sredobЗдоровье населения и среда обитания – ЗНиСОPublic Health and Life Environment – PH&LE2219-52382619-0788ФБУЗ ФЦГиЭ Роспотребнадзора10.35627/2219-5238/2022-30-4-54-62sredob-926Research ArticleГИГИЕНА ПИТАНИЯFOOD HYGIENEВопросы безопасности травяных сборов и БАД к пище, загрязненных тропановыми алкалоидами (обзор)Issues of Safety of Herb Mixes and Food Supplements Contaminated with Tropane Alkaloids: A Reviewhttps://orcid.org/0000-0002-1944-6833КоротковаА. И.KorotkovaA. I.

Алена Игоревна Короткова, врач по гигиене питания, аспирант

ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве»

отдел гигиены питания

129626

Графский пер., д. 4, корп. 2, 3, 4

109240

Устьинский пр-д, д. 2/14

Москва

Alena I. Korotkova, Food Hygienist

Food Hygiene Department

129626

Bldgs 2, 3 & 4 Grafsky Lane

109240

2/14 Ustyinsky Driveway

Moscow

korotkowa.tendertouch@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3174-2675БагрянцеваО. В.BagryantsevaO. V.

Ольга Викторовна Багрянцева, д. б. н., ведущий научный сотрудник, профессор

лаборатория пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий

109240

Устьинский пр-д, д. 2/14

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова»

кафедра гигиены питания и токсикологии

119048

ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2

Москва

Olga V. Bagryantseva, Dr. Sci. (Biol.), Leading Researcher, Professor

Laboratory of Food Toxicology and Safety Assessment of Nanotechnologies

Institute of Vocational Training

Department of Food Hygiene and Toxicology

109240

2/14 Ustyinsky Driveway

119048

Bldg 2, 8 Trubetskaya Street

Moscow

bagryantseva@ion.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2819-6001СоколовИ. Е.SokolovI. E.

Илья Евгеньевич Соколов, младший научный сотрудник

лаборатория пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий

109240

Устьинский пр-д, д. 2/14

Москва

Ilya E. Sokolov, Junior Researcher

Laboratory of Food Toxicology and Safety Assessment of Nanotechnologies

109240

2/14 Ustyinsky Driveway

Moscow

sokolov_iliya@yahoo.comhttps://orcid.org/0000-0001-5018-2648ГлиненкоВ. М.GlinenkoV. M.

Виктор Михайлович Глиненко, д. м. н., профессор, заведующий кафедрой

ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А. И. Евдокимова»

кафедра общей гигиены

127473

ул. Делегатская, д. 20, стр. 1

Москва

Victor M. Glinenko, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Department

Department of General Hygiene

127473

20 Delegatskaya Street

Moscow

V7986453@yandex.ruРоспотребнадзор; ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи»РоссияCenter for Hygiene and Epidemiology in Moscow; Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food SafetyRussian FederationФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи»; Минздрав РоссииРоссияFederal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety; I. M. Sechenov First Moscow State Medical UniversityRussian FederationФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи»РоссияFederal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food SafetyRussian FederationМинздрав РоссииРоссияA. I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and DentistryRussian Federation202222052022045462Copyright © Короткова А.И., Багрянцева О.В., Соколов И.Е., Глиненко В.М., 20222022Короткова А.И., Багрянцева О.В., Соколов И.Е., Глиненко В.М.Korotkova A.I., Bagryantseva O.V., Sokolov I.E., Glinenko V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zniso.fcgie.ru/jour/article/view/926   Введение

   Введение. На мировом рынке специализированных пищевых продуктов особенный интерес представляют БАД к пище, травяные сборы, фиточаи, при этом особую актуальность приобретают вопросы безопасного использования, так как имеются сообщения о возможном загрязнении их тропановыми алкалоидами, содержание которых в зависимости от вида сырья составляет от 0,01 до 3 %.   Цель исследования: анализ безопасности БАД к пище, трав и травяных чаев, загрязненных тропановыми алкалоидами, на основании данных, представленных в настоящее время в отечественных и международных научных публикациях.   Материалы и методы исследования. Использованы информационно-аналитические методы, методы экспертной оценки на основе обобщения и анализа современных научных исследований, опубликованных на русском и английском языках в реферативных базах данных Scopus, PubMed и РИНЦ за период 2001–2021 гг. Ключевые слова для поиска: тропановые алкалоиды.

   В первоначальную выборку попало 49 статей, из них 19 статей были исключены из выборки после первичного анализа. Отбор статей осуществлялся по принципу наличия в них сведений о классификации, уровнях содержания в травах и пищевых продуктах, методах выявления (обнаружения), возможном влиянии на здоровье человека тропановых алкалоидов. Авторы отобрали 30 полнотекстовых материалов, удовлетворяющих вышеуказанным критериям. Результаты исследований систематизированы по типу интервенций.

   Результаты

   Результаты. Проведенный анализ показал, что содержание тропановых алкалоидов в некоторых травяных чаях по сумме атропина и скополамина может превышать установленный уровень разового безопасного поступления – 0,016 мкг/кг массы тела. Так как скополамин является производным гиосциамина (атропина), оценку безопасности пищевой продукции и сырья следует осуществлять на основании данных об уровне содержания в них атропина, что позволит проводить эффективный мониторинг загрязненности тропановыми алкалоидами всех видов указанной пищевой продукции с целью ее безопасного использования.   Заключение. Для безопасного использования травяных сборов и БАД к пище на растительной основе рекомендовано проведение мониторинга данных видов пищевой продукции на наличие в них тропановых алкалоидов. Считаем целесообразным разработать метод их анализа с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрическим анализом.

   Background: Nutritional supplements, herbal assemblages, and herbal teas are of particular interest in the global market of specialized food products, with the issues of a safe use becoming particularly relevant in the light of the reports on their potential contamination with tropane alkaloids, which content ranges from 0.01 % to 3 % depending on the type of raw materials.   Objective: Analysis of the safety of dietary supplements, herbs and herbal teas contaminated with tropane alkaloids, based on data currently presented in domestic and international scientific publications.   Materials and methods: We did a review of Russian and English language scientific literature published in 2001–2021, found on Scopus, PubMed and RSCI databases for tropane alkaloids. The initial sample included 49 articles, of which 19 articles were excluded following a primary analysis. The selection criteria included the presence of classification of tropane alkaloids, their contents in herbs and foods, methods of detection, and potential human health effects. We selected 30 full-text publications meeting the above criteria. The study results were systematized by the type of intervention.   Results: The analysis showed that the content of tropane alkaloids in some herbal teas by the sum of atropine and scopol-amine can exceed the established level of a single safe intake (0.016 µg/kg body weight). Since scopolamine is a derivative of hyoscyamine (atropine), safety of foods and raw materials should be assessed by their content of atropine that will allow effective monitoring of contamination with tropane alkaloids of all types of the specified food products for the purpose of their safe use.   Conclusion: For the safe use of herbal preparations and plant-based dietary supplements, it is recommended to monitor these types of food products for the presence of tropane alkaloids in them. It is advisable to develop a method for their analysis using high-performance liquid chromatography coupled with mass spectrometry.

тропановые алкалоидытоксичностьБАД к пищетравяные сборычаиметоды анализаtropane alkaloidstoxicitydietary supplementsherbal preparationsteasmethods of analysisИсследование не имело финансовой поддержкиThe authors received no financial support for the research, authorship, and/or publication of this articleReferencesSoulaidopoulos S., Sinakos E., Dimopoulou D., Vettas C., Cholongitas E., Garyfallos A. Anticholinergic syndrome induced by toxic plants. World J Emerg Med. 2017; 8 (4): 297-301. doi: 10.5847/wjem.j.1920-8642.2017.04.009Soulaidopoulos S., Sinakos E., Dimopoulou D., Vettas C., Cholongitas E., Garyfallos A. Anticholinergic syndrome induced by toxic plants. World J Emerg Med. 2017; 8 (4): 297-301. doi: 10.5847/wjem.j.1920-8642.2017.04.009Chan T. Y. K. Worldwide occurrence and investigations of contamination of herbal medicines by tropane alkaloids. Toxins (Basel). 2017; 9 (9): 284. doi: 10.3390/toxins9090284Chan T. Y. K. Worldwide occurrence and investigations of contamination of herbal medicines by tropane alkaloids. Toxins (Basel). 2017; 9 (9): 284. doi: 10.3390/toxins9090284European Food Safety Authority (EFSA); Arcella D., Altieri A., Horváth Z. Human acute exposure assessment to tropane alkaloids. EFSA J. 2018;16 (2): e05160. doi: 10.2903/j.efsa.2018.5160European Food Safety Authority (EFSA); Arcella D., Altieri A., Horváth Z. Human acute exposure assessment to tropane alkaloids. EFSA J. 2018;16 (2): e05160. doi: 10.2903/j.efsa.2018.5160Kim N., Estrada O., Chavez B., Stewart C., D’Auria J. C. Tropane and granatane alkaloid biosynthesis: A systematic analysis. Molecules. 2016; 21 (11): 1510. doi: 10.3390/molecules21111510Kim N., Estrada O., Chavez B., Stewart C., D’Auria J. C. Tropane and granatane alkaloid biosynthesis: A systematic analysis. Molecules. 2016; 21 (11): 1510. doi: 10.3390/molecules21111510Stratton J., Clough J., Leon I., Sehlanova M., MacDonald S. Monitoring of Tropane Alkaloids in Food: Final Report. FS 102116. Fera Science Ltd.; 2017. Accessed April 25, 2022. https://www.food.gov.uk/sites/default/files/media/document/fs102116finalreport.pdfStratton J., Clough J., Leon I., Sehlanova M., MacDonald S. Monitoring of Tropane Alkaloids in Food: Final Report. FS 102116. Fera Science Ltd.; 2017. Accessed April 25, 2022. https://www.food.gov.uk/sites/default/files/media/document/fs102116finalreport.pdfPhilipov S., Doncheva T. Alkaloids derived from ornithine: Tropane alkaloids. In: Ramawat K., Mérillon J. M., eds. Natural Products. Springer, Berlin, Heidelberg; 2013: 343-358. doi: 10.1007/978-3-642-22144-6_8Philipov S., Doncheva T. Alkaloids derived from ornithine: Tropane alkaloids. In: Ramawat K., Mérillon J. M., eds. Natural Products. Springer, Berlin, Heidelberg; 2013: 343-358. doi: 10.1007/978-3-642-22144-6_8Cinelli M. A., Jones A. D. Alkaloids of the Genus Datura: Review of a rich resource for natural product discovery. Molecules. 2021; 26 (9): 2629. doi: 10.3390/molecules26092629Cinelli M. A., Jones A. D. Alkaloids of the Genus Datura: Review of a rich resource for natural product discovery. Molecules. 2021; 26 (9): 2629. doi: 10.3390/molecules26092629Головкин Б. Н. Биологически активные вещества растительного происхождения: В трех томах. – Москва: Федеральное государственное унитарное предприятие «Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр «Наука», 2001. – Т. 1. – 764 с.Golovkin B. N., Rudenskaya R. N., Trofimova I. A., Schroeter A. I., Semikhov V. F. [Biologically Active Substances of Plant Origin.] Vol. 1. Moscow: Nauka Publ.; 2001. (In Russ.)Compendium of botanicals reported to contain naturally occuring substances of possible concern for human health when used in food and food supplements. EFSA J. 2012; 10 (5): 2663. doi: 10.2903/j.efsa.2012.2663Compendium of botanicals reported to contain naturally occuring substances of possible concern for human health when used in food and food supplements. EFSA J. 2012; 10 (5): 2663. doi: 10.2903/j.efsa.2012.2663Mulder P., de Nijs M., Castellari M., et al. Occurrence of tropane alkaloids in food. EFSA Support Publ. 2016; 13 (12): 1140E. doi: 10.2903/sp.efsa.2016.EN-1140Mulder P., de Nijs M., Castellari M., et al. Occurrence of tropane alkaloids in food. EFSA Support Publ. 2016; 13 (12): 1140E. doi: 10.2903/sp.efsa.2016.EN-1140Багрянцева О. В. О регламентации тропановых алкалоидов в зерновых продуктах / О. В. Багрянцева [и др.] // Вопросы питания. – 2020. – Т. 89. – № 3. – С. 54–61: doi: 10.24411/0042-8833-2020-10029Bagryantseva O. V., Sokolov I. E., Kolobanov A.I., Elizarova E.V., Khotimchenko S. A. On the regulate tropane alkaloids in grain products. Voprosy Pitaniya. 2020; 89 (3): 54-61. (In Russ.) doi: 10.24411/0042-8833-2020-10029EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Scientific Opinion on Tropane alkaloids in food and feed. EFSA J. 2013; 11 (10): 3386. doi: 10.2903/j.efsa.2013.3386EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Scientific Opinion on Tropane alkaloids in food and feed. EFSA J. 2013; 11 (10): 3386. doi: 10.2903/j.efsa.2013.3386European Food Safety Authority (EFSA); Arcella D.,Altieri A., Horváth Z. Human acute exposure assessment to tropane alkaloids. EFSA J. 2018; 16 (2): e05160. doi: 10.2903/j.efsa.2018.5160European Food Safety Authority (EFSA); Arcella D.,Altieri A., Horváth Z. Human acute exposure assessment to tropane alkaloids. EFSA J. 2018; 16 (2): e05160. doi: 10.2903/j.efsa.2018.5160Eguchi R., Ono N., Hirai Morita A., et al. Classification of alkaloids according to the starting substances of their biosynthetic pathways using graph convolutional neural networks. BMC Bioinformatics. 2019; 20 (1): 380. doi: 10.1186/s12859-019-2963-6Eguchi R., Ono N., Hirai Morita A., et al. Classification of alkaloids according to the starting substances of their biosynthetic pathways using graph convolutional neural networks. BMC Bioinformatics. 2019; 20 (1): 380. doi: 10.1186/s12859-019-2963-6Kerchner A., Farkas А. Worldwide poisoning potential of Brugmansia and Datura. Forensic Toxicol. 2020; 38: 30-41. doi: 10.1007/s11419-019-00500-2Kerchner A., Farkas А. Worldwide poisoning potential of Brugmansia and Datura. Forensic Toxicol. 2020; 38: 30-41. doi: 10.1007/s11419-019-00500-2Sharma M., Dhaliwal I., Rana K., Delta A. K., Kaushik P. Phytochemistry, pharmacology, and toxicology of Datura Species – A review. Antioxidants (Basel). 2021; 10 (8): 1291. doi: 10.3390/antiox10081291Sharma M., Dhaliwal I., Rana K., Delta A. K., Kaushik P. Phytochemistry, pharmacology, and toxicology of Datura Species – A review. Antioxidants (Basel). 2021; 10 (8): 1291. doi: 10.3390/antiox10081291Gonçalves J., Luís В., Gallardo E., Duarte A. P. Psychoactive substances of natural origin: Toxicological aspects, therapeutic properties and analysis in biological samples. Molecules. 2021; 26 (5): 1397. doi: 10.3390/molecules26051397Gonçalves J., Luís В., Gallardo E., Duarte A. P. Psychoactive substances of natural origin: Toxicological aspects, therapeutic properties and analysis in biological samples. Molecules. 2021; 26 (5): 1397. doi: 10.3390/molecules26051397Nachum Z., Shahal B., Shupak A., et al. Scopolamine bioavailability in combined oral and transdermal delivery. J Pharmacol Exp Ther. 2001; 296 (1): 121-123.Nachum Z., Shahal B., Shupak A., et al. Scopolamine bioavailability in combined oral and transdermal delivery. J Pharmacol Exp Ther. 2001; 296 (1): 121-123.Gonçalves C., Cubero-Leon E., Stroka J. Determination of tropane alkaloids in cereals, tea and herbal infusions: Exploiting proficiency testing data as a basis to derive interlaboratory performance characteristics of an improved LC-MS/MS method. Food Chem. 2020; 331: 127260. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.127260Gonçalves C., Cubero-Leon E., Stroka J. Determination of tropane alkaloids in cereals, tea and herbal infusions: Exploiting proficiency testing data as a basis to derive interlaboratory performance characteristics of an improved LC-MS/MS method. Food Chem. 2020; 331: 127260. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.127260Romera-Torres A., Romero-González R., Martínez Vidal J. L., Frenich A. G. Simultaneous analysis of tropane alkaloids in teas and herbal teas by liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry (Orbitrap). J Sep Sci. 2018; 41 (9): 1938-1946. doi: 10.1002/jssc.201701485Romera-Torres A., Romero-González R., Martínez Vidal J. L., Frenich A. G. Simultaneous analysis of tropane alkaloids in teas and herbal teas by liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry (Orbitrap). J Sep Sci. 2018; 41 (9): 1938-1946. doi: 10.1002/jssc.201701485Debnath B., Singh W. S, Das M., et al. Role of plant alkaloids on human health: A review of biological activities. Mater Today Chem. 2018; 9: 56-72; doi: 10.1016/j.mtchem.2018.05.001Debnath B., Singh W. S, Das M., et al. Role of plant alkaloids on human health: A review of biological activities. Mater Today Chem. 2018; 9: 56-72; doi: 10.1016/j.mtchem.2018.05.001Kohnen-Johannsen K. L., Kayser O. Tropane alkaloids: Chemistry, pharmacology, biosynthesis and Production. Molecules. 2019; 24 (4): 796. doi: 10.3390/molecules24040796Kohnen-Johannsen K. L., Kayser O. Tropane alkaloids: Chemistry, pharmacology, biosynthesis and Production. Molecules. 2019; 24 (4): 796. doi: 10.3390/molecules24040796Park L., Furey M., Nugent A. C., et al. Neurophysiological changes associated with antidepressant response to ketamine not observed in a negative trial of scopolamine in major depressive disorder. Int J Neuropsychopharmacol. 2019; 22 (1): 10-18. doi: 10.1093/ijnp/pyy051Park L., Furey M., Nugent A. C., et al. Neurophysiological changes associated with antidepressant response to ketamine not observed in a negative trial of scopolamine in major depressive disorder. Int J Neuropsychopharmacol. 2019; 22 (1): 10-18. doi: 10.1093/ijnp/pyy051Marín-Sáez J., Romero-González R., Garrido Frenich A. Multi-analysis determination of tropane alkaloids in cereals and solanaceaes seeds by liquid chromatography coupled to single stage Exactive-Orbitrap. J Chromatogr A. 2017; 1518: 46-58. doi: 10.1016/j.chroma.2017.08.052Marín-Sáez J., Romero-González R., Garrido Frenich A. Multi-analysis determination of tropane alkaloids in cereals and solanaceaes seeds by liquid chromatography coupled to single stage Exactive-Orbitrap. J Chromatogr A. 2017; 1518: 46-58. doi: 10.1016/j.chroma.2017.08.052Shimshoni J. A., Duebecke A., Mulder P. P., Cuneah O., Barel S. Pyrrolizidine and tropane alkaloids in teas and the herbal teas peppermint, rooibos and chamomile in the Israeli market. Food Addit Contam Part A Chem Anal Control Expo Risk Assess. 2015; 32 (12): 2058-2067. doi: 10.1080/19440049.2015.1087651Shimshoni J. A., Duebecke A., Mulder P. P., Cuneah O., Barel S. Pyrrolizidine and tropane alkaloids in teas and the herbal teas peppermint, rooibos and chamomile in the Israeli market. Food Addit Contam Part A Chem Anal Control Expo Risk Assess. 2015; 32 (12): 2058-2067. doi: 10.1080/19440049.2015.1087651Vaclavik L., Krynitsky A. J., Rader J. I. Targeted analysis of multiple pharmaceuticals, plant toxins and other secondary metabolites in herbal dietary supplements by ultra-high performance liquid chromatography-qu-adrupole-orbital ion trap mass spectrometry. Anal Chim Acta. 2014; 810: 45-60. doi: 10.1016/j.aca.2013.12.006Vaclavik L., Krynitsky A. J., Rader J. I. Targeted analysis of multiple pharmaceuticals, plant toxins and other secondary metabolites in herbal dietary supplements by ultra-high performance liquid chromatography-qu-adrupole-orbital ion trap mass spectrometry. Anal Chim Acta. 2014; 810: 45-60. doi: 10.1016/j.aca.2013.12.006Chan W. S., Wong G. F., Hung C. W., et al. Interpol review of toxicology 2016–2019. Forensic Sci Int Synerg. 2020; 2: 563-607. doi: 10.1016/j.fsisyn.2020.01.018Chan W. S., Wong G. F., Hung C. W., et al. Interpol review of toxicology 2016–2019. Forensic Sci Int Synerg. 2020; 2: 563-607. doi: 10.1016/j.fsisyn.2020.01.018Jones N. S., Comparin J. H. Interpol review of controlled substances 2016–2019. Forensic Sci Int Synerg. 2020; 2: 608-669. doi: 10.1016/j.fsisyn.2020.01.019Jones N. S., Comparin J. H. Interpol review of controlled substances 2016–2019. Forensic Sci Int Synerg. 2020; 2: 608-669. doi: 10.1016/j.fsisyn.2020.01.019Zheng W., Yoo K. H., Choi J. M., et al. A modified QuE-ChERS method coupled with liquid chromatography-tandem mass spectrometry for the simultaneous detection and quantification of scopolamine, L-hyoscyamine, and sparteine residues in animal-derived food products. J Adv Res. 2018; 15: 95-102. doi: 10.1016/j.jare.2018.09.004Zheng W., Yoo K. H., Choi J. M., et al. A modified QuE-ChERS method coupled with liquid chromatography-tandem mass spectrometry for the simultaneous detection and quantification of scopolamine, L-hyoscyamine, and sparteine residues in animal-derived food products. J Adv Res. 2018; 15: 95-102. doi: 10.1016/j.jare.2018.09.004Dzuman Z., Jonatova P., Stranska-Zachariasova M., et al. Development of a new LC-MS method for accurate and sensitive determination of 33 pyrrolizidine and 21 tropane alkaloids in plant-based food matrices. Anal Bioanal Chem. 2020; 412 (26): 7155-7167. doi: 10.1007/s00216-020-02848-6Dzuman Z., Jonatova P., Stranska-Zachariasova M., et al. Development of a new LC-MS method for accurate and sensitive determination of 33 pyrrolizidine and 21 tropane alkaloids in plant-based food matrices. Anal Bioanal Chem. 2020; 412 (26): 7155-7167. doi: 10.1007/s00216-020-02848-6

The authors declare that there are no conflicts of interest present.