SAVREMENE TEHNOLOGIJE ČUVANJA

VOĆA I POVRĆA POSLE BERBE

Beograd, 2 – 7. decembar 2019. godine

Mikotoksini u voću i

povrću

Dr Ivana Vico, redovni profesor i

Dr Nataša Duduk, vanredni profesor

Univerzitet u Beogradu - Poljoprivredni fakultet

Sadržaj prezentacije:

Najznačajnije vrste mikotoksina (MT) u voću,

povrću i prerađevinama

Mere zaštite od kontaminacije MT

Toksigene gljive i opasnost od kontaminacije

voća i povrća u Srbiji

Mikotoksini su sekundarni metaboliti gljiva koji su toksični za čoveka i životinje.

Obuhvataju veliku grupu različitih hemijskih jedinjena koja mogu izazvati bolest i smrt ljudi i životinja.

Biotoksini (bakterijski, MT, fikotoksini, biljni)

Bakterijski toksini su proteini velikih molekulskih masa - organizam prepoznaje kao antigene, a mikotoksini su manjih molekulskih masa - organizam sporije reaguje u odbrani.

Šta su mikotoksini?

Mikotoksikoze - „trovanja prirodnim sredstvima“

Simptomi zavise od:

vrste MT, dužine izlaganja, godišta, pola, genetske

osnove, načina ishrane i interakcije sa drugim

jedinjenjima.

Mogu biti:

Akutne = iznenadna pojava i jasni simptomi trovanja

Hronične = posle dugog izlaganja manjim dozama

otrova - razvoj tumora, raka, imunodeficiencije ili

oštećenja bubrega.

Šta izazivaju mikotoksini?

Kontaminacija MT poznata od pre 2 000 godina...

10 pošast u Bibliji – možda trihoteceni

Vatra Sv. Antona, suđenje Salemskim vešticama –

verovatno ergotizam

1000 mrtvih u SSSR– toksična aleukija -T2 toksin

Balkanska endemska nefropatija (1920.- Hrvatska,

Srbija, Rumunija, Bugarska) – ohratoksin A

...ali su tek 1960-tih

bolesti povezane sa

delovanjem MT:

„X“ bolest

= aflatoksin,

kikiriki iz Brazila

Istorijat

1. vrste ili soja gljive (Aspergillus spp.,

Penicillium spp., Fusarium spp., Alternaria spp.)

2. sastava podloge na kojoj se razvija (sveže – suvo voće

i povrće; voće pH 2,5 – 5; povrće pH oko 7 )

3. ekoloških uslova (fizički, hemijski, biološki;

temperatura, vlaga – aw ; opt t i aw za porast gljive

može biti različita od optimuma za sintezu MT)

OD ČEGA ZAVISI POTENCIJAL

GLjIVE DA PROIZVODI

MIKOTOKSIN?

Šta je karakteristično za gljive i

njihove MT?

Jedna gljiva može proizvoditi više različitih MT.

Više različitih gljiva (morfološki, biohemijski, razl.

ekološke niše) može proizvoditi isti MT.

Nisu svi sojevi gljive toksigeni.

Nisu svi sek. metaboliti toksigenih gljiva toksični.

Toksigena gljiva ne mora uvek da sintetiše MT.

Ista gljiva može proizvoditi različite MT u različitim

ekološkim uslovima ili na različitom supstratu.

MT zbog svoje stabilnosti ostaje prisutan u hrani i

onda kad više nema gljive

penitrem A, rokfortin C (P. crustosum), verukozidin, penicilinska

kiselina (P. polonicum), sterigmatocistin (Aspergillus spp.),

ciklopiazonska kiselina, citrinin (Penicillium spp.) itd.

Mogu se javiti udruženo (2,3 ili više) sa sinergističkim efektom

Maskirani mikotoksini (konjugati)

Aflatoksini Aspergillus sek. Flavi

Ohratoksini Aspergillus sek. Nigri

Penicillium spp.

Patulin P. expansum

Fuzariotoksini (fumonizini,

trihoteceni, zearalenoni)

Fusarium spp.

Aspergillus sek. Nigri

Alternarijski toksini Alternaria spp.

Najznačajnije vrste mikotoksina u voću,

povrću i prerađevinama

Sintetišu ih samo vrste roda

Aspergillus (20 vrsta), iz 3 sekcije:

Flavi, Nidulantes and

Ochraceorosei.

Prvo izolovan iz kikirikija zaraženog

A. flavus.

4 tipa: B1, B2, G1 i G2;

B tip sintetiše većina

Aspergillus spp.; G tip – A.

parasiticus, A. nomius .

Aflatoksini (AF)

Toksičnost: kancerogen (I grupa, IARC 2012) – u

direktnoj je vezi sa rakom jetre (hepatotoksičan i

hepatokarcinogen). AF B1 je najtoksičniji.

Do kontaminacije AF dolazi u

polјu, ali povolјni uslovi za razvoj

glјive u skladištu povećavaju

kontaminaciju aflatoksinima.

Aflatoksini (AF)

Aflatoksini se mogu naći u

proizvodima poreklom iz

tropskih i suptropskih krajeva

kao što je pamuk, kikiriki,

začini, badem, pistaći, kukuruz,

luk, pirinač, sušeno voće

(grožđe, smokve, kajsije, šlјive,

urme) i povrće (paradajz).

Aflatoksini (AF)

Ohratoksini (OT)

Sintetišu ih glјive iz rodova Aspergillus sekcije Circumdati, Nigri i Flavi i Penicillium (P. verrucosum i P. nordicum).

Ime su dobili po A. ochraceus (sek Circumdati)

Aspergillus sek. Nigri (A. niger, A. welwitschiae, A. carbonarius)

Ohratoksin A je najznačajniji (postoje i drugi: OTB OTC,

Otα i Otβ).

OT fluoresciraju

Ohratoksini (OT)

Toksičnost (2b, IARC 1993 ) nefrotoksičan–

balkanska endemska nefropatija, genotoksičan,

imunosupresivan, teratogen

Do kontaminacije dolazi u polјu (Aspergillus sek.

Nigri) i skladištu (Aspergillus i Penicillium)

Uslovi čuvanja mogu da povećavaju kontaminaciju

ohratoksinima.

2a

A. ochraceus : kontaminira žita,

začine, kafu, kakao, trešnje,

jagode, breskve, pivo i vino

Gljive iz sekcije Nigri: A. niger i A.

carbonarius su najznačajniji

patogeni grožđa i kontaminiraju

vino i dr. proizvode od grožđa.

A. welwitschiae postžetveni

patogen i najznačajniji producent

ohratoksina na luku;

Ohratoksini (OT)

Sekundarni metabolit glјive P.

expansum, i drugih Penicillium sp.

prouzrokovača propadanja (plave

plesnivosti) plodova u toku

čuvanja.

patulin proizvode i vrste iz rodova

Aspergillus i Paecilomyces.

Patulin (PAT)

Patulin je mutagen i ima imunotoksični efekat;

toksičan za mnoge organizme - protozoe, viruse,

gljive i sisare (IARC 3, 1987)

Stabilan je pri niskim pH vrednostima, otporan na

visoke temperature, ne razgrađuje se na

temperaturi pasterizacije od 90°C.

Do kontaminacije najčešće dolazi posle berbe

Patulin (PAT)

Patulin je najveći problem i najčešće se

nalazi se u svežem voću: jabukama, kruškama,

breskvama, kajsijama, grožđu,

i proizvodima od voća:

sok od jabuke

i povrću: paradajz, luk

i prerađevinama od

paradajza.

Patulin (PAT)

Vrsta Mikotoksin Kont

amin

acija

Delovanje

MT

F. verticillioides

(sin. F. moniliforme)

i F. proliferatum.

Fumonizini

žita hepatotoksične,nefrotoksične i

neurotoksične efekte, rak

jednjaka (IARC 2b,1993)

F. sporotrichioides,

F. equiseti, F.

culmorum, F. poae,

F. graminearum,

F. sambucinum itd.

Trihoteceni :

T-2 toksin

deoksinivalenol

(DON),

nivalenol (NIV),

itd.

žita Inhibitori sinteze proteina;

povraćanje, odbijanje

hrane, dijareju, neurološke

promene, iritaciju

kože, hemoragije i poteškoće u

razmnožavanju. (IARC 3, 1993)

F. graminearum, F.

equiseti, F.

culmorum

Zearalenoni

(nesteroidni

estrogeni)

žita Estrogeni

sindromi (IARC 3,1993)

• 35 od 61opisanih Fusarium vrsta

biosintetišu 137 mikotoksina

Fuzarijumski toksini

Fusarium spp.

(Duduk et al., 2015)

Vrsta Krug domaćina Mikotoksini Delovanje MT

A. alternata Plodovi i prerađevine

od: paradajza, paprike,

plavog patlidžana,

jabuke, banane,

mandarine, dinje,

maline, žita,

masline, semenke

suncokreta i ulјane

repice, sok od groždja,

crveno vino.

Tenuazonska

kiselina (TEN),

Alternariol (AOH),

Alternariol-

monometil etar

(AME),

Altenuen (AE),

Altertoksin I, II i III

Teratogeno

Fetotoksično

Mutageno

(10 x niže od

aflatoksina)

A. tenuissima Alternariol (AOH)

Alternariol-

monometil etar

(AME),

Tenuazonska

kiselina (TEN),

Alternarijski toksini

Do kontaminacije dolazi i u toku

vegetacije i u toku skladištenja.

(Pravilnik o količinama pesticida, metala i metaloida ...

Pravilnici za Bezbednost hrane (“Sl. list SRJ”, br. 5/92,

11/92 – ispr. i 32/2002 i “Sl. glasnik RS”, br. 25/2010 –

dr. pravilnik i 28/2011 – dr. Pravilnik)

Aflatoksine (B1 + G1) ne smeju sadržavati:1) pšenica, kukuruz, pirinač,

ječam,ostala žita –više od 5 µg/kg; 2) brašna od žita – više od 3 µg/kg;

3) pasulј, grašak, sočivo – više od 5 µg/kg; 4) lešnik, orah, badem,

brašno od kokosa – više od 3 µg/kg; 5) pržena kafa, kakaovac, kikiriki –

više od 5 µg/kg; 6) čajevi – više od 5 µg/kg; 7) začini – više od 30 µg/kg;

8) meso i proizvodi od mesa – više od 0,5 µg/kg; mleko i mlečni

proizvodi (M1 i B1) – više od 0,5 µg/kg

Namirnice od tač. 1 do 8 ovog člana, kao i mleko i proizvodi od mleka,

ne smeju sadržavati ohratoksina više od 10 µg/kg.

sok od jabuka ne sme sadržavati patulina više od 50 µ/kg

Žitarice ne smeju sadržavati zearalenona više od 1 µ/kg.

Zakonska regulativa

Mere zaštite

1. Prevencija kontaminacije toksigenim glјivama

u toku vegetacije, u toku berbe i posle berbe

Dobra polјoprivredna praksa

Gajenje otpornih sorti prema abiotskim i biotskim

stresovima, balansirana primena đubriva, primena

insekticida, fungicida i bioloških sredstava za z.b.,

navodnjavanje, berba u odgovarajućoj zrelosti za

čuvanje i minimiziranje povređivanja u toku berbe.

Dobra praksa skladištenja

Minimizacija povreda pri manipulaciji, kontrola

temperature i vlage, higijena skladišnog prostora i

opreme, suzbijanje MO i štetočina i čuvanje u

najnepovoljnijim uslovima za razvoj patogena.

2. Detekcija i identifikacija

toksigenih gljiva:

Simptomi i znaci prisustva

patogena

Morfološke odlike

Serološki

Molekularno

Mere zaštite

Alternaria alternata

3. Utvrđivanje prisustva mikotoksina

MT ispolјavaju toksičnost u veoma niskim

konc. - za otkrivanje neophodne osetlјive i

pouzdane metode:

serološke metode (ELISA),

hromatografija (tečna LC,TLC, HPLC, gasna

GC, gasno tečna GLC),

masena spektrometrija (MS)

ili kombinovano (LC-MS/MS).

Mere zaštite

Mere zaštite

5. Dekontaminacija

Mehanički (odstranjivanje kontaminiranih plodova ručno ili mašinski), fizički (zračenje) ili hemijski (organski rastvarači)

6. Deaktivacija

Biološke metode (biotransformacija -enzimima kvasaca (Trichosporon mycotoxinvorans) ili bakterija (Eubacterium BBSH797).

Adsorpcija (kaolin, bentonit, organske gline)

7. Eliminacija toksičnih efekata

Inhibitori ciklooksigenaze 2 (COX-2)

Triterpenoidi i izotiocijanati

Fenoli zelenog čaja

Hlorofilin

Kalcijum aluminosilikat (zeolit)

Probiotske bakterije (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium animalis)

U našoj zemlji je utvrđeno prisustvo:

P. expansum i P. crustosum na plodovima jabuke

(Vico et al., 2013; Vico et al., 2014) i

P. polonicum, P. expansum i Aspergillus

welwitschiae na lukovicama crnog luka (Duduk et

al., 2014; Duduk et al., 2017; Vico et al., 2019)

Ukazuje na potencijalni rizik od kontaminacije

hrane mikotoksinima.

Toksigene gljive i opasnost od kontaminacije

voća i povrća u Srbiji

Penicillium expansum

Prouzrokovač jednog od najznačajnih bolesti

plodova jabučastog voća posle berbe.

Prodire kroz rane, ali i prirodne otvore (lenticele,

peteljka ploda i cvetna loža).

Simptomi - svetlosmeđe ugnute pege sa izraženom

granicom između zdravog i zaraženog tkiva.

Zaraženo tkivo se lako odvoja od zdravog

ostavljajući ulegnuća kao „činije”.

U vlažnim uslovima, na površini - masa

plavičasto-zelenih spora.

Plava trulež

Penicillium

expansum

Morfološki varijabilne

Terverticillata k-fore,

može i biverticillata

Stipe glatke

Plavo-zelene kolonije

Narandžasto-braon

eksudat

Osim plodova jabučastog voća u našoj zemlji je

izolovan i iz lukovica crnog luka, a domaćini su mu i

paradajz, avokado, mango, grožđe, lukovice belog

luka, mrkva i kupus.

Manje je prisutan na žitaricama, ali je izolovan sa zrna

kukuruza, ječma, pirinča, pšenice i proizvoda od žitarica.

Može se naći na mesu, proizvodima od mesa, orasima,

pistaćima, kikirikiju, maslinama, pasulju, siru, margarinu,

uljanoj repici, sušenoj ribi i pecivu sa suvim voćem.

P. expansum se takođe može izolovati i iz plavog sira,

voćnog jogurta, voćnog želea, pirea i soka od jabuka (Pitt i

Hocking, 2009).

Penicillium expansum

Plava trulež

Penicillium expansum

Raste na niskim temperaturama (do -2, po nekim autorima i do -6oC)

Optimalna RH vazduha 82-95%, min za sporulaciju 85% (raste i pri nižim RH)

Toleriše različite pH sredine (kako kisele tako i alkalne)

Mala potreba za O2 (nesmetano rastu pri O2 manjoj od 2,1%)

Do 15% CO2 pospešuje porast (više deluju inhibitorno)

Uslovi u skladištu pogoduju porastu i razvoju P. expansum

P. expansum - mikotoksini

Patulin (citotoksičan, nefrotoksičan, kancerogen)

Citrinin (nefrotoksični)

Penicilinsku kiselinu (kancerogen)

Ciklopiazonsku kiselinu (neurotoksičan, naši izolati -)

Hetoglobosini (citotoksični)

komunensin A i B, (citotoksični)

Rokfortin C (neurotoksični)

Ekspansolide

spore mogu izazvati alergije i astme kod ljudi

proizvodi isparljiva jedinjenja - olfaktorne

smetnje kod ljudi, od kojih je geosmin - karakterističan

miris gljive

• Krug domaćina: plodovi

voća (jabuka, kruška,

citrusi), kukuruz, orah,

kesten, žitarice,

prehrambeni proizvodi

životinjskog porekla itd.

• Plavo-zelene kolonije

krastaste (crustosum)

• Postžetveni patogen

skladišta

• T -2 do 30oC (opt 25oC),

pH 2,2-9

Penicillium crustosum

Virulentnost na plodovima jabuke

P. expansum P. crustosum

Penicillium crustosum

mikotoksini

Penitrem A (jak neurotoksin) –

svi izolati ga stvaraju u visokoj koncentraciji;

toksičan je za sisare i smatra se da izaziva simptome

tremora kod ljudi

Roquefortin C

Terestična kiselina (kardiotoksična)

Viridikatoli i dr.

Ciklopiazonska kiselina (naši izolati -)

Svi sojevi (120) stvaraju

(Sonjak et al., 2005)

• Terverticillata konidiofore

• Stipe glatke do fino nazubljene

• Plavo-zelene kolonije

• Providni eksudat (CYA, YES)

Penicillium polonicum

Ekonomske štete u svetu: lukovice crnog luka kod nas (Duduk et al., 2014), a kasnije i u Turskoj (Çakır and Maden, 2015); krtole jama u Koreji (Kim et al., 2008) i plodovi kaktusa u Italiji (Faedda et al., 2015);

Široki krug domaćina: uključujući žitarice, kikiriki, lukove, sušeno, sveže i smrznuto meso, citruse, jabuke, krtole jama i plodove kaktusa, lukovice cveća (Frisvad and Samson, 2004)

Penicillium polonicum

Penicillium polonicum MIKOTOKSINI:

Verukozidin (tremorotoksično dejstvo) 91% izolata P. polonicum (Lund and Frisvad, 1994)

Nefrotoksični glikopeptidi

Ciklopiazonska kiselina (neurotoksin)

Penicilinska kiselina (citotoksično dejstvo)

Patulin

Nefrotoksini koje luči P. polonicum dovode se u vezu sa balkanskom endemskom nefropatijom (Mantle, 2002)

Izolati P. polonicum iz Srbije sintetišu ciklopiazonsku kiselinu

Virulentnost na lukovicama crnog luka

P. polonicum

P. glabrum

P. expansum kontrola

Crna trulež

Crna trulež (black mold, black mold rot) je često oboljenje koje se javlja na lukovicama crnog luka tokom čuvanja (Sumner, 2008; Varga et al., 2012; Gherbawy et al., 2015; Massi et al., 2016)

Sporadično i tokom vegetacije (obično pred vađenje kada su visoke temperature i visoka vlažnost).

Ekonomske štete zabeležene u Indiji, Sudanu, Izraelu, Egiptu, Australiji, Tajvanu i SAD (Sumner, 2008)

Tokom letnjeg čuvanja gubici veći od 60% (veći od 80% u Indiji) - prilikom čuvanja lukovica na visokim temperaturama

Međutim, i u savremenim uslovima čuvanja pojava crne truleži je stalni pratilac lukovica crnog luka, posebno tokom perioda transporta i prodaje.

Crna trulež

Aspergillus sekcija Nigri

• Sadrži 26 vrsta

• Odlikuju se brzim porastom na podlozi

i formiranjem crnih konidija

• Najznačajnije vrste: A. niger, A.

carbonarius, A. tubingensis, A.

luchuensis, A. brasiliensis, A.

welwitschiae (A. awamori)

A. niger je opisan na lukovicama crnog luka kao prouzrokovač crne truleži (Sumner, 2008)

Novija ispitivanja su pokazala prisustvo kriptik vrste u A. niger –A. welwitschiae (Hong et al., 2013)(Aspergillus awamori Perrone et al., 2011)

U Mađarskoj dominanatna vrsta na lukovicama crnog luka je A. welwitschiae (Varga et al., 2012), kao i u Saudijskoj Arabiji (Gherbawy et al., 2015) i Brazilu (Massi et al., 2016)

U Srbiji - A. welwitschiae (Vico et al., 2019)

Crna trulež lukovica crnog luka

A. niger /A. welwitschiae

MIKOTOKSINI U LUKOVICAMA CRNOG LUKA

Retko detektovani u lukovicama crnog luka

Malformin, sekundarni toksični metabolit A. niger (Curtis

et al., 1974).

Fumonizini – A. welwitschiae (relativno niska

koncentracija (ca. 0,3 mg/kg)(Varga et al., 2012)

Ohratoksin A: izolati A. welwitschiae iz crnog luka nisu

stvarali (Varga et al., 2012; Gherbawy et al., 2015), mada

postoje i podaci da oni stvaraju ovaj mikotoksin u luku

(Varga et al., 2015)

Fumonizini

Otkiveni su u izolatima Fusarium verticillioides (Gelderblom et al. 1988)

Hepatotoksičan, nefrotoksičan i neurotoksičan efekat, rak jednjaka

Ohratoksini

• Sintetišu ih glјive iz rodova Aspergillus (sekcije Circumdati, Nigri i Flavi) i Penicillium (P. verrucosum i P. nordicum)

• nefrotoksičan, imunosupresivan, teratogen, kancerogen

• Vezuje se za balkansku endemsku nefropatiju, dansku nefropatiju svinja (Mantle, 2002; Varga et al., 2015)

• Ohratoksin A je najznačajniji (postoje i drugi: OTB OTC, Otα i Otβ).

• Proizvodnja toksina:

Aspergillus: 12-37°C, aw 0,80;

Penicillium: 4- 31°C.

Fumonizini i ohratoksini -

grupa 2B po IARC

(potencijalno karcinogeni

za ljude; IARC 2012)

Virulentnost na lukovicama crnog luka

Zelena trulež • Aspergillus sekcija Flavi • Sadrži 27 vrsta

• Odlikuju se uni i biseriata konidioforama, konidije su žutozelene do braon i

tamno braon sklerocijama

• Najznačajnije vrste: A. flavus, A. parasiticus, A. oryzae i A. sojae

Aspergillus flavus

Aspergillus flavus • A. flavus se može razvijati na skoro svim

vrstama supstrata

•Uslovi koji pogoduju A. niger pogoduju i A.

flavus

• Kod nas je utvrđen sporadično na

lukovicama crnog luka i najčešće u mešanim

infekcijama sa Aspergillus sekcija Nigri

•AFLATOKSINI

Hvala na pažnji!