Wiele gatunków grzybów pleśniowych wydziela do środowiska substancje toksyczne dla człowieka i zwierząt - zwane MIKOTOKSYNAMI. Spożywanie żywności zawierającej mikotoksyny może mieć poważne konsekwencje w oddziaływaniu na zdrowie człowieka.

• w Biblii w Starym Testamencie jest mowa o rojnicy (zatruciu sporyszem, ergotyzm),

• toksyny Fusarium (np. toksyna T-2) i zaralenon mogły być przyczyną wyginięcia Etrusków i pomoru w Atenach w V w.pne.;

• analiza zapisów pogody, produkcji zboża i wzorów śmiertelności stanowi silny dowód na to, że alkaloidy sporyszu i mikotoksyny Fusarium odgrywały rolę w chorobach począwszy od średniowiecznej Europy, przez czasy kolonialne Ameryki, zwłaszcza w sławnym procesie (oskarżeniu) czarownic z Salem w Nowej Anglii;

• W nowszych czasach podejrzewano, że tajemnicze zgony archeologów po otwarciu grobów w piramidach egipskich były spowodowane przez wdychanie mikotoksyn, zwłaszcza ochratoksyny A, która może także być odpowiedzialna za serię wypadków ostrych niewydolności nerek .

• Jeden z ostatnio opisanych wypadków miał miejsce w 1988 roku w Malezji, podczas chińskiego Festiwalu Dziewięciu Bóstw Cesarskich, gdzie jak mocno podejrzewano, zanieczyszczony aflatoksynami makaron spowodował śmierci trzynaściorga dzieci spośród czterdziestu pięciu ofiar zatrucia.

Jest to grupa wtórnych metabolitów pleśni, które mają ostre działania toksyczne, własności mutagenne, teratogenne i estrogenne; mogą powstawać w szerokiej gamie artykułów rolnych i w różnych warunkach. Ze względu na różnorodne efekty toksyczne i wysoką odporność na działanie wysokiej temperatury, obecność mikotoksyn w żywności i paszach niesie zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt. Zgodnie z obowiązującymi uregulowaniami prawnymi, zawierające je środki spożywcze nie mogą być przedmiotem ani obrotu handlowego.

Istnieją dwie możliwe drogi narażenia, a mianowicie:

• bezpośrednie spożywanie zanieczyszczonych mikotoksynami produktów żywnościowych pochodzenia roślinnego;

• spożywanie produktów pochodzenia zwierzęcego, pochodzących od zwierząt skarmianych paszą skażoną grzybami toksynotwórczymi.

Produkty rolne mogą ulec zanieczyszczeniu w każdym momencie, począwszy od rozwoju rośliny na polu, poprzez zbiór, jak też w trakcie obróbki, przechowywania i transportu gotowego artykułu. Ponieważ na każdym z tych etapów skład flora grzybowej jest różny, w wyniku zaniedbań podczas produkcji, obróbki i przechowywania produkt może zostać zanieczyszczony różnymi mikotoksynami.

Na obecność toksycznych metabolitów wytwarzanych przez grzyby duży wpływ mają czynniki środowiska takie jak: wilgotność i temperatura. Tworzenie niebezpiecznych dla człowieka metabolitów związane jest z rozwojem grzybów w tkankach roślinnych w uprawach polowych. Częściej jednak zdarzają się przypadki skażeń mikotoksynami podczas zbioru i magazynowania. Zainfekowany grzybami produkt może zawierać mikotoksyny na różnej głębokości, przez co usuwanie grzybni z powierzchni nie eliminuje toksyn. 

Oddziaływanie mikotoksyn na organizm człowieka może mieć charakter zaburzeń o przebiegu ostrym lub przewlekłym. Do najbardziej niebezpiecznych należą zaburzenia syntezy kwasów nukleinowych, co bezpośrednio prowadzi do zmian mutagennych w obrębie tkanek i narządów. Do najczęściej opisywanych przypadków ostrej intoksykacji wywołanej mikotoksynami zalicza się uszkodzenia wątroby i nerek ⇒ rozwoju choroby nowotworowej. Znaczna grupa mikotoksyn wywołuje zaburzenia w funkcjonowaniu tkanki nerwowej manifestujące się stałym uszkodzeniem centralnego układu nerwowego.

Obecnie znanych jest około 400 metabolitów grzybów, które scharakteryzowano jako mikotoksyny. Stanowią je związki o zróżnicowanej budowie chemicznej, charakteryzujące się niską masą cząsteczkową.

AFLATOKSYNY

Wytwarzają je głównie szczepy z gatunków  Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus. 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 badaniach laboratoryjnych na zwierzętach pozostałości aflatoksyn wykrywano w wątrobie, w nerkach i w mięśniach. W niektórych krajach azjatyckich i afrykańskich, pomimo częstych przypadków występowania zmian nowotworowych wątroby, dopuszcza się aflatoksyny w żywności do wartości 0.05 ၭg/kg, zaś w paszach zwierzęcych nawet do 100 ၭg/kg. W niektórych krajach Europy Zachodniej (np. w Holandii) dopuszcza się zawartość aflatoksyny B₁ w produktach żywnościowych w ilości do 5 ng/kg, a aflatoksyny M₁ w mleku i jego przetworach spożywanych przez małe dzieci - tylko do 0.5 ng/kg.

AFLATOKSYNA M₁

Aflatoksyna B₁, przyjmowana przez bydło mleczne w dziennych dawkach paszy, jest wydzielana w mleku w postaci hydroksylowanego metabolitu, czyli tak zwanej “toksyny mlekowej” lub aflatoksyny M₁. Przyjmuje się powszechnie, że około 1-3% zawartej w paszy aflatoksyny B₁ pojawia się w mleku jako aflatoksyna M₁; wykazano też, że tempo przenoszenia jest inne u różnych zwierząt i zmienia się z dnia na dzień pomiędzy dojeniami.

Zaobserwowano istnienie tendencji sezonowej - w miesiącach letnich, kiedy zwierzęta żywią się w większym stopni trawą niż paszami treściwymi, poziomy aflatoksyny M₁są niższe. Stwierdzono, że w Europie głównym źródłem zanieczyszczenia aflatoksyną B₁ w dziennych dawkach paszy jest zanieczyszczona aflatoksyną B₁ mąka z orzechów ziemnych. Wprowadzenie przez niektóre kraje (np. Wielka Brytania, Szwajcaria) zakazu używania tej mąki do pasz dla zwierząt spowodowało, zwłaszcza w regionach północnych gdzie bydło spożywa więcej pasz treściwych, drastyczne zmniejszenie poziomu aflatoksyny M₁ w mleku.

Aflatoksyna M₁ w mleku surowym i przetworach mlecznych jest względnie trwała, jest stabilna podczas pasteryzacji i przyrządzania sera lub jogurtu. Przetwarzanie mleka na mleko w proszku powoduje znaczne (do 8-krotnego wzbogacenia) podwyższenie poziomu aflatoksyny M₁; natomiast podczas oddzielanie poszczególnych składników mleka w procesie przygotowywania przetworów mlecznych, takich jak śmietanka, masło, ser i serwatka, dochodzi do określonego rozdziału toksyny, która jest nierozpuszczalna w tłuszczu mlecznym i ulega absorpcji w twarogu.

WYNIKI OSTATNIO PRZEPROWADZONYCH BADAŃ DOTYCZĄCYCH WYSTĘPOWANIA AFLATOKSYN W RÓŻNYCH RODZAJACH ŻYWNOŚCI I PASZ

 

Artykuł rolny	Kraj	Rok publikacji	Liczba próbek	Zakres (mg/kg)
Kukurydza	Indie	1997	2047	5 - 666 ^*
Kukurydza	Argentyna	1996	2271	5 - 560 ^*
Orzechy ziemne	Indie	1996	2062	5 - 833 ^*
Rozdrobnione orzechy ziemne	Indie	1995	380	8 - 6280 ^*
Rozdrobnione nasiona bawełny	W. Brytania	1997	21	5 - 25
Rozdrobniona kopra	Filipiny	1995	9	23 - 186 ^*
Orzechy brazylijskie	USA	1993	176	ślad - 619
Orzechy pistacjowe	Holandia	1996	29	2 - 165 ^*
Migdały	USA	1993	44	ślad - 372
Soja	Argentyna	1991	94	1 - 36 ^*
Ryż	Ekwador	1997	99	6,8 - 40 ^*
Pszenica	Urugwaj	1996	123	2 - 20
Suszone figi	Austria	1993	136	1 - 350
Gałka muszkatołowa	Japonia	1993	67	0,2 - 16,6
Chilli	Pakistan	1995	176	1 - 79,9 ^*

• Oznaczano tylko aflatoksynę B₁

CZĘSTOTLIWOŚĆ WYSTĘPOWANIA AFLATOKSYNY M₁ W MLEKU KROWIM

Artykuł rolny	Kraj	Rok publikacji	Liczba próbek	Częstotliwość	Zakres (mg/l)
Mleko surowe	Indie	1997	325	11%	100 - 1000
Mleko surowe	Polska	1997	187	23%	3 - 25
Mleko pasteryzowane	Grecja	1997	81	89%	1 - 177
Mleko surowe	Ekwador	1997	192	74%	125 - 6000
Mleko, różne ^*	Tajlandia	1997	250	93%	50 - >500
Mleko surowe	W. Brytania	1996	79	16%	10 - 90
Mleko UHT	Hiszpania	1995	100	14%	10 - 40
Mleko surowe	Indie	1995	504	18%	100 - 3500

^*Próbki składały się z mleka surowego, pasteryzowanego i sterylizowanego
 
 

OCHRATOKSYNY (A i B)

Są metabolitami grzybów pleśniowych należących do rodzajów Aspergillus, Penicillium i Trichoderma. Wytwarzanie ochratoksyn przez grzyby z rodzaju Aspergillus uwarunkowane jest wysoką wilgotnością i podwyższoną temperaturą otoczenia (powyżej 25ႰC). Wiele natomiast gatunków rodzajów Penicillium i Trichoderma może produkować ochratoksyny również w niskich temperaturach (5ႰC). Za najbardziej niebezpieczną dla zdrowia człowieka, uznano OCHRATOKSYNĘ A (OTA) występującą w produktach roślinnych (kukurydza, jęczmień, pszenica i owies). Obecność ochratoksyny A (OTA) wykazano u zwierząt w: nerkach, wątrobie, mięśniach i tkance tłuszczowej. Pierwotnym objawem ochratoksykozy jest najczęściej choroba nerek. W licznych badaniach eksperymentalnych prowadzonych na zwierzętach wykazano, że ochratoksyna jest toksyczna przy zawartości 200 ၭg/kg paszy.

OSTATNIE WYNIKI BADAŃ DOTYCZĄCYCH WYSTĘPOWANIA OCHRATOKSYNY A W ŻYWNOŚCI

Artykuł rolny	Kraj	Rok publikacji	Liczba próbek	Częstotliwość	Zakres (mg/kg)
Jęczmień	Niemcy	1997	39	31%	0,1 - 2,7
Pszenica	Dania	1996	520	32%	0,05 - 51
Żyto	Dania	1996	616	42%	0,05 - 121
Owies	Dania	1996	92	44%	0,05 - 5,6
Pszenica	Szwajcaria	1996	28	54%	0,1 - 10
Pszenica, jęczmień	W. Brytania	1995	1061	4%	1 - 33
Kawa surowa	Japonia	1997	47	30%	0,1 - 17,4
Kawa surowa	W. Brytania	1996	291	38%	0,2 - 27,3
Kakao sproszkowane	W. Brytania	1997	20	85%	0,2 - 1,1
Suszone owoce winne	W. Brytania	1997	60	88%	0,2 - 53,6
Wino	Niemcy	1996	1441	42%	0,01 - 7,0
Przyprawy i zioła	W. Brytania	1996	29	86%	1,2 - 50,4

PATULINA

Patulina jest toksycznym metabolitem wtórnym niektórych gatunków grzybów, zarówno z rodzaju Aspergillus, Penicillium jak i Byssochlamys nivea. Są często izolowane z ziemi, która zanieczyszcza powierzchnię zdrowych tkanek owoców. Tym niemniej, porost pleśni i towarzysząca mu produkcja patuliny, normalnie zachodzą tylko w następstwie uszkodzenia powierzchni owocu, chociaż nie można wykluczyć obecności patuliny w zdrowo wyglądających owocach. Patulina może być produkowana przez wiele różnych grzybów pleśniowych na jabłkach, winogronach, zbożach i nawet produktach przetrzymywanych w lodówce, takich jak żółty ser i konserwowane mięsa, ale w warunkach naturalnych znana jest przede wszystkim jako substancja skażająca jabłka i sok jabłkowy; nie ma również rozstrzygających dowodów na to czy patulina występuje naturalnie w zbożach.

W ciągu ostatnich 20 lat opublikowano wiele badań dotyczących występowania patuliny w jabłkach i produktach wytwarzanych z jabłek. Wykazano, że około 50% analizowanych próbek soku jabłkowego zawierało wykrywalne ilości patuliny. Zanieczyszczenie produktów wytwarzanych z jabłek może czasami być znaczne; np. w soku jabłkowym przygotowanym z częściowo zgniłych jabłek, stężenie patuliny osiągało 8000mg/l, zaś w jabłeczniku, produkowanym zgodnie z oficjalną recepturą z nie segregowanych jabłek - 45000 mg/l.

ZEARALENON

Toksyna F-2, jest wytwarzana przez grzyby na zbożach, a szczególnie na kukurydzy i produktach z niej wytworzonych. Stwierdzono estrogenne jej działanie, powodujące bezpłodność u świń i bydła spożywających pasze z zawartością zearalenonu na poziomie od 6.8 mg/kg do 14 mg/kg. Obecność tej toksyny w mniejszych stężeniach (około 70.5 ၭg/kg) potwierdzono w badaniach próbek mąki kukurydzianej i płatków kukurydzianych. Zearalenon ma działanie toksyczne dla komórek wątroby.

 

TRICHOTECYNY

Są one, obok aflatoksyn, silnymi hepatotoksynami. Najwyższą aktywnością zmian materiału genetycznego komórek wątrobowych charakteryzują się trichotecyny: T-2 toksyna, womitoksyna (DON) oraz dwuacetooksyscirpenol (DAS). Toksyna T-2 oraz dwuacetooksyscirpenol (DAS) są wytwarzane przez grzyby rodzaju Fusarium pasożytujące na zbożach rosnących w Europie Północnej. Objawy działania, po spożyciu trichotecyn w żywności, mogą być różnorodne. Należą do nich biegunki oraz anoreksja wywołana stanami zapalnymi nabłonka jelita cienkiego.

FUMONISYNY

Są grupą mikotoksyn odkrytą w 1988 roku w Afryce Południowej, stwierdzono występowanie dwóch odmian fumonisyny określanych jako B₁ i B₂. W badaniach prowadzonych na zwierzętach stwierdzono oddziaływanie tych mikotoksyn na komórki nerwowe (rozmiękanie mózgu) oraz na komórki układu pokarmowego (nowotwory przełyku i wątroby), mogą również przechodzić do płynów ustrojowych.

WYSTĘPOWANIE FUMONIZYNY W KUKURYDZY I PRODUKTACH KUKURYDZIANYCH

Artykuł rolny	Kraj	Rok publikacji	Liczba próbek	Częstotliwość	Zakres (mg/kg)
Kukurydza paszowa	Wielka Brytania	1998	67	97%	25 - 27000 *
Kukurydza paszowa	Wielka Brytania	1997	50	80%	50 - 4550
Kukurydza spożywcza	Wielka Brytania	1997	266	29%	10 - 2124
Kukurydza spożywcza	USA	1997	121	20%	42 - 350
Kukurydza spożywcza	Tajwan	1997	153	34%	73 - 2395 *
Ziarno kukurydzy	Chiny	1997	240	56%	50 - 34868 *
Ziarno kukurydzy	Indie	1997	35	74%	100 - 4740 *
Ziarno kukurydzy	Urugwaj	1997	22	50%	50 - 5787 *
Ziarno kukurydzy	Argentyna	1996	50	100%	225 - 37000
Ziarno kukurydzy	Brazylia	1996	48	98%	600 - 37650
Ziarno kukurydzy	Kostaryka	1996	64	89%	550 - 6320 *
Ziarno kukurydzy	Niemcy	1996	317	27%	6 - 7132
Ziarno kukurydzy	Zambia	1995	20	100%	20 - 1710

^*Oznaczono tylko fumonizynę B₁

POLSKA NORMA PN-R-64757 Z 1994 R. OKREŚLAJĄCA NAJWYŻSZĄ DOPUSZCZALNĄ ZAWARTOŚĆ AFLATOKSYNY W PASZACH

Rodzaj paszy	Aflatoksyna B1 (µg/kg)
Pasze pełnoporcjowe dla bydła, owiec i kóz	50
Pasze pełnoporcjowe dla trzody i drobiu	20
Pasze pełnoporcjowe dla zwierząt w okresie laktacji	5
Pasze pełnoporcjowe dla cieląt, jagniąt, prosiąt i kurcząt	10
Inne pasze pełnoporcjowe	10
Pasze uzupełniające dla bydła, owiec, kóz (z wyjątkiem zwierząt w okresie laktacji oraz cieląt, jagniąt i koźląt)	50
Pozostałe pasze uzupełniające	10
Orzeszki ziemne (arachidy), kopra, orzechy kokosowe, nasiona bawełny, kukurydza i produkty ich przerobu	200
Inne surowce paszowe	50

METODY OZNACZANIA:

• TLC;

• HPLC;

• dwukierunkową, wysokosprawną chromatografię cienkowarstwową (HTPLC);

• chromatografia powinowactwa immunologicznego z detekcją fluorymetryczną;

• test immunoenzymatyczny (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA).

W procesie analizy mikotoksyn konieczne jest oczyszczenie ekstraktów próbek, zwłaszcza w przypadkach kiedy do ostatecznego oznaczania używa się metod chromatograficznych. Nową, ważną techniką stosowaną do oczyszczenia mikotoksyn jest kolumna powinowactwa immunologicznego ze związanym przeciwciałem. Wyprodukowano przeciwciała skierowane wybiórczo przeciwko wielu mikotoksynom.

Przygotowanie kolumn obejmuje wiązanie na specjalnie aktywowanym, stałym podłożu przeciwciał, skierowanych specyficznie przeciwko danej mikotoksynie, i następnie pakowanie wodnej zawiesiny tak przygotowanego podłoża do kolumny. Zawarte w ekstrakcie lub płynie mikotoksyny wiążą się z przeciwciałem, zanieczyszczenia są usuwane przez płukanie wodą lub roztworami wodnymi, po czym mikotoksyny są uwalniane (ulegają desorpcji) rozpuszczalnikiem mieszającym się z wodą, np. metanolem. Po rozdziale na kolumnach powinowactwa immunologicznego (IAC) można dokonać oznaczenia ilościowego w systemie automatycznym lub nieautomatycznym metodą chromatografii cieczowej (LC) albo metodą fluorymetrii.

 

Granice wykrywalności fumonizyn oznaczanych metodą chromatografii cieczowej w żywności
 

Matryca	Zakres wykrywalności
		Fumonizyna B1	Fumonizyna B2
Kukurydza	10	4
Gluten z maki kukurydzianej	500
Kukurydza słodka puszkowana i mrożona	4
Kukurydza i artykuły zawierające kukurydze	100	100
Kukurydza	<50
Mleko	3	3
Piwo	0,4-1	0,4-1

---