42. Микотоксины.

Микотоксины (от греч. mukes – гриб и toxicon – яд) – токсичные продукты жизнедеятельности микроскопических плесневых грибов, обладающие выраженными токсическими свойствами.

Плесневые грибы – повсеместно распространенные микроорганизмы. Их роль в возникновении порчи при хранении известна точно так же, как и их применение в ферментативных процессах при изготовлении отдельных видов сыров или при микробиологическом синтезе лимонной кислоты и пенициллина. Токсичность заплесневелых пищевых продуктов и кормов известна сравнительно давно.

Распространение микотоксинов в пищевых продуктах зависит от их образования специфическими штаммами грибов и подвержено влиянию таких факторов, как влажность и температура. Таким образом, загрязнение пищевых продуктов может изменяться в зависимости от географических условий, методов производства и хранения, вида продукта. Грибы-продуценты микотоксинов широко распространены в природе и способны развиваться практически на всех продуктах как растительного, так и животного происхождения с образованием токсинов на любом из этапов их производства – в полевых условиях, при уборке, транспортировке, хранении урожая, в процессе кулинарной обработки.

Токсины не удаляются из пищевых продуктов обычными способами кулинарной обработки. Снижения содержания токсинов в продуктах можно добиться правильным хранением урожая, применением устойчивых сортов, пестицидов. Характерно, что семена, в которых концентрируются токсины, отличаются окраской и их можно и нужно отделить.

Микотоксины являются важнейшими вторичными метаболитами микроскопических грибов, которые в течение последних 35–40 лет признаны одними из наиболее вредных для здоровья человека и животных агентов, введены в перечень веществ, регламентированных в пищевых продуктах, кормах и сырье.  Высокая опасность микотоксинов выражается в том, что они обладают токсическим эффектом в чрезвычайно малых количествах и способны весьма интенсивно диффундировать вглубь продукта.

Выделено более 300 микотоксинов, продуцируемых представителями 350 видов микроскопических грибов, однако практическое значение как загрязнители пищевых продуктов имеют лишь около 20. Многие из них обладают мутагенными (в том числе канцерогенными) свойствами. Среди микотоксинов, представляющих опасность для здоровья человека и животных, наиболее распространены афлатоксины (формула I и II), трихотеценовые микотоксины, или трихотецены (III–IV), охратоксины (V), патулин (VI), зеараленон и зеараленол (VII), формулы представителей которых приведены в таблице 3.2.  Большинство микотоксинов – кристаллические вещества (табл. 3.3), термически стабильны, хорошо растворимые в органических растворителях. Микотоксины (за исключением охратоксинов) достаточно устойчивы к действию кислот, разрушаются щелочами с образованием нетоксичных или малотоксичных соединений.

Для многих из микотоксинов установлена структура, изучены свойства и биохимический механизм действия, разработаны методы выделения, идентификации и количественного определения. К их числу относятся афлатоксины, охратоксины, патулин, цитринин, зеараленон, трихотеценовые микотоксины. Учитывая, что микотоксины, помимо общетоксического действия, обладают мутагенными, тератогенными и канцерогенными свойствами, а также существенно влияют на иммунный статус теплокровных, их следует рассматривать как одну из важнейших медицинских проблем.

Потенциальная и реальная опасность микотоксинов значительно усиливается их высокой стабильностью к различным неблагоприятным

Таблица 3.2. – Микотоскины, наиболее распространенные в продуктах питания

воздействиям, как-то: кипячение, обработка минеральными кислотами, щелочами и другими агентами.

Афлатоксины. В эту группу наиболее опасных микотоксинов входят более 15 их представителей, которые продуцируются грибами Aspergillus flavus и Aspergillus раrasiticus. Эти грибы встречаются повсеместно, чем объясняются значительные масштабы загрязнения ими пищевых продуктов и кормов. Размножение грибов Aspergillus связано с определенным  набором условий: высокий уровень углеводов, низкое содержание протеинов, наличие ионов металлов, таких как, Cd²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Zn²⁺. Особое значение имеет цинк, потому, что он интенсивно потребляется при синтезе афлатоксинов. На развитие грибов, продуцирующих афлатоксины, влияют влажность продукта и воздуха, температура воздуха, освещенность, рН. Оптимальной температурой для образования токсинов является температура 27–30ºС, хотя синтез афлатоксинов возможен и при более низкой (12–13ºС) или при более высокой (40–42ºС) температуре.

Афлатоксины (главным образом токсин В) являются основными загрязнителями пищевых продуктов. Высокой токсичностью обладают афлатоксины В₁, В₂, G₁ и G₂ (для афлатоксина B₁ЛД₅₀ = 7,8 мг/кг (макаки, перорально)). Афлатоксины или их активные метаболиты действуют практически на все компоненты клеток. Афлатоксины нарушают проницаемость плазмотических мембран. Токсичное действие обусловлено их взаимодействием с нуклеофильными участками ДНК, РНК и белков. Биологическая активность афлатоксинов проявляется как в виде острого токсического эффекта, так и отдаленных последствий – канцерогенного, мутагенного и тератогенного эффектов. Острое токсическое действие афлатоксинов связано с тем, что они являются одними из наиболее сильных гепатропных ядов, органом-мишенью которых является печень. Особенно опасны афлатоксины для детей, поскольку резко угнетают их рост, физическое и умственное развитие, снижают устойчивость к инфекционным заболеваниям. Понемногу накапливаясь в организме, афлатоксины через десятилетие, два, три могут вызвать рак печени.

Допустимая суточная доза – 0,005–0,01 мкг/кг массы тела.

В естественных условиях афлатоксины загрязняют арахис, кукурузу, некоторые зерновые, бобы какао, семена масличных культур, продукты их переработки. Афлатоксины могут также накапливаться в зернах какао, кофе и ряде других пищевых продуктов, в кормах сельскохозяйственных животных. Загрязнение афлатоксинами является серьезной проблемой для сельскохозяйственной продукции растительного происхождения из стран и регионов с субтропическим климатом. Оптимальные условия для образования афлатоксинов могут также возникать при неправильном хранении сельскохозяйственной продукции, например, при самосогревании зерна. В естественных условиях встречаются 4 афлатоксина: афлатоксины В₁ и В₂и афлатоксины G₁ и G₂. Среди них высокими токсическими свойствами и наиболее широкой распространенностью выделяется афлатоксин В₁. С молоком коров, потребляющих корма, загрязненные афлатоксинами В₁ и В₂, может выделяться до 3% потребленных афлатоксинов в виде соответствующих гидроксилированных метаболитов – афлатоксинов М₁ и М₂. Причем афлатоксин М₁ обнаружен как в цельном, так и в сухом молоке, и даже в молочных продуктах, подвергшихся технологической обработке (пастеризация, стерилизация, приготовление йогутров, творога, сыров).