Autor: Izabela Podgórska, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie
Mikotoksyny są metabolitami wtórnymi grzybów strzępkowych o działaniu silne toksycznym, właściwościach mutagennych i teratogennych. Produkty rolne mogą ulec zanieczyszczeniu mikotoksynami w każdym momencie, począwszy od rozwoju rośliny na polu, poprzez zbiór, ale też w trakcie obróbki, przechowywania oraz transportu gotowego produktu. Na skażenie mikotoksynami narażone są przede wszystkim zboża i produkty zbożowe, co jest niezwykle niebezpieczne, ponieważ są one składnikiem codziennej diety. Skażenie surowców i produktów przemysłu spożywczego przez mikotoksyny stanowi poważny problem nie tylko zdrowotny, ale też ekonomiczny, dlatego prowadzone obecnie badania nad tymi związkami zmierzają w kierunku opracowania skutecznych metod ich detoksykacji.
Zapobieganie powstawaniu mikotoksyn
Ze względu na niekorzystny wpływ mikotoksyn na zdrowie ludzi i zwierząt, jak również straty ekonomiczne wynikające ze skażenia nimi żywności, konieczne jest zminimalizowanie ryzyka narażenia produktu na zanieczyszczenie grzybami toksynotwórczymi. Najlepszym sposobem są działania prewencyjne polegające na odpowiednim traktowaniu surowca roślinnego podczas wegetacji, zbioru i magazynowania. Należą tu:
− wybór odmian odpornych na infekcje grzybowe,
− uważne stosowanie środków ochrony roślin,
− stosowanie środków owado- i chwastobójczych, − minimalizowanie narażenia roślin na stres np. brak wody, zimno,
− selekcja siedliska dla tych samych gatunków roślin, przestrzeganie odległości między rzędami roślin,
− terminowe zbiory,
− unikanie uszkodzeń mechanicznych oraz zanieczyszczenia gleba,
− dobre gospodarowanie gleba (orka) w celu usunięcia, zniszczenia lub zakopania zainfekowanych resztek pozostałych po żniwach,
− płodozmian,
− magazynowanie surowców w odpowiednich warunkach temperatury i wilgotności.
Niezwykła zdolność przystosowania się grzybów do różnych warunków środowiskowych sprawia, że niestety prewencja nie stanowi rozwiązania skutecznego i uniwersalnego. Jeżeli dojdzie do zanieczyszczenia surowców roślinnych przez mikotoksyny, należy przeprowadzić ich dekontaminacje, ale jest to dopuszczalne tylko w odniesieniu do pasz, natomiast nie może być stosowane do żywności oraz surowców przeznaczonych do jej produkcji.
Do metod fizycznych usuwania mikotoksyn należą: działanie wysoką temperaturą oraz promieniowaniem UV i gamma, również w połączeniu ze związkami chemicznymi. Mikotoksyny są to związki termostabilne, dlatego też traktowanie podwyższoną temperatura przez dłuższy czas prowadzi tylko do ich częściowej degradacji. Wymienione metody nie znajdują praktycznego zastosowania głównie ze względu na niebezpieczeństwo tworzenia toksycznych pozostałości lub zmiany wartości odżywczej oraz cech organoleptycznych oczyszczanych produktów.
Mikroorganizmy w usuwaniu mikotoksyn
Wobec ograniczeń metod fizycznych i chemicznych rozważane jest stosowanie bezpieczniejszych metod usuwania mikotoksyn. Zakwalifikowano do nich metody biologiczne, które skupiają sie głównie na poszukiwaniu drobnoustrojów, które skutecznie metabolizowałyby toksyny grzybowe, a zarazem nie produkowałyby żadnych szkodliwych metabolitów ubocznych, będących zagrożeniem dla człowieka i zwierząt. W tabeli 1 wymieniono mikroorganizmy, które według doniesień literaturowych charakteryzują sie zdolnością do usuwania różnych mikotoksyn ze środowiska.
Tabela 1. Mikroorganizmy usuwające mikotoksyny
[źródło: Piotrowska M: Wykorzystanie mikroorganizmów do usuwania mikotoksyn z żywności i pasz; Post. Mikrobiol., 51, 2, 109–119, 2012]
Przedstawione w tabeli przykłady aktywności drobnoustrojów w kierunku usuwania mikotoksyn mają jedynie znaczenie naukowe, pozwalające na lepsze poznanie szczepów, ich właściwości oraz mechanizmów zachodzących procesów. Ich ograniczona rola aplikacyjna spowodowała, że badania naukowe zwróciły się w stronę takich organizmów, które można zastosować w procesach biotechnologicznych podczas produkcji, np. żywności fermentowanej, gdzie surowiec może być skażony mikotoksynami. Wśród takich drobnoustrojów szczególne znaczenie mają bakterie fermentacji mlekowej i drożdże Saccharomyces cerevisiae. Są to mikroorganizmy, które obok korzystnych cech prozdrowotnych wykazują zdolność do usuwania toksyn. Ustalono, ze mechanizmem odpowiedzialnym za usuwanie toksyn grzybowych zarówno przez bakterie fermentacji mlekowej, jak też przez drożdże jest adsorpcja do powierzchni komórek.
W badaniach naukowych wykazano, ze szczepy Lactobacillus acidophilus oraz Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum nie tylko zmniejszają ilość aflatoksyny B1 w pożywce, ale też obniżają mutagenność środowiska. Potwierdzono także zdolność do obniżania zawartości ochratoksyny A w mleku przez bakterie fermentacji mlekowej należące do gatunków Lactococcus salivarius, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus i Bifidobacterium bifidum.
Ze względu na częste skażenie mikotoksynami surowców używanych w piekarstwie, browarnictwie, winiarstwie, gorzelnictwie (mąki, słodu, moszczy gronowych), rozważana jest możliwość prowadzenia fermentacji przy użyciu szczepów drożdży Saccharomyces cerevisiae, które obok właściwych cech technologicznych, posiadają zdolność do obniżania zawartości toksyn grzybowych. Doniesienia literaturowe donoszą, że drożdże te efektywnie usuwają ochratoksynę A z surowców pochodzenia roślinnego podczas fermentacji, jak i w warunkach modelowych z pożywek mikrobiologicznych.
W obecnym czasie przywiązuje się coraz większą uwagę do produkcji bezpiecznej żywności. Opinie i raporty światowych ekspertów wskazują, że problem zanieczyszczenia produktów spożywczych mikotoksynami jest niezwykle ważny z przyczyn zdrowotnych i ekonomicznych. Niestety, stosowanie dobrej praktyki rolniczej i dobrej praktyki produkcyjnej nie daje możliwości całkowitej eliminacji tych związków z żywności, dlatego też niezbędne jest wprowadzenie systemów ich monitorowania. Wymaga to zastosowania odpowiednich metod analitycznych, które dałyby pewność zarówno organom kontroli urzędowej, jak i producentom oraz dostawcom żywności o jej bezpieczeństwie. Wykorzystanie mikroorganizmów lub składników ich komórek do dekontaminacji żywności budzi duże nadzieje, ponieważ mogą przyczynić się one do produkcji wysokiej jakości żywności wolnej od mikotoksyn.
Literatura:
1. Bejaoui H, Mathieu F., Taillandier P., Lebrihi A.: Ochratoxin A removal in synthetic and natural grape juices by selected oenological Saccharomyces strains. J. Appl. Microbiol. 97, 1038–1044, 2004.
2. Doyle M.P., Applebaum R.S., Brackett R.E., Marth E.H.: Physical, chemical and biological degradation of mycotoxins in foods and agricultural commodities. J. Food Protect. 45, 964–971, 1982.
3. Grochowalski A.: Sample pretreatment methods for the determination of mycotoxins and other hazardous substances (dioksin). In ford and feeding materiale using gas chromatography and double fragmentation mass spectrometry GC-MS/MS. IV Międzynarodowa Konferencja Naukowa, Olsztyn 2004, s. 45.
4. http://www.czytelniamedyczna.pl/
5. Kabak B., Dobson A.: Strategies to prevent mycotoxin contamination of food and animal feed: a review. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 46, 593–619, 2006.
6. Korbas M., Horoszkiewicz-Janka J.: Znaczenie i możliwości ograniczenia szkodliwych metabolitów pochodzenia grzybowego, Postępy w Ochronie Roślin, 47, (2), 2007.
7. Piotrowska M.: Wykorzystanie mikroorganizmów do usuwania mikotoksyn z zywnosci i pasz; Post. Mikrobiol., 51, 2, 109–119, 2012.
8. Piotrowska, M.: Reduction of ochratoxin A level in raw materials and model media by Saccharomyces cervisiae. 28 Mykotoxin- Workshop, Bydgoszcz, abstracts book, 130, 2006.
