Bezpečnost potravin kontaminovaných mykotoxiny

Miroslav Najman

Bachelor's thesis

Safety of foodstuffs contaminated with mycotoxins

Abstract:

Plísně jsou přirozenou součástí ekosystému. Rozkládají biologický materiál, čímž uzavírají koloběh recyklace živin. Infikují ale také potraviny, jelikož jsou přirozeně nutričně bohatým substrátem. Zdravotní riziko pro spotřebitele způsobují především tvorbou sekundárních metabolitů - mykotoxinů. Nejvýznamnějšími plísněmi kontaminujícími potraviny z hlediska produkce mykotoxinů jsou rody Aspergillus, Penicillium a Fusarium. Aspergillus tvoří mikromycety, které napadají potraviny spíše v posklizňovém období. Charakterizovány jsou jako skladištní plísně. Pro svůj růst vyžadují vyšší teplotu a vlhkost než naše klimatické podmínky nabízí. Zvýšené nebezpečí v tomto ohledu představují dovážené skořápkové plody, obiloviny, olejniny, koření a káva. Penicillium je široká skupina mikromycet kontaminující potraviny ve všech fázích výrobního procesu. Tvoří toxigenní plísně, které jsou hlavním kontaminantem ovoce a zeleniny. Fusarium, označované jako polní plíseň, infikují obiloviny již ve vegetačním období. To vede k poklesu výnosu, snížení technologické jakosti zrn a infikování osiva. Fusariové mykotoxiny jsou hygienicky nezávažnějšími v ČR. Penicilium i Fusarium nacházejí ideální podmínky pro svůj růst v mírném podnebí. Mykotoxiny jsou velmi odolné proti faktorům vnějšího prostředí, což ztěžuje jejich detoxikaci. V organismu jsou převáděny na hydrofilní formu pro snadnější vyloučení z organismu. Vznikat mohou látky s vyšší toxicitu jako je 8,9-epoxyaflatoxin. Zvýšené riziko představují také mykotoxiny kumulující se v těle jako OTA nebo PAT. Onemocnění spojená s mykotoxiny jsou nazývána mykotoxikózami a jejich projevy v organismu jsou variabilní. Nejběžnějšími zdravotními poruchami pro jednotlivé mykotoxiny jsou: AF-karcinogenita s hlavním cílovým orgánem játry; OTA-nefrotoxicita; PAT-hepatotoxicita; ZON-estrogenní a anabolické poruchy; FB1-inhibice metabolismu sfingolipidů; DON-morfologické změny GIT; T-2 toxin imunotoxicita. Akutní mykotoxikózy se v dnešní době vyskytují jen výjimečně a spíše v zemích Asie a Afriky. Větší obavy vzbuzují pozdní toxické účinky. Společným znakem všech mykotoxinů, kterým byla věnována pozornost v této práci, je imunotoxicita. Dalšími častými projevy jsou hepatotoxicita, nefrotoxicita a teratogenita. Mykotoxikózám je možné předcházet omezením výskytu mykotoxinů v potravinách. Základní podstatou jsou preventivní opatření, která redukují růst toxigenních plísní a tím i syntézu samotných toxinů. Velký důraz je kladen na správnou agrikulturní praxi zamezující kontaminaci v předsklizňovém období. V posklizňovém období se uplatňuje úprava vnitřního prostředí ve skladovacích prostorách. Tato preventivní opatření ale nejsou stoprocentní a ke kontaminaci může i tak dojít ve všech fázích výrobního procesu od prvovýroby až ke konzumentovi. Proto je důležité mapovat výskyt mykotoxinů analytickými metodami. Pozitivní vzorky je nutné zlikvidovat nebo dekontaminovat. Při dekontaminaci jsou mykotoxiny zcela eliminovány, redukovány na méně škodlivé deriváty nebo zbaveny toxigenních vlastností. Dostupné dekontaminační techniky se rozdělují na metody fyzikální, chemické a biologické

Abstract:

Moulds are a common part of the ecosystem. They decompose biological material, which completes the nutrient recycling circulation. Furthermore, they infect food, as they are a naturally nutrient-rich substrate. The health risk is posed to consumers mainly through the formation of secondary metabolites - mycotoxins. The most important food-contaminating fungi in terms of mycotoxin production are the genera Aspergillus, Penicillium, and Fusarium. Aspergillus forms micromycetes that infect food more likely in the post-harvest period. They are characterized as storage moulds. For their growth, they require higher temperature and humidity than our climatic conditions offer. Increased risk poses imported nuts, cereals, oilseeds, spices, and coffee. Penicillium is a large group of micromycetes contaminating food at all stages of the production process. They create toxigenic moulds, which are the main contaminant of fruit and vegetables. Fusarium, known as the field mould, infects cereals already in the growing season. This leads to a decrease in yield, a reduction in the technological quality of the grain, and infection of the seeds. Fusarium mycotoxins are the most hygienically important in our country. Both Penicillium and Fusarium find ideal conditions for their growth in the temperate zone. Mycotoxins are very resistant to environmental factors, which makes them difficult to detoxify. In the body, they are converted to a hydrophilic form for easier elimination from the organism. It may produce substances with higher toxicity such as 8,9-epoxyaflatoxin. Increased health risk poses mycotoxins accumulating in the body such as OTA or PAT. Diseases associated with mycotoxins are called mycotoxicosis and their manifestations in the organism are variable. The most common health disorders caused by individual mycotoxins are: AF-carcinogenicity with the liver as the main target organ; OTA-nephrotoxicity; PAT-hepatotoxicity; ZON-estrogenic and anabolic disorders; FB1-inhibition of sphingolipid metabolism; DON-morphological changes of the GIT; T-2 toxin immunotoxicity. Acute mycotoxicosis are rare nowadays and they are more likely to occur in Asian and African countries. The late toxic effects are of greater concern. A common feature of all mycotoxins addressed in this thesis is immunotoxicity. Other frequent manifestations are hepatotoxicity, nephrotoxicity, and teratogenicity. Mycotoxicosis can be prevented by limiting the presence of mycotoxins in food. Essential are preventive measures that reduce the growth of toxigenic fungi and thus the synthesis of the toxins themselves. Great emphasis is placed on pre-harvest period as good agricultural practice. In the post-harvest period, the indoor environment is treated in storage areas. However, these precautions are not fully effective and contamination can still occur at all stages of the production process from primary production to the consumer. Therefore, it is important to detect the occurrence of mycotoxins by analytical methods. Positive samples must be disposed of or decontaminated. During decontamination, mycotoxins are completely eliminated, reduced to less harmful derivatives, or exonerate of their toxigenic properties. Decontamination techniques are divided into physical, chemical, and biological methods.

Keywords

mykotoxin, vláknité mikromycety, mykotoxikózy, prevence, detoxikace

Keywords

mycotoxin, mycotoxicosis, filamentous micromycetes, prevention, detoxication

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Zora Kotíková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Nutrition and Foodstuffs