Prirodni toksikanti biljnog podrijetla

Tablica 6. Odabrani mikotoksini i plijesni odgovorne za njihovu sintezu

MIKOTOKSIN	VRSTA PLIJESNI ODGOVORNA ZA SINTEZU
Aflatoksin B1	Aspergillus flavus, A.parasiticus
Sterigmatocistin	A.versicolor, A.nidulans, A.sydowi, A.rugulosus, A.flavus, Drechslera sp., Bioplaris sp.
Zearalenon	Fusarium graminearum, F.roseum, F.nivale, F.tricintium, F.sporotrichoides, F.oxysporum, F.moniliforme, Gibberella zeae
Patulin	Penicillium patulum, P.roqueforti, P.expansum, P.variable, P.claviforme, P.lapidosum, P.melinii, P.rugulosus, P.equinum, P.novaezeelandiae, P.divergens, P.griseofulvum, P.leucopus, P.cyclopium
T-2 toksin	Fusarium tricinctium, F.roseum, F.lateritium, F.solani, F.rigidlusculum, Trichoderma viride
Rokefortin	Penicillium roqueforti
Penitrem A	Penicillium palitans, P.cyclopium, P.crustosum, P.spinulosum
Fumitremorgen	Aspergillus fumigatus, A.caespitosus, Penicillium lanosum
Roridin A	Myrothecium roridum
Okratoksin A	Aspergillus ochraceus, A.ostianus, A.melleus, A.alliaceus, A.petrakii, A.sclerotiorum, A.sulphureus, Penicillium viridicatum, P.cyclopim, P.commune, P.palitans, P.purpurescens, P.variable, Pverrucosum, P.chrysogenum
Citrinin	Penicillium citrinum, P.viridicatum, P.implicatum, P.fellatanum, P.citreo-viride, P.velutinem, P.canascens, P.purpurescens, P.janseni, P.steckii, P.spinolosum, P.notatum, P.palitans, P.expansum, P.claviforme, P.roqueforti, Aspergillus niveus, A.terreus, A.flavipes
α-cikolpiazonička kiselina	Penicillium cyclopium, P.viridicatum, P.crustosum, P.puberulum, P.viridicatum, P.patulum
Penicilinska kiselina	Penicillium puberulum, P.piscarium, P.stoloniferum, P.viridicatum, P.cyclopium, P.martensii, P.thomii, P.verrucosum, P.suaveolens, P.chrysogenum, P.palitans, P.baarnense, P.expansum, P.madriti, P.paraherquei, Aspergillus ochraceus, A.querinus, A.melleus, A.ostianus

Prema procjeni FAO-a, 25 % hrane koja se proizvodi u svijetu kontaminirano je mikotoksinima. Prve informacije o štetnom učinku pljesnive hrane datiraju još iz Kine od prije 5000 godina. Otkrićem aflatoksina (Allcroft i Cannaghan, 1963) nakon pojave „X-bolesti“ u Engleskoj i znatnim zanimanjem za mikotoksine, došlo se do spoznaje da se radi o novom, značajnom znanstvenom području. Mikotoksini su stabilni i u pravilu otporni na povišenu temperaturu. Njihova biosinteza ovisi o vrsti toksikotvorne plijesni, o klimatskim i o okolišnim uvjetima, fizikalno-kemijskim čimbenicima (temperaturi: od -5 do 60^oC, sadržaju vode u namirnici: 13% i više, a_w-vrijednosti: iznad 0,65, pH-vrijednosti: 3-9 te o koncentraciji plinova u atmosferi i sastavu namirnice. Od dvjestotinjak do sada poznatih mikotoksina (od čega nekoliko desetaka proizvode mikotoksine), najznačajniji po svom toksičkom i karcinogenom učinku jesu: aflatoksini (AFB₁, AFM₁), okratoksini (OTA), zearalenon (ZEA, F-2), fumonizini (FB₁, FB₂), T-2 toksin, patulin (PAT) i dr. Poznato je da dvadesetak različitih patogenih plijesni ima sposobnost proizvodnje dva ili više različitih mikotoksina. Do nastanka mikotoksikoze dolazi izravnim ili neizravnim stalnim unosom u manjim koncentracijama mikotoksina putem mikotoksinom onečišćene hrane. Mogu biti primarne ili sekundarne što ovisi o putu unosa u organizam. Sumnja na mikotoksikoze u ljudi je prisutna, ukoliko se neka od bolesti izazvana mikotoksinima javlja u većeg broja ljudi. Otrovanja mikotoksinima-mikotoksikoze u ljudi i životinja, ovisno o izloženosti hrani onečišćenoj sa mikotoksikotvornim plijesnima mogu biti akutna kao posljedica jednokratnog uzimanja namirnica s visokom koncentracijom mikotoksina (u povijesti češće) i/ili kronična nastala konzumiranjem namirnica s niskim koncentracijama mikotoksina tijekom dužeg vremenskog perioda (s mogućim letalnim završetkom). Pojavljuju se u zemljama lošeg socijalno-ekonomskog stanja i lošeg poljoprivredno-veterinarskog standarda, posebice kod uzgoja, transporta i uskladištenja hrane biljnog i animalnog podrijetla. Također, onečišćenje zraka aflatoksinom u industrijskim prostorima za proizvodnju hrane u nekim zemljama Europe u više slučajeva bilo je povezivano s malignim bolestima dišnih puteva. Simptomi mikotoksikoza ovise o brojnim čimbenicima: starosnoj dobi i spolu osobe, vrsti i koncentraciji mikotoksina, vremenu izloženosti , farmakodinamičkim osobinama (distribuciji u tkivu odnosno organu, njegovom metabolizmu, poluvremenu raspada te učinkovitosti organizma u pogledu njihovog uklanjanja). Njihove karakteristike jesu: bolest nije prenosiva; povezana je uz određenu vrstu hrane (i krmiva) ili uz promjenu prehrane; liječenje lijekovima i antibioticima je bez rezultata; iako su neki simptomi slični avitaminozi, liječenje vitaminima nije učinkovito; bolesti su sezonske prirode (zbog klimatskih uvjeta koji utječu na rast i razmnožavanje plijesni). U Republici Hrvatskoj prisutnost najjačeg prirodnog karcinogena – aflatoksina B₁ je rijetka u odnosu na FB₁, OTA i F-2 toksin, koji su zbog svog karcinogenog učinka na životinje i ljude, prema Međunarodnoj agenciji za istraživanje raka (International Agency for Research on Cancer- IARC) svrstani u 2B skupinu.

Iako su dokazi o toksičnom i karcinogenom učinku mikotoksina na organizam čovjeka nepotpuni i nepouzdani, ipak na međunarodnoj razini u proizvodnji i distribuciji hrane ovim se spojevima pridaje velika pažnja iz razloga što postoji određena zabrinutost u pogledu njihove odgovornosti za razne bolesti. Tako su FAO, WHO i UNICEF 1968. god. između ostalog predložili da dopuštena količina aflatoksina B₁ u namirnicama iznosi do 30 µg/kg. U mnogim zemljama su također ozakonjene dopuštene razine mikotoksina u različitim namirnicama (za aflatoksine 5-20 µg/kg namirnice).

U cilju sprečavanja moguće kontaminacije hrane toksikotvornim plijesnima i mikotoksinima potrebno je poznavati: preventivne mjere za sprečavanje kontaminacije; fizikalne, kemijske i biološke preventivne mjere, mjere uzgoja, žetve i pohrane krme i žitarica te mjere u proizvodnom procesu, transportu i pri uskladištenju (za kraći period uskladištenja žitarica, sadržaj vlage do 15 %, za duži period do 14%).

Metode za određivanje mikotoksina: enzimatske, molekularno-mikrobiološke (ELISA, RIA, PCR, HPLC, TLC, LC/MS-MS).

Tablica 7. Dopuštene količine mikotoksina u namirnicama u RH (Narodne novine, 16/2005.)

Hrana (namirnice)	Mikotoksin	Najviše dopuštene količine mikotoksina (µg/kg jestivog dijela)
Kikiriki, lješnjak, sušeno voće za direktno konzumiranje ili za ugradnju u prehrambeni proizvod	B1 Aflatoksin B1+B2+G1+G2	2,0 4,0
Kikiriki prije sortiranja ili fizikalne obrade	B1 Aflatoksin B1+B2+G1+G2	8,0 15,0
Lješnjak i sušeno voće prije sortiranja ili fizikalne obrade	B1 Aflatoksin B1+B2+G1+G2	5,0 10,0
Žitarice i proizvodi od žitarica za direktnu konzumaciju ili ugradnju u proizvod	B1 Aflatoksin B1+B2+G1+G2 Okratoksin A	2,0 4,0 3,0
Žitarice osim kukuruza uključujući heljdu i rižu prije sortiranja ili fizikalne obrade	B1 Aflatoksin B1+B2+G1+G2 Okratoksin A	2,0 4,0 5,0
Kukuruz prije sortiranja ili fizikalne obrade	B1 Aflatoksin B1+B2+G1+G2 Okratoksin A	5,0 10,0 5,0
Sušeno voće od loze (grožđice)	Okratoksin A	10,0
Zelena pržena kava i proizvodi od kave, vino, pivo, sok od grejpa, kakao i proizvodi od kakaa	Okratoksin A B1 Aflatoksin	5,0 5,0
Mlijeko (sirovo i za obradu) i proizvodi od mlijeka	M1 Aflatoksin	0,05
Začini, čajevi	B1 Aflatoksin B1+B2+G1+G2	5,0 10,0
Voćni sok, nektar i drugi napitci koji u svojem sastavu imaju jabučni ili voćni sok	Patulin	50,0
Koncentrat voćnog soka nakon pripreme prema uputama proizvođača	Patulin	50,0
Alkoholna pića, jabukovača i ostala fermentirana pića dobivena od jabuke ili sadrže jabučni sok	Patulin	50,0
Proizvodi od jabuke uključujući kompot i pire za direktnu konzumaciju	Patulin	25,0
Jabučni sok, proizvodi od jabuke uključujući kompot i pire deklarirano za dojenčad i malu djecu	Patulin	10,0
Dječja hrana i proizvodi na bazi žitarica za dojenčad i malu djecu (1 )	B1 Aflatoksin Okratoksin A	0,1 0,5
Dječja hrana i proizvodi na bazi mlijeka ( 2 )	M1 Aflatoksin	0,025
Hrana za posebne medicinske namjene i dojenčad ( 3 )	B1 Aflatoksin M1 Aflatoksin Okratoksin A	0,10 0,025 0,5
Kukuruz, kukuruzno brašno, * proizvodi od kukuruza, riža	Fumonizini B1 + B2 + B3	4000
Kukuruz, kukuruzno brašno, * proizvodi od žitarica, riža , biljna ulja i mlijeko	Zearalenon	200
Žitarice, riža                           *	Deoksinivalenol (DON)	2000

 ⁽¹⁾  Izraženo na originalni oblik ( kako se stavlja na tržište )

⁽²⁾  Izraženo na pripremljenu hranu prema uputama

⁽³⁾  Za hranu na bazi mlijeka izraženo na pripremljeni hranu, a ostale na originalni oblik ( kako se stavlja na tržište )

^*     Do utvrđivanja konačnih vrijednosti u EU

IZVORI

Žitarice, brašno, kruh, mahunarke, mlijeko i mliječni proizvodi, meso i suhomesnati proizvodi, masline i maslinovo ulje, kava, suho voće, vino, začini i dr. su najčešći izvori.

STRATEGIJE SMANJENJA RIZIKA

Izravna kontrola svih faza proizvodnog lanca; primjena fizikalnih, kemijskih i bioloških postupaka.

1.2.1. AFLATOKSINI (AF)

Najpoznatiji su i najbolje istraženi toksini koje proizvode plijesni iz roda Aspergillus (Aspergillus parasiticus, Aspergillus flavus i Aspergillus nomius) (Slika 2. i 3.) Penicillium (Tab. 8) i Fusarium. Predstavljaju smjesu kemijski srodnih spojeva, derivata difurokumarina, među kojima su najvažniji predstavnici aflatoksini B₁, B₂, G₁, G₂, M₁ i M₂ (Slika 4. i 5.). Oznake B i G obilježavaju boju kojom pri određenoj valnoj duljini UV svjetla pokazuju (intenzitet fluorescencije: B-eng. Blue, plavo; G- eng. Green, zeleno), a M (milk) prema supstratu u kojem se nalaze odnosno mjestu pretvorbe AFB₁, mliječnim žlijezdama.

Slika 2. Makroskopski izgled porasle kolonije te mikroskopska i fotomikrografska

slika plijesni Aspergillus flavus

Slika 3. Mikroskopska slika plijesni Aspergillus parasiticus



Slika 4. Strukturna formula aflatoksina B₁ i M₁



Slika 5 . Strukturna formula aflatoksina G₁

Tablica 8. Važnije toksikotvorne vrste plijesni iz roda Penicillium koje rastu na žitaricama.

Penicillium sp.	aflatoksin	citrinin	kojična kiselina	luteoskirin	okratoksin	patulin	penicilinska kiselina	sterigmatocistin
P.citrinum		●
P.claviforme		●
P.cyclopium		●			●		●
P.expansum		●				●	●
P.islandicum				●
P.luteum								●
P.notatum		●				●
P.palitans	●	●			●		●
P.patulum						●
P.puberulum	●						●
P.urticae						●
P.viridicatum		●			●	●	●
Penicillium sp.			●

Biosinteza AF plijesnima iz roda Aspergillus ovisi o temperaturnim uvjetima rasta plijesni (optimum 28^oC-33^oC), slobodnoj količini vode (a_w-vrijednost) ispod 0,85 (za biosintezu AF, 098), pH od 2-11 (za biosintezu AF, 3-8).

IZVORI

Žitarice, kruh, grah, soja, riža, kava, kakao, kikiriki, kokosov orah, pistacio, mlijeko, jaja, meso, suhomesnati proizvodi, suho voće (smokve, grožđice i dr.), masline, maslinovo ulje, mlijeko, crna i bijela vina, orasi i dr., te iz komercijalno pripremljene hrane za životinje.

ZDRAVSTVENI RIZIK

Mikotoksini izazivaju brojne toksičke efekte (akutnu i kroničnu toksičnost). Uslijed dugotrajnije izloženosti svrstavaju se u skupinu karcinogenih spojeva. Iako njihov mehanizam nije još potpuno razjašnjen, istraživanja provedena na eksperimentalnim životinjama ukazuju na činjenicu da uzrokuju stanične promjene, promjene u sintezi DNA, RNA i proteina te da imaju negativan učinak na mitohondrije.

AFLATOKSIN B₁ (AFB₁)

To je toksikološki najvažniji aflatoksin (najvažniji karcinogen) koji se nalazi u brojnim namirnicama biljnog i životinjskog podrijetla. 1962. godine, nakon pojave „X-bolesti“ pernatih životinja (uginulo više od 100 000 pačića, purića i fazana) u Engleskoj izoliran iz plijesni Aspergillus flavus porasloj na peletima od kikirikijeva brašna s kojima su hranjene te životinje.

AFB₁ se metabolizira u organizmu sisavaca u toksični oblik - epoksid, te je stoga biološki aktivniji od ostalih aflatoksina. Njegova akutna toksičnost za pojedine vrste životinja nije ujednačena već se razlikuje se od životinje do životinje (Tab. 9.).

Tablica 9. Akutna toksičnost aflatoksina B₁ za pojedine vrste životinja.

VRSTA	LD50 (mg/kg)
Pileći embrio	0,025 μg/embrio
Patke	0,33 – 0,46
Jednodnevni štakori	1,0
Štakori stari 21 dan	5,5
Odrasli štakori – mužjaci	7,2
Odrasli štakori – ženke	17,9
Zečevi	0,3
Hrčci stari 30 dana	10,2
Zamorčad	1,4
Ovce	1,0
Svinje	0,6
Psi	0,5 – 1,0
Mačke	0,6
Miševi	7,0

Na osnovi brojnih istraživanja na pokusnim životinjama provedenih u nekim krajevima Kine, Afrike i Azije, gdje je prisutan učestaliji oblik primarnog karcinoma jetre u ljudi, IARC WHO je došla do zaključka da je AF mogući karcinogen za ljude odnosno da postoji pozitivan odnos između izloženosti aflatoksinima i pojavnosti primarnog karcinoma jetre u ljudi. Također je nađena dobra korelacija između koncentracije AFB₁ u hrani i učestalosti nalaza metabolita DNA adukata AFB₁ u mokraći.

Podnosi izuzetno visoke temperature (do 260^oC), te se stoga ne može ukloniti termičkom obradom namirnice.
IZVORI

Nalazi ga se u poljoprivrednim proizvodima, žitaricama, uljaricama, kavi, riži, kikirikiju, pistaciu i dr.

ZDRAVSTVENI RIZIK

Dovodi se u vezu sa zloćudnim tumorom jetre u ljudi i životinja, a izaziva poremetnje na bubrezima, dušniku i subkutanom tkivu

Njegov dugotrajan unos hranom u organizam predstavlja rizični čimbenik u razvoju primarnog hepatocelularnog karcinoma. Zbog njegovog mogućeg toksičnog učinka u čovjeka, po preporuci IARC svrstan je u I. skupinu spojeva s dokazanim karcinogenim rizikom.

STRATEGIJE SMANJENJA RIZIKA

Primjenom fizičkih, kemijskih i bioloških postupaka; sušenjem žitarica, kemijskim antifungalnim agensima (propionska, mravlja, octena kiselina), zračenjem, dehidriranim amonijakom pri povišenoj temperaturi i tlaku, jakim kiselinama i lužinama, oksidirajućim agensima, ozonom i vodikovim peroksidom, može se smanjiti količina mikotoksina u hrani.

AFLATOKSIN M₁ (AFM₁)

Aflatoksin M1 je hidroksilirani metabolit aflatoksina B1 (Slika 4.), poznat kao hepatokarcinogeni spoj. Procijenjeno je da predstavlja mogući karcinogen za ljude. Sintetiziraju ga plijesni iz roda Aspergillus (A. flavus i A. parasiticus).

Budući da je AFM₁ dihidroderivat AFB₁ koji se smatra najtoksičnijim mikotoksinom iz skupine AF, čijim dugotrajnim unosom u organizam može doći do razvoja hepatocelularnog karcinoma, IARC ga je svrstala u skupinu toksina s mogućim karcinogenim učinkom. Dopuštena količina AFM₁ u sirovom mlijeku, prema Pravilniku (NN 16/05) iznosi 0,05 µg/kg. U mnogim zemljama je ozakonjena koncentracija AFM₁ do razine od 50 µg/kg.

IZVORI

Nalazi se u mlijeku i mliječnim proizvodima.

ZDRAVSTVENI RIZIK

U organizam ljudi se može unijeti preko namirnica (uvezenih mliječnih proizvoda), a životinje preko krme. U prehrambeni lanac može ući bilo izravno ili neizravno, nakon metaboličke transformacije AFB1 u AFM1 u mliječnim žlijezdama preživača. Osjetljivost na mogući karcinogeni i toksički efekt AFM1 dokazana je u pastrva i štakora.

STRATEGIJE SMANJENJA RIZIKA

Njegova razina u mliječnim proizvodima može smanjiti postupcima prerade: sušenjem, pasterizacijom i sterilizacijom.

1.2.2. OKRATOKSINI

Okratoksini su skupina bliskih derivata dihidroizokumarina povezanih sa L-β-fenilalaninom koju čine: OTA, OTB, OTC, OTα. Najtoksičniji predstavnik ove skupine je okratoksin A (OTA). Kao sekundarni metabolit plijesni iz rodova Aspergillus i Penicillium snažan je mikotoksin s hepatoksičnim, nefrotoksičnim, genotoksičnim, kancerogenim i imunosupresivnim djelovanjem. Izoliran je i identificiran 1965. god. u Južnoj Africi iz plijesni Aspergillus ochraceus (Slika 6.), a kasnije je dokazan i u kukuruzu u SAD-u.

Slika 6. Makroskopski izgled porasle kolonije te mikroskopska i fotomikrografska slika plijesni

Aspergillus ochraceus

IZVORI

Okratoksini se nalaze u kukuruzu, soji, grašku, grahu, orašastim plodovima, kavi, vinu, pivu, mesu, suhomesnatim proizvodima, jajima..

Za razliku od OTA, koji se sastoji od dihidroizokumarinske jezgre povezane s L-β-fenilalaninom preko 7-karboksilne skupine (Slika 7.), OTB koji se prirodno može pojavljivati, u svojoj strukturi nema atoma klora (Cl) pa je manje toksičan.

OKRATOKSIN A (OTA)

OTA je bezbojan, kristaliičan spoj, koji pod UV svjetlom pokazuje plavu fluorescenciju. Produkt je metabolizma plijesni Penicillium verrucosum i Aspergillus ochraceus. Umjereno je stabilan, te u određenoj mjeri može podnijeti većinu postupaka procesiranja hrane. Lipofilan je i nefrotoksičan, a također posjeduje teratogena, hepatotoksična, imunosupresivna i karcinogena svojstva. Do njegove biosinteze može doći tijekom rasta navedenih toksikotvornih plijesni na žitaricama (primarno na onim koje prije uskladištenja nisu prikladno osušene), ali i u nekim drugim namirnicama biljnog i animalnog podrijetla (žitarice, pivo, svinjsko meso, sirova i pržena kava, kakao, crno vino, čaj i dr.). OTA se na više načina uključuje u staničnu fiziologiju, primjerice kroz inhibiciju enzima koji sudjeluju u metabolizmu fenilalanina i sintezu fenilalanin-tRNA kompleksa. Također inhibira sintezu mitohondrijskog ATP i stimulira lipidnu peroksidaciju, uzrokuje oksidativni stres i malim koncentracijama stimulira apoptozu u epitelnim stanicama bubrega u štakora.

Slika 7. Strukturna formula okratoksina A

OTA je toksičan u svim životinjskim vrstama, posebice u organima kao što su bubrezi, jetra i krvožilni sustav. Izloženost ljudi OTA može biti moguća primarno putem hrane, ali i udisanjem. Kao posljedica duže izloženosti, OTA može izazvati akutno zatajenje bubrega zbog oštećenja funkcije primarnih tubula (funkcionalnih jedinica) što uzrokuje smanjenje ili gubitak funkcije bubrega .

IZVORI

Nalazi se u žitaricama (ječam, pšenica, kukuruz, zob), kruhu, pivu, svinjskom mesu, sirovoj i prženoj kavi, sušenom voću, kakau, bijelom grahu, kikirikiju, crnom vinu, čaju, začinima i dr.

ZDRAVSTVENI RIZIK

Pretpostavlja se da bi mogao biti uključen u etiologiju endemske bolesti u ljudi (Balkanske endemske nefropatije, BEN) i mikotoksične nefropatije u svinja (MNS). BEN je kronična obostrana bolest bubrega, čija se pojavnost prati i istražuje u nekim područjima Hrvatske, Bosne i Hercegovine, Bugarske, Rumunjske i Jugoslavije. Osim bolesti bubrega višestruko su učestale (za razliku od neendemskih krajeva) maligne bolesti mokraćovoda i nakapnice. Patološki efekti akutne okratoksikoze, uz nekrozu bubrežnog cjevastog epitela povezani su i uz nekrozu stanica jetre.

OTA je nađen u uzorcima razne hrane i krmiva te u krvi stanovnika endemskog područja. Topljiv je u mastima i ne izlučuje se brzo pa se stoga nagomilava u masnom tkivu oboljelih životinja, a odatle biva unesen u organizam potrošača koji konzumira to meso tih životinja. Srednja vrijednost koncentracije OTA u krvi zdravih ljudi većine europskih zemalja doseže granicu od 1 ng/mL plazme, dok u krvi bolesnika iz endemskog područja doseže vrijednost i do 1800 ng/mL plazme. Srednja vrijednost koncentracije OTA u uzorcima ljudske plazme prikupljenih u ljetnom periodu u Osijeku, Varaždinu, Zagrebu, Rijeci i Splitu iznosila je 0,39 ng/mL. Značajnija koncentracija (viša od detekcijskog limita, 0,2 ng/mL) dokazana je u Osijeku, najvjerojatnije zbog specifičnih prehrambenih navika. Na osnovi ovih provedenih istraživanja procijenjen je srednji dnevni unos OTA od 0,53 ng/kg tjelesne mase (TM) gradske populacije (slično i u drugim zemljama Europe), što je niže od granične vrijednosti koju je za ljudsku populaciju u iznosu od 120 ng/kg TM preporučio 2006. g. Znanstveni odbor za kontaminante Europske agencije za sigurnost hrane.

Zbog dokazanog toksičkog i karcinogenog učinka za životinje, a nedovoljnih spoznaja za ljude, OTA je prema IARC-u svrstan u skupinu 2B – potencijalnih kancerogena.

STRATEGIJE SMANJENJA RIZIKA

Stupanj uklanjanja OTA ovisi o više parametara: pH, temperaturi i drugim nutrientima u hrani. Od fizičkih metoda za dekontaminaciju okratoksina iz namirnica učinkovite su: prženje, zagrijavanje na više temperature, a od kemijskih metoda: obrada namirnica? s monometil aminom ili amonijakom s kalcijevim hidroksidom (pri 96^oC)

1.2.3. FUMONIZINI

Fumonizini predstavljaju skupinu sekundarnih produkata metabolizma što ih proizvodi različite vrste plijesni iz roda Fusarium tijekom rasta na kukuruzu u različitim klimatskim uvjetima, a sačinjavaju je fumonizini A₁, A₂, B₁ – B₄ (Slika 8.). Od 15-ak vrsta plijesni, producenata fumonizina, najviše iz roda Fusarium, otkrivenih u posljednjih nekoliko godina, posebice se ističu F. proliferatum, F. nygamani te Alternaria alternata var. Lycopersici. Optimalna biosinteza ovih mikotoksina odvija se pri temperaturi od 30^oC i aktivitetu vode od 0,98.

Slika 8. Strukturna formula fumonizina B₁-B₄

FUMONIZIN B₁ (FB₁)

U skupini fumonizina najtoksičniji su fumonizini B₁ i B₂. To su hidrofilni mikotoksini koji su izolirani iz kukuruza onečišćenog plijesnima Fusarium verticilloides i F. moniliforme, čija je struktura definirana 1988. godine. Iz rezultata brojnih istraživanja provedenih na pokusnim životinjama, ali ne i s potpuno dokazanim djelovanjima u ljudi, dade se zaključiti da bi i ljudi izloženi FB₁ mogli imati zdravstvenih malignih posljedica koje su povezane uz bubrege i jetru. Mikotoksikoze uzrokovane fumonizinom B₁ rezultiraju leukoencefalomalacijom u konja, magaraca i mula (ELEM-mikotoksikoza u kopitara) i plućnim edemom u svinja. U svijetu je pronađen u uzorcima kukuruza u koncentraciji do 155mg/kg, a dokazan je i u manjem broju uzoraka i u Hrvatskoj. Dopuštena količina u hrani za konje i svinje u R Hrvatskoj iznosi 5 ppm, za perad i telad do 20 ppm, a za goveda 50 ppm. Iako nije utvrđena njegova prisutnost u ljudi, procjenjuje se da njegov dnevni unos u organizam kreće od 0,02 do 440 mg/kg TM što ovisi o područjima gdje je potrošnja kukuruza velika. Neka istraživanja (iako još nepotpuno dokazana) ukazuju na povezanost fumonizina B₁ sa učestalosti raka jednjaka u domorodaca Transkaja kojima je kukuruz glavna hrana, što je potkrijepljeno sa sličnim istraživanjima provedenim u Kini i Italiji.

IZVORI

Najvažnije nalazište fumonizina: poljoprivredne kulture (kukuruz, zob i neke druge žitarice, brašno, tortilje, kukuruzni proizvodi, riža, slatki krumpir, lješnjak, orasi i neki sirevi). U značajnim toksičkim količinama nije pronađen u namirnica životinjskog podrijetla (jaja, meso, mlijeko).

ZDRAVSTVENI RIZIK

Dokazani toksični i karcinogeni učinci u pokusnih životinja (ovisno o spolu) jesu: oštećenje i karcinom bubrega, jetre i jednjaka.

Klinička slika, nakon probave fumonizina, povezana je uz neurotoksične bolesti u konja (Lem, Leukoencephalomalicia) te uz plućni edem u svinja.
STRATEGIJE SMANJENJA RIZIKA

Termička obrada namirnica s fumonizinom ne utječe bitno na njegov sadržaj i unos u organizam.

Fizikalne metode kao što je npr. čišćenje, mehaničko uklanjanje, pranje zrnja (npr. vodenom otopinom natrijeva- karbonata djelomično mogu smanjiti razinu mikotoksina koje proizvode vrste plijesni iz roda Fusarium.

Mehanizam toksičkog djelovanja fumonizina temelji se na inhibiciji enzima bitnog u metabolizmu sfingolipida - sfingozin N-acetil-transferaze, nakon koje dolazi do smanjenja kompleksnijih sfingolipida i porasta intracelularne koncentracije sfinganina.

IARC je zbog nedostatnih epidemioloških istraživanja, koja potvrđuju vjerojatnu karcinogenost FB₁ za životinje, ali ne i procjene za ljude, uvrstila FB₁ u Grupu 2B.

1.2.4. TRIHOTECENI

Trihoteceni su sekundarni metaboliti različitih plijesni iz rodova: Fusarium, Stachibotrys, Trichothecium, Myrothecium, Phomopsis i Trichoderma i sačinjavaju skupinu od oko 150 različitih metabolita svrstanih u četiri skupine: A, B, C i D. Epidemiološke studije su pokazale da dominantni tipovi trihotecena A i B predstavljaju prirodne kontaminante. Najznačajniji predstavnici A skupine mikotoksina jesu: T-2 toksin, HT-2 toksin, diacetoksiscirpenol (DAS), a B skupine: nivalenol (NIV), deoksinivalenol (DON, vomitoksin). Svrstavaju se u gastrointestinalne toksine, dermatotoksine, imunotoksine, hematotoksine i citotoksine, a mogu i višestruko biološki djelovati. Neki od njih djeluju antibakterijski, antifungalno, antiprotozoalno, fitotoksično, citotoksično, karcinostatičko, antisupresivno, antivirusno i insekticidno. Istražuju se i njihovo moguće karcinogeno, mutageno i genotoksično djelovanje. Prvo epidemijsko otrovanje trihotecenima – mikotoksikoza, nazvano alimentarna toksička aleukija pojavilo se u Sovjetskom savezu 1932. god. Smrtnost ljudi izloženih toj epidemiji iznosila je 60%. Razlog je bilo žito onečišćeno s plijesni F. sporotrichoides koje je prije žetve prezimilo na polju gdje je visoka vlažnost zrnja pogodovala biosintezi mikotoksina te njegovo imunosupresivno djelovanje.

Slika 9 . Strukturna formula trihotecena

IZVORI

Može nastati u pšenici, kukuruzu, raži, ječmu i zobi te se naći u proizvodima od brašna, kukuruznim pahuljicama, hrani za dojenčad, sladu, pivu. Seskviterpenske strukture često se nalaze u krmivu, krmnim smjesama i drugoj hrani.

ZDRAVSTVENI RIZIK

Najtoksičniji predstavnik iz skupine trihotecena je T-2 toksin, koji se rijetko nalazi u žitaricama, dok DON koji je manje toksičan uzrokuje, već kod niskih koncentracija, odbijanje hrane (u koncentraciji većoj od 5 ppm) i povraćanje. Od ostalih predstavnika, uočeno je oštećenje bubrega i erozija probavnog trakta u nekih životinja, uključivo i kod kokoši koje su hranjene krmivom koje je sadržavalo NIV.

Trihoteceni su snažni inhibitori sinteze proteina u eukariota te oštećuju stanice timusa, crijeva, slezene te limfnih žlijezda.

Trihoteceni uzrokuju trihotecenotoksikoze koje mogu biti akutne ili kronične, što ovisi o vrsti toksina i njegovoj koncentraciji. Klinička slika otrovanja uključuje: dermatitis, povraćanje, mučninu, odbijanje hrane, tahikardiju, nekrozu sluznice i kože, edeme, krvavi proljev, upala probavnog trakta razaranje leukocita i trombocita. Najtoksičniji iz skupine trihotecena je T-2 toksin i DAS, a najmanje DON.

Maksimalno dozvoljena koncentracija T-2 toksina u Rusiji za žitarice i brašno iznosi 100 ppb, a za DON do 1000 ppb.

STATEGIJE SMANJENJA RIZIKA

IARC je procijenila da postoje dovoljni dokazi za karcinogenost T-2 toksina, DON-a i NIV za životinje i ljude te ih je svrstala u Grupu 3.

1.2.5. ZEARALENON (ZEA)

Zearalenon (ZEA, sinonim F-2 toksin) ubraja se u estrogene (fitoestrogene) nesteroidne mikotoksine, koji je ime dobio prema plijesni Giberella zeae, iz koje je izoliran 1962. godine. Proizvode ga njen anamorf Fusarium graminearum, te plijesni F. culmorum, F. cerealis, F. gibbosum porasle na kukuruzu tijekom zrenja i uskladištenja vlažnog kukuruza. Kemijska struktura ovog spoja (Slika 10.) definirana je 1966. godine.

Slika 10. Strukturna formula zearalenona

Reducirani oblik ZEA je zearalenol koji je dokazan u krmnoj smjesi za svinje i posjeduje 3-4 puta veću toksičnost od ZEA.

Ovaj metabolit se nalazi na zrnju kukuruza kontaminiranog s plijesni F. roseum (posebice u kasnu jesen i u zimi) zbog visokog sadržaja vode. Stabilan je i ne raspada se pri visokim temperaturama, što upućuje na njegovu postojanost u hrani i nakon termičke obrade.

Učinak kojeg izaziva ZEA u organizmu životinja ovisi o količini (koncentraciji) unesenog mikotoksina. U istraživanjima provedenim na većem broju životinjskih vrsta dokazano je da su za postizanje izrazitog toksičkog učinka ZEA potrebne visoke koncentracije, a isto tako je dokazano da su neke vrste pokusnih životinja osjetljive i na niže koncentracije ZEA (1-5 mg/kg tjelesne mase). Poluvrijeme raspada ZEA relativno je dugo te primjerice u mladih svinja (odojaka) iznosi 86,6 sati nakon ingestije kontaminirane hrane. Najviše se izlučuje putem žuči (do 70%), a manjim dijelom preko urina i fecesa. ZEA i njegovi derivati (α-zearalenol i β-zearalenol) imaju estrogeni učinak u svinja i preživača. Uzrokuju neplodnost, edem vulve, prolaps vagine, hipertrofiju dojki, feminizaciju mužjaka, atrofiju testisa i povećanje mliječnih žlijezda.

IZVORI

Može se naći u uzorcima kukuruza, sijenu, stočnoj hrani, pšenici i ječmu.

ZDRAVSTVENI RIZIK

ZEA je u devedesetim godinama 20. stoljeća pronađen u krvi djevojčica s preranim spolnim sazrijevanjem (Portoriko) te preranim pubertetom (Mađarska) koje su se hranile „zdravom hranom“ u kojoj je ZEA pronađen, pa se stoga zdrava hrana povezuje sa patološkim promjenama.

STRATEGIJE SMANJENJA RIZIKA

Iako ima indicija o karcinogenosti ZEA za životinje, a zbog nepostojanja epidemiološke studije izloženosti ZEA za ljude, IARC ga je svrstala u Grupu 3.

Maksimalno dozvoljena koncentracija ZEA u nekim državama Europe za žitarice i brašno kreće se 200-1000 ppb.

1.2.6. PATULIN (PAT)

Patulin je toksički lakton (Slika 11.), metabolit plijesni iz roda Penicillium (Penicillium expansum, Penicillium patulum).

Slika 11. Strukturna formula patulina

Izoliran je također i iz plijesni rodova Aspergillus, Paecilomyces i Bissochlamys. Zbog svoje antibiotske aktivnosti, u početnim istraživanjima, nakon otkrića smatran je antibiotikom širokog spektra. Toksičan je za mnoge biološke sustave (toksičan za stanice i tkiva životinja), ali njegovo značenje u izazivanju bolesti u ljudi i životinja još nije potpuno objašnjeno. Također je toksičan za bakterije, plijesni, praživotinje, sisavce, biljke. Plijesan Penicillium expansum je najveći proizvođač patulina i odgovorna je za čestu bolest koja se pojavljuje na jabukama nakon berbe (gnjiljenje, truljenje) odnosno tijekom uskladištenja.

Intenzitet biosinteze mikotoksina patulina ovisi o okolišnim i endogenim čimbenicima (aw-vrijednost, temperatura, pH, stanje atmosfere-% udjel O₂ i CO₂).

Istraživanjima patulina došlo se do spoznaje da povećana koncentracija CO₂ tijekom uskladištenja može utjecati na biosintezu patulina, no visoke koncentracije dovode do nekih promjena u jabuci poput smanjenja kakvoće, gubitka okusa i promjena na kori. Utjecaj nižeg udjela O₂ (pri 25^oC) rezultirao je određenom promjenom koncentracije patulina, ali i fiziološkim promjenama na plodu jabuke. Na proizvodnju ovog mikotoksina znatno utječe i temperatura. Ovisno o soju plijesni, optimalan njen porast i biosinteza patulina zabilježena je pri 25^oC. Niže temperature ne zaustavljaju njegovu sintezu, već ju zbog sporijeg porasta plijesni odgađaju. Isto tako je primijećeno da stresni uvjeti (smanjenje temperature ili O₂) te niske pH vrijednosti potiču sintezu patulina.

IZVORI

Namirnice u kojima najčešće dolazi do biosinteze patulina su jabuke, jabučni sok, pšenica.

ZDRAVSTVENI RIZIK

Toksičan je za mnoge biološke sustave (toksičan za stanice i tkiva u životinja), ali njegovo značenje u izazivanju bolesti u ljudi i životinja još nije potpuno objašnjeno. Također je toksičan za bakterije, plijesni, praživotinje, sisavce, biljke.

STRATEGIJE SMANJENJA RIZIKA

Sprečavanje kontaminacije plijesnima i biosinteze patulina može se postići probiranjem i sortiranjem plodova nakon berbe; pravilnim uskladištenjem plodova (niža temperatura, niži sadržaj O₂, prikladna relativna vlažnost)