Микотоксины

Микотоксины

(от греч. mykes-гриб и toxikon-яд), токсичные продукты жизнедеятельности микроскопических (плесневых) грибов.

Известно более 250 видов  грибов, продуцирующих несколько  сотен микотоксинов. Многие из них обладают мутагенными (в том числе канцерогенными) свойствами. Среди микотоксинов, представляющих опасность для здоровья человека и животных, наиболее распространены афлатоксины (формула I и II), трихотеценовые микотоксины, или трихотецены (III-IV), охратоксины (V), патулин (VI), зеараленон и зеараленол (VII). Большинство микотоксинов – кристаллические вещества (см. таблицу), термически стабильны, хорошо растворимые в органических растворителях. Микотоксины (за исключением охратоксинов) достаточно устойчивы к действию кислот, разрушаются щелочами с образованием нетоксичных или малотоксичных соединений. Биосинтез микротоксинов включает обычно стадию конденсации 1 молекулы ацетил-кофермента А с тремя и более молекулами малонил-кофермента А.

	Группа I  Афлатоксин В1: R=H  Mолекулярная масса – 312  Афлатоксин В2: R=H, положение 8 и 9 гидрированы  Mолекулярная масса – 314  Афлатоксин М1: R=OH  Mолекулярная масса – 328
	Группа II  Афлатоксин G1  Mолекулярная масса – 328  Афлатоксин G2: положения 9 и 10 гидрированы  Mолекулярная масса – 330
	Группа III  Токсин T-2: R1=OH, R2=R3=OAc, R4=H, R5=OCOCH2CH(CH3)2   Mолекулярная масса – 424  Токсин HT-2: R1=R2=OH, R3=OAc, R4=H, R5=OCOCH2CH(CH3)2  Mолекулярная масса – 466  Диацетоксискирпенол (ДАЗ): R1=OH, R2=R3=OAc, R4=H, R5=CH2  Mолекулярная масса – 366
	Группа IV  Нивеленол: R1=R2=R3=R4=OH  Mолекулярная масса – 312  Дезоксиниваленол (ДОН): R1=R3=R4=OH, R2=Н  Mолекулярная масса – 296  3-ацетил-дезоксиниваленол: R1=OAc, R2=Н, R3=R4=OH  Mолекулярная масса – 338  15-ацетил-дезоксиниваленол: R1=R4=OH, R2=Н, R3=OAc  Mолекулярная масса – 338  Фузаренон: R1=R3=R4= OH, R2=OAc  Mолекулярная масса – 354
	Группа V  Охратоксин А: R=H, R1=Cl  Mолекулярная масса – 403  Охратоксин B: R=H, R1=H  Mолекулярная масса – 369  Охратоксин C: R=Cl, R1=C2H5  Mолекулярная масса – 431
	Группа VI  Патулин  Mолекулярная масса – 153
	Группа VII  Зеараленон: X= CO  Mолекулярная масса – 318  Зеараленол: X= CHOH  Mолекулярная масса – 312

 

Основные физико-химические свойства некоторых микотоксинов

Микотоксин	Мол.  масса	t пл.,  °С	λ макс,  нм *	Флуоресценция,  цвет, нм *
Афлатоксин B1	312	268-269	265,362	голубой, 425
Афлатоксин G1	328	244-246	-	зелёный, 450
Афлатоксин M1	328	299	265,357	голубой, 425
Токсин Т-2	466	150-151	- **	-
Диацетоксискирпенол	366	162-164	-	-
Дезоксиниваленол	296	151-153	218	-
Ниваленол	312	222-223	218	-
Зеараленон	318	164-165	236,274,316	сине-зелёный
Патулин	153	105-108	276	-
Охратоксин А	403	169	213,332	зелёный, 475
Охратоксин В	369	221	218,318	голубой

* - Растворитель метанол. 
** - Отсутствие поглощения в УФ спектре или флуоресценции.

Афлатоксины. В эту группу входят более 15 микотоксинов, которые продуцируются грибами Aspergillus flavus и Aspergillus раrasiticus. Основные загрязнители (главным образом токсин В) пищевых продуктов. Высокой токсичностью обладают афлатоксины В₁, В₂, G₁ и G₂ (для афлатоксина B₁ ЛД₅₀ 7,8 мг/кг, макаки, перорально). Афлатоксины – сильные мутагены (в т.ч. гепатоканцерогены), обладают также тератогенным и иммунодепрессивным действием. Токсичное действие обусловлено их взаимодействием с нуклеофильными участками ДНК, РНК и белков.

В ряде стран Африки и  Азии, где наблюдаются острые афлатоксикозы у людей, выявлена прямая корреляция между частотой заболевания населения раком печени и содержанием афлатоксинов в пищевых продуктах. Химическая детоксикация кормов аммиаком при повышенном давлении и температуре (США, Франция) или пероксидом водорода (Индия) позволяет снизить содержание афлатоксинов до безопасного уровня. При этом, однако, теряется часть питатательной ценности корма. Перспективна биологическая детоксикация афлатоксинов и других микотоксинов некоторыми видами микроорганизмов. При употреблении животными кормов, загрязненных афлатоксином В₁, с молоком выделяется высокотоксичный афлатоксин M₁.

Трихотецены. Продуцируются грибами Fusarium spo-rotrichiella, Fusarium solani, Fusarium graminearum и др. Включают более 80 микотоксинов, которые подразделяют на 4 типа: А, В, С и D. Представители группы А – токсин Т-2 и диацетокси-скирпенол, группы В – дезоксиниваленол и ниваленол, группы С – роридин А, группы D – кротоцин. ЛД₅₀ для этих микотоксинов (мыши, перорально) варьирует от 6,7 мг/кг (токсин Т-2) до 46 мг/кг (дезоксиниваленол). Биосинтез трихотеценов осуществляется через лактон мевалоновой кислоты и фарнезил-пирофосфат.

Трихотецены проявляют тератогенные, цитотоксические, иммунодепрессивные, дерматотоксические свойства, действуют на кроветворные органы, центральную нервную систему, вызывают лейкопению, геморрагический синдром, ответственны за ряд пищевых микотоксикозов человека и животных. Токсические свойства обусловлены их участием в подавлении биосинтеза белка. Из всех трихотеценов природными загрязнителями пищевых продуктов являются только 4 (они приведены в качестве представителей группы III и IV).

Патулин. Впервые выделен в 1943 году как антибиотик. Продуцируется грибом Penicillium expansum; ЛД₅₀ 17-36 мг/кг (мыши, перорально). Обладает высокими мутагенными свойствами. Ингибирует синтез белка, ДНК, РНК, ферменты, содержащие в активном центре группы SH.

Охратоксины. В эту группу входят охратоксины А, В и С. Продуцируются грибами Aspergillus ochraceus и Penicillium viridicatum. Наиболее токсичен охратоксин А (ЛД₅₀ 3,4 мг/кг, однодневные цыплята, перорально). Другие микотоксины этой группы на порядок менее токсичны. Охратоксин А (им наиболее часто загрязняются пищевые продукты) в чистом виде нестабилен, чувствителен к действию света и кислорода, устойчив в растворах. Эти микотоксины обладают нефротоксичным, тератогенным и иммунодепрессивным действием. Ингибируют синтез белка, нарушают обмен гликогена. Охратоксины ответственны за возникновение нефропатии у свиней.

Зеараленон и его производные. К этой группе относят 15 микотоксинов. Продуцируются грибом Fusarium graminearum.

Для зеараленона ЛД₅₀ 10 000 мг/кг (крысы, перорально). Взаимодействие с эстрадиолсвязывающими рецепторами в клетках-мишенях. Обладают эстрогенными и тератогенными свойствами, а также антибактериальным действием в отношении грамположительных бактерий. В качестве природных загрязнителей встречаются только зеараленон и зеараленол.

Содержание микотоксинов в пищевых продуктах и кормах варьирует в широких пределах и может достигать сотен мкг/кг. Оптимальная температура токсинообразования лежит в пределах от 8-12°С (токсин Т-2) до 27-30 °С (афлатоксины). Для основных микотоксинов в ряде стран установлены ПДК. В пищевых продуктах ПДК афлатоксина B₁ 0,005, патулина 0,05, токсина Т-2 0,1, дезоксиниваленола 0,5 и 1,0 (в зависимости от вида продукта), зеараленона 1,0 мг/кг. Продуценты афлатоксинов поражают главным образом зерновые, масличные и бобовые культуры; продуценты охратоксинов, зеараленона, трихотеценов типов А и В – зерновые; трихотеценов типа С – грубые корма, богатые клетчаткой; продуценты патулина – фрукты, овощи и продукты их переработки. Ежегодные потери сельскохозяйственной продукции в мире, связанные с загрязнением их микотоксинами, превышают 15 млрд. долл. (1985). Потенциальная опасность загрязнения микотоксинами существует для 1 млрд. т сельскохозяйственной продукции.

Для определения микотоксинов в пробе его извлекают органическим растворителем, осуществляют предварительную очистку, переводят (в случае необходимости) в летучее, флуоресцирующее или окрашенное соединение. На конечном этапе используют различные виды хроматографии, для некоторых микотоксинов - радиоиммунные и иммуно-ферментные методы.

3.1. Характеристика основных  показателей качества товаров

 

Несмотря на многообразие видовых и сортовых признаков  плодоовощной продукции, при выборе номенклатуры показателей ограничиваются небольшим их количеством.

Оценка качества – совокупность операций по выбору номенклатуры показателей  качества, определению их фактического значения и сопоставлению с нормативными требованиями.

Оценка соответствия –  сопоставление фактических результатов  показателей к установленным  требованиям.

Показатель качества –  количественное и качественное выражение  свойств товаров.

Все показатели, применяемые  при оценке качества продукции, можно  подразделить на определяющие и специфические.

Органолептические показатели – показатели, определяемые с помощью  органов чувств и характеризующие  органолептические свойства.

Физико-химические показатели – показатели физических и химических свойств определяемых измерительным  методом.

Наиболее распространенные: масса, длины, влажность (массовая доля воды), массовая доля сухих веществ.

Определяющие показатели принимаются за основу при оценке качества плодов и овощей. К ним  относят внешний вид, величину, а  также вкус и запах. Внешний вид  – это комплексный показатель, который характеризуется несколькими  единичными показателями: окраской, формой, состоянием поверхности, целостностью, свежестью.

Окраска – один из наиболее значимых показателей, влияющих на потребительские  свойства и сохраняемость плодов и овощей. Свидетельствует о накоплении красящих веществ, а для многих видов дозревающих плодов и овощей – о степени зрелости.

В стандартах окраска регламентируется как соответствующая данному  природному сорту (для овощей) или  типичная (для плодов). Конкретная окраска  продукции указывается редко: для  томатов – красная, розовая; для цветной капусты – белая или слегка кремовая, для краснокочанной капусты – от красно-фиолетовой до сине-красной.

Форма – регламентированное значение показателя, которое предусматривает  соответствие эталону определенного  природного сорта. Наибольшее значение форма имеет для плодов, так  как эстетические свойства для них  особенно значимы.

Состояние поверхности плодов и овощей характеризуется сухостью и чистотой. Отсутствие увлажнения на их поверхности создает неблагоприятные  условия для развития многих патогенных микроорганизмов.

Целостность плодов и овощей предполагает отсутствие на них повреждений: механических, сельскохозяйственными  вредителями, микробиологическими  физиологическими заболеваниями

Свежесть – один из наиболее значимых показателей большинства  плодов и овощей. Лишь у орехов, лука репчатого и чеснока этот показатель в стандартах не регламентируется.

Показателями качества косточковых  являются внешний вид, размер и допускаемые  отклонения (содержание плодов без  плодоножки, с механическими повреждениями, с побурением в виде пятен, перезревшие).

При оценке качества орехов учитывается внешний вид, качество скорлупы, выход ядра, наличие орехов с присохшей кожурой, влажность  ядра, повреждения вредителями, прогорклый вкус.

Оценка качества картофеля  производится по внешнему виду, размеру, допустимым и недопустимым отклонениям. На качество цветной капусты влияют размеры и плотность головки, цвет, состояние поверхности.

Качество сладкого перца  оценивается по внешнему виду, размеру, и вкусу плодов.

 

3.2. Методы оценки качества  товаров

 

В зависимости от средств  анализа и измерений, показатели качества определяют органолептическим, инструментальным (лабораторным), а  также экспертным, измерительно-регистрационным  методом.

Измерительные методы –  методы определения (измерения) действительных значений показателей качества с  помощью технических устройств. Предназначены для определения  физико-химических или микробиологических показателей качества.

Органолептические метод  – это метод определения показателей  качества с помощью органов чувств – зрения, обоняния, слуха, осязания, вкуса.

В определении качества пищевых  продуктов важную роль играет значение (зрительные ощущения). Сначала осматривают товар снаружи и проверяют сопроводительные документы. При оценке товара определяют сначала внешний вид, форму, цвет, блеск, прозрачность и др. свойства.

С помощью обоняния определяют такие свойства товара, как запах  и аромат.

Осязательными ощущениями определяют консистенцию, температуру, особенности  физической структуры продукта, степень  его измельчения и др. свойства.

Вкус и вкусовые ощущения имеют наибольшее значение при оценке качества товара. Различают четыре основных вкуса: горький, сладкий, кислый, соленый.

Звуковыми и слуховыми  ощущениями пользуются при оценке зрелости арбузов, при определении насыщенности шампанского углекислым газом.

К недостаткам органолептических  методов относятся субъективизм оценки, относительное выражение  ее результатов в безразмерных величинах (цвет – зеленый, красный и т.п.; вкус – сладкий выраженный, маловыраженный, безвкусный и т.п.), несопоставимость и недостаточная воспроизводимость результатов