Загрязнение продуктов питания микотоксинами

Микотоксины (от греч. poKpi; — гриб и tocikov — яд) — токсичные продукты жизнедеятельности некоторых видов плесневых (микроскопических) грибов. Известно более 250 видов грибов, продуцирующих несколько сотен микотоксинов, многие из которых обладают мутагенными (в том числе канцерогенными) свойствами.

Микотоксины могут загрязнять пищевые продукты и продовольственное сырье, если условия хранения благоприятны для роста грибов (слегка повышенная температура (около 30 °С) и повышенная влажность (около 85%)). Эти токсины характеризуются относительно высокой молекулярной массой и содержат одно или несколько оксигенированных алициклических колец.

Грибами, образующими микотоксины, поражаются в основном растительные продукты: зерновые культуры, кукуруза и другие растения, употребляемые в пищу человеком, а также используемые для подкормки домашних животных. В животных продуктах микотоксины обнаруживаются, пожалуй, только в молоке в случае, когда коровы съедают плесневелые корма. В домашних условиях микотоксины могут появиться в заплесневевших продуктах.

(сырье). Хотя плесень развивается на поверхности, вырабатываемые ею токсины диффундируют в глубь продукта весьма интенсивно, а поскольку они бесцветны, то определить на глаз степень проникновения невозможно. Заплесневелые или вызывающие подозрение по другим причинам продукты не следует использовать ни в коем случае.

Высокая опасность микотоксинов выражается в том, что они обладают токсичным эффектом в чрезвычайно малых количествах и способны весьма интенсивно диффундировать в глубь продукта.

Контроль за содержанием микотоксинов является обязательным при проведении сертификации продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Согласно СанПиН 2.3.2.1078, в продовольственном сырье и пищевых продуктах растительного происхождения контролируется содержание афлатоксина В, дезоксиниваленола (вомитоксина, или ДОН), зеараленона, Т-2 токсина, патулина. При употреблении животными кормов, загрязненных афлагоксином В], с молоком выделяется высокотоксичный афлатоксин М_1? содержание которого контролируется в молоке и молочных продуктах. Приоритетным загрязнителем для зерновых продуктов является дезоксиниваленол; для орехов и семян масличных — афлатоксин В,; для продуктов переработки фруктов и овощей — патулин. В продуктах детского и диетического питания присутствие микотоксинов не допускается.

Афлатоксины (XXXVIII) — это основные загрязнители пищевых продуктов. Афлатоксины являются одними из наиболее опасных микотоксинов, обладающих сильным канцерогенным действием. В эту группу входят более 15 микотоксинов, но наиболее изучены несколько основных представителей, которые обозначают буквами латинского алфавита. Высокой токсичностью обладают четыре основных представителя — афлатоксины Bj, В₂, G] и G₂ (для афлатоксина В] ЛД₅₀ — 7,8 мг/кг, макаки, перорально). Остальные соединения являются производными или метаболидами основной группы (М_ь М₂, В_2а, G_2a, GM, Р, Q, и др.).

Афлатоксины (XXXVIII): а — афлатоксин В, (R = Н), афлатоксин В, (R = Н, положения 8 и 9 гидрированы), афлатоксин М, (R = ОН); б — афлатоксин G_h афлатоксин G₂ (положения 9 и 10 гидрированы) В природных условиях чаще и в наибольших количествах афлатоксины обнаруживаются в арахисе, кукурузе, семенах хлопчатника. Кроме того, в значительных количествах они могут накапливаться в различных орехах, семенах масличных культур, пшенице, ячмене, зернах какао и кофе, а также в кормах для сельскохозяйственных животных. Следует отметить, что токсигенные грибы могут поражать растительные субстраты не только во время хранения, но и в процессе их роста, сбора урожая, транспортирования и переработки.

Следует отметить возможность появления афлатоксинов в продуктах животного происхождения: в молоке, тканях и органах животных, получавших корм, загрязненный афлатоксинами в высоких концентрациях.

В ряде стран Африки и Азии, где наблюдаются острые афлатоксикозы у людей, выявлена прямая корреляция между частотой заболевания населения раком печени и содержанием афлатоксинов в пищевых продуктах. Афлатоксины слабо растворимы в воде, нерастворимы в неполярных растворителях, но легко растворимы в растворителях средней полярности, таких как хлороформ, метанол и диметилсульфоксид. Они достаточно нестабильны в химически чистом виде и чувствительны к воздействию воздуха и света.

Афлатоксины практически не разрушаются при обычной кулинарной обработке контаминированных пищевых продуктов. Снизить содержание афлатоксинов до безопасного уровня позволяет химическая детоксикация кормов аммиаком при повышенном давлении и температуре (США, Франция) или пероксидом водорода (Индия). При этом, однако, теряется часть питательной ценности корма. Перспективна биологическая детоксикация афлатоксинов и других микотоксинов некоторыми видами микроорганизмов.

Т-2 токсин и дезоксиниваленол (ДОН, или вомитоксин) относятся к группе трихотсцсновых микотоксинов, подразделяющихся на 4 типа — А, В, С и D. Токсин Т-2 (XXXIX) является представителем группы А, ДОН (XL) — группы В. ЛД₅₀ для этих микотоксинов (мыши, перорально) варьирует от 6,7 мг/кг (токсин Т-2) до 46 мг/кг (дезоксиниваленол). ДОН подавляет синтез белка, снижает концентрацию иммуноглобулинов в сыворотке крови, может подавлять репродуктивную систему. Особенно опасным является загрязнение кормов для сельскохозяйственных животных. Т-2 токсин распространен менее широко, но более токсичен, чем ДОН.

Т-2 токсин (XXXIX).

Дезоксиваленол (XL).

Эти микотоксины отличаются повсеместным распространением, особенно в странах с умеренным континентальным климатом. Чаще всего они обнаруживаются в зерне кукурузы, пшеницы и ячменя.

Патулин (XLI) — второй часто встречающийся микотоксин, обладающий выраженными канцерогенными и мутагенными свойствами. Впервые выделен в 1943 г. как антибиотик. ЛД₅₀ составляет 17−36 мг/кг (мыши, перорально). Продуценты патулина поражают в основном фрукты и некоторые овощи, вызывая гниение. Патулин (XLI) обнаружен в яблоках, грушах, абрикосах, персиках, вишне, винограде, бананах, клубнике, голубике, бруснике, облепихе, айве, томатах. Наиболее часто патулином поражаются яблоки, где содержание токсина может достигать до 17,5 мг/кг. Следует отметить, что патулин обнаруживают не только в подгнившей части фруктов и овощей, но и в нормальной. Например, в томатах патулин равномерно распределяется по всей ткани. В высоких концентрациях патулин обнаруживается и в продуктах переработки фруктов и овощей: соках, компотах, пюре и джемах. В большинстве развитых стран регламентировано его содержание в яблочном соке.

Патулин (XLI).

К группе зеараленона (XLII) и его производных относят 15 микотоксинов. В качестве природных загрязнителей встречаются только зеараленон и зеараленол. Для зеараленона ЛД₅₀ — 10 000 мг/кг (крысы, перорально). ПДК зеараленона в пищевых продуктах составляет 1 мг/кг. Зеараленон — опасный микотоксин, основным природным субстратом, в котором наиболее часто он обнаруживается, является кукуруза. Грибы рода Fusarium graminearum, продуцирующие зеараленон, часто поражают кукурузу в поле на корню и являются причиной гнили початков и стеблей. Контаминация кукурузы зеараленоном может происходить и при хранении. Высока частота обнаружения зеараленона в комбикормах, а также в пшенице, ячмене и овсе. Среди пищевых продуктов этот токсин был обнаружен в кукурузной муке, хлопьях и кукурузном пиве.

Циклические лактоны Р-резоциловой кислоты (XLII): зеараленон (X = С=0) и а-зеараленол (X = СНОН) Зеараленон обладает выраженным эстрогенным и тератогенным действием и представляет серьезную проблему для животноводства во многих странах, а способность накапливаться в тканях сельскохозяйственных животных делает его потенциально опасным для здоровья человека. Несмотря на это, некоторые производные зеараленона до последнего времени использовались в качестве стимуляторов роста животных и достаточно широко производились промышленностью.

В группу охратоксинов (XLIII) входят охратоксины А, В и С. Наиболее токсичен охратоксин, А (ЛД₅₀ — 3,4 мг/кг, однодневные цыплята, перорально). Другие микотоксины этой группы на порядок менее токсичны. Наиболее часто пищевые продукты загрязняются охратоксином А.

Охратоксины (XLIII): охратоксин A (R = СООН, R' = Cl), охратоксин В (R = СООН, R' = Н), охратоксин С (R = С (0)0С₂Н₅, R' = С1).

Существуют и другие микотоксины, но они встречаются в растительных продуктах значительно реже.

В России приняты санитарно-гигиенические нормативы по содержанию микотоксинов в продуктах питания (табл. 21).

Допустимые уровни содержания микотоксинов в отдельных группах пищевых продуктов

Таблица 21

* В зависимости от вида продукта.

Большое внимание уделяется изысканию способов деконтаминации и детоксикации сырья и пищевых продуктов, загрязненных микотоксинами. С этой целью используют следующие методы:

• 1) механические — отделение загрязненного материала вручную или с помощью электронно-калориметрических сортировщиков;
• 2) физические — термическая обработка, облучение ультрафиолетовой радиацией;
• 3) химические — обработка растворами окислителей, сильных оснований и кислот.

Однако применение механических и физических методов очистки не дает высокого эффекта, химические методы приводят в разрушению не только микотоксинов, но и полезных нутриентов, а также к нарушению их всасывания.