Wykład 13
Mykotoksyny
Mykotoksyny są wtórnymi metabolitami nie posiadającymi biochemicznego znaczenia dla wzrostu i rozwoju grzybów pleśniowych je wytwarzających.
Z punktu widzenia technologii, mykotoksyny są zanieczyszczeniami.
Toksynotwórcze pleśnie mogą wytwarzać jedną lub więcej takich toksycznych wtórnych metabolitów.
Wiadomo, że nie wszystkie pleśnie są toksykotwócze i że nie wszystkie ich wtórne metabolity są toksyczne.
Mykotoksyny wytwarzane są przez grzyby pleśniowe (nawet saprofityczne) podczas wzrostu i/lub przechowywania produktów roślinnych.
Mogą oddziaływać na zdrowie ludzi lub zwierząt dopiero po dostaniu się do ich organizmów.
Oddziaływanie mykotoksyn na żywy organizm może mieć charakter zaburzeń o przebiegu ostrym lub przewlekłym.
Nawet niewielkie ilości silnie toksycznej mykotoksyny powodują groźne w przebiegu zmiany w obrębie metabolizmu białek, lipidów lub węglowodanów.
Do najbardziej niebezpiecznych należą zaburzenia syntezy kwasów nukleinowych, co bezpośrednio prowadzi do zmian mutagennych i karcerogennych.
Znaczna grupa mykotoksyn powoduje zaburzenia w funkcjonowaniu tkanki nerwowej objawiające się uszkodzeniem centralnego układu nerwowego.
Najczęściej zdarzają się przypadki skażeń mykotoksynami podczas zbioru i magazynowania.
Produkty zainfekowane grzybami pleśniowymi mogą zawierać mykotoksyny na różnej głębokości, przez co usuwanie grzybni z powierzchni nie eliminuje toksyn.
Istnieją dwie możliwe drogi narażenia organizmu na mykotoksyny:
bezpośrednie spożywanie zanieczyszczonych mykotoksynami produktów żywnościowych pochodzenia roślinnego
spożywanie produktów pochodzenia zwierzęcego, pochodzących od zwierząt skarmianych paszą skażoną grzybami toksynotwórczymi
Dotychczas w żywności i paszach wykryto i zidentyfikowano ponad 400 różnych mykotoksyn.
Stanowią je związki o zróżnicowanej budowie chemicznej, charakteryzujące się niską masą cząsteczkową.
Mykotoksyny stanowią poważny problem w toksykologii żywności.
Wśród gatunków grzybów pleśniowych , wytwarzających mykotoksyny, należy wymienić gatunki należące do rodzajów Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Trichothecium, Trichoderma i Alternaria.
Prawie wszystkie uprawiane w Polsce rośliny mogą być substratami dla wzrostu grzybów i wytwarzania mykotoksyn.
aflatoksyny
ochratoksyny
zearalenon
fumonizyny
trichotecyny
moniliformina
patulina
deoksywalenon
alkaloidy sporyszu
cytrynina
roquefortin, kwas mykofenylowy
Na obecność toksycznych metabolitów wytwarzanych przez grzyby wpływ mają czynniki środowiska takie jak:
wilgotność
temperatura (powyżej 25oC)
Aflatoksyny (A-flavus-toksyny) są najdokładniej przebadaną grupą mykotoksyn.
Są wytwarzane przez różne gatunki pleśni z rodzaju Aspergillus (np. A. flafus, A. parasticus).
Wyodrębniono i określono działanie kilku aflatoksyn oznaczonych jako aflatoksyny B1, B2, G1, G2.
Aflatoksyna B1, obok wirusa żółtaczki, jest głównym czynnikiem wywołującym raka wątroby u ludzi i zwierząt wyższych.
W organizmach ssaków aflatoksyna B1 ulega metabolicznej degradacji przekształcając się w inną formę –
aflatoksynę M , przechodzącą do mleka.
Występowanie:
Zboża (kukurydza)
Orzechy (pistacjowe)
Przyprawy (sproszkowana papryka)
Inne
Żywność importowana do UE, która w ostatnim czasie jest najczęściej skażona aflatoksynami:
Pistacje (Iran)
Figi (Turcja)
Przyprawy, głównie papryka (Węgry)
Pasze importowane skażone aflatoksynami:
Wytłoki i śruta z orzechów arachidowychi podobnych, oraz kukurydza (USA) Ochratoksyny
Ochratoksyny są metobolitami pleśni z rodzajów Aspergillus, Penicillium, Trichoderma i Fusarium Wiele gatunków rodzajów Penicillium i Trichoderma może wytwarzać ochratoksyny nawet w niskich temperaturach (około 5oC).
Dlatego ochratoksyna stwierdzana jest prawie wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia ze składowaniem żywności pochodzenia roślinnego.
Za najbardziej niebezpieczną dla zdrowia człowieka uznano ochratoksynę A występującą w produktach roślinnych, takich jak kukurydza, jęczmień, pszenica i owies oraz w produktach pochodzących z tych zbóż.
Również stwierdzana jest w kawie, winie, mięsie zwierząt hodowlanych.
Zearalenon
Metabolity wielu Fusarium (np. F. culmorum, F. graminearum, F. sporotrichioides).
Chociaż podobno F. graminearum jest największym producentem tej mykotoksyny.
Jest wytwarzany przez na zbożach, a szczególnie na kukurydzy i produktach z niej wytworzonych.
Obecność tej toksyny w niskich stężeniach (około 70,5 mg / kg) potwierdzono w próbkach mąki kukurydzianej i płatków kukurydzianych.
Zearalenon ma działanie toksyczne dla komórek wątroby.
Fumonizyny
Fumonizyny są produktami metabolizmu F. proliferatum i F. verticillioides.
Stwierdzono występowanie dwóch odmian fumonizyn określanych jako B1 i B2.
Trichotecyny
Toksyny trichotecynowe należą do blisko spokrewnionych związków chemicznych wytwarzanych przez grzyby pleśniowe z rodzajów Fusarium, Cephalosporium, Myrothecium, Trichoderma i Stachybotrys.
Według najnowszych danych są, obok aflatoksyn, jednymi z silniejszych hepatotoksyn.
Najwyższą aktywnością zmian materiału genetycznego komórek wątrobowych charakteryzują się trichotecyny:
T-2 toksyna,
womitoksyna (DON)
Dwuacetooksyscirpenol (DAS)
Na ziarnie zbóż uprawianych w strefie klimatu umiarkowanego najczęściej występują grzyby Fusarium culmorum i Fusarium graminearum wytwarzające womitoksynę.
Tworzeniu trichotecyn sprzyjają obfite opady deszczu i pojawianie się owadów roznoszących zarodniki grzybów.
Moniliformina
Moniliformina jest wytwarzana przez liczne Fusarium sp. (głównie F. proliferatum) i najczęściej jest wykrywana w kukurydzy.
Patulina
Wytwarzana przez Penicillium expansum, Aspergillus sp. (A. clavatus), Byssochlamys nivea.
Wystepowanie: soki i przeciery jabłkowe, inne soki owocowe, wszędzie tam, gdzie zachodzą procesy gnicia.
Deoksywalenon
Wytwarzany przez Fusarium graminearum, F. culmorum, F. crookwellense, F. sporotrichoides, F. poae, F. acuminatum
Alkaloidy sporyszu
Powstawanie: Claviceps purpurea u.a.
Występowanie: wszędzie, zanieczyszczenie pól, głównie żyto i pszenica (sporysz) Przykłady: ergotamina
Cytrynina
Powstawanie: Penicillium sp. (P. expansum), Monascus sp.
Występowanie: zboża i produkty zbożowe, czerwono fermentujący ryż
Roquefortin, kwas mykofenylowy
Wytwarzane przez: Penicillium sp. (np. P. roqueforti).
Ważne strony:
the European Mycotoxin Awareness Network http://193.132.193.215/eman2/about.asp Mycology Online http://www.mycology.adelaide.edu.au/
Alergeny
Alergeny są zazwyczaj białkami:
- białka mleka (krowiego, koziego itp.)
- białka jaja kurzego
- białka mięśni ryb i białka układu mięśniowego i skorupek owoców morza
- białka orzeszków ziemnych i soi
- białka zapasowe orzechów (oraz innych owoców i warzyw), lub inne cząsteczki chemiczne w pyłkach roślinnych
- białka zapasowe nasion zbóż (takie jak gluten pszenicy) i inne białka obecne w ziarnach Ważna strona: http://www.foodallergens.info/
Bezpieczeństwo żywności
Żywność musi być bezpieczna dla konsumenta pod każdym względem, gdyż takie są jego oczekiwania i potrzeby.
Bezpieczeństwo zdrowotne żywności powinno być zapewnione w całym łańcuchu pozyskiwania, produkcji i przetwórstwa, transportu i magazynowania.