Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биологическая и химическая безопасность продовольственного сырья и продуктов питания. Учебное пособие
.pdf
81
ские и химические методы детоксикации афлатоксинов. Механические методы детоксикации связаны с определением загрязненности сырья вручную или с помощью электронно-колориметрических сортировщиков. Физические методы основаны на
достаточно жесткой термической обработке (например, автоклавирование), а также связаны с ультрафиолетовым облучением и
озонированием. Химический метод предполагает обработку материала сильными окислителями. К сожалению, каждый из
названных методов имеет существенные недостатки: применение
механических и физических методов не дает высокого эффекта, а
химические методы приводят к разрушению не только афлатоксинов, но и полезных нутриентов и нарушают их всасывание.
Охратоксины — соединения высокой токсичности с ярко
выраженным тератогенным эффектом.
Охратоксины А, В, С представляют группу близких по
структуре соединений, являющихся изокумаринами, связанными
с L-фенилаланином пептидной связью. Они содержат различные
радикалы (рис. 4.4).
Рис. 4.4. Охратоксин
Охратоксин А — бесцветное кристаллическое вещество,
слабо растворимое в воде, умеренно растворимое в полярных органических растворителях и в водном растворе гидрокарбоната
натрия. В химически чистом виде он нестабилен и очень чувствителен к воздействию света и воздуха, но в растворе этанола может сохраняться без изменений в течение длительного времени.
В ультрафиолетовом свете обладает зеленой флуоресценцией.
Охратоксин В — аналог охратоксина А, не содержит хлора,
кристаллического вещества. Он примерно в 50 раз менее токси-
82
чен, чем охратоксин А. В ультрафиолетовом свете обладает голубой флуоресценцией.
Охратоксин С — аморфное вещество, этиловый эфир
охратоксина А, близок к нему по токсичности, но в качестве природного загрязнителя пищевых продуктов и кормов не обнаружен. В ультрафиолетовом свете обладает бледно-зеленой флуоресценцией.
Продуцентами охратоксинов являются микроскопические
грибы рода Aspergillus и Penicillium. Основными продуцентами
являются A. оchraceus и P. viridicatum. Многочисленными исследованиями показано, что природным загрязнителем чаще всего
является охратоксин А, в редких случаях охратоксин В.
Основными растительными субстратами, в которых обнаруживаются охратоксины, являются зерновые культуры и среди
них кукуруза, пшеница, ячмень. С сожалением приходится констатировать тот факт, что уровень загрязнения кормового зерна и
комбикормов выше среднего во многих странах (Канада, Польша,
Австрия), в связи с чем охратоксин А был обнаружен в животноводческой продукции (ветчина, бекон, колбаса). Охратоксины
являются стабильными соединениями. Так, например, при длительном прогревании пшеницы, загрязненной охратоксином А,
его содержание снизилось лишь на 32% (при t = 250–300 °С).
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. Доказано, что охратоксин А обладает сильным тератогенным действием. Вопрос о канцерогенности охратоксинов остается нерешенным.
Все вышеперечисленное не оставляет сомнения в том, что
охратоксины создают реальную опасность для здоровья человека.
Трихотецены. Этот класс микотоксинов вырабатывается
различными видами микроскопических грибов Fusarium и др.
Известно более 40 трихотеценовых метаболитов, одни из них
биологически активны, а другие являются чрезвычайно сильнодействующими токсинами.
По своей структуре трихотеценовые микотоксины относятся к сесквитерпенам. Они содержат основное ядро из трех колец,
83
называющееся трихотеканом. В зависимости от структуры трихотеценового ядра микотоксины делятся на 4 группы: А, В, С, Д.
Структура этих токсинов очень сложна и имеет свои характерные особенности, что наглядно демонстрируют структурные
формулы (рис. 4.5).
Тип А Тип В
Тип Д Тип С
Рис. 4.5. Структуры различных типов трихотеценов
Трихотеценовые микотоксины — бесцветные кристаллические вещества, химически стабильные, плохо растворяются в воде. Трихотецены типа А растворимы в умеренно полярных растворителях, типа В — в более полярных растворителях. Эти токсины, за исключением некоторых, не обладают флуоресценцией,
поэтому для их обнаружения после разделения методом тонкослойной хроматографии используют различные способы (например, нагревание до 100–150 °С после обработки спиртовым рас-
84
твором серной кислоты) с целью получения окрашенных или
флуоресцирующих производных.
В настоящее время у нас в стране и за рубежом отмечается
увеличение заболевания посевов пшеницы, ячменя и других колосовых культур фузариозом. Наиболее сильное поражение посевов этих культур было в 1988 г. в Краснодарском крае, ряде областей Украины и Молдавии, чему способствовали дождливое лето,
высокая температура и влажность.
По степени зараженности различают зерно фузариозное,
зерно с признаками фузариев и зерно, обсемененное с поверхности спорами и мицеллием фузариев без изменения его свойств.
Грибы рода Fusarium образуют на зерне фузариотоксины.
Наиболее часто встречающимся фузариотоксином является вомитоксин.
С зерновыми продуктами, зараженными грибами Fusarium,
связаны два известных заболевания людей. Одно из них, получившее название «пьяный хлеб», возникает при использовании в
пищу фузариозного зерна. Заболевание сопровождается пищеварительными расстройствами и нервными явлениями — человек
теряет координацию движений. Возможны параличи и летальные
исходы. Отравлению «пьяным хлебом» подвержены и сельскохозяйственные животные.
Второе заболевание — алиментарная токсическая алейкия — отмечалось в СССР во время Второй мировой войны при
использовании в пищу перезимовавшего под снегом зерна. Она
выражается в резком снижении количества лейкоцитов, септическом поражении миндалин мягкого неба, развитии анемии и других симптомов, связанных с нарушением кроветворения и иммунитета. Болезнь вызывалась токсическими штаммами микрогрибов, выделявших в зерно ядовитые липиды. Наиболее токсичны
перезимовавшие под снегом просо и гречиха, менее опасны пшеница, рожь и ячмень.
В соответствии с установленными Министерством здравоохранения нормами принятое зерно пшеницы может быть использовано на продовольственные цели при содержании вомитоксина не более 1 мг/кг в твердой пшенице и до 0,5 мг/кг в мягкой пшенице. На кормовые цели зерно может быть использовано
при концентрациях вомитоксина не более 2 мг/кг.
85
Зеараленон и его производные продуцируются микроскопическими грибами рода Fusarium. Он впервые был выделен из
заплесневелой кукурузы.
По своей структуре зеараленон является лактоном резорциловой кислоты (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Зеараленон
Зеараленон — это белое кристаллическое вещество, плохо
растворимое в воде, но хорошо растворимое в этаноле, ацетоне,
метаноле, бензоле. Имеет три максимума поглощения в ультрафиолетовом свете (236 нм, 274 нм, 316 нм) и обладает синезеленой флуоресценцией.
Основными продуцентами зеараленона являются Fusari-
umgraminearum и F.roseum.
В отличие от других микотоксинов зеараленон обладает
выраженными гормоноподобными свойствами. В опытах на лабораторных животных было доказано тератогенное действие зеараленона, хотя он и не обладает острым (летальным) токсическим эффектом даже в больших дозах.
Основным природным субстратом, в котором наиболее часто обнаруживается зеараленон, является кукуруза. Поражение
происходит как в поле, на корню, так и при ее хранении. Высока
частота обнаружения зеараленона в комбикормах, а также пшенице и ячмене, овсе. Среди пищевых продуктов этот токсин был
обнаружен в кукурузной муке, хлопьях и кукурузном пиве.
Микотоксины, продуцируемые микроскопическими грибами рода Penicillium, распространены повсеместно и представляют
реальную опасность для здоровья человека. Патулин - особо
опасный микотоксин, обладающий канцерогенными и мутагенными свойствами.
86
По своей химической структуре патулин представляет
4-гидроксифуропиран (рис. 4.7). Он имеет один максимум по-
глощения в ультрафиолетовой области при 276 нм.
Рис. 4.7. Патулин
Основными продуцентами патулина являются микроскопические грибы рода Penicilliumpatulum и Penicilliumexpansu. Максимальное образование токсинов отмечено при температуре 21–
30 °С.
Биологическое действие патулина проявляется в виде острых токсикозов или в виде ярко выраженных канцерогенных и
мутагенных эффектов.
Продуценты патулина поражают в основном фрукты и некоторые овощи, вызывая их гниение. Патулин обнаружен в яблоках, грушах, абрикосах, персиках, вишне, винограде, бананах,
клубнике, голубике, бруснике, облепихе, айве, томатах. Наиболее
часто патулином поражаются яблоки, где содержание токсина
может доходить до 17,5 мг/кг. Интересно, что патулин концентрируется в основном в подгнившей части яблока в отличие от
томатов, где он распределяется равномерно по всей ткани.
Патулин в высоких концентрациях обнаруживается и в
продуктах переработки фруктов и овощей: соках, компотах, пюре
и джемах. Особенно часто его находят в яблочном соке (0,02–
0,4 мг/л). Содержание патулина в других видах соков: грушевом,
айвовом, виноградном, сливовом, манго — колеблется от 0,005
до 4,5 мг/л. Интересным представляется тот факт, что цитрусовые
и некоторые овощные культуры, такие, как картофель, лук, редис,
редька, баклажаны, цветная капуста, тыква и хрен обладают естественной устойчивостью к заражению грибами — продуцентами
патулина.
87
Среди микотоксинов, продуцируемых микроскопическими
грибами рода Penicillium и представляющих серьезную опасность
для здоровья человека, необходимо выделить и другие
микотоксины.
Лютеоскирин (продуцируется Penicilliumislandicum) —
желтое кристаллическое вещество, выделен из долго хранившегося риса, пшеницы, сои, арахиса, бобовых и некоторых
видов перца. Механизм токсического действия связан с ингибированием ферментов дыхательной цепи в печени, почках, миокарде, а также в подавлении процессов окислительного фосфорилирования.
Циклохлоротин (продуцируется Penicilliumislandicum) —
белое кристаллическое вещество, циклический пептид, содержащий хлор. Биохимические механизмы токсического действия
направлены на нарушение углеводного и белкового обмена.
Цитреовиридин (продуцируется Penicilliumcitreo-viride) —
желтое кристаллическое вещество, выделен из пожелтевшего риса. Обладает нейротоксическими свойствами.
Цитринин (продуцируется Penicilliumcalcinum) — желтое
кристаллическое вещество, также выделен из пожелтевшего риса.
Часто обнаруживается в различных зерновых культурах: пшенице, ячмене, овсе, ржи, а также в кукурузе, арахисе. Незначительные количества цитринина были найдены в хлебобулочных изделиях, мясных продуктах и фруктах. Обладает выраженными
нефротоксическими свойствами.
Эрготины — микотоксины, выделяемые микроскопическим грибом Clavicepspurpurea, который образует темнофиолетовые рожки спорыньи. Поражает в основном колосья ржи,
пшеницы, овса, ячменя и других культурных и дикорастущих
злаков.
Микотоксины спорыньи представлены в основном производными лизергиновой кислоты — эрготамином, эргозином, эргосекалином и др.
Токсические вещества спорыньи довольно устойчивы к
нагреванию и сохраняют токсичность после выпечки хлеба.
Заболевание эрготизмом выражается в гангренозном
поражении конечностей («антонов огонь») или приступами судорог при конвульсивной форме заболевания («злая корча»).
88
Конвульсивная форма является наиболее тяжелой и сопровождается тяжелыми психическими расстройствами. Заболевание
наступает через несколько дней или две-три недели в результате
повторного употребления мучных изделий и хлеба, содержащих
эрготоксины.
В начале заболевания отмечаются тошнота, рвота, понос,
затем появляются судороги и припадки.
Профилактика эрготизма осуществляется путем тщательной проверки зерна и муки (содержание спорыньи не должно
быть более 0,05%) и очистки посевного и продовольственного
зерна от спорыньи.
Современные методы обнаружения и определения содержания микотоксинов в пищевых продуктах и кормах включают
скрининг-методы, количественные аналитические и биологические методы.
Скрининг-методы отличаются быстротой и удобны для
проведения серийных анализов, позволяют быстро и надежно
разделять загрязненные и незагрязненные образцы. К ним относятся такие широко распространенные методы, как методы тонкослойной хроматографии для одновременного определения до
30 различных микотоксинов, флуоресцентный метод определения
зерна, загрязненного афлотоксинами, и некоторые другие.
Количественные аналитические методы определения ми-
котоксинов представлены химическими, радиоиммунологическими и иммуноферментными методами.
Биологические методы обычно не отличаются высокой
специфичностью и чувствительностью и применяются главным
образом в тех случаях, когда отсутствуют химические методы
выявления микотоксинов или в дополнение к ним в качестве подтверждающих тестов. В качестве тест-объектов используются
различные микроорганизмы, куриные эмбрионы, различные лабораторные животные, культуры клеток и тканей.
В настоящее время вопросы контроля за загрязнением продовольственного сырья, пищевых продуктов и кормов микотоксинами решаются не только в рамках определенных государств,
но и на международном уровне, под эгидой ВОЗ и ФАО.
В системе организации контроля за загрязнением продовольственного сырья и пищевых продуктов можно выделить два
89
уровня: инспектирование и мониторинг, которые включают регулярные количественные анализы продовольственного сырья и
пищевых продуктов.
Мониторинг позволяет установить уровень загрязнения,
оценить степень реальной нагрузки и опасности, выявить пищевые продукты, являющиеся наиболее благоприятным субстратом
для микроскопических грибов — продуцентов микотоксинов, а
также подтвердить эффективность проводимых мероприятий по
снижению загрязнения микотоксинами. Особое значение имеет
контроль за загрязнением микотоксинами при характеристике
качества сырья и продуктов, импортируемых из других стран.
В Российской Федерации приняты следующие ПДК микотоксинов в пищевых продуктах (табл. 4.3).
Согласно требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых
продуктов» в продовольственном сырье и пищевых продуктах
растительного происхождения контролируется содержание микотоксинов — афлатоксина В1, дезоксиниваленола (вомитоксина),
зеараленона, Т-2 токсина, патулина, в молоке и молочных продуктах — афлатоксина М1. Приоритетными загрязнителями являются: для зерновых продуктов — дезоксиниваленол; для орехов и семян масличных — афлатоксин В1; для продуктов переработки фруктов и овощей — патулин. Содержание охратоксина А
контролируется в продовольственном зерне и мукомольнокрупяных изделиях. Не допускается присутствие микотоксинов в
продуктах детского и диетического питания.
90
Таблица 4.3
Продукты
Афлатоксин
В
1
Афлатоксин
М1
Патулин
Зеараленон
Молоко
и молочные
продукты
Не допуска-
ется
0,0005
0,0005
Не норми-
руется
Мясо и мясо-
продукты
0,005
Не норми-
руется
Не норми-
руется
Не норми-
руется
Зерновые,
крупяные
изделия, мука
0,05
Не норми-
руется
Не норми-
руется
1
Орехи, маслич-
ные, жиры,
масла
0,005
0,005
0,005
1
Кондитерские
изделия
0,005
0,005
0,005
Не норми-
руется
Фруктовые и
овощные соки
и пюре
0,005
0,005
0,05
0,05
Кофе, какао, чай
0,005
0,005
0,005
Не норми-
руется
Продукты дет-
ского питания
Не допускаются
ПДК микотоксинов в продуктах питания (мг/кг)
С целью профилактики алиментарных токсикозов основное
внимание следует уделять зерновым культурам. В связи с этим
необходимо соблюдать следующие меры по предупреждению
загрязнения зерновых культур и зернопродуктов:
1. Своевременная уборка урожая с полей, его правильная
агротехническая обработка и хранение.
2. Санитарно-гигиеническая обработка помещений и емко-
стей для хранения.
3. Закладка на хранение только кондиционного сырья.
4. Определение степени загрязнения сырья и готовых про-
дуктов.
5. Выбор способа технологической обработки в зависимо-
сти от вида и степени загрязнения сырья.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]