные изделия (III группа) —0,4 мг/кг, молоко и молочные продукты (IV группа)—0,2 мг/кг. Тогда рацион взрослого человека, состоящий из 600 г продуктов I группы, 600 г II группы, 250 г III группы и 500 г IV группы, будет содержать около 0,75 мг фтора, а рацион ребенка из детского сада, в который входит 250 г продуктов I группы, 400 г II группы, 125 г III группы и 400 г IV группы,— около 0,36 мг. Примерно подобные результаты получены советскими исследователями. Так, Р. Д. Габович определял содержание фтора в наборе пищевых продуктов, рекомендованном Институтом питания АМН СССР при суточной калорийности рациона 3200 ккал. Содержание фтора в пищевых продуктах суточного рациона варьировало от 0,54 до 1,6 мг (в Киеве— 0,78 мг, во Львове — 0,66, в Ивано-Франковске — 0,66, в Мукачево — 0,54, в Житомире — 0,75, в Харькове — 0,95 и 1,25, в Днепропетровске — 0,95, в Одессе — 0,74, в Ждановске —1,2, в Полтаве—-1,6 мг*, составив в среднем 0,81 мг. Примерно такие же величины приводят другие исследователи: М. И. Крылова (Московская область)— 0,8—1,1 мг, Т. Н. Ружникова (Иркутск) — 1.18, В. А. Книжников (Казахстан)—0,48 — 0,52, Т. В. Воронина (Южный Казахстан): дети от 3 до 7 лет — 0,649, от 7 до 17 лет—1,14 (без учета воды), А. С. Дмитроченко (Ивано-Франковск) — 0,6, Л. И. Котелянская (Ужгород, школы-интернаты) — 0,32—0,52 мг2.

* Из-за высокого содержания фтора в воде (2,2 мг/л) повышено содержание фтора в хлебе.

Базируясь на этих данных, можно полагать, что в условиях СССР взрослый человек (масса тела 70 кг) получает в неэндемической местности в сутки с пищей (без напитков) в среднем 0,8 мг фтора (0,011 мг на 1 кг массы тела), минимум 0,5 (0,007 мг/кг), максимум 1,2 (0,017 мг/кг).
Содержание фтора в пищевых рационах эндемических мест несколько больше за счет фтора воды, входящей в состав хлеба и жидких блюд. По нашим исследованиям, в населенном пункте с фторируемой водой оно больше на 0,6—0,8 мг, чем в расположенном по соседству с содержанием F~ в воде 0,2 мг/л. В табл. 3 приведены выполненные нами расчеты поступления фтора в организм при трех вариантах содержания его в пищевом рационе (0,5 мг для местностей, бедных фтором- 0,8 мг —среднее содержание, наиболее распространенное в СССР- 1,2 мг— максимальное содержание), различных KF~ (от 0,1 до 10 мг/л) и разном водопотреблении (1 л при наличии в рационе большого количества фруктов, овощей и молока, 2 л при отсутствии или ограниченном содержании в рационе молока, фруктов и овощей, 6 л при перегревающем микроклимате). При расчетах содержания фтора в пищевом рационе мы учли содержание фтора в воде, идущей на приготовление пищи и выпечку хлебобулочных изделий. Из табл. 3 видно, что если KF находится в пределах 0,3—0,4 мг/л, то пищевые продукты—являются основным источником фтора для человека. Если же Кфтор превышает 0,4—0,5 мг/л, то удельное значение пищевых продуктов как источника фтора резко падает. Так, например, если KF- равна 1                мг/л, то взрослый человек получает с пищевыми продуктами 0,5—1,2 мг фтора, а с водой (включая воду, идущую на выпечку хлеба и приготовление пищи) в зависимости от водопотребления от 1,6 до 6,6мг (в жаркое время). Этим объясняется столь большое гигиеническое значение фтора питьевой воды. К этому следует добавить, что усвоение фтора пищевых продуктов на 15—20% хуже, чем фтора воды (см. II, 1).
Таблица 3
Поступление фтора в организм взрослого человека в зависимости от водопотребления, концентрации F- в питьевой воде и различного содержания фтора в пище

* Условия, при которых возможна легкая степень (I и II) флюороза зубов.
** Условия, при которых возможны выраженные поражения флюорозом зубов (III и IV степень), а при 10—20-летнем употреблении воды — флюороз скелета.
*** Генерализованный флюороз с выраженным поражением, кроме твердых тканей, внутренних органов.

Полагают, что флюороз зубов возникает в том случае, если поступление фтора в организм превышает 0,1—0,15 мг на 1 кг массы тела в сутки. Из представленных нами данных видно, что пищевые продукты лишь в весьма редких случаях (пищевые продукты морского происхождения или из фтористых геохимических провинций) могут играть самостоятельную роль в возникновении эндемии флюороза. Но несомненно, что в ряде случаев фтор пищевого рациона может усилить токсическое или противокариозное действие фтора питьевой воды.
В табл. 4 представлены данные о поступлении фтора в организм детей.

Таблица 4
Поступление фтора в организм ребенка в разных условиях

1 0,1-населенный пункт — населенный пункт, в водопроводной воде которого содержится 0,1 мг/л F-.

Из табл. 4 видно, что при искусственном вскармливании, когда детские питательные смеси разводятся водопроводной водой, ребенок при KF- I мг/л получает в расчете на 1 кг массы тела примерно в 20 раз больше, чем при кормлении грудью в 0,1 населенном пункте.  J. Ericsson [152] аналогичное положение наблюдал в г. Упсала (Швеция), где KF- составила 1,2 мг/л. В местностях, снабжаемых преимущественно сухим молоком, большое значение имеет KF в воде, используемой для его разведения, что надо учитывать при выборе KF- для фторирования воды.

Приведем для сопоставления некоторые зарубежные данные. В одной из первых работ, выполненных по этому вопросу в США, McClaure [161] рассчитал суточное поступление фтора в организм детей и взрослых в США при концентрации фтора в воде 1 мг/л. Для детей в возрасте от 1 года до 3 лет поступление фтора с водой составило 0,39 -0,56 мг, с пищевыми продуктами — до 0,265 мг, общее — до 0,825 мг- для детей от 10 до 12 лет — соответственно 1,12- 0,56- 1,68 мг. Для взрослых поступление фтора с пищей, по расчетам McClaure, составляло до 0,91 мг (водопотребление около 0,5 л/сут). Автор при расчетах не учитывал фтор воды, расходуемой на выпечку хлеба и приготовление пищи, поэтому в последующем появились работы, указывающие на то, что рассчитанные им величины ниже действительных [239]. В 0,1-населенных пунктах США в суточном рационе пище содержится 0,43—0,73 мг фтора, в Японии—на 1—2 мг больше. J. Cholak [143] в населенных пунктах США с разной концентрацией фтора в воде (оно проставлено в скобках) определил следующие количества фтора в суточном рационе взрослого человека (не считая фтора выпиваемой воды и напитков): в г. Цинциннати (0,1 мг) 0,034—0,8 мг, Галесберге (2,0 мг) 0,094—1,16 мг, Эннисе (5,0— 6,0 мг) 1,32—1,35 мг, Барлетте (8,0 мг) 2,33— 3,13 мг. Kramer с соавт. [198] изучили содержание фтора в больничной диете (2500 ккал) 16 городов США. В городах, где вода не фторировалась (от 0,08 до 0,44 мг/л F-), готовая пища, включая напитки (кофе 0,5—0,8 л/сут), содержала от 0,78 до 1 мг фтора- в городах, где вода фторировалась (0,6—0,2мг/л),— от 1,73 до 3,44 мг (в среднем 2,58 мг). В Чикаго до фторирования воды (0,33 мг/л F-) в суточной диете содержалось в среднем 0,86 мг фтора, после фторирования (0,95 мг/л F-)—1,97 мг. В Балтиморе (США), где вода фторируется, суточное поступление фтора для людей 16—19 лет колеблется в пределах 2,1—2,4 мг. Аналогичные данные были получены в Англии, где при фторировании воды суточное поступление фтора составило в среднем 2,5 мг. В 0,1—0,3-населениых пунктах1 в пищевом рационе взрослых (без учета воды) содержалось: в Норвегии 0,22—0,31 мг, в Англии 0,6—1,8, в Швейцарии 0,5, в Канаде (Торонто) 0,43—0,73, в Польше (дети) 0,25— 0,3 мг.

Sato с соавт. (1965), изучив содержание фтора в 127 пищевых продуктах и среднее потребление каждого из них на одного взрослого в Японии, высчитал, что с пищей в этой стране человек получает в сутки около 1,38 мг фтора, из них 0,39 мг с продуктами моря, 0,33 мг с рисом, 0,25 мг с зеленым чаем. В диете больниц Киото он определил в среднем 1,2 мг фтора, в других городах— от 0,48 до 3,5 мг. Богаты фтором пищевые рационы ряда регионов Индии, Вьетнама и других стран [160]. Так, в Бомбее, где концентрация фтора в водопроводной воде очень мала (0,08 мг/л), дети в возрасте моложе 12 лет получают с пищей 0,74—2,0 мг (в среднем 1,3 мг) фтора, старше 12 лет—1,2—2,7 (в среднем 1,75 мг). На о. Ньюфаундленд, где население употребляет много морской пищи и чая, в суточном рационе содержится 2,74 мг фтора.
В ряде регионов Вьетнама, где вода содержит до 0,2 мг/л фтора, школьники получают в сутки с водой до 0,6 мг фтора, а с пищей 1,1—2,3 мг [71].
В заключение необходимо отметить, что в связи с массовым внедрением фторирования воды имеющихся данных о суточном поступлении фтора в организм человека в различных регионах СССР недостаточно для выбора оптимальной дозы фтора. В связи с этим целесообразно провести по единой программе идентичные исследования в различных республиках СССР с учетом возраста, сезона года, местных традиций с тем, чтобы возможно точнее определить среднее водопотребление (питьевой воды, воды, идущей на приготовление пищи и напитков), особенности питания и содержание фтора в пищевых продуктах суточного рациона.