L A B O R A T O R I U M 6 / 2 0 0 9

|

L A B O R A T O R I U M

P R Z E M Y S Ł O W E

22

Mikotoksyny w piwie

– zagrożenia zdrowotne

P

iwo jest napojem regularnie kon-
sumowanym przez wielu ludzi
na całym świecie. Do picia piwa

przyznaje się 63% dorosłych Polaków,
z czego dwie trzecie stanowią mężczyź-
ni. W ciągu ostatnich 10 lat spożycie
piwa w Polsce podwoiło się. Staty-
styczny Polak wypija około 90 l tego
napoju rocznie, podczas gdy Austriak
– 109 l, a Irlandczyk – aż 151 l. Wia-
domo, że piwo jest źródłem cennych
minerałów (magnez, fosfor, potas),
wielu witamin (z grupy B, niacyny,
A, D, E i H), jest ubogie w białko, nie
zawiera tłuszczów i cholesterolu. Jed-
nak może również w swoim składzie
chemicznym zawierać związki niepo-
żądane, a nawet szkodliwe dla zdrowia
konsumenta, szczególnie jeśli w procesie
produkcyjnym zostaną użyte surowce
nieodpowiedniej jakości. Duża ilość
spożywanego piwa może przyczynić się
do znacznego narażenia na mikotoksy-
ny. Znanych jest obecnie przeszło 250
grzybów pleśniowych (m.in. z rodzaju
Fusarium, Aspergillus, Penicillium i Al-
ternaria), których duża część wytwarza
mikotoksyny – substancje toksyczne już
w bardzo małych ilościach (μg·kg

-1

).

Zatrucia mikotoksynami rzadko mają

ostry przebieg; częstsze i znacznie groź-
niejsze w skutkach są zatrucia przewlekłe,
będące wynikiem przyjmowania małych
dawek toksyn przez długi czas. Objawy
nie zawsze są łączone ze spożywaniem
zakażonej żywności. Mikotoksyny po-
wodują uszkodzenia wątroby czy nerek
i zakłócają funkcje przewodu pokarmo-
wego oraz układu immunologicznego.
Wykazują właściwości kancerogenne,
mutagenne, cytotoksyczne i teratogenne,
neurotoksyczne lub estrogenne (powodu-
jące bezpłodność). Niektóre mikotoksyny
ze względu na swe właściwości kancero-
genne zostały umieszczone przez Mię-
dzynarodową Agencję Badań nad Rakiem
w wykazie substancji rakotwórczych.

W grupie 1 kancerogenów ludzkich
znalazła się aflatoksyna B

1

, natomiast

do grupy 2A, która obejmuje substancje
o potencjalnym działaniu rakotwórczym,
zaliczono ochratosynę A, sterigmatocy-
stynę, aflatoksynę M

1

, gryzeofulwinę,

fumonizynę B

1

i toksyny wytwarzane

przez Fusarium moniliforme.

Zazwyczaj nie spożywa się świado-

mie zakażonej żywności, jeśli jednak
na przykład zboże było wcześniej za-
nieczyszczone przez grzyby, a mimo
to zostało przeznaczone do produkcji,
można wówczas spodziewać się, że miko-
toksyny będą wprowadzane z żywnością
do organizmu konsumenta. Głównym
źródłem mikotoksyn zawartych w piwie
mogą być skażony słód lub inne surowce
niesłodowane (np. kukurydza) używane
w procesie produkcyjnym. Ziarno jęcz-
mienia, często jeszcze w okresie wegeta-
cji, jest zainfekowane grzybem pleśnio-
wym z rodzaju Fusarium. Wytwarzanie
stosunkowo dużych ilości mikotoksyn
ma również związek ze wzrostem Fusa-
rium na kolejnych etapach produkcji
słodu (namaczanie ziarna, kiełkowanie
oraz suszenie). Podczas kiełkowania ziar-
na często dochodzi do intensywnego
wzrostu pleśni i zwiększenia zawartości
deoksyniwalenolu od 18% do 114%.
Proces suszenia słodu nie przyczynia
się do zmian w koncentracji wymienio-
nej mikotoksyny, ponieważ wiadomo,
że womitoksyna jest stabilna w tempe-
raturze nawet powyżej 170°C zarówno
w neutralnym, jak i kwaśnym pH. Poza
tym wiele innych czynników może mieć
również istotny wpływ na ilość mikotok-
syn wytwarzanych podczas słodowania,
między innymi: gatunek pleśni, jej ży-
wotność i ilość oraz lokalizacja grzybni
lub konidiów wewnątrz struktury ziarna.
Fusarium porastające ziarno podczas sło-
dowania przyczynia się również do ob-
niżenia szybkości kiełkowania na skutek
infekcji zarodka.

STRESZCZENIE

Mikotoksyny są

toksycznymi metabolitami wtórnymi

grzybów (pleśni) należących przede

wszystkim do rodzajów

Aspergillus,

Penicillium i Fusarium. Mogą powstawać

w wielu produktach rolnych i w bardzo

różnych warunkach. Ze względu na

różnorodne efekty toksyczne i wysoką

odporność na działanie temperatury,

obecność mikotoksyn w żywności,

napojach i w paszach stanowi potencjalne

zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt.

W niniejszym artykule przedstawiono

przegląd głównych mikotoksyn

najczęściej wykrywanych w piwie,

które mogą niekorzystnie wpływać

na przebieg procesu technologicznego

oraz zdrowie konsumentów.

SŁOWA KLUCZOWE

mikotoksyny, piwo, słód, DON

SUMMARY

Mycotoxins are toxic

metabolites of moulds from the species

of

Aspergillus, Penicillum and Fusarium.

They could grow on many plant

products and in different environmental

conditions. Mycotoxins have various

toxic effects. Because they are resistant

to temperature, their presence in food,

drinks and fodder could be dangerous

for the health of people and animals.

The paper describes the main mycotoxins

occurring most often in beer, which can

unfavourably influence its technological

process and consumer health.

KEY WORDS

mycotoxins, beer, malt, DON

dr Małgorzata Makarewicz
dr Iwona Drożdż

KATEDRA TECHNOLOGII FERMENTACJI I MIKROBIOLOGII TECHNICZNEJ
UNIWERSYTET ROLNICZY IM. H. KOŁŁĄTAJA W KRAKOWIE

L A B O R A T O R I U M

P R Z E M Y S Ł O W E

|

L A B O R A T O R I U M 6 / 2 0 0 9

23

MIKOTOKSYNY

NAJCZĘŚCIEJ
WYSTĘPUJĄCE W PIWIE

Aflatoksyny
Aflatoksyny są mikotoksynami wytwa-
rzanymi przez niektóre gatunki grzybów
z rodzaju Aspergillus oraz Penicillium, roz-
wijającymi się w wysokich temperaturach
i przy dużej wilgotności środowiska.
Są to genotoksyczne, rakotwórcze sub-
stancje, które mogą występować w żyw-
ności w znacznych ilościach. Powodują
one silne uszkodzenia wątroby, nerek
i centralnego układu nerwowego. Naj-
groźniejsza jest aflatoksyna B

1

, której

najwyższy dopuszczalny poziom w pro-

duktach zbożowych oraz w produk-
tach ich przetworzenia przeznaczonych
do bezpośredniego spożycia przez ludzi
wynosi 2 μg·kg

-1

. Obecny stan wiedzy

naukowej i technicznej oraz udoskona-
lenia w produkcji, a także w technikach
magazynowania, nadal nie zapobiegają
skutecznie rozwojowi wymienionych
pleśni, a w konsekwencji nie umożliwiają
całkowitej eliminacji występowania afla-
toksyn w żywności.

Ochratoksyna A (OTA)
Ochratoksyna A jest toksyną najczęściej
wykrywaną w surowcach roślinnych upra-
wianych w regionach o umiarkowanym

klimacie. Głównym jej producentem
w Europie i Ameryce Północnej jest Peni-
cillium verrucosum, natomiast w regionach
tropikalnych ochratoksynę A wytwarzają
gatunki należące do rodzaju Aspergillus,
przede wszystkim A. ochraceus. Ochratok-
syna A to związek rakotwórczy, genotok-
syczny, teratogenny, immunosupresyjny
oraz neurotoksyczny.

Toksyny fuzaryjne
Nazwa „toksyny fuzaryjne” obejmuje
mikotoksyny wytwarzane przez grzy-
by z rodzaju Fusarium. Za najbardziej
toksynotwórcze gatunki uważa się Fu-
sarium graminearum, F. sporotrichoides,

reklama

M

ikotoksyny powodują

uszkodzenia wątroby

i nerek, a także zakłócają

funkcje przewodu

pokarmowego oraz układu

immunologicznego.

TRICHOTECENY

LD

50

* mg/kg MASY CIAŁA

Fusarenon-X

3,4

Nivalenol

4,1

Toksyna T-2

5,2

Toksyna HT-2

9,0

Neosolaniol

14,5

Diacetoksyscirpenol

23,0

Deoksyniwalenol

70,0

* dawka powodująca 50-procentową śmiertelność zwierząt doświadczalnych
Tabela 1. Toksyczność wybranych trichotecen w stosunku do organizmu myszy

L A B O R A T O R I U M 6 / 2 0 0 9

|

L A B O R A T O R I U M

P R Z E M Y S Ł O W E

24

24

4

4

4

4

4

F. verticillioides i F. culmorum. Grzyby
te należą do patogenów roślin, głównie
zbóż, a do wytwarzania toksyn docho-
dzi już podczas wegetacji. Rozwój grzy-
bów stymulowany jest niekorzystnymi
warunkami środowiskowymi, zarówno
nadmierną wilgotnością, niską tempe-
raturą, jak i długotrwałą suszą.

Zearalenon
Zearalenon (toksyna F-2) jest produko-
wany przez grzyby z gatunku Fusarium
graminearum i F. culmorum. Przeciętnie
90-100% izolatów Fusarium wyodrębnio-
nych ze środowiska roślinnego wytwarza
duże ilości zearalenonu. Pod względem
chemicznym toksyna ta jest wielocyklicz-
nym laktonem. Występuje głównie w ziar-
nach zbóż, kukurydzy oraz żywności
pochodzenia roślinnego. Obecność ze-
aralenonu w piwie przyczynia się do jego
nadmiernego pienienia się. Bez-
pieczna dzienna dawka
dla człowieka została
ustalona na pozio-
mie 0,2 μg·kg

-1

masy

ciała. Górna granica
zawartości omawia-

O

becność

mikotoksyn

w słodzie lub brzeczce

poddawanej fermentacji

to jedna z przyczyn

niepożądanego

wypieniania się piwa.

fot

. Shutt

erst

ock

nej toksyny w nieprzetworzonych zbo-
żach używanych do celów spożywczych
to 100 μg·kg

-1

i 2 mg·kg

-1

w paszach dla

zwierząt.

Trichoteceny
Do tej pory zidentyfikowano ponad
180 różnych związków należących
do grupy trichotecen; najważniejsze
z nich to deoksyniwalenol DON (womi-
toksyna, czyli toksyna wymiotna), toksy-
na T-2, niwalenol (NIV), toksyna HT-2
oraz fuzarenon X. Znaczące ilości DON
i innych trichotecen mogą występować
w pszenicy, jęczmieniu, kukurydzy oraz
owsie. Wytwarzaniu wymienionych tok-
syn sprzyja chłodna, wilgotna jesień,
jak również wczesna zima ze zmianami
pogodowymi. Deoksyniwalenol, z ra-
cji powszechnego występowania i tok-

syczności, jest uważany za najważniejszą
mikotoksynę zanieczyszczającą produkty
pochodzenia zbożowego przeznaczone
na cele spożywcze i paszowe. Główny-
mi producentami DON są F. culmorum
i F. graminearum, sprawcy fuzariozy kło-
sów i kolb kukurydzy na całym świecie.
Biologiczna aktywność DON w stosunku
do zwierząt obejmuje m.in. zaburzenia
ze strony przewodu pokarmowego, takie
jak: utrata łaknienia, wymioty, biegunki,
a po dłuższym narażeniu anoreksję oraz
zaburzenie funkcji immunologicznych
i rozrodczych. Właściwości kancerogenne
DON nie zostały dotychczas jednoznacz-
nie udowodnione. Bezpieczna dzienna
dawka dla człowieka została ustalona
na poziomie 1 μg·kg

-1

masy ciała. Za-

wartość womitoksyny w nieprzetworzo-
nych zbożach przeznaczonych na cele
konsumpcyjne nie powinna przekraczać

1250 g·kg

-1

, a górna granica zawar-

tości DON w zbożach przezna-

czonych do żywienia zwie-

rząt wynosi 8 mg·kg

-1

.

Mikotoksyny, w zależ-

ności od ich koncentracji,

wpływają niekorzystnie rów-

L A B O R A T O R I U M

P R Z E M Y S Ł O W E

|

L A B O R A T O R I U M 6 / 2 0 0 9

25

reklama

nież na wzrost i procesy metaboliczne
komórek drożdży. Womitoksyna, przy
zawartości 50 μg·g

-1

w brzeczce podda-

wanej fermentacji, jest odpowiedzialna
za hamowanie biosyntezy białka, reduk-
cję aktywności enzymów, zmiany w prze-
puszczalności błon cytoplazmatycznych,
zaburzenia w podziałach komórkowych,
a także indukowanie aberracji chromo-
somowych. Wykazano 58-80-procento-
wy spadek szybkości fermentacji przez
drożdże Saccharomyces cerevisiae brzecz-
ki zawierającej 10-50 μg·g

-1

toksyny

T-2. Prawdopodobnie wymieniona toksy-
na hamuje funkcje mitochondriów oraz
przyczynia się do znacznego zwolnienia
logarytmicznej fazy wzrostu. Podobne
efekty zaobserwowano w przypadku
obecności w brzeczce 5-50 μg·g

-1

ze-

aralenonu. Toksyczny wpływ różnych
trichotecen na wzrost drożdży znaj-
duje odzwierciedlenie w ich toksycz-
nym wpływie na organizmy zwierzęce
(tabela 1, str. 23).

Dowiedziono, że jedną z przyczyn

niepożądanego zjawiska polegającego
na niekontrolowanym wypienianiu
się piwa (ang. gushing) jest obecność
między innymi deoksyniwalenolu
w słodzie i/lub brzeczce poddawanej
fermentacji.

Fumonizyny
Fumonizyny są mikotoksynami wy-
twarzanymi przez grzyby Fusarium mo-
niliforme, F. verticillioides i F. poliferatu,
opisanymi po raz pierwszy w latach
80. ubiegłego wieku. Na intensyfikację
tworzenia toksyn mają wpływ uszkodze-
nie ziaren przez owady oraz warunki stre-
su dla roślin spowodowane na przykład
suszą. Nazwa „fumonizyny” obejmuje
15 różnych toksyn o zbliżonej budo-
wie chemicznej, z których najczęściej
spotykana, również w piwie, jest fumo-
nizyna B

1

.

Fumonizyna B

1

jest związkiem kance-

rogennym dla zwierząt oraz prawdopo-
dobnie dla ludzi i została umieszczona
w wykazie substancji rakotwórczych
w grupie 2B. Działa ona również neu-
rotoksycznie oraz hepatotoksycznie.
Toksyczne działanie fumonizyn w sto-
sunku do komórek zwierząt i roślin
jest związane z metabolizmem sfingo-
lipidów zaangażowanych w regulację
cyklu komórkowego, różnicowanie
komórek, indukowanie stresu oksyda-
cyjnego i zamieranie komórek drogą

apoptozy lub nekrozy. Zawartość fumo-
nizyny B

1

w ziarnie kukurydzy waha się

w szerokich granicach: od 0,02 mg·kg

−1

do 25,9 mg·kg

−1

.

PODSUMOWANIE

Piwo było, jest i zapewne będzie nadal
ulubionym napojem wielu konsumen-
tów w różnym wieku, na całym świecie.
Ze względu na jego wysokie spożycie, za-
zwyczaj w długim okresie, istnieje moż-
liwość kumulacji w organizmie ludzkim
dużej ilości mikotoksyn. Obecność
w piwie tych substancji toksycznych
może być wynikiem użycia surowców
nieodpowiedniej jakości, zazwyczaj po-
rażonych grzybami pleśniowymi wytwa-
rzającymi mikotoksyny. Dbałość o naj-
wyższą jakość produktów, prawidłowy
przebieg procesu technologicznego oraz
zdrowie konsumentów jest zapewne
nadrzędnym celem polityki browarów
na całym świecie. Ważne zatem jest, aby
surowce stosowane do produkcji piwa
były dokładnie badane na obecność
wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń,
w szczególności mikotoksyn. Pomoc-
ne w tym względzie jest restrykcyjne

egzekwowanie dopuszczalnych norm
dla poszczególnych substancji produ-
kowanych przez pleśnie.



Piśmiennictwo
1. Hazel C.M., Patel S.: Influence of processing

on trichothecene levels. „Toxicology Letters”,
2004, 153, 51-59.

2. Lancova K., Hajslova J., Poustka J., Krplo-

va A., Zachariasova M., Dostalek P.,
Sachambula L.: Transfer of Fusarium my-
cotoxins and ‘masked’ deoxynivalenol (de-
oxynivalenol-3-glucoside) from field barley
through malt to beer. „Food Additives
& Contaminants: Part A”, 2008, 25,
6, 732-744.

3. Leslie J.F., Bandyopadhyay R., Viscon-

ti A.: Mycotoxins: detection methods, mana-
gement, public health and agricultural trade.
CABI, 2008.

4. Mateoa R., Medinab A., Mateob E.M., Ma-

teoc F., Jiménez M.: An overview of ochra-
toxin A in beer and wine. „Int. J. Food Mi-
crobiol.”, 2007, 119, 1-2, 79-83.

5. Wolf-Hall Ch.E.: Mold and mycotoxin

problems encountered during malting and
brewing. „Int. J. Food Microbiol.”, 2007,
119, 89-94.

• wiskozymetry
• reometry
• termostaty
• wytrząsarki
• łaźnie wodne
• kriostaty
• układy

do pomiaru lotności

• wytłaczarki jedno-

i dwuślimakowe

Literatura:
G. Schramm:

„

Reologia.

Podstawy
i zastosowania”

DYSTRYBUTOR

ul. Braniborska 25, 60-179 Poznań

tel. [phone], fax [phone]

e-mail: [e-mail], www.rhl.pl

OFERUJEMY PRODUKTY

HAAKE I NESLAB:

ości

o-

E I NESLAB:

Szkolenie: Pomiary lepkości

i własności reologicznych polimerów,

Poznań, 23.06 2009 r.