Embed Size (px)
Citation preview
1
Mikotoksini su sekundarni proizvodimetabolizma nekih vrsta plesni i gljivica kojinastaju tokom njihovog rasta na različitimsupstratima.
Poznato je više od 100.000 različitih vrstaplesni, od kojih su neke višestruko korisne(prehrambena, farmaceutska industrija), neke niti štete niti koriste čoveku, a neke suveoma štetne i opasne.
Smatra se da oko 200-300 različitih vrstaplesni stvaraju mikotoksine.
MIKOTOKSINI
Slučajevi masovnih trovanja izazvani mikotoksinimaergotizam (Claviceps purpurea) alkaloidi ražane glavicekonvulzivni tip – epidemije zabeležene od XVI-XX vekagangrenozni tip - od Srednjeg veka do XIX veka bolest zvali “vatra Sv. Antuna”- krajem XIX veka u japanu je zabeležena pojava oboljenja
“kardijalni beri-beri” koje je prouzrokovano konzumi ranjem požutelog pirinča napadnutog Penicillium plesnima
Alimentarna Toksična Aleukija u Rusiji 1913. i 1942-194710% populacije zahvaćeno trovanjem koje je izazvala upotreba prosa
i pšenice koji su prezimili na poljima i bili kontaminirani Fusariumplesnima; plesan se razvijala i na -10oC, a toksini nisu mogli biti uništeni kuvanjem; bolest dovodila do smanjenja leukocita
Scabby Weat Toxicosis u Kini, 35 epidemija izmeñu 1961 i 1985kod radnika koji su obrañivali velika polja zasañena celerom
zapaženi česti slučajevi upale kože – uzrok je ksantotoksin iz plesni Sclerotinia sclerotiorum
2
Pšenica, je čam, kikiriki
P. citrinumCitrinin
Kukuruz, pasulj, voće
P. clavatus, P. patulensPatulin
Kukuruz, je čamF. roseum, F. nivaleTrihotecen
Kukuruz, še ćerna trska, kikiriki
Fusarium roseum, F. nivale, F. moniliforme, F. oxysporium
Zearalenon
Pšenica, pirina č, kikiriki
A. versicolor, A. flavus, A. ruber, P. luteum
Sterigmatocistin
Pšenica, zob, pirina č, kikiriki
Penicillium ohraceusP. veridicatumP. cyclopium
Ohratoksin
Kukuruz, kikiriki, pamukovo seme, mleko, meso
Aspergilus flavusA. parasiticus
Aflatoksini
NamirniceVrsta plesniMikotoksin
Plesni ispuštaju mikotoksine preko micelijuma i on vrlo brzo može da difunduje u dublje slojeve namirnica i da ih kontaminira25% svetske proizvodnje biljnih useva je kontaminirano (WHO, 1985)
Mikotoksini značajni za čoveka:
�Toksični�Široko rašireni ( primer P. Citreonigrum koji je skoro iskorenjen)�Poreklom iz plesni koje rastu na hrani (primer tremorogenogP. Simplicissimus)�Plesni se razvijaju pod uobičajenim uslovima (primer P. Crustosum koja traži samo visoku aktivnost vode)
3
Mesta pojavljivanja toksogenih plesni
Penicillium spp., Aspergilus spp ., Fusarium spp .
Tokom skladištenja
F. sporotrichioides, Cladosporium spp ., Trihotecium roseum
Tokom žetve
A. flavus, Claviceps purpurea, F. moniliforme, F. graminearium
Na polju
Vrste plesniMesto
Faktori koji utiču na stvaranje mikotoksina
�genetski�faktori uslova životne sredine�nutritivni faktori�vreme inkubacije
u poljuvremenski uslovibiološki stres biljkekompeticija mikroorganizama i plesnivrsta i broj spora infektivnih plesnivarijacije u okviru biljne vrstevarijacije u okviru vrste plesni
4
Tokom skladištenja i transportaaktivnost vode vlažnost (oko 85% u vazduhu i oko 30% u podlozi)temperatura (oko 25 oC)oštećenost zrna ili plodamešanje sa zaraženim materijalomhemijski faktori kao što su aeracija (nivo kiseonika i
ugljen-dioksida)vrsta žitaricapHprisustvo ili odsustvo specifičnih nutrimenata,
inhibitora i mineralahemijski tretman
Obično su uslovi za stvaranje mikotoksina
stroži nego za razvoj plesni!
Štetno delovanje mikotoksina
ekonomski gubiciuginuće životinjasmanjen prinossmanjena proizvodnja mleka, jajasmanjena otpornost prema infekcijamasmanjen unos hranesmanjena reproduktivna moć
zdravstveni efekti na ljude
5
Primarne toksikoze kod ljudi uglavnom izaziva konzumiranje biljne hrane i mesnih proizvoda na kojima se razvila plesan. Konzumiranje plesnive stočne hrane može dovesti do primarnih toksikoza kod životinja sa razvojem različitih simptoma u zavisnosti od vrste mikotoksina i njegove količine
Mikotoksin, koji doma će životinje unesu u organizam, može biti metabolisan i nakon toga preći u mleko, mišiće i razne druge organe čime i oni postaju kontaminirani i mogu ugroziti ljudsko zdravlje (sekundarne mikotoksikoze).
• hepatotoksično (aflatoksini, sterigmatocistin)
· nefrotoksično (citrinin, ohratoksin)· kardiotoksično (penicilinska kiselina)· neurotoksično (patulin)· estrogeno (zearalenon)· dermotoksično (sporodezmin)· gastrotoksično (skirpeni)
nekrotoksično (trihoteceni)
Podela mikotoksina prema toksičnom delovanju
6
Podela mikotoksina prema hemijskoj strukturi
DON
T-2
Nivalenol
SeskviterpeniTrichothecium spp., Fusarium spp.
Trihoteceni
Fusarium moniliforme, F. roseum
Zearalenon
LaktoniAspergilus ochraceus, Penicilliumviridicatum
Ohratoksin
Aspergilus versicolor,A. nidulans
Sterigmatocistin
Kumarinska strukturaAspergilus flavus, A. parasiticus
Aflatoksin B1, B2, G1, G2, M1, M2
Hemijska strukturaGljivicaMikotoksin
�bolest nije infektivna,�izazvana je hranom i uglavnom sezonskog karaktera,�medikamentozna i antibiotska terapija obolelih je bez efekta,�delovanje mikotoksina može biti akutno, hronično i specifično što zavisi od veličine doze, vrste mikotoksina, dužine izlaganja i otpornosti organizma,�osetljiviji muškarci i mla ñe osobe
Karakteristike mikotoksikoza
razlikovati od mikoza
7
Aflatoksini
luče ih plesni roda Aspergilus flavus i Aspergilus parasiticus
otkriveni su 1960. godine nakon velikog pomora ćurki u Engleskoj (“turkey disease X”)
iz kikirikijevog brašna koje je bilo uzro čnik pomora izolovana je plesan Aspergilus flavus kao kristalna supstanca plave fluorescencije
dobila je naziv A+FLA+TOKSIN B (blue) i G (green)16 različitih mikotoksina slične struktureStvaraju se na polju i tokom skladištenja Najčešće se nalaze u kukuruzu, kikirikiju, pamuku,
pirin ču, pistaćima, bademu, semenkama bundeve, suncokreta i sušenom voću, začinima
rezistentni na aflatoksine : soja, pasulj, kasava, pšenica, ovas, ječam
to su čvrste, kristalne supstance, bezbojne i bledožute, nerastvorne u vodi i polarnim rastvaračima, rastvorne u nepolarnim organskim rastvaračima
termostabilni sufluorescirajupo strukturi pripadaju grupi kumarinskih derivatakumarinski prsten je kondenzovan sa 2
tetrahidrofuranova prstena
8
aflatoksin M1 aflatoksin M2
O
O
OCH3
O O
O
OH
O
O
OCH3
O O
O
OH
aflatoksin B2
O
O
OCH3
O O
O
aflatoksin B1
O
O
OCH3
O O
O
12 3
4
56
7
8910
1112
13
141516
U životinjskim tkivima se metabolišu u hidroksi derivate koji su 10 puta manje toksični
hidroksilirani aflatoksini M1 i M2 su izolovani iz mleka i to su metaboliti nastali u organizmu životinja
Nakon konzumiranja 65 jedinica aflatoksina prisutnih u stočnoj hrani može se očekivati pojava jedne jedinice aflatoksina u mleku
9
O
O
OCH3
O O
O
aflatoksin B1
O
O
OCH3
O O
O
aflatoksin B2
O
O
OCH3
O O
O
OH
O
O
OCH3
O O
O
OH
aflatoksin M1 aflatoksin M2
O
O O
OCH3
O O
O O
O O
OCH3
O O
Oaflatoksin G1 aflatoksin G2
(6a,R-cis)-2,3,6a,9a-tetrahidro-4-metoksiciklopenta[c]furo[3', 2':4,5]furo[2,3-h][1]benzopiran-1,11-dion
(6a,R-cis)-2,3,6a,8,9,9a-heksahidro-4-metoksiciklopenta[c]furo[3', 2':4,5]furo[2,3-h][1]benzopiran-1,11-dion
2,3,6a,9a-tetrahidro-9a-hidroksi-4-metoksiciklopenta[c]furo[3', 2':4,5]furo[2,3-h][1]benzopiran-1,11-dion
2,3,6a,8,9,9a-heksahidro-9a-hidroksi-4-metoksiciklopenta[c]furo[3', 2':4,5]furo[2,3-h][1]benzopiran-1,11-dion
3,4,7aα,10aα--tetrahidro-5-metoksi-1H,12H-furo[3', 2':4,5]furo[2,3-h]pirano[3,4-c][1]benzopiran-1,12-dion
3,4,7aα,9,10,10aα--heksahidro-5-metoksi-1H,12H-furo[3', 2':4,5]furo[2,3-h]pirano[3,4-c][1]benzopiran-1,12-dion
nakon unošenja aflatoksina B1 i B2 iz plesnive biljne hranemogu se naći u jajima i tkivima životinja
postoji i aflatoksin P1 koji predstavlja hidroksilir aniderivat aflatoksina B2 sa OH grupom na položaju 8
aflatoksini B i G se nalaze u namirnicama biljnog porekla i stočnoj hrani
Izvoriskoro isključivo namirnicekikiriki, kukuruz, pamu čno seme, zob, pšenica, pirinač,
sezam, proizvodi od voña, kakaovac, jezgrasto voće, začini
uvozne namirnice iz tropskog klimatskog područjažitarice iz kišovitih područja ili godina (Rumunija,
Bugarska, Jugoslavija)u namirnicama animalnog porekla uglavnom
hidroksilirani derivati, ali je takoñe moguće naknadno zagañenje tih namirnica plesnima (50-70% plesni koje se razvijaju na ovim namirnicama su sposobne da proizvode mikotoksine) – kobasica, pršuta
10
Metabolizamsva apsorbovana količina se nañe u jetri odakle se 70-80%
izlučuje u žučne kanale u nepromenjenom oblikutoksično delovanje se javlja nakon njihove metaboličke
aktivacije dejstvom mikrozomalnih oksidazaisti mikrozomalni enzimi su uklju čeni u njihovu
detoksikaciju
O O
O
O O
O C H 3 O O
O
O O
O C H 3
O H
B 2 M 2
aktivacija P-450 aktivacija
O O
O
O O
O C H 3 O
R
epoksid
R=H, OH
Toksično delovanje se ispoljava vezivanjem polarnog epoksidaza različite nukleofilne centre – proteine (Schiffove baze) i genetski materijal, čime se prekida njihova normalna fiziološka funkcija
OO
O
OCH3
O O
O
epoksid
OO
O
OCH3
O O
H2N N
N
N
N
OH
DNK, RNK
OO
O
OCH3
O O
PROTEIN
R
R = H, OH
+
11
detoksikacija mikotoksina ide formiranjem polarnih jedinjenja koja se konjuguju sa glukuronskom kiselinom ili prevode u sulfate i izlučuju urinom
preko epoksida:
O O
O
O O
O C H 3 O
O O
O
O O
O C H 3 g lu ta tio n
O O
O
O O
O C H 3
O H
O H
diol O O
O
O O
O C H 3 O H
bez formiranja epoksida:
O O
O
O O
OCH3 O O
O
O
OCH3
OH
O O
O
O O
OH
O O
O
O O
OCH3
OH
O O
O
O O
OCH3
OH
B2
M2
Q2
P2
R2
ukupan toksični efekat zavisi od ravnoteže ova dva antagonsitička procesa
12
Toksični efektiprimarne akutne mikotoksikoze se manifestuju kao upalne
promene na organima za varenjeaflatoksini su hepatotoksični (masna degeneracija jetre,
krvarenje jetre)akutne aflatoksikoze se odlikuju naglim pogoršanjem stanja
organizma,unutrašnjim krvarenjem i smr ćuopisan je veliki broj akutnih trovanja ljudi aflato ksinima
(1974. u Indiji veliki broj ljudi imao simptome žut ice, teška oboljenja jetre, a više stotina ljudi je umrlo; u Maleziji 1990. 40 otrovanih, 13 dece umrlo zbog kontaminiranih knedli)
utiču na metabolizam lipida u jetri delujući na enzime koji učestvuju u njihovoj sintezi i razgradnji
utiču na metabolizam vitamina – smanjuju koncentraciju vitamina A
smanjena količina vitamina D i B2 povećava toksičnostaflatoksina
imaju kancerogeno i mutageno delovanjeaflatoksin B1 je najjačeg mutagenog delovanja i smatra se
jednim od najjačih humanih mutagenateratogen je za eksperimentalne životinje pri čemu dolazi do
malformacije ploda i rañanja mrtvog plodau veoma malim količinama aflatoksin B1 izaziva tumor jetre
kod životinja (oko 10 µg/životinja/dan, dok npr. dimetilnitrozamin izaziva rak u koli čini od 750 µg/životinja/dan)
IARC (1993) je svrstala aflatoksin B1 u grupu 1 , a M1 u grupu 2A
za ostale aflatoksine zaključak je da postoje samo limitirani dokazi o kancerogenom delovanju na humanu populaciju
13
na delovanje aflatoksina i njihovu bioaktivaciju utiču pol, starost, ishrana, prisustvo zaštitnih faktora u organizmu, prisustvo virusa hepatitisa B
za osobe negativne na hepatitis B rizik je sledeći:0.01 slučaj kancera godišnje/100 000 ljudi po 1 ng aflatoksinaB1/kg TM dnevnoza osobe pozitivne na virus hepatitisa B: 0.3 slučaja kancera godišnjeljudi po 1 ng aflatoksina B1/kg TM dnevno
opored slučajnog unošenja hranom postoji opasnost i od profesionalne izloženostiopoljoprivredni i silažni radnici koji dolaze u konta kt sa većim koli činama potencijalno zaraženog biljnog materijslaoanalitičari u toku analize aflatoksina
Aflatoksini u hrani ( µµµµg/kg)
1 – 10
5
trag
0 – 5
-
Brašno
Konditorski proizvodi
Sokovi
Zimska kobasica
Salame
1989
5
1 - 5
trag
Začini
Zimska salama
Razni prehrambeni
proizvodi
1988
-
5 – 10
trag
trag
trag
Dečja hrana
Proizvodi od voća
Začini
Konditorski proizvodi
Hleb
1987
NivoVrsta uzorkaGodina
14
0.5Mleko i mle čni proizvodiAflatoksin M1
0.5Mleko i mle čni proizvodiAflatoksin B 1
535355
300.5
Pšenica, kukuruz, pirina č, ječam i ostala žitaBrašnoPasulj, grašak, so čivoLešnik, orah, badem, brašno od kokosaPržena kafa, kakaovac, kikirikiČajeviZačiniMeso i proizvodi od mesa
Aflatoksin B 1 + G1
µµµµg/kgNamirnicaMikotoksin
MDK za aflatoksine u namirnicama
CH2 CHCOOR
NH-CO O
O
CH3
OH
X
Ohratoksini
ClHClX
-CH2-CH3HHR
OhratoksinC
OhratoksinB
OhratoksinA
Radikal
L-β-fenilalanin i 3,4-dihidro-3-metil-izokumarinpovezani amidnom vezom
proizvodi metabolizma plesni iz rodaAspergillus i Penicilliumprvi put izolovani iz P. ohraceusA. ohraceus – tropski predeliP. verrucosum – umereni predeli
15
za razliku od Aspergillus parasiticus plesni koja je tamnozelena, A. ohraceus je žuto-smeñe boje
i ovi mikotoksini fluorescirajuizolovani su iz žitarica (kukuruz, ovas), pasulja, kikirikija,
kafe, maslina, sira, ribe, svinjetine, mleka u prahu,vina, piva, hleba
većina ohratoksina se stvara tokom skladištenja (4-37 oC)mogu se razvijati u širokom rasponu klimatskih uslova
(Aspergillis samo na 27oC proizvodi ohratoksine, a Penicilliumi na 20oC)
u životinjskim tkivima se čvrsto veže za serum albumine u cirkulaciji, a deponuje se u masnom tkivu te ima dug poluživot (nañeni u većem broju uzoraka humane krvi i u humanom mleku)
Toksičnost:ohratoksini A i C su toksičniji od Bnefrotoksični susimptomi akutne toksikoze kod pacova su: gubitak težine,
nakostrešenost dlake, poliurija, depresija, nefropatija, atrofija i degradacija epitela proksimalnih i distalnih tubulakoje prati proteinurija, glukozurija, izlu čivanje enzima
smatra se da su ohratoksini uključeni u etiologijubalkanske endemske nefropatije (samo u nekom delovimaJugoslavije, Bugarske i Rumunije)
imunosupresor, embriotoksičan, izaziva nekrozu jetrepokazuje reproduktivnu toksičnost i teratogenost:
hidrocefalija i anoftalmijamehanizam delovanja nije objašnjen, smatra se da remeti
sintezu proteinaIARC u grupu 2A (kanadske vlasti procenjuju rizik od
kancera na 10-5 pri PTDI od 1.2-5.7 ng/kg TM dnevno)fenilalanin smanjuje toksičnost
16
Ohratoksini u ljudskoj i stočnoj hrani hrani (ppm) V. Jurić i sar., 2001 i M. Ostojin, 2000
0.06-4.00.06-0.66 0.06-2.0
0.0750.032
0.033-10.0
0.015-0.30.016-0.60.24-1.0
55
814
26
11
4
3
78
11 14
26
16
8
7
Kukuruz
PšenicaJečam
Pšenične klice
Začinske smeše
Suncokretova sačmaSojina sačma
Riblje brašno
Slama
NivoBr. pozitivnih uzoraka
Br. ispitanih uzoraka
Uzorak
FUSARIUM MIKOTOKSINI
veliki broj Fusarium plesni pod pogodnim uslovima mogu da sintetišu mikotoksine
ovu plesan zovu i “bela plesan”, ali može biti obojena (ružičasta, oker, ljubičasta, karmin crvena)
raširena u umerenim klimatskim uslovima, raste nabiljkama, ali i na organskom materijalu u raspadanju
u ekonomskom pogledu su verovatno najinteresantnijivrlo su različitih hemijskih strukturatu spadaju trihoteceni, fumonizini, zerealenon, moniliformin
i fusarna kiselina
17
različitog su delovanja: estrogenog, nekrotičnog, na GIT, hematopoetska tkiva, nervni sistem, imuni sistem, kardiovaskularni sistemDON je manje toksičan od T-2 toksina, ali se češće javlja
OH
OH
O
O
O
HCH3
H
H
6
8
Zerealenon (F-2 toksin)
makrolidne strukturelakton fenol-rezorcinske kiseline
plavo-zeleno fluorescira
spada u mikotoksine sa estrogenim delovanjemproizvod je metabolizmaFusarium roseum i Fusarium
graminearium koji izaziva trulež korena i stabla kukuruzakrajem druge decenije XX stoleća uspostavljena je veza
bolesti svinja i plesnivog kukuruza1962. Stob sa saradnicima je izolovao iz plesnivog
kukuruza Fusarium plesan i metabolit koji je nazvanzerealenon
18
kristalna supstanca, nerastvorna u vodi, a rastvorna u alkoholu, etru, benzolu, hloroformu
može se naći u obliku cis i trans izomera (aktivniji), a poznati su i njegovi derivati 8-hidroksizerealenon, zerealenol i 6-aminozerealenon
većim delom se metaboliše do zearalenola a i b, koji se konjuguju sa glukuronskom kiselinom
zerealenol se u SAD koristi kao anabolik i hemoterapeutik u veterini
pokušaj korišćenja za ublažavanje meopauzalnihteškoća
Toksičnost:estrogeno i anaboličko delovanjeretki podaci o efektima na humanoj populaciji, uglavnom
podaci o trovanju domaćih životinjapovezuju se sa preranim pubertetom i sa kacerom
cerviksa dece u Portorikukod svinja: edem vulve i mlečnih žlezda, ponekad i
atrofija jajanika (hiperestogenizam)posledica je smanjena reproduktivna i oplodna moć
domaćih životinja, abortusiteratogeni efekti : rañaju se mladunci sa zadebljalim
nogama koji brzo uginuveoma je toksičan, dovoljno je 1-5 mg zerealenona u kg
stočne hrane da se jave simptomiprocena unosa u EU 0.02 µg/kg TM
19
Trihoteceni
trihotecenin izolovan iz plesniTrichotecium roseumveliki broj mikotoksina sa tetracikli čnom
seskviterpenoidnom strukturom (oko 150)najpoznatiji T-2 toksin, deoksinivalenol (DON ili
vomitoksin)kukuruz i žitarice, ali i sve druge biljne kulturerazvijaja se i pri nižim temperaturama, oko 10 oCU Holandiji pre 5 godina nañene visoke količine
mikotoksina DON u hrani za bebe
1. tip A: osnovni trihotecen kojiima na C8 H ili OH (R3)2. tip B: na C8 sadrži keto grupuT-2 toksin - ostatak izovalerijanskekiseline na položaju 83. tip C: sadrži makrocikli čniestarski most4. tip D: sadrži epoksidnu grupuizmeñu C7 i C8
tip A
O
R3
H
CH2R5
O
HR1
H
R2
H
OH
CH2R3
O
HR1
H
R2R4
O H
tip B
O
CH2O
O
HH
H
R1
OR
H
tip C
O
CH2OAcCH3
O
HH
H
H
HOAc
OHCH3
O
OT-2 toksin
O
O
H
O
HH
OH CH2OH H
OH
H
deoksinivalenol (DON, vomitoksin)
sadrže cikloheksanski prsten sa dvogubom vezom napoložaju 9, tetrahidropiranski prsten i epoksidnu grupuprema hemijskoj strukturi trihoteceni se dele u nekolikogrupa:
20
Toksičnost:simptomi toksikoza kod životinja: mučnina,
povraćanje, proliv, odbijanje hrane, tahikardija, krvarenje, edemi, nekroze na koži, imunosupresija, destrukcija koštane srži, pad broja leukocita, hemoragije mozga, promene na nervnom tkivu, smanjenje prirasta, plodnosti
stepen toksičnosti zavisi od načina aplikacije, vrsteživotinja (svinje su najosetljivije, dok su goveda manjeosetljiva zbod detoksikujućeg delovanjamikroorganizama rumena), količine i vrste mikotoksina
delovanje svih trihotecena: antibiotsko, fitotoksično, citotoksično, nekrotoksično (koža), inhibicija sintezeproteina
smatra se da je mehanizam delovanja T-2 toksinasledeći:
inhibicija sinteze proteina u ćelijama dovodi do povećanja koncentracije triptofana u krvi, a time i u mozgu; triptofan je prekurzor neurotransmiteraserotonina, a serotonični neuroni su važni medijatoriapetita, mišićne koordinacije i spavanja
kod ljudi je zabeležena masovna toksikoza izazvanatrihotecenima - alimentarna toksična aleukija (ATA)
akababi trovanje u Japanu1913. godine u istočnom Sibiru1932. u zapadnom Sibirubolest nepoznate etiologije nazvana "septična angina"uzrok žitarice prezimele na poljima
21
Tok i razvoj bolesti podeljeni u 4 dela:1. brzo posle unošenja toksina se javljaju svrab u grlu i ustima i
gubitak ukusa; bele naslage u ustima, oštećenost sluzokože, tačkasta krvarenja; opšte trovanje odlikuje klonulost, znojenje, opijenost i nesanica; sve ove pojave nestaju posle nekolikodana
2. leukopenični stadijum - promen u koštanoj srži, smanjenjebroja leukocita i trombocita
3. hemoragični stadijum - posle 2-3 nedelje; ospi na koži, svrab, krvarenje, nekrotoksična angina i visoka temperatura; granulopenija i limfocitoza; teži slučajevi se letalnozavršavaju posle 1-2 nedelje trajanja trećeg stadijuma
4. Ozdravljenjesmatra se da je ATA posledica sinhronog delovanja više toksina
Fumonizini
najčešće se nalaze u kukuruzu i drugim žitaricamasoja i kikiriki su retki supstrati za proizvodnju o vih
mikotoksinaformiraju se najviše na polju, ali mogu i tokom
skladištenjaFusarium moniliforme koja se često nalazi na žitu u
severnoj Americi
OHOH
OHO
O
COOH
O
COOH
COOH
COOHOotkriveni 1987. godineima ih 9 i strukturno
su slični (derivati trikarbonskih kiselina)
22
veoma su stabilni na povišenoj temperaturi i drugim tretmanima
brzo se ekskretuju te se retko javljaju u namirnicama animalnog porekla
manje su toksični od aflatoksina, ali se mogu naći u hrani u večim koncentracijama (do 300 mg/kg)
hepatotoksični su i kancerogeni za mišaza više životinje neurotoksičnismatra se da su značajniji za životinje nego za
ljudebolesti stoke izazvane ovim mikotoksinom su
leukoencefalomalacija kod konja i plućni edem kodsvinja
mehanizam delovanja je preko inhibicije biosintezesfingolipida (inhibiraju ceramid-sintetazu)
verovatno ne deluju sinergistički sa trihotecenima
. Fumonisin B1 in pre-harvest corn from the Midwest, 1995
Povezuju se sa kancerom ezofagusa (povećana incidenca u sev. italiji i Kini)IARC ga svrstala 1993. u grupu 2B
23
NO
OH
Fusarna kiselina
5-butilpikolinska kiselinafitotoksin Fusarium vrste (F. moniliforme)koji deluje sinergistički sa trihotecenimasve Fusarium vrste proizvode fusarnu kiselinu te ona
može služiti kao marker kontaminacije Fusarium plesnimaakutna toksičnost joj je manja u poreñenju sa drugim
Fusarium toksinimasnižava krvni pritisakkao trihoteceni povećava koncentacije triptofana i
serotonina u mozgu, ali drugim mehanizmomtriptofan je u krvi vezan za protein - albumin; u mozak
može da preñe iz krvi samo slobodan; fusarna kiselina se vezuje za ista mesta na albuminu kao i triptofan, čime se njegova konc. u slobodnom obliku povećava, kako u krvi, tako i u mozgu, što dovodi do povećane sinteze serotonina
O
O
OH
HOOC
CH3CH3
CH3
ClCl
CITRININ
derivat oksobenzopiranapratilac ohratoksinaP. citrinum, P. expansum, Aspergillusotkriven u cerealijama, požutelom pirinčuu Japanu, plesnivim žitima u Kanadi, u Danskojžute bojenefrotoksičan je
24
OO
O
O
OH
OCH3
OH
STERIGMATOCISTIN
Aspergillus versicolorpo strukturi sli čan aflatoksinima (zajednički deodifurano-metoksi-benzol)toksičnost mu je 100 puta manja od aflatoksina B1100 g ove plesni može da izluči 1.3 g sterigmatocistina,
te može bitiopasniji od aflatoksinapostoje mišljenja da metabolizmom može da preñe u aflatoksine, te da je potencijalno kancerogen
O
O
O
OH
PATULIN
u početku se mislilo da ima dobra antibiotska svojstvadok mu se nije dokazala toksičnost
nestabilan je, ali se stabilnost povećavapri niskim pH (vo ćni sokovi i do 1 mg/L)toksičan je za mnoge organizme, ali njegovznačaj za ljude još nije do kraja razjašnjen, smatra se
da nije kancerogen
25
O O
OCH3
OHC
CH2
CH3
CCCH3
CH2O
C CH COOHOCH3
Penicilinska kiselina
u rastvoru se nalazi u dva tautomerna oblika (keto-kiselina i hidroksilakton)
male toksičnosti, nije kancerogen
vomitoksin + nivalenol u kukuruzu, pšenici i ječmu
vomitoksin + nivalenol + zearalenon u pšenici,ječmu, raži
T-2 toksin + ohratoksin u pogači semenasuncokreta
aflatoksin + fumonizin + zearalenon u kukuruzu.
Kombinacije mikotoksina u namirnicama
26
aflatoksin + DON - kod živineohratoksin A + T-2 toksin - kod živinecitrinin + ohratoksin A – kod svinja
Efekti kombinacija mikotoksina u namirnicama (1)Aditivni efekat =zbirni efekat je jednak zbirupojedinačnih efekata
aflatoksin + ohratoksin A - kod živineaflatoksin + T-2 toksin - kod živine (čest)DON + zearalenon – kod svinja
Efekti kombinacija mikotoksina u namirnicama (2)Sinergistički efekat =zbirni efekat je veći od zbirapojedinačnih efekata
27
citrinin + ohratoksin A - kod živine
Efekti kombinacija mikotoksina u namirnicama (3)Antagonistički efekat =zbirni efekat je manji od zbirapojedinačnih efekata
Efekti kombinacija mikotoksina u namirnicama (4)
Toksičnodelovanje?
Mikotoksin Aispod MDK
Mikotoksin Bispod MDK
Mikotoksin Cispod MDK
28
Aflatoksini deluju imunosupresorno i na ćelijski (u niskim dozama) i na humoralni imunitet (u visokim dozama)
Trihoteceni primarno deluju na ćelijski imuni odgovor direktnim delovanjem na koštanu srž, limfne žlezde, slezinu, timus
Ohratoksin deluje na ćelijski i humoralni imunitet zato što dovodi do atrofije timusa.
Imunosupresorni efekat opada na sledeći način:
aflatoksini > vomitoksin i T-2 toksin >ohratoksini > fumonizin
Efekat mikotoksina na imuni sistem
Opšte o mikotoksinima25% svetske proizvodnje žitarica je zaraženo poznatim
mikotoksinimanijedan deo sveta nije pošteñen delovanja ovih "tihih
ubica" i njihov negativni uticaj na ljudsko zdravlje i ekonomiju je ogroman
geografska specifičnost i selektivnost:hladniji, umereni klimatski uslovi (Kanada, severni delovi
SAD, veći deo Evrope) - vomitoksin, zerealenon, ohratoksin, T-2 toksin
sever Evrope (Danska i Poljska) - ohratoksinjug i srednja Evropa - fusarium toksinitopla i vlažna područja (Južna Amerika, Azija, Afrika,
Australija) - aflatoksini, a tokom zime mogu se pojaviti i drugi mikotoksini
ove podatke je dobro poznavati zbog adekvatne analitičkeprocene koje mikotoksine u kojoj vrsti namirnica trebatražiti
29
- uklanjanje plesnivih namirnica ili delovanamirnica fizi čkim putem (manuelno, automatski)
- odvajanja zrna koja su oštećena, zahvaćenaplesnima, nedovoljno razvijena
- uklanjanje hemijskim putem (ekstrakcijaorganskim rastvaračima)
- uklanjanje biološkim putem (postoji oko 1000 mikroorganizama koji su sposobni da uništeaflatoksine B1 i G1 ili da ih prevedu u netoksične),
- inaktivacija zra čenjem, - UV zračenje,- termička obrada namirnica.
Metode eliminacije mikotoksina
Kuvanjem na 100 oC u toku 6 sati uništi se svega 10-20 % mikotoksina,
pečenjem 10-17 %, prženjem 40-50 %, autoklaviranje na 120 oC uništi preko 60
% prisutnih mikotoksina
Efekti termi čkog tretmana
30
• nutritivni na čin - mikotoksini nakon resorpcije ulaze u jetru gde se odvija detoksikacija, a u ovom procesu učestvujeglutation čiji molekul čine metionin i cistein; u ciljupoboljšanja detoksikacije mikotoksina predlaže se suplemetacija ishrane domaćih životinja metioninom
• upotreba mineralnih glina - bentonit, zeolit i aluminosilikatne gline su nakon aktiviranja sposobne davezuju/adsorbuju mikotoksine; površinski sloj ovih glina kadse nakvasi vodom privlači polarne atomske grupe u molekulama mikotoksina i zadržava ih; koriste se za smanjenje sadržaja mikotoksina u namirnicama, stočnojhrani, ali i u digestivnom sistemu; nedostatak metode je što se efikasno vezuju samo aflatoksini
Način zaštite domaćih životinja od mikotoksina iz stočne hrane
• korišćenje drugih mikroorganizama - Saccharomycescervisiae (kvasac) 1026 ima sposobnost dain vitro veže i do 90 % aflatoksina; neke gljivice i Acinetobacter calcoaceticusdovode do degradacije aflatoksina i ohratoksina u digestivnomtraktu
• mananooligosaharid, esterifikovan glukomanan dobijen izćelijskog zida kvaščevih gljivica, sposoban je da veže znatnukoličinu mikotoksina u digestivnom traktu životinja.
31
1ŽitariceZearalenon
50Sok od jabukePatulin
10Mleko i mle čni proizvodi i sve namirnice navedene kod aflatoksina B1
Ohratoksin
0.5Mleko i mle čni proizvodiAflatoksin B1
0.5Mleko i mle čni proizvodiAflatoksin M1
535355
300.5
Pšenica, kukuruz, pirinač, ječam i ostalažita
BrašnoPasulj, grašak, sočivoLešnik, orah, badem, brašno od kokosa
Pržena kafa, kakaovac, kikirikiČajeviZačini
Meso i proizvodi od mesa
Aflatoksin B1 + G1
MDKNamirnicaMikotoksin
MDK vrednosti u namirnicama u Srbiji ( µµµµg/kg)
MDK vrednosti u namirnicama u EUEU Commission regulation 1881/2006
200-2000Neprerañeni kukuruz, proizvodi od kukuruza, hrana za bebe i malu decu od kukuruza
Fumonizini
20-200Neprerañena žita, proizvodi od žita, hrana za bebe i malu decu od žita
Zearalenon
200-1750Neprerañena žita, proizvodi od žita, hrana za bebe i malu decu od žita
DON
10-50Voćni sokovi, koncentrati, čvrsti proizvodi od jabuka, hrana za bebe i malu decu
Patulin
0,5-10Neprerañena žita i proizvodi, suvo grožñe i bobice, pržena kafa, instant kafa, vino, sok od grejpfruta, hrana za bebe i decu od žita, dijetetske namirnice za spec. med. namene
Ohratoksin A
µg/kg0,1-15
0,025-0,05
Jezgrasto voće, suvo voće, žita i proizvodi, kukuruz, začini, hrana za bebe i decu od žita, dijetetske namirnice za spec. med. namene
Mleko i mlečni proizvodi, infant formulae, dijetetske namirnice za spec. med. namene
AflatoksiniB1 i zbir B1, B2, G1, G2
M1
rasponNamirniceMikotoksin
32
TDI vrednosti za mikotoksine
5 ng/kg TM (SCF, 1998)Ohratoksin A
1 µg/kg TM (SCF)0,2 µg/kg TM (SCF, 2001)
0,5 µg/kg TM (JECFA, 2000)
0,06 µg/kg TM (SCF, 2001)
Fusarium mikotoksini
DONZearalenon
T2+HT2
1 ng/kg TM (PTDI, Kuiper-Goodman, 1998)
0,2 ng/kg TM (JECFA, 2001)
AflatoksiniB1
M1
TDIMikotoksin
Dnevni unos AFB1(ng AFB1 /kg TM dnevno) iz cerealija u Grčkoj
3.07–6.144.3–6.66.45–10.75Procena unosa za najviše kontaminirane uzorke, pri sadržaju AFB1 od 4.30 ng g−1
0.03–0.070.05–0.100.07–0.12Procena unosa za srednju vrednost sadržaja AFB1 od 0.05 ng g−1
50–10050–10030–50Količina cerealija (g)
705020TM (kg)
OdrasliAdolescentiDecaUzrast
33
ANALITI ČKE METODE ZA ODRE ðIVANJE MIKOTOKSINA
•Tankoslojna hromatografija•Tečna hromatografija•Gasna hromatografija/masena spektroskopija•Imunotehnike (ELISA)
•kvantitativna analiza•kvalitativna analiza (TLC, ELISA)
Interpretacija analiti čkih rezultata
Uzima se u obzir:
•Koncentracija svakog pojedinačnog mikotoksina odreñenog u uzorku•Koncentracija svih mikotoksina slične strukture i sličnog delovanja•Kombinacija efekata
34
Greške koje su česte u analitičkom radu
•nereprezentativni uzorak•ne-validirana analitička metoda•nekvalitetni standardi•izbor metode za ekstrakciju mikotoksina iz uzorka
Reprezentativnost uzorka - preporuke
Preporuke američkog ministarstva poljoprivrede za veličinu minimalnog uzorka žita
~ 1,4 kgVagon
~ 4,5 kgDostavljeni uzorci
~ 4,5 kgBarže
~ 0,9 kgKamion
35
Primer uticaja neadekvatnog uzorka na rezultate (Roamer Labs, 1995)
žito uzorkovano iz kamiona; veliki broj analiza; sadržaj aflatoksina 20 µµµµg/kg
1,0-46,93.0000,45 kg
3,2-38,87.5001,12 kg
8,1-31,915.0002,25 kg
11,6-28,430.0004,5 kg
Varijacije u rezultatima (µg/kg)
Broj zrna žitaVeličina uzorka
