MYKOTOXINY V POTRAVINÁŘSKÉM A ZEMĚDĚLSKÉM PRŮMYSLU

Mykotoxiny jsou sekundární metabolity, které produkují vláknité houby. Tyto látky představují vážné riziko pro bezpečnost potravin a krmiv, protože jejich přítomnost v zemědělské produkci může mít závažné dopady na zdraví lidí a zvířat. Kontaminace mykotoxiny je ovlivněna celou řadou faktorů, včetně klimatických podmínek, agrotechnických postupů a podmínek skladování. Tato kontaminace může vést nejen k ekonomickým ztrátám, ale především ohrožuje zdraví spotřebitelů i hospodářských zvířat. 

OBSAH:

• Legislativa
• Dopady mykotoxinů na zdraví a produkci
  • Nejvýznamnější mykotoxiny v potravinách a jejich dopad na zdraví
  • MYKOTOXINY V PEKAŘSTVÍ: Tichá hrozba pro kvalitu a bezpečnost výrobků 
  • MYKOTOXINY V KRMIVECH & BIOTRANSFORMACE ZEARALENONU
  • ZEARALENON (ZEA) A JEHO BIOTRANSFORMACE
  • MYKOTOXINY V PIVU
  • MYKOTOXINY V MLÉCE
    
• NAŠE ŘEŠENÍ:  Kvantitativní stanovení mykotoxinů

 Dopady mykotoxinů na zdraví a produkci

Mykotoxiny vykazují širokou škálu toxických účinků, včetně hepatotoxicity, nefrotoxicity, imunotoxicity a karcinogenity. Dlouhodobá expozice nízkými dávkami mykotoxinů může vést například ke snížené imunitní odpovědi, rakovině jater a ledvin. 

 Nejvýznamnější mykotoxiny v potravinách a jejich dopad na zdraví

• AFLATOXINY (AFB1, AFB2, AFG1, AFG2): Produkovány plísněmi rodu Aspergillus, především Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus. Vyskytují se v obilovinách, ořeších, sušeném ovoci a koření. AFB1 je silný karcinogen, teratogen a působí jak hepatotoxicky tak imunotoxicky. Chronická expozice se nazývá aflatoxikóza, která  může způsobit vznik primárního maligního nádoru jater a vést k rozvoji dalších patologií. Zvláštní pozornost je třeba věnovat metabolitu aflatoxinu AFM1, který se může vyskytovat v mléce zvířat konzumujících krmiva kontaminovaná AFB1 (viz níže "Mykotoxiny v mléce").

Obr. 1 Struktura aflatoxinu B1(zdroj z: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov).
Pro podrobnější infromace odkaz na PubChem: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Aflatoxin-B1

Zdroj článku: https://kont.zsf.jcu.cz/pdfs/knt/2012/01/10.pdf

• OCHRATOXINY: Jsou produkované plísněmi rodu Penicillium a Aspergillus. Vyskytují se v obilovinách, kávě, víně a hroznové šťávě, avšak správným procesem sušení a skladování se výrazně může eliminovat jeho tvorba. Nejvíce nebezpečný je ochratoxin A, který podporuje oxidační poškození DNA v játrech a ledvinách.
  
  

Obr. 2 Struktura Ochratoxinu A (zdroj z: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)
Pro podrobnější infromace odkaz na PubChem: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/442530#section=2D-Structure

Zdroje: Simarro Doorten AY, Bull S, van der Doelen MA, Fink-Gremmels J: Metabolism-mediated cytotoxicity of ochratoxin A. Toxicol In Vitro. 2004 Jun;18(3):271-7.

Kamp, H.G.; Eisenbrand, G.; Janzowski, C.; Kiossev, J.; Latendresse, J.R.; Schlatter, J.; Turesky, R.J. Ochratoxin A induces oxidative DNA damage in liver and kidney after oral dosing to rats. Mol. Nutr. Food Res. 2005, 49, 1160–1167.

• DON (Deoxynivalenol): Mykotoxin produkovaný především plísněmi rodu Fusarium, je jedním z nejčastěji se vyskytujících a monitorovaných mykotoxinů v potravinách a krmivech. Jeho přítomnost je významná zejména v obilovinách, s častým výskytem v pšenici a kukuřici.
  
  Chronická toxicita a přítomnost ve výživě může u člověka i zvířat dlouhodobě ovlivňovat zdraví.

Obr. 3 Struktura deoxynivalenolu (zdroj u:https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)

Obr. 4 Fusarium graminearum na bramborovém dextrózovém agaru (PDA) a makrokonidie (obrázek převzat z článku “Survey of the main causal agents of Fusarium head blight of durum wheat around Bologna, northern Italy”; DOI:10.14601/Phytopathol_Mediterr-3442) 

Zdroj: Sobrova P, Adam V, Vasatkova A, Beklova M, Zeman L, Kizek R. Deoxynivalenol and its toxicity. Interdiscip Toxicol. 2010 Sep;3(3):94-9. doi: 10.2478/v10102-010-0019-x. PMID: 21217881; PMCID: PMC2984136.

• ZEARALENON (ZEA): Mykotoxin rovněž produkovaný plísněmi rodu Fusarium, vykazuje podobný výskyt jako deoxynivalenol (DON). Jeho estrogenní aktivita, která může způsobovat závažné poruchy reprodukce, představuje významnou obavu, zejména v krmivářství. ZEA se vyskytuje především v kukuřici a dalších obilovinách. Biotransformace zearalenonu je podrobněji popsána níže v textu.
  
  

Obr. 5 Struktura Zearalenonu (zdroj: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)

• FUMONISINY (FB1, FB2, FB3): Produkovány plísněmi Fusarium verticillioides a Fusarium proliferatum. Vyskytují se v kukuřici. Fumonisiny jsou hepatotoxické a neurotoxické.

Pro minimalizaci rizik mykotoxinů v potravinářství a zemědělství je klíčové monitorování jejich koncentrací napříč produkčním řetězcem, včetně preventivních opatření a systémů řízení rizik (HACCP). Pro rychlé a spolehlivé stanovení mykotoxinů nabízíme čtečku Charm EZ-M Reader, která umožňuje efektivní kvantifikaci v různých matricích.

 MYKOTOXINY V PEKAŘSTVÍ: Tichá hrozba pro kvalitu a bezpečnost výrobků 

V pekařství mohou mykotoxiny představovat významné riziko pro kvalitu a bezpečnost finálních produktů. Pekařské výrobky, jako je chléb, pečivo, sušenky nebo koláče, mohou být kontaminovány mykotoxiny v důsledku použití kontaminovaných vstupních surovin, zejména obilovin, jako je pšenice, kukuřice nebo žito.

Obr. 6 Experimentální naočkování pěti druhů chleba pěti druhy plísní. Obrázek převzat z článku Ollinger et al, 2024)

Pokud byste se chtěli dozvědět více, odkazujeme na velice zajímavý článek: "Mycotoxin contamination in moldy slices of bread is mostly limited to the immediate vicinity of the visible infestation" by Ollinger et al; 2024. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590157524004516#f0005

Je klíčové implementovat důsledný systém kontroly kvality vstupních surovin. Tento systém by měl zahrnovat: hodnocení dodavatelů vizuální kontrolu správný odběr vzorků a správně provedená analýza

 MYKOTOXINY V KRMIVECH & BIOTRANSFORMACE ZEARALENONU

Studie dokazují, že mykotoxiny v krmivu hospodářských zvířat má negativní vliv na jejich zdraví a potenciální nebezpečí pro člověka skrze kontaminované maso, mléko či vejce. U těchto zvířat se objevují neoplatické (abnormální růst buněk), estrogenní a imunosupresivní účinky. Pokud takový stav přetrvává, následky se projevují snížením hmotnosti, poruchami reprodukce či zvýšeným rozvojem onemocnění. 

Ale jak tedy zabránit kontaminaci krmiva mykotoxiny? Opět je důležité mít komplexní strategii pro minimalizaci rizika, které zahrnuje následující body, jejichž zavedením lze významně snížit riziko kontaminace krmiv mykotoxiny a zajistit bezpečnost zvířat i lidského zdraví: 

Kontrolu vstupních surovin, výběr dodavatelů a odběr reprezentativních vzorků při každé dodávce. Klást důraz na správné provedení laboratorních analýz. Vhodné skladování obilovin či  krmiv v suchých, chladných a dobře větraných prostorách. Monitoring teploty a vlhkosti skladovacích prostor. Kontrola výskytu mykotoxinu v průběhu vegetativního období a žní, průběžná vizuální kontrola komodit Systém HACCP pro identifikaci a řízení rizik kontaminace mykotoxiny v celém výrobním procesu. Stanovení kritických kontrolních bodů (CCP) a monitorování jejich dodržování. Zavedení nápravných opatření v případě překročení limitů.

 ZEARALENON (ZEA) A JEHO BIOTRANSFORMACE

Problematika absorpce a detoxikace zearalenonu je podrobněji znázorněna na obrázku 7. V levém rohu obrázku jsou uvedeny chemické transformace ZEA na různé metabolity v organismu. Po požití zvířetem se zearalenon a jeho modifikované formy absorbují ve střevě (klky tenkého střeva) a jsou transportovány do krevního řečiště. Krví se dostávají do jater, která jsou klíčovým orgánem pro metabolismus a detoxikaci zearalenonu.

Vylučování probíhá fekální exkrecí (enterohepatální cirkulací = cirkulace mezi játry a střevem přechází ZEA opět do střeva) či filtrací přes ledviny močí. Z výzkumů vyplývá, že metabolity ZEA se mohou koncentrovat v různých tkáních i orgánech - a to především v játrech a ledvinách. 

Jak s tím ale souvisí jeho estrogenní účinek? Jedná se totiž o chemickou strukturní podobnost, která se podobá estrogenům, pohlavním hormonům. Díky této podobnosti se může zearalenon navázat na estrogenové receptory a spustit specifické buněčné reakce. 

Obr. 7  Absorpce a metabolismus Zearalenonu a jeho modifikovaných forem u zvířat.

Obrázek převzat článku “ Zearalenone (ZEN) in Livestock and Poultry: Dose, Toxicokinetics, Toxicity and Estrogenicity” by Liu and Applegate; 2010. https://www.mdpi.com/2072-6651/12/6/377

 MYKOTOXINY V PIVU

Mykotoxiny mohou být detekovány i v pivu, kde se během technologického procesu výroby mohou účastnit chemických a biochemických reakcí.

Odstranění mykotoxinů probíhá nejčastěji skrze ošetření ječmene horkou vodou, ozonizací nebo přidáním kultury obsahující kultury mléčného kvašení během skladování nebo fermentace. 

 MYKOTOXINY V MLÉCE

Největším problémem je aflatoxin M1 (AFM1), metabolit aflatoxinu B1 (AFB1), který se do mléka dostává z krmiv kontaminovaných touto látkou. Úroveň kontaminace mléka AFM1 závisí na koncentraci AFB1 v krmivu, dávce krmiva, a také na metabolismu dané krávy/jiného hospodářského zvířete. 

Aflatoxin B1 (AFB1) je metabolizován především systémem mikrosomálních oxidáz s multifunkční aktivitou v játrech (hepatic microsomal mixed-function oxidase system). Podléhá také dalším metabolickým transformacím, jejichž charakter se může lišit v rámci druhů. Podíl aflatoxinu M1 (AFM1) vylučovaného do mléka se průměrně pohybuje v rozmezí 1–2 %, avšak jeho exkrece je ovlivněna řadou faktorů. AFM1 lze detekovat v mléce v rozmezí 12–24 hodin po požrání AFB1.

AFM1 je karcinogen skupiny 1, což znamená, že je pro člověka prokazatelně karcinogenní. Dlouhodobá expozice i nízkým dávkám AFM1 může zvyšovat riziko vzniku rakoviny jater. Obzvláště ohrožené jsou děti, které konzumují větší množství mléka vzhledem ke své tělesné hmotnosti.

Maximální koncentrace AFM1 nařizuje Nařízení Komise (EU) 2023/915 ze dne 25. dubna 2023 o maximálních limitech některých kontaminujících látek v potravinách a o zrušení nařízení (ES) č. 1881/2006. Pro “Syrové mléko, tepelně ošetřené mléko a mléko pro výrobu mléčných výrobků” byl stanoven limit 0,050 ppb. 

(https://op.europa.eu/cs/publication-detail/-/publication/791311ae-eae0-11ed-a05c-01aa75ed71a1/language-cs)

Obr. 8 Schéma transformace aflatoxinu B1 a jeho toxicita
Zdroj: Z knihy “Aflatoxins: Biochemistry and Molecular Biology” , DOI: 10.5772/896

NAŠE ŘEŠENÍ:  Kvantitativní stanovení mykotoxinů

Charm EZ-M Systém je řešení, které umožní kvantitativní zjištění obsahu mykotoxinů. Vhodné pro skladovatele zrnin, výrobce potravin a krmných směsí. Systém je založen na principu imunoafinitní chromatografie, který poskytuje uživateli:

● rychlé stanovení (v řádech minut)
● spolehlivost měření
● analýzu v laboratorních i provozních podmínkách
● možnost validace procesů
● přehled o kvalitě zboží a produktů.

Máte dotazy? Neváhejte na nás obrátit:

Přidejte se do naší LABO poradny: