Obecnie znanych jest kilkaset gatunków grzybów pleśniowych zdolnych do wytwarzania toksycznych metabolitów – mykotoksyn. Termin ten pochodzi od słów mycos – grzyb oraz toxicum – trucizna. Większość grzybów zdolnych do wytwarzania mykotoksyn należy do 3 rodzajów: Aspergillus, Penicillium i Fusarium.
Wytwarzanie mykotoksyn przez określony gatunek grzyba zależy od takich czynników jak odmiana szczepu, rodzaju produktu żywnościowego, jego składu, zawartości wody oraz warunków przechowywania.
Grzyby toksynotwórcze występują w żywności z bardzo dużą częstotliwością. Są izolowane z takich produktów spożywczych jak surowce zbożowe, orzechy, soja, pistacje, owoce, soki cytrusowe oraz produkty mięsne. Nawet niewielka obecność produkowanych przez nie mykotoksyn w żywności może prowadzić do poważnych konsekwencji zdrowotnych.
Mykotoksyny wytwarzane są przez grzyby w zbożach i orzechach w trakcie upraw oraz podczas przechowywania zbiorów. Problem mykotoksyn w surowcach zbożowych, orzechach i innych produktach nie jest ograniczony do regionu geograficznego i klimatycznego, ale najpowszechniej występuje na terenach charakteryzującymi się ciepłymi i wilgotnymi warunkami środowiskowymi. Zmiany klimatyczne powodują jednak, że coraz częściej pojawiają się one w ziarnach zbóż na terenach Europy. Do toksyn grzybowych spotykanych w produktach spożywczych zalicza się między innymi aflatoksyny, ochratoksyny, cytryninę, kwas penicylinowy i patulinę.
Aflatoksyny
Aflatoksyny to metabolity wtórne produkowane przez grzyby strzępkowe z rodzaju Aspergillus. Gatunki A. flavus i A. parasiticus wraz z wytwarzanymi przez nie mykotoksynami – aflatoksyną B1, G1 i M1 stanowią największe zagrożenie zanieczyszczenia zbóż oraz produktów zbożowych, a także orzechów.
Do odkrycia tych toksycznych substancji przyczyniło się zatrucie ponad 100 000 młodych indyków w farmach drobiu w Anglii. Badania nad przyczynami tego zdarzenia doprowadziły do odkrycia, że odpowiedzialne za to było podanie zwierzętom paszy z dodatkiem śruty orzechów ziemnych, skażonych aflatoksynami.
W Polsce aflatoksyny spotykane są przede wszystkim w importowanych z krajów tropikalnych i subtropikalnych orzechach oraz kukurydzy. Do najpowszechniej występujących aflatoksyn zalicza się formy B1, B2, G1, G2, M1 oraz M2. Mają one kluczowe znaczenie w patogenezie chorób człowieka oraz zwierząt. Mogą powodować ostre lub przewlekłe objawy o charakterze teratogennym, mutagennym, kancerogennym, immunotoksycznym lub hepatotoksycznym.
Aflatoksyna B1 ze względu na swoją budowę, która warunkuje ścisłe łączenie się z cząsteczką białka lub DNA, zaburzając funkcjonowanie komórki, jest tą najbardziej toksyczną. Została ona zakwalifikowana przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem (IARC) w 1993 r. do grupy 1, jako substancja rakotwórcza dla ludzi. Zarówno ta, jak i aflatoksyna B2, zakwalifikowana przez IARC jako możliwie rakotwórcza dla ludzi, są spotykane w mleku krów oraz w produktach mlecznych.
Aflatoksyny wykazują toksyczne działanie przede wszystkim na wątrobę, nerki i ośrodkowy układ nerwowy. Zatrucia przewlekłe, będące wynikiem wieloletniego procesu zatruwania organizmu małymi dawkami toksyn, prowadzą do marskości wątroby, alergii skórnych i oddechowych, a także upośledzenia wzrostu i rozwoju. W 2004 r. , w Kenii odnotowano 317 przypadków aflatoksykozy, prowadzącej do 125 zgonów. Przyczyną okazało się spożycie skażonej kukurydzy, zebranej poza sezonem podczas pierwszych opadów deszczu, w której ziarnach oznaczono aflatoksynę powyżej najwyższej dopuszczalnej granicy.
Ważną informacją jest fakt, iż nie ma takiego stężenia aflatoksyny B1, które uznane by było za bezpieczne i niemające wpływu na organizm.
Ochratoksyna i cytrynina
Ochratoksyna (A i B), wytwarzana jest przez P. viridicatum oraz liczne gatunki z grupy A. ochraceus. Jest ona uznana przez IARC za potencjalnie rakotwórczą. Najbardziej narażone na skażenie ochratoksyną są produkty zbożowe, winogrona, kawa a także kakao. Ochratoksyna A wykazuje przede wszystkim działanie nefrotoksyczne. Została uznana za jeden z głównych czynników etiologicznych wielu chorób nerek o przebiegu zarówno ostrym jak i przewlekłym. Ochratoksyna stanowi duży problem na Bałkanach, gdzie powszechnie występuje w produktach żywnościowych oraz paszach i wywołuje chorobę o nazwie Bałkańska Endemiczna Nefropatia (BEN). Choroba cechuje się charakterem przewlekłym, rozwija się w ciągu kilku lat i skutkuje postępującym, rozlanym włóknieniem nerek.
A.ochraceus w odpowiednich warunkach wilgotności oraz temperatury środowiska może także wytwarzać kwas penicylinowy, który wykazywał właściwości rakotwórcze po podskórnym wprowadzeniu myszom.
Cytrynina jest wytwarzana przez wiele pleśni z rodzaju Penicillium i Aspergillus. Wykazuje ona działanie synergistyczne w stosunku do ochratoksyny i powoduje zwiększenie jej toksyczności. P.viridicatum, ze względu na zdolność do wytwarzania tych dwóch metabolitów, jest mikroorganizmem odpowiedzialnym za nefrozy rozwijające się u świń i kurcząt karmionych pożywieniem, które jest nim zanieczyszczone.
Patulina
Patulina jest wytwarzania przez gatunki Penicillium i Aspergillus, natomiast największą rolę odgrywa P. expansum. Grzyby odpowiedzialne za produkcję tego metabolitu można najczęściej spotkać na owocach i przetworach owocowych, ale także na warzywach, ziarnie zbóż, mięsie, serach czy pieczywie. Patulina jest przyczyną psucia się jabłek i gruszek przechowywanych w warunkach chłodniczych. Obecność tej toksyny była stwierdzana w handlowych sokach jabłkowych w USA, Kanadzie i Europie. Patulina wykazuje działanie immunotoksyczne, hepatotoksyczne, oraz powoduje problemy ze strony układu pokarmowego oraz neurologicznego. Po podaniu doustnym szczurom obserwowano zmiany krwotoczne w płucach, uszkodzenia wątroby, nerek i śledziony. Zwierzęta często padały po 4 dniach.
W obecnych czasach rozwój toksynotwórczych pleśni w paszach wpływa na ogromne straty ekonomicznie. Z szacunków przeprowadzonych przez FAO (Food and Agriculture Organization) wynika, że ok. 25% ziarna zbóż na świecie (a według niektórych prac nawet do 40%), jest skażone co najmniej jedną mykotoksyną. Ważnym aspektem jest zależność między mykotoksynami a zwierzęciem i człowiekiem. Toksyna spożyta wraz z pokarmem przez zwierzę zostaje przekształcona w jej organizmie w toksyczny metabolit, która dostaje się następnie do organizmu człowieka (np. wraz ze spożytym mlekiem czy jajkami) i wywołuje zmiany chorobowe. Toksyna w organizmie zwierzęcia może również zostać zmagazynowana w jego tkankach/ narządach i przedostać się do organizmu człowieka wraz ze zjedzonym mięsem.
Należy pamiętać, że produkty spożywcze oraz pasza, które są zakażone grzybami pleśniowymi, nie zawsze zawierają mykotoksyny oraz, że produkty, na których nie obserwuje się wzrostu grzybów, mogą być zanieczyszczone toksycznymi metabolitami przez nie produkowanymi. Usunięcie widocznej grzybni z produktu nie eliminuje z niego toksyn, które najprawdopodobniej wniknęły w jego dalsze części i co najważniejsze, są bardzo odporne na większość procesów technologicznych, dlatego mogą przetrwać w dalszych przetworach produkowanych z tak zanieczyszczonych surowców.
Opracowała: Maja Kapsiak
Bibliografia
- „Aflatokysny – charakterystyka i wpływ na zdrowie człowieka”; A. Kowalska, K. Walkiewicz, P. Kozieł, M. Muc-Wierzgoń; Postepy Hig Med Dosw 2017; 71: 315-327
- „Mikrobiologia Żywności”; M. Burbianka, A. Pliszka, H. Burzyńska; Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich; 1983; wydanie V
- „Patogenne działanie ochratoksyny A”; K. Rouibah, M. Houszka, S. Dzimira; Med. Weter. 2013, 69: 2
- „Patulin in food: A mycotoxin concern for human health and its management strategies”; D.K. Mahato, M. Kamle, B. Sharma, S. Pandhi, S. Devi, K. Dhawan, R. Selvakumar, D. Mishra, A. Kumar, S. Arora, N.A. Singh, P. Kumar; Toxicon 2021; 198: 12-23
Laboratorium Mikrobiologiczne Jagiellońskiego Centrum Innowacji oferuje szeroki zakres usług dedykowany branży spożywczej. Identyfikacja grzybów drożdżopodobnych, strzępkowych i dermatofitów prowadzona jest metodą klasyczną (posiew na podłoże, hodowla) oraz innowacyjną metodą diagnostyczną z wykorzystaniem spektrometrii mas typu MALDI TOF z użyciem desorpcji/jonizacji laserowej, wspomaganej matrycą z analizatorem czasu przelotu przy użyciu spektrometru masowego typu MALDI-TOF Microflex LT firmy Bruker.
Kontakt w sprawie oferty:
Agnieszka Serwinowska
K: +48 797 611 171
E: agnieszka.serwinowska@jci.pl