Анализ патулина и других микотоксинов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБОРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ"

Реферат

на тему: "Палунин и другие микотоксины, продуцируемые грибами Penicillium: биологическое действие, загрязнение пищевых продуктов"

Выполнил студент: Гуров П.О.

Группы: 11-ТПМ-4

Преподаватель: Тоншев И.А.

Москва - 2014

Содержание

1. Микотоксины

2. Патулин и некоторые другие микотоксины

3. Методы определения микотоксинов и контроль за загрязнением пищевых продуктов

1. Микотоксины

Микотоксины (от греч. мэкзт, mykes, mukos -- «гриб»; фпойкьн, toxikon -- «яд») -- токсины, низкомолекулярные вторичные метаболиты, продуцируемые микроскопическими плесневыми грибами.

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.

Большинство грибов являются аэробными организмами. Они обнаруживаются почти повсеместно в чрезвычайно малых количествах и, в большинстве своём, являются микроорганизмами. Они потребляют органические вещества, где только позволяют влажность и температура, внутри и вне помещений.

Где позволяют условия, грибы, размножаясь, образуют колонии, повышая концентрацию микотоксинов. Некоторые грибы продуцируют опасные токсины только при определённых уровнях влажности, температуры и содержании кислорода в воздухе.

Наличие микотоксинов в кормах приводит к ухудшению продуктивности, репродуктивности и иммунного состояния животных. Микотоксины отличаются по химическому строению, токсичности и механизму действия. Общим признаком всех микотоксинов является токсичность большей частью для животных. Наиболее часто используется 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 «микотоксикозы» впервые встречается в статье А. Х. Саркисова, опубликованной в 1948 г. В работе Н. А. Грандилевского 1938 года для описания отравления лошадей соломой, пораженной грибом Stachybotrys alternans, был употреблён термин «стахиботриотоксикоз», а в трудах Муратова, Преображенского Н. Г. и Саликова Г. И., опубликованных в 1944 г., отравление сельскохозяйственных животных кормами с примесями спорыньи (Claviceps purpurea) было определено как клавицепсотоксикоз. Термин «микотоксины» 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, контаминированным токсичными метаболитами грибов, а именно алкалоидами спорыньи (Claviceps purpurea), встречаются в средневековых летописях. Природу алкалоидов рожков впервые установили в 1864 г., но к микотоксинам алкалоиды были отнесены значительно позже.

Внимание исследователей к микотоксинам привлекли афлатоксины, открытые при исследовании причины «заболевания Х» -- падежа 100 000 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.

Зеараленон : Х= С=О Зеараленон : X=CHOH

2. Патулин и некоторые другие микотоксины

Микотоксины, продуцируемые микроскопическими грибами рода Penicillium, распространены повсеместно и представляют реальную опасность для здоровья человека. Патущгн особо опасный микотоксин, обладающий канцерогенными и мутагенными свойствами.

Структура и продуценты патулина. По своей химической структуре патулин представляет 4-гид-роксифуропиран. Он имеет один максимум поглощения в ультрафиолетовой области при 276 нм.

Основными продуцентами патулинаявляются микроскопические грибы Penicillium patulum и Penicillium expansu. Но и другие виды этого рода микроскопических грибов, а также Byssochlamys fulva и В. nivea способны синтезировать патулин. Максимальное токсинообразование отмечается при температуре 21--30°С.

Биологическое действие. Биологическое действие патулина проявляется как в виде острых токсикозов, так и в виде ярко выраженных канцерогенных и мутагенных эффектов. Биохимические механизмы действия патулина изучены недостаточно. Предполагают, что патулин блокирует синтез ДН К, РНК и белков, причем блокирование инициации транскрипции осуществляется за счет ингибирования ДНК-зависимой-РНК-полимеразы. Кроме этого, микотоксин активно взаимодействует с SH-группами белков и подавляет активность ти-оловых ферментов.

Загрязнение пищевых продуктов. Продуценты патулина поражают в основном фрукты и некоторые овощи, вызывая их гниение. Патулин обнаружен в яблоках, грушах, абрикосах, перси ках, 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. микотоксин загрязнение пищевой патулин

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 пату-лина 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-продуцента-ми патулина.

Среди микотоксинов, продуцируемых микроскопическими грибами рода Penicillium и представляющих серьезную опасность для здоровья человека, необходимо выделить лютеоскирин, циклохлоротин, цитреови-ридин и цитринин.

Лютеоскирин (продуцент Penicillium islandicum) -- желтое кристаллическое вещество, выделен из долго хранившегося риса, а также пшеницы, сои, арахиса, бобовых и некоторых видов перца. Механизм токсического действия связан с ингибированием ферментовдыхательной цепи (печени, почках, миокарде), а также в подавлении процессов окислительного фосфорилирования.

Циклохлоротин (продуцент Penicillium islandicum) -- белое кристаллическое вещество, циклический пептид, содержащий хлор. Биохимические механизмы токсического действия направлены на нарушение углеводного и белкового обмена и связаны с ингибированием целого ряда ферментов. Кроме этого, токсическое действие циклохлоротина проявляется в нарушении регуляции проницаемости биологических мембран и процессов окислительного фосфорилирования.

Цитреовиридин (продуцент Penicillium citreo-viride) -- желтое кристаллическое вещество, выделен из пожелтевшего риса. Обладает нейро-токсическими свойствами.

Цитринин (продуцент Penicillium citrinum) -- кристаллическое вещество желтого цвета, выделен из пожелтевшего риса. Цитринин часто обнаруживается в различных зерновых культурах: пшенице, ячмене, овсе, ржи, а также в кукурузе и арахисе. Кроме этого, незначительные количества цитринина были найдены в хлебобулочных изделиях, мясных продуктах и фруктах. Обладает выраженными нефротоксически-ми свойствами.

Зеараленон - это микотоксин, продуцируемый видамиFusarium, такими как F. graminearum. Встречается в основном в зерне и зерновых продуктах. Зеараленон не является остро токсичным, но дает нежелательный эстрогенный эффект у млекопитающих. Зеараленон угнетает репродуктивную функцию животных.

Лишь несколько стран ввели рекомендательные ограничения по уровню этого микотоксина в кормах для животных. Тем не менее, содержание зеараленон часто проверяют, чтобы предотвратить потери в животноводстве. Как и во всех тестах на микотоксины, отбор проб является наиболее важным шагом для обеспечения надежных результатов

Охратоксины A, B, и С - это микотоксины, продуцируемые некоторыми видами Aspergillus иPenicilium, такими как А. ochraceus и P. viridicatum.

Охратоксин А - самый распространенный и типичный грибковый токсин этой группы. Охратоксин А можно найти в аграрной продукции - в зерне, кофе, сухофруктах и красном вине. Он считается канцерогенным для человека и вызывает особую озабоченность в связи с тем, что может накапливаться в мясе животных. Т.е. мясо и мясные продукты могут быть загрязнены с этим токсином

Во многих странах мира, а также в Европейском Союзе были введены нормативные ограничения на охратоксин. Очень часто такие регламенты включают подробное описание процедуры отбора проб, поскольку это один из самых важных этапов в обеспечении надежных результатов.

3. Методы определения микотоксинов и контроль за загрязнением пищевых продуктов

Методы определения микотоксинов. 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, какминиколоночный метод определения афлатоксинов, охратоксина А и зеараленона; методы тонкослойной хроматографии (ТСХ-методы) для одновременного определения до 30 различных микотоксинов, флуоресцентный метод определения зерна, загрязненного афлатоксинами, и некоторые другие.

Количественные анали гические методы определения микотоксинов представлены химическими, радиоиммунологическими и иммунофер-ментными методами. Химические методы являются в настоящее время наиболее распространенными и состоят из двух стадий: стадии выделения и стадии количественного определения микотоксинов. Стадия выделения включает экстракцию (отделение микотоксина от субстрата) и очистку (отделение микотоксина от соединений с близкими физико-хи-мическими характеристиками). Окончательное разделение микотоксинов проводится с помощью различных хроматографических методов, таких как газовая (ГХ) и газожидкостная хроматография (ГЖХ), тонкослойная хроматография (ТСХ), высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) и масс-спектрометрия. Количественную оценку содержания микотоксинов проводят путем сравнения интенсивности флуоресценции при ТСХ в ультрафиолетовой области спектра со стандартами. Для подтверждения достоверности полученных результатов применяют различные тесты, основанные на получении производных микотоксинов с иными хроматографическими, колориметрическими или флюорометрическими характеристиками.

Высокочувствительные и высокоспецифичные радиоиммуно-химиче-ские и иммуноферментные методы обнаружения, идентификации и количественного определения микотоксинов находят все более широкое применение и пользуются повышенным вниманием со стороны исследователей. Эти методы основаны на получении антисывороток к конъюгатам микотоксинов с бычьим сывороточным альбумином. Основным преимуществом этих методов является их исключительная чувствительность.

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 используют различные микроорганизмы, куриные эмбрионы, различные лабораторные животные, культуры клеток и тканей.

Контроль за загрязнением микотоксинами. В настоящее время вопросы контроля за загрязнением продовольственного сырья, пищевых продуктов и кормов микотоксинами решаются не только в рамках отдельных 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 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.

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 емкостей для хранения.

3. Закладка на хранение только кондиционного сырья.

4. Определение степени загрязнения сырья и готовых продуктов.

5. Выбор способа технологической обработки в зависимости от вида и степени загрязнения сырья.

Размещено на Allbest.ru