Характеристика микотоксинов

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

1. Характеристика микотоксинов…………………………………………..4
2. Основные представители микотоксинов………………………………..6
1. Афлатоксины………………………………………………………….7
2. Охратоксины…………………………………………………………..9
3. Трихотеценовые микотоксины………………………………………10
4. Зеараленон……………………………………………………………11
5. Патулин и некоторые другие микотоксины……..………………….12
3. Факторы влияющие на образование микотоксинов……………………14
4. Методы анализа микотоксинов………………………………………….15

Заключение…………………………………………………………………...20

Список используемой литературы…………………………………………..22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация

Актуальность проблемы безопасности продуктов питания с каждым годом возрастает, поскольку именно обеспечение безопасности продовольственного сырья и продуктов питания является одним из основных факторов, определяющих здоровье людей и сохранение генофонда.

Микотоксины широко распространены в растительных продуктах, хранившихся в условиях, благоприятных для развития плесневых грибов.

Микотоксиныядовиты главным образом для эукариотических организмов. У животных и человека вследствие воздействия микотоксинов возникают отравления — микотоксикозы. Действие на растения изучено мало; считают, что микотоксины снижают устойчивость растительного организма к грибной инфекции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Природные токсины, не уступающие по канцерогенной активности антропогенным ксенобиотикам, из-за своей широкой распространенности и очень высокой степени нагрузки на организм человека представляют огромный риск для здоровья населения планеты. Это касается не только развивающихся стран, но и стран с развитой рыночной экономикой.

При остром воздействии наибольшую опасность представляют бактериальные токсины. С точки зрения хронического воздействия и опасности отдаленных последствий на первое место по степени риска выходят микотоксины.

 Они повсеместно распространены, могут загрязнять продукты питания  и корма на всех стадиях  производства, хранения, транспортировки  и реализации. Исследования, которые  проводились как отечественными, так и зарубежными учеными, показывают  высокую частоту и степень  пораженности пищевых продуктов  и кормов на всех континентах. На сегодняшний день выделено  около 250 видов микроскопических  грибов, которые продуцируют около 200 микотоксинов, из них немало вызывают алиментарные токсикозы животных и человека. Значительное количество микотоксинов обладают имуннодепрессивными, мутагенными, аллергенными, тератогенными свойствами, способствуют снижению общей резистентности организма, развивитию инфекционных и незаразных болезней. Наличие микотоксинов в кормах приводит к ухудшению продуктивности, репродуктивности и иммунного состояния животных.

Распространение микроскопических грибов, продуцирующих микотоксины недостаточно выяснено, что делает затруднительным прогнозирование возникновения того или иного микотоксикоза, разработку профилактических и лечебных мероприятий.

 

 

 

 

 

 

1. Характеристика  микотоксинов

Микотоксины (от греч. mukos - «гриб»; toxikon - «яд») - это продукты жизнедеятельности (метаболиты) микроскопических грибов (плесеней), которые часто поражают кормовые растения в периоды их вегетации и хранения.

Микотоксины являются природными загрязнителями зерна злаковых, бобовых, семян подсолнечника, а также овощей и фруктов. Они могут образовываться при хранении во многих пищевых продуктах, под действием развивающихся в них микроскопических грибов.

Микотоксины чаще всего синтезируются несовершенными грибами (отдел Fungiimperfecti) родов Fusarium, Aspergillus, Myrothecium, Stachybotrys, Trichoderma, Trichothecium, Penicillium и др.

Большинство грибов являются аэробными организмами (то есть использующими кислород для дыхания). Они обнаруживаются почти повсеместно в чрезвычайно малых количествах и, в большинстве своём, являются микроорганизмами. Они потребляют органические вещества, где только позволяют условия: влажность и температура, внутри и вне помещений. Размножаясь, образуют колонии, повышая концентрацию микотоксинов. Некоторые грибы продуцируют опасные токсины только при определённых уровнях влажности, температуры и содержании кислорода в воздухе.

Микотоксины отличаются между собой по химическому строению, токсичности и механизму действия. Общим признаком всех микотоксинов является токсичность преимущественно относительно эукариотических организмов. Наиболее часто применяется классификация микотоксинов по молекулярному строению, согласно которой различают афлатоксины, трихотеценовые микотоксины, охратоксины, фумонизин, зеараленон и его производные, монилиформин, фузарохроманон, алкалоиды спорыньи, циклопиазоновую кислоту, патулин, цитринин и т. п.

Термин «микотоксини» был впервые использован в начале 60-х годов прошлого века. Но природа и токсичность многих веществ, которые позже были отнесены к микотоксинам, а также заболевания в результате отравления ими, которые впоследствии были объединенные под названием микотоксикозы, были открыты и описаны еще задолго до введения этих терминов.

Первые упоминания об отравлении людей и животных хлебом и зерном, контаминированными токсичными метаболитами грибов, а именно алкалоидами спорыньи (Clavicepspurpurea), встречаются в средневековых летописях. Природу алкалоидов рожков впервые установили в 1864 г., но к микотоксинам алкалоиды были отнесены значительно позже.

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 распространенны афлотаксины, трихотеценовые микотоксины, или трихотецены, патулин, охратоксины, зеараленон и зеараленол. Большинство микотоксинов - кристаллические вещества, термически стабильны, хорошо растворимы в органических растворителях. Микотоксины (за исключением охратоксинов) достаточно устойчивы к действию кислот, разрушаются щелочами с образованием нетоксичных или малотоксичных соединений.

Внимание исследователей к микотоксинам привлекли афлатоксины, открытые при исследовании причины «заболевания Х» - падежа 100000 индеек на фермерских хозяйствах Англии в 1960 г. Заболевание сопровождалось апатией, потерей аппетита, опусканием крыльев, выгибанием шеи, отбрасыванием головы назад и гибелью в течение недели. Во время вскрытия обнаруживали кровоизлияния и некрозы в печени. После тщательных и длительных исследований из арахисовой муки, которую скармливали индейкам, было выделенное бесцветное кристаллическое вещество, введение которого утятам позволило воспроизвести признаки «заболевания Х». Оказалось, что это вещество синтезируется грибами рода Aspergillus (A. flavus, A. parasiticus), которые растут на арахисе, кукурузе, сое и семенах масличных культур в условиях умеренного климата. По названию одного из продуцентов (A. flavus) вещество получило название афлатоксин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Основные представители микотоксинов

В настоящее время еще не сформирована единая классификация и номенклатура микотоксинов. В одних случаях в основу группового деления микотоксинов положена их химическая структура, в других - характер действия, в третьих - видовая принадлежность грибов-продуцентов.

Основными представителями микотоксинов являются:

• Афлатоксины
• Охратоксины
• Трихотеценовые микотоксины
• Зеараленон
• Патулин
• Цитринин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Афлатоксины

Афлатоксины - микотоксины, вырабатываемые грибами Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus; загрязнители арахиса, кукурузы и других видов зерна и семян масличных культур; характеризуются выраженными гепатотоксическими, эмбриотоксическими, тератогенными (генные и хромосомные мутации), иммунодепрессивными и канцерогенными свойствами; представители: афлатоксин В1, B2, G1, G2, М1, М2.

Для образования афлатоксинов необходимы высокая влажность и температура в пределах 25-30 С. Они могут образовываться при самосогревании зерна.

Рис №1 «Афлатоксин»

Наибольшее значение имеет афлатоксин В1, который относится к группе высокотоксичных соединений. Наиболее чувствительны к афлатоксину кролики, утки, индейки, свиньи.              

Из всех биологически производимых ядов, афлатоксины являются самыми сильными гепатоканцерогенами из обнаруженных на сегодняшний день. При попадании в организм высокой дозы яда смерть наступает в течение нескольких суток из-за необратимых поражений печени. Токсичность этих видов была по большей части неизвестна вплоть до 1960-х. Афлатоксины практически не разрушаются в процессе обычной технологической или кулинарной обработки загрязненных пищевых продуктов.

Афлатоксикоз протекает в острой и хронической форме.

Острая форма заболевания проявляется симптомами поражения желудочно-кишечного тракта: потеря веса из-за диареи, некроз и жировая инфильтрация печени, поражение почек и нейроинтоксикация, судороги, нарушение координации и парезы. В клинике множественные геморрагии и отеки. Афлатоксины являются гепатотропными ядами и при хронической интоксикации развивается цирроз печени и гепатома — первичный рак печени.

Основным результатом влияния афлатоксинов на пищевой статус является снижение массы тела у взрослых и замедление роста у детей. Это связано с блокировкой синтеза белка за счет ковалент-ной связи афлатоксина с ДНК. Антиалиментарное действие афлатоксина особенно проявляется в условиях белковой недостаточности.

 

Размножению аспергилл в растениях и накоплению афлатоксина способствуют ряд факторов, в том числе тип почвы, активность насекомых вредителей, стадия развития растения. Делаются попытки распространения в качестве биологического средства защиты неафлатоксигенных видов грибков, вытесняющих токсигенные. Показано также, что использование генетически модифицированных растений с устойчивостью к насекомым обеспечивает снижение накопления афлатоксинов в культурных растениях, таких как кукуруза. Этот факт объясняется, по-видимому, уменьшением общего числа повреждений растения насекомыми и ухудшением за счет этого условий размножения грибов. С генетической модификацией также связывают возможность получения растений, непосредственно устойчивых к контаминации грибами или обладающих способностью инактивировать токсин. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Охратоксины

Охратоксины - микотоксины, синтезируемые грибами родов Aspergillus и Penicillium; содержат остаток изокумарина, соединенный пептидной связью с L-аланином; представители - охратоксин А, охратоксин В и охратоксин С. Обладают выраженным нефротоксическим и тератогенным действием. Наибольшую опасность представляет охратоксин А, который относится к высокотоксичным соединениям.

Рис №2 «Охратоксины»

Охратоксин нестабилен и очень чувствителен к воздействию света и воздуха, однако в растворе этанола может сохраняться без изменений в течение длительного времени. Охратоксин В - кристаллическое вещество, аналог охратоксина А, не содержащий атом хлора. Он примерно в 50 раз менее токсичен, чем охратоксин А. Охратоксин С - аморфное вещество, этиловый эфир охратоксина А, близок к нему по токсичности, но в качестве природногозагрязнителя пищевых продуктов и кормов не обнаружен. Охратоксины входят в группу микотоксинов, преимущественно поражающих почки.

При остром токсикозе, вызванном охратоксинами, патологические изменения выявляются и в печени, и в лимфоидной ткани, и в желудочно-кишечном тракте.  Основными растительными субстратами, в которых обнаруживаются охратоксины, являются зерновые культуры и среди них, в первую очередь, кукуруза, пшеница, ячмень, а так же поражают все плоды садово-огородных культур. Особенно сильно поражаются яблоки: до 50% урожая может загрязняться микотоксинами. Один из представителей этой группы - микотоксинпатулин, он образуется чаще всего в некондиционных фруктах и ягодах, содержится в соках, варенье, пюре, томатной пасте.

С практической точки зрения весьма важно, что при длительном прогревании пшеницы, загрязненной охратоксином А, его содержание снижалось лишь на 32% (при температуре 250-300°С).

 

 

2.3 Трихотеценовые микотоксины

 В настоящее время  известно более 40 трихотеценовых микотоксинов (ТТМТ), вторичных метаболитов различных представителей микроскопических грибов рода Fusarium.

Рис №3 «Трихотеценовые микотоксины»

Микроскопические грибы этого рода являются возбудителями так называемых гнилей корней, стеблей, листьев, семян, плодов, клубней и сеянцев сельскохозяйственных растений. Таким образом, поражаются корма и пищевые продукты, и как следствие наблюдается возникновение алиментарных токсикозов у животных и человека. Чаще всего они обнаруживаются в зерне кукурузы, пшеницы и ячменя

Например, известен токсикоз "пьяного хлеба" - заболевание человека и животных, причиной которого послужило употребление зерновых продуктов (главным образом хлеба), приготовленных из зерна, пораженного грибами Fusarium graminearum (F. roseum). К ряду тяжелых токсикозов относят: акабаби-токсикоз (вызывается красной плесенью и связан с поражением зерна грибами F. nivale и F. graminearum);

Алиментарная токсическая алейкия - АТА (токсикоз, связанный с употреблением в пищу продуктов из зерновых культур, перезимовавших в поле под снегом и пораженных микроскопическими грибами F. sporotri-chiella) и многие другие, приводящие к серьезному нарушению здоровья людей и протекающие по типу эпидемий, т. е. характеризующиеся определенной очаговостью, сезонностью.

 

 

 

 

 

2.4 Зеараленон

Зеараленон и его производные также продуцируются микроскопическими грибами рода Fusarium. Чаще всего фузариевые поржают кукурузу, ячмень, рис, рожь, а также орехи, бананы и черный перец. Он впервые был выделен из заплесневелой кукурузы. Эти плесени теплолюбивы,для роста им необходима высокая влажность, потому они в основном, распространены в южных странах, включая и юг Р.Ф.Так же может образовываться в зерне как во время роста культур, так и при хранении урожая. Зеараленон — белое кристаллическое вещество, плохо растворимое в воде, но хорошо растворимое в этаноле, ацетоне, метаноле, бензоле.