Микотоксины (от греч. μύκης, mykes, mukos — «гриб»; τοξικόν, toxikon — «яд») — токсины, низкомолекулярные вторичные метаболиты, продуцируемые микроскопическими плесневыми грибами. Микотоксины широко распространены в пищевых продуктах и кормах для животных, представляя глобальную проблему для пищевой безопасности и здоровья. Токсигенность – способность организма образовывать вещества, обладающие токсическим действием на другие организмы.
Микотоксины образуются в цепи последовательных ферментных реакций из небольшого числа химически простых промежуточных продуктов основного метаболизма (аминокислоты, ацетат). Основными этапами биосинтеза микотоксинов являются реакции конденсации, алкилирования, галогенизации, окисления-восстановления, которые приводят к образованию разных по структуре предшественников микотоксинов. Рост плесневого гриба на поверхности жидкости
Микотоксины чаще всего синтезируются несовершенными грибами (формальный класс Fungi imperfecti ) родов Fusarium, Aspergillus, Myrothecium, Stachybotrys, Trichoderma, Trichothecium, Penicillium и др. Известно более 250 видов грибов, продуцирующих несколько сотен микотоксинов, многие из которых обладают мутагенными (в том числе канцерогенными) свойствами. Penicillium Aspergillus
Большинство грибов являются аэробными организмами (то есть использующими кислород для дыхания). Они обнаруживаются почти повсеместно в чрезвычайно малых количествах и, в большинстве своём, являются микроорганизмами. Они потребляют органические вещества, где только позволяют влажность и температура, внутри и вне помещений. Где позволяют условия, грибы, размножаясь, образуют колонии, повышая концентрацию микотоксинов. Некоторые грибы продуцируют опасные токсины только при определённых уровнях влажности, температуры и содержании кислорода в воздухе.
Наличие микотоксинов в кормах приводит к ухудшению продуктивности, репродуктивности и иммунного состояния животных. Микотоксины отличаются по химическому строению, токсичности и механизму действия. Общим признаком всех микотоксинов является токсичность большей частью для животных. Наиболее часто используется классификация микотоксинов по молекулярному строению, согласно которой различают афлатоксины, трихотеценовые микотоксины, охратоксины, фумонизин, зеараленон и его производные, монилиформин, фузарохроманон, алкалоиды спорыньи, циклопиазоновую кислоту, патулин, цитринин и т. п
Термин « микотоксикозы » впервые встречается в статье А. Х. Саркисова, опубликованной в 1948 г. В работе Н. А. Грандилевского 1938 года для описания отравления лошадей соломой, пораженной грибом Stachybotrys alternans, был употреблён термин «стахиботриотоксикоз», а в трудах Муратова, Преображенского Н. Г. и Саликова Г. И., опубликованных в 1944 г., отравление сельскохозяйственных животных кормами с примесями спорыньи ( Claviceps purpurea ) было определено как клавицепсотоксикоз. Термин « микотоксины » (от греческих слов микос — гриб и токсикон — яд) был впервые использован в начале 60-х годов прошлого века. Но природа и токсичность многих веществ, которые позже были отнесены к микотоксинам, а также заболевания в результате отравления ими, которые впоследствии были объединенные под названием микотоксикозы, были открыты и описаны ещё задолго до введения этих терминов. Stachybotrys alternans
Первые упоминания об отравлении людей и животных хлебом и зерном, контаминированным токсичными метаболитами грибов, а именно алкалоидами спорыньи ( Claviceps purpurea ), встречаются в средневековых летописях. Природу алкалоидов рожков впервые установили в 1864 г., но к микотоксинам алкалоиды были отнесены значительно позже. Риски, связанные с микотоксинами в зерне, впервые были осознаны после выявления эрготизма в 17 веке, затем снова после открытия цитринина в 1931 году, выделения дезоксиниваленола в 1972 году и обнаружения фумонизина в 1988 году.
Внимание исследователей к микотоксинам привлекли афлатоксины, открытые при исследовании причины «заболевания Х» — падежа 100 000 индеек на фермерских хозяйствах Англии в 1960 г. Заболевание сопровождалось апатией, потерей аппетита, опусканием крыльев, выгибанием шеи, отбрасыванием головы назад и гибелью в течение недели. Во время вскрытия обнаруживали кровоизлияния и некрозы в печени. После тщательных и длительных исследований из арахисовой муки, которую скармливали индейкам, было выделено бесцветное кристаллическое вещество, введение которого утятам позволило воспроизвести признаки «заболевания Х». Оказалось, что это вещество синтезируется грибами рода Aspergillus ( A. flavus, A. parasiticus ), которые растут на арахисе, кукурузе, сое и семенах масличных культур в условиях умеренного климата. По названию одного из продуцентов ( A. flavus ) вещество получило название афлатоксин. Афлатоксин B1
Трихотеценовые микотоксины синтезируются грибами родов Fusarium, Cephalosporium, Myrothecium, Stachybotrys, Trichoderma и Trichothecium ; содержат 12,13-эпоксисесквитерпеноидный остаток (трихотекан); известно около 100 трихотеценовых микотоксинов. Афлатоксины — микотоксины, которые продуцируют грибы Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus. Они являются контаминантами (пищевыми загрязнителями) арахиса, кукурузы и других зерновых и масличных культур (наиболее часто встречаемый афлатоксин B1); характеризуются сильнейшим гепатотоксическим и гепатоканцерогенным действием.
Агаритин — микотоксин некоторых агариковых грибов ( Agaricales ), в том числе и шампиньона двуспорового. Охратоксин вырабатывается грибами родов Aspergillus и Penicillium. Они содержат остаток изокумарина, соединенный пептидной связью с L-аланином. Обладают выраженным нефротоксическим и тератогенным действием.
Зеараленон синтезируется грибами из рода Fusarium (F. graminearum, F. tricinctum) ; относится к лактонам резорциловой кислоты; характеризуется анаболическим и эстрогенным действием. Цитринин вырабатывается грибами родов Penicillium и Aspergillus ; характеризуется нефротоксическим действием, а также антибиотическими свойствами против грамположительных и грамотрицательных бактерий; причастен к микотоксикозу «желтый рис» в Японии.
Убытки для сельского хозяйства 1. Снижение урожайности - микотоксиновые инфекции способны снижать как количество, так и качество урожая. Это приводит к убыткам для фермеров и агропроизводителей. 2. К увеличению затрат на борьбу с грибами - для предотвращения заражения урожая, фермеры вынуждены инвестировать в средства защиты растений и технологические решения, что увеличивает общие затраты на производство.
Воздействие на продовольственную безопасность 1. Потеря продовольствия - микотоксины могут приводить к порче продовольствия, что в свою очередь ведет к значительным потерям на уровне всей экономики. 2. Необходимость утилизации зараженных продуктов - введение строгих стандартов и норм по микотоксинам может привести к утилизации больших объемов зерна и другой сельскохозяйственной продукции, маскируя экономические потери. Здоровье населения 1. Расходы на здравоохранение - потребление продуктов, содержащих микотоксины, может привести к различным заболеваниям, что в свою очередь несет дополнительные расходы на систему здравоохранения. 2. Опасения потребителей - проблемы с качеством продуктов питания могут привести к падению доверия со стороны потребителей, что негативно сказывается на спросе и прибыльности агропроизводителей.
Микотоксины широко распространены в растительных продуктах, хранившихся в условиях, благоприятных для развития плесневых грибов. Около 25% мирового продовольственного снабжения ежегодно загрязнено микотоксинами, включая афлатоксины. Более 4 миллионов человек в развивающихся странах подвергаются воздействию высоких концентраций афлатоксинов (25-20 мкг/кг), что негативно влияет на иммунную систему. Исследования показали наличие 16 микотоксинов в 105 альтернативах мяса на основе пшеницы, бобовых и овощей. Наиболее распространенными микотоксинами были энниатин B, боверицин, фумонизины B1 и B2 и микотоксины Alternaria. Совместное присутствие микотоксинов варьировалось от бинарных комбинаций до смесей из двенадцати.
Микотоксины ядовиты главным образом для эукариотических организмов. У животных и человека вследствие воздействия микотоксинов возникают отравления — микотоксикозы. Действие на растения изучено мало; считают, что микотоксины снижают устойчивость растительного организма к грибной инфекции. Задокументированные последствия для здоровья, связанные с воздействием микотоксинов, включают рак, задержку роста и повышенную восприимчивость к инфекционным заболеваниям. Европейским союзом регулируются наиболее токсичные микотоксины, такие как афлатоксины и фумонизины, а также другие токсикологически важные микотоксины, такие как трихотеценовый дезоксиниваленол, нефротоксин охратоксин А и эстрогенный микотоксин зеараленон. Однако так называемые новые микотоксины, такие как токсины Alternaria, например, альтернариол и монометиловый эфир альтернариола, еще не регулируются из-за ограниченных данных для оценки рисков для здоровья, но обладают токсическим потенциалом, включая генотоксичность и эстрогенность. Токсичность
Микотоксикозом называют отравление (обычно у животных) вследствие поедания кормов, загрязненных микотоксинами. Первичный микотоксикоз (острый или хронический) Вторичный микотоксикоз — следствие взаимодействия микотоксинов с другими факторами среды
В соответствии с системой ХАССП (анализ рисков и критические контрольные точки), путём идентификации и оценки риска, обусловленного наличием микотоксинов, в процессе производства и потребления зерна и комбикормов было выделено 7 критических контрольных точек, на которых необходимо предпринимать меры для предотвращения контаминации: состояние и качество семян, качество обработки почвы, период прорастания, уборка урожая, период после уборки урожая, хранение и переработка. Для того чтобы избежать загрязнения зерна и кормов микотоксинами, необходимо тщательно придерживаться технологических норм в первых шести критических контрольных точках. Если загрязнение все-таки произошло, то следует принять меры по обеззараживанию (деконтаминации) зерна и кормовых субстратов до использования и по профилактике отравлений (микотоксикозов) животных при использовании токсичных кормов.
Чернова А.В., Петроченкова А.В., Демиденко Е.О. Исследование проблемы контаминации пищевых продуктов токсигенными микотоксинами // Научные труды Дальрыбвтуза. 2023. Т. 63, № 1. С. 28-35. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%8B
