Gombás mikotoxinok az élelmiszerekben: áttekintés

Felülvizsgálati cikk

  • Teljes cikk
  • Ábrák és adatok
  • Hivatkozások
  • Idézetek
  • Metrikák
  • Engedélyezés
  • Újranyomtatások és engedélyek
  • PDF

Absztrakt

Közérdekű nyilatkozat

Az élelmiszer-biztonság közegészségügyi kérdéssé vált az egész világon. Az élelmiszer-szennyeződés, a gombafertőzés és metabolitjaik következtében, aggodalomra ad okot a kutatók és a nyilvánosság körében. 2004-ben Kenyában 125 ember halt meg, és további 200 embert kezeltek az aflatoxinnal szennyezett kukorica elfogyasztása után. A 2004-es járvány a helyben termesztett kukorica széleskörű aflatoxin-szennyeződéséből származott, amely a kukorica nedves körülmények között történő tárolása során következett be. Hasonló ételmérgezési esetek történtek a mikotoxinok toxicitása következtében Afrika több országában. Ez az áttekintés a mikotoxinok különféle aspektusaira összpontosít. Ez a munka olyan információkat gyűjt, amelyek mind az ipar, mind a kutatók számára érdekesek lehetnek az egészségesebb és biztonságosabb élelmiszerek mindenki számára való lehetőségével kapcsolatban.

mikotoxinok

Versenyző érdekek

A szerzők kijelentik, hogy nincs versengő érdeklődés.

1. Bemutatkozás

A penészek mikroszkopikus, növényszerű organizmusok, amelyek az úgynevezett hosszú szálakból állnak hifák. A penész hifák szinte minden növényi vagy állati eredetű anyag fölött és belül növekednek (Moore és mtsai, 2011). Rostos felépítésük és a klorofill következetes hiánya miatt a legtöbb biológus úgy gondolja, hogy elkülönülnek a növényvilágtól és a gombák királyságának tagjaitól. Összefüggnek az ismert gombákkal és varangyos székletekkel, csak abban különböznek egymástól, hogy szálaik nem egyesülnek nagy gyümölcsstruktúrákban (Moore et al., 2011; Richard, 2007).

A penészgombák többsejtű gombák, amelyek vékony szálat alkotnak, mint a hifák. Széles körben elterjedtek és megtalálhatók mindenhol, ahol nedvesség van jelen (Adejumo & Adejoro, 2014; Richard, 2007). A gombák az élelmiszerek és a takarmányok fő romlása. A különféle gombák szaporodása a mezőgazdasági termékekben a termés és a minőség csökkenéséhez vezet, jelentős gazdasági veszteségekkel (Adejumo & Adejoro, 2014; Bankole, 1994; Bayman & Baker, 2006; Richard, 2007). Szekunder metabolitokat állítanak elő, amelyeket mikotoxineknak neveznek, és amelyekről kiderült, hogy jelen vannak a legtöbb élelmiszer-anyagban.

A mikotoxinok alacsony tömegű metabolitok, amelyek mikotoxikózisnak nevezett kárt okoznak az állatállományban, a háziállatokban és az emberekben, ezért közegészségügyi jelentőségűek (Ashiq, 2015; Bayman & Baker, 2006; Bhat & Vasanthi, 2003; Jeswal & Kumar, 2015; Richard, 2007). A mikotoxinok termelését bizonyos környezeti tényezők serkentik: ezért a szennyeződés mértéke eltér a földrajzi elhelyezkedéstől, a mezőgazdasági módszerektől és az árucikkek fogékonyságától a gombák behatolására a tárolási és feldolgozási időszakokban (Jonathan & Esho, 2010). Az ételekben méreganyagokat termelő gombákat a növekedés ökológiai követelményei alapján szántóföldi és tároló gombákba sorolják (Bayman & Baker, 2006; Pelczar, Chan és Krieg, 1993).

A mikotoxinok a fonalas gombák által termelt másodlagos metabolitok csoportja, amelyek szennyezhetik az ételeket, takarmányokat vagy az előállításukhoz felhasznált alapanyagokat (Ashiq, 2015; Jeswal & Kumar, 2015; Richard, 2007). Mikotoxikózisokat termelnek emberekben és állatokban is. A mikotoxigén gombák nemzetségeit főleg a Aspergillus, Penicillium és Fusarium, de Trichoderma, Trichothecium és Alternaria fontosak többek között a növények élelmiszer-szennyeződéseiként vagy kórokozóiként is (Ashiq, 2015; Moss, 1994; Richard, 2007). A mikotoxinok, különösen az aflatoxinok (AFT) és az ochratoxin A (OTA), jelentős veszélyt jelentenek az emberi egészségre. Az aflatoxinok erős rákkeltők, és a hepatitis B vírussal együtt évente több ezer ember haláláért felelősek, főleg a nem ipari trópusi országokban (Richard, 2007; Shephard, 2008). Az AFT-k másodlagos metabolitok, difuranocoumarinok, amelyeket a Aspergillus flavus és A. parasiticus, gyakran megtalálható az élelmiszerekben és takarmányokban, és különböző betegségekkel társulnak, például az aflatoxicosis, az állatállomány, a háziállatok és az emberek világszerte (Ashiq, 2015).

Az ohratoxin A valószínű emberi rákkeltő anyag, és arról számoltak be, hogy húgyúti rákot és vesekárosodást okoz kelet-európai embereknél. Úgy tűnik, hogy az európai gabonafélék fogyasztói számára az OTA-expozíció jelenti a mikroszkopikus gombákkal összefüggő legnagyobb veszélyt (Ashiq, 2015; Richard, 2007). A fumonizinek a Fusarium emberi és állati fogyasztásra szánt kukoricában és kukoricalapú termékekben világszerte előforduló mikotoxinok. A fumonizinek a ló leuko-encephalomalacia (gyakran halálos kimenetelű agybetegség) és a sertés tüdőödéma szindróma (a tüdő és a mellkas duzzanata) okai, mindkettő a kukoricaalapú takarmányok fogyasztásával jár (Ashiq, 2015; Richard, 2007).

Aspergillus a penészgombák egy csoportja, amely világszerte megtalálható. Élelmiszerek és állati takarmányok szennyeződésének lehetősége kedvező környezeti feltételek mellett széles körben elterjedt. Az Aspergillus nemzetség az ipari élelmiszerekben található összes penész nagy része (Adejumo & Adejoro, 2014; Onions, Allsopp és Eggins, 1981; Richard, 2007). Különösen fontosak az élelmiszer romló organizmusaként. Veszélyek romlása miatt bekövetkező változások Aspergillus fajok lehetnek szenzorosak, táplálkozási és minőségi jellegűek, például pigmentáció, elszíneződés, a szagok és az ízek rothadó kialakulása. Sok faj nagyon alacsony vízi aktivitással nő, és különféle ételeket támadnak meg, és mikotoxinokat termelnek (Adejumo & Adejoro, 2014; Lee, Wang, Allan és Kennedy, 2004). Aspergillus niger világszerte elterjedtek, és sokféle szubsztrátumon fordulnak elő, szintén a leggyakoribb faj Aspergillus és felelős a betakarítás utáni bomlásért (Ashiq, 2015; Pitt, Basílico, Abarca és López, 2000).

A penicillium a penészgombák egy másik csoportja, amely gyakran előfordul. A Penicillium előfordulása egyes mintákban a vizsgálat során összhangban áll a Barbosa és mtsai. (2013). Beszámolt arról, hogy a Penicillium fajok előfordulása a Penicillium citrinum amelynek előfordulása a legmagasabb. Sok Penicillium fajok mérgező vegyületek, például citrin és citreoviridin széles skáláját is előállíthatják (Barbosa et al., 2013; Richard, 2007).

A fuzárium a mezei penész egy másik csoportja, amely gyakran előfordul az élelmiszerekben és takarmányokban. Mikotoxinokat állítanak elő, például dezoxinivalenolt és zearalenont (Barbosa et al., 2013; Richard, 2007). Az aflatoxigén penész kimutatása a füstölt-szárított békamintákban összhangban van Gautam, Gupta és Soni (2012) munkájával, akik arról számoltak be, hogy az aflatoxigén gombákat rizsben szkrínelték, Sekar, Yumnam és Ponmurugan (2008) munkatársaival is. mely aflatoxigén gombákat vizsgálták szárított gyümölcsökben és szemekben. Kana és mtsai. (2013) aflatoxigén gombákat is kimutatott az élelmiszerekben (szemek és kukorica) és a baromfitakarmányokban. Mind a A. flavus ebben a vizsgálatban az izolátumok mindegyike toxigén volt.

Az aflatoxin előfordulása a füstölt-szárított béka mintákban a béka minták toxigén törzsekkel való szennyeződésének tudható be. A. flavus. Az aflatoxin szennyeződés akkor fordul elő, amikor az aflatoxigén fajok A. flavus csoportja sikeresen gyarmatosítja a mintát, nő benne és másodlagos metabolitként aflatoxinokat termel. Beszámoltak az aflatoxinok előfordulásáról más élelmiszertermékekben, például füstölt-szárított halakban, szárított húsokban, szárított jam-chipsekben is (Adebayo-Tayo, Onilude és Patrick, 2008; Akinyemi, Adejola, Obasa és Ezeri, 2011; Hassan, Hassan, El-Shafei, El-Ahl és Abd El-Dayem, 2011; Makun et al., 2010; Oladejo & Adebayo-Tayo, 2011).

A füstölt-szárított békamintákból nyert aflatoxin-tartalom magasabb volt, ami nincs összhangban Akinyemi és mtsai jelentésével. (2011) és Adebayo-Tayo és mtsai. (2008) szerint alacsonyabb szintről számoltak be, amely 0,0301–1,150 ppb és 1,5–8,1 ppb között volt. Megállapították, hogy az aflatoxinok kapcsolódnak az ibadani különböző piacokon értékesített füstölt-szárított békamintákhoz, és nem jelentős mennyiségűek, amelyek mérgezőek lehetnek az emberi egészségre. Az Egyesült Államok Élelmezésügyi Gyógyszerügyi Hivatala (FDA) által kiadott szabályozási szintek szerint az aflatoxin emberi fogyasztásának szintje legfeljebb 20 ppb (Food & Drug Administration, 2000).

A füstölt-szárított békamintákban a dezoxinivalenol (DON) előfordulása a béka minták toxigén törzsekkel való szennyeződésének tudható be. Fusarium faj. A deoxinivalenol szennyeződés akkor fordul elő, amikor a Fusarium csoport sikeresen gyarmatosítja a mintát, növekedik benne és másodlagos metabolitként toxinokat, például deoxinivalenolt, zearalenont termel. A dezoxinivalenol előfordulásáról más élelmiszertermékekben, például rizsben, búzában és kukoricában szintén beszámoltak (Duverger et al., 2011). A termelt dezoxinivalenol (0,00–0,96 ppm) között volt. Ez az FDA által meghatározott maximális 1,0 ppm tűréshatáron belül is volt. Néhány mintából kimutatták, hogy nincs Deoxynivalenol (Adejumo & Adejoro, 2014). Bewaji és Bababunmi (2001) arról is beszámolt, hogy a zearalenon, amely egy másik mikotoxin, Fusarium fajokat nem találtak a nigériai élelmiszerekben.

Ennek a tanulmánynak a célja az élelmiszerekben található gomba- és mikotoxinok, szerepük és jelentőségük áttekintése az emberi táplálkozásban és egészségben.

2. A mikotoxinok főbb csoportjai az élelmiszerekben

Az aflatoxinok a mikotoxin egy típusa, amelyet a Aspergillus gombafajok, mint pl A. flavus és A. parasiticus (Adejumo & Adejoro, 2014; Ashiq, 2015; Martins, Martins és Bernardo, 2001). Az aflatoxin ernyőszó négy különböző típusú mikotoxinra vonatkozik, amelyek B1, B2, G1 és G2 (Yin, Yan, Jiang és Ma, 2008). Az aflatoxin B1, a legmérgezőbb, erős rákkeltő anyag, és számos állatfajban közvetlenül összefüggésben áll a káros egészségügyi hatásokkal, például a májrákkal (Ashiq, 2015; Martins et al., 2001). Az aflatoxinok nagyrészt a trópusokon és a szubtrópusi területeken termelt árukhoz kapcsolódnak, mint például a gyapot, földimogyoró, fűszerek, pisztácia és kukorica (Ashiq, 2015; Martins et al., 2001; Yin et al., 2008).

A citrinin egy olyan toxin, amelyet először izoláltak P. citrinum, de több mint egy tucat fajon azonosították Penicillium és számos faja Aspergillus. E fajok egy részét emberi élelmiszerek, például sajt (Penicillium camemberti), szaké, miso és szójaszósz (Aspergillus oryzae). A citrinin Japánban megsárgult rizsbetegséggel társul, és nephrotoxinként működik minden vizsgált állatfajban (Bennett & Klich, 2003). Noha számos emberi táplálékhoz (búza, rizs, kukorica, árpa, zab, rozs és Monascus pigmenttel színezett ételekhez) társul, teljes jelentősége az emberi egészség szempontjából ismeretlen. A citrinin szinergikusan hat az Ochratoxin A-val is az egér vesék RNS-szintézisének gátlására (Ashiq, 2015; Bennett & Klich, 2003; Jeswal & Kumar, 2015).

Az ergot egy olyan vegyület, amelyet alkaloidok mérgező keverékeként állítanak elő Claviceps, amelyek a különféle fűfajok gyakori kórokozói. A fertőzött gabonafélékből származó ergot szklerómiák elfogyasztása, általában szennyezett lisztből előállított kenyér formájában, ergotizmust okoz az emberi betegségben, amelyet történelmileg Szent Antal tűzének neveznek. Az ergotizmusnak két formája van: gangrénus, amely a végtagok vérellátását befolyásolja, és görcsös, befolyásolja a központi idegrendszert. A gabonatisztítás modern módszerei jelentősen csökkentették az ergotizmust, mint emberi betegséget, azonban ez továbbra is fontos állatorvosi probléma. Ergot alkaloidokat használtak gyógyszerészetileg (Ashiq, 2015; Bennett és Klich, 2003; Jeswal és Kumar, 2015).

A fuzárium-toxinokat több mint 50 faj termeli Fusarium és kórelőzményükben olyan gabonafélék gabonáinak fertőzésére van szükség, mint a búza és a kukorica (Schaafsma & Hooker, 2007). Számos mikotoxint tartalmaznak, mint például: a fumonizinek, amelyek befolyásolják a lovak idegrendszerét, és rákot okozhatnak rágcsálókban; a trichotecének, amelyek a legerősebben összefüggenek az állatokban és az emberekben bekövetkező krónikus és halálos toxikus hatásokkal; és a zearalenon, amely nincs összefüggésben állatokban vagy emberekben végzetes toxikus hatásokkal. Néhány másik fő típusa Fusarium a toxinok a következők: beauvercin és enniatinok, butenolid, equisetin és fusarinok (Desjardins & Proctor, 2007).

3. Mikotoxinok előfordulása az élelmiszerekben

Noha sok toxigén penészfaj létezik, csak néhány mikotoxint, különösen azokat, amelyek a gabonaféléket (kukorica, búza, árpa, zab és rizs) és a földimogyorót érintik, jelentősnek tartják az ember számára (Bhat, Ramakrishna, Beedu és Munshi, 1989; Desjardins & Proctor, 2007; Jeswal és Kumar, 2015; Lewis et al., 2005). A legismertebb mikotoxint, az erős humán hepatocarcinogén aflatoxint a A. flavus és A. parasiticus. Ezek a penészgombák meleg éghajlaton fordulnak elő, és aszály által megterhelt kukoricában és földimogyoróban termelnek aflatoxint. Hatással vannak ezekre a növényekre és sok más árura (kopra, gyapotmag, bors) is, amelyeket nem megfelelő hőmérsékleti és páratartalmi körülmények között tárolnak (Desjardins & Proctor, 2007; Jeswal & Kumar, 2015).

24 toxigén faja létezik Fusarium amelyekre egyre inkább úgy tekintenek, hogy fontos hatással vannak az emberek és állatok egészségére. Fusarium graminearum, amely fejfájást és fülrothadást okoz, különféle erős mikotoxinokat termel, beleértve a dezoxinivalenolt, a zearalenont és a fuzarin C-t. F. sporotrichioides T-2 toxint és rokon vegyületeket állít elő, amelyek felelősek voltak a fentiekben említett, kelet-európai nagymértékű humán toxikózisért (Bayman & Baker, 2006; Desjardins & Proctor, 2007; Jeswal & Kumar, 2015

Járványai Fusarium a fejfájás és a kukorica fülrothadása krónikus Ázsia gabonatermő területein, valamint Afrika és Dél-Amerika egyes részein. E területek közegészségügyi hatóságai a deoxinivalenol akut emberi toxikózisáról számolnak be. A trichothecének (amelyek immunszuppresszorok) krónikus expozíciójának hatása nem ismert. Jelenleg nagy aggodalomra ad okot a F. moniliforme, mégpedig fuzarinok és fumonizinek. Ezeknek a toxinoknak a jelenléte a kukoricában Dél-Afrikában és Kína egyes részeiben magyarázhatja a nyelőcsőrák magas arányát ezekben a régiókban. Számos más penészfaj létezik, különösen Aspergillus és Penicillium, amelyek rossz tárolási körülmények között termelik a mikotoxinokat. Úgy gondolják, hogy az okratoxin (Bhat et al., 1989; Desjardins & Proctor, 2007; Jeswal és Kumar, 2015) a legfontosabb mikotoxin ebben a kategóriában (Desjardins & Proctor, 2007)..

Nincs információ a mikotoxin-szennyezés pontos mértékéről és a különböző mikotoxinok együttes előfordulásáról a különböző árukban világszerte. Az UNEP/FAO/WHO közös élelmiszer-szennyeződés-ellenőrzési program adatai azt mutatták, hogy „az Egyesült Államokban és a Szovjetunióban, kisebb részben Guatemalában és Kenyában ellenőrzött gabona nagy része 5–20 mg/90 fölötti 90. percentilis szintet tartalmazott. kg, az élelmiszerek szabályozási szintje a legtöbb országban ”. A Brazíliából, Guatemalából, Írországból, Mexikóból, Svájcból, az Egyesült Királyságból, az Egyesült Államokból és a Szovjetunióból származó 185 000 földimogyoró-minta adatai azt mutatták, hogy a minták 1% -ának kivételével az aflatoxinok 90. ​​percentilis szintje kevesebb, mint 20 mg/kg (Desjardins & Proctor, 2007; Jelinek, Pohland és Wood, 1989).

Bár kevés szilárd bizonyíték áll rendelkezésre, e felmérések eredményei arra utalnak, hogy bizonyos helyzetekben a gabona 50% -a is szennyeződhet mikotoxinokkal. Bizonyos években a búzában a deoxinivalenol-tartalom egyes országokban meghaladta az 500 mg/kg-ot (Jelinek et al., 1989).