Zanieczyszczenia biologiczne to żywe organizmy lub ich metabolity, czyli substancje przedostające się do środowiska w wyniku czynności fizjologicznych tych organizmów np. drobnoustroje, pasożyty, szkodniki magazynowe oraz produkty ich aktywności np. enzymy, odchody, obumarłe szczątki.
Badania mikrobiologiczne wskazują, że surowce zarówno pochodzenia roślinnego, jak i zwierzęcego, zawsze skażone są w jakimś stopniu drobnoustrojami. Głównym siedliskiem drobnoustrojów w środowisku naturalnym jest gleba i woda, gdzie znajdują one wystarczającą ilość składników pokarmowych, dzięki czemu są w stanie przetrwać niekorzystne warunki zewnętrzne. Najliczniejszą grupę mikroorganizmów w atmosferze stanowią pleśnie (do 20000 jtk/m3) szczególnie z rodzajów Cladosporium, Alternaria, Penicillium, Aspergillus oraz Fusarium i drożdże (do 60000 jtk/m3), wśród których przeważają niefermentujące szczepy Candida, obok mniej licznych drożdży fermentujących. Zazwyczaj powietrze zawiera komórki bakteryjne (do 10000 jtk/m3) oraz promieniowce od 10 do 2000 jtk/m3. W grupie aerobakterii najczęściej spotykane są: przetrwalnikujący rodzaj Bacillus i tlenowe ziarniaki. Na powierzchnię roślin, drobnoustroje przenoszone są przez powietrze lub owady, w których przewodzie pokarmowym pełnią rolę symbiontów, skażenie mikrobiologiczne następuje także podczas ich bezpośredniego kontaktu z glebą.
Skażenia mikrobiologiczne płodów rolnych dzieli się na pierwotne i wtórne. Do skażeń pierwotnych zalicza się zanieczyszczenia surowców glebą, kurzem, odchodami czy nawozami. Do skażeń wtórnych zalicza są przede wszystkim te, które związane są z niehigienicznym zbiorem, suszeniem, magazynowaniem czy transportem roślin. Źródłem skażenia mogą być również różne urządzenia w cyklu technologicznym produktów rolnych, powierzchnie użytkowe, opakowania, a nawet personel. Nie bez znaczenia jest również sposób zbioru roślin, niewłaściwe ustawienie i przygotowanie maszyn, dłuższy kontakt zebranych roślin z glebą, czy duża wilgotność podczas koszenia czy zbioru. Czynniki wpływające na mikrobiologiczną jakość roślin są dzielone na wewnętrzne, do których zalicza się m.in. strukturę roślin, ich skład chemiczny i mikroflorę autochtoniczną oraz zewnętrzne, obejmujące m.in. warunki klimatyczne, wilgotność, miejsce uprawy, metodę zbioru i traktowanie posprzętne, pakowanie oraz warunki przechowywania. Duży wpływ na mikroflorę surowców roślinnych ma gleba, której ogólny stopień zanieczyszczenia drobnoustrojami może dochodzić do wartości 109 komórek w l g. Skład mikroflory zależy od rodzaju gleby i głębokości warstwy. Największe zanieczyszczenie występuje w warstwie powierzchniowej.
Podstawowe, pierwotne zanieczyszczenia roślin są funkcją rodzaju rośliny, środowiskowych warunków wegetacji, sposobu transportu, warunków przechowywania itp. Wśród form zanieczyszczających dominują drożdże należące do rodzaju Saccharomyces, Kloeckera, Pichia, Hansenula, Candida i in., pleśnie z rodzaju Penicillium, Aspergillus, Botrytis, Rhizopus, Mucor, Fusarium, Cladosporium, Geotrichum i in., bakterie fermentacji mlekowej, bakterie octowe oraz bakterie z rodzajów Bacillus, Pseudomonas, Proteus. Warzywa świeże charakteryzują się zanieczyszczeniem licznej i różnorodnej mikroflory glebowej należącej do rodzajów: Pseudomonas, Bacillus, Clostrdium, Lactobacillus, Streptococcus, Micrococcus, Enterobacter. W zanieczyszczeniach roślin okopowych i szpinaku często ujawniają się beztlenowce przetrwalnikujące prowadzące fermentację masłową, a także różne gatunki mikroflory proteolitycznej. Buraki cukrowe zawierające w swoim składzie sacharozę są zanieczyszczone szczególnie obficie przez mikroflorę sacharolityczną zarówno przetrwalnikującą tlenową z dominacją rodzaju Bacillus, jak również nieprzetrwalnikującą reprezentowaną przez wiele różnych gatunków, w tym także Leuconostoc i przez pleśnie. Mikroflora ta przylega do buraka i w dużym procencie przenika do dalszych etapów przerobu surowca na cukier, selekcjonując się w specyficznych warunkach technologicznych. Zboża, ziarna zbóż, jako środowiska o mniejszej aktywności wodnej, powszechnie są zasiedlane przez mikroflorę przetrwalnikującą, a także przez pleśnie o szerokim zakresie aktywności enzymatycznych. Szczególnym zagrożeniem dla żywności pochodzenia roślinnego może być mikroflora psychrofilna i psychrotrofowa reprezentowana m.in. przez rodzaje Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium i in. przenoszone z różnych środowisk pierwotnych.
Wśród drobnoustrojów znajdujących się w surowcach roślinnych mogą występować formy patogenne, wśród których są liczne psychrotrofy. Należą do nich m.in. Listeria monocytogenes, szczepy Clostridium botulinum typu E i B, Yersinia enterocolitica, Aeromonas sp. i niektóre enterotoksyczne odmiany Escherichia coli. Są groźne nawet jeżeli stanowią minimalne zanieczyszczenie surowców. Clostridium botulinum, podobnie jak inne gatunki Clostridium, ma swoje siedlisko w glebie, a w kontakcie z roślinami do odpowiednich surowców spożywczych. Dla Listeria monocytogenes materiał roślinny jest ważnym ogniwem w cyklu rozwojowym. Warzywa rosnące na polach użyźnianych nawozem naturalnym lub ściekami są często silnie zanieczyszczone tymi drobnoustrojami. Badania wykazały, że w surowych owocach i warzywach występują najczęściej toksyny Clostridium botulinum, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Yersinia sp., Vibrio cholerae, EIEC (Enteroinvasive Escherichia coli – Escherichia coli szczepy enteroinwazyjne), EHEC (Enterohaemorrhagic Escherichia coli – Escherichia coli szczepy enterokrwotoczne), ETEC (EnteroToxigenic Escherichia coli – Escherichia coli szczepy enterotoksyczne) i enterotoksyna Staphylococcus aureus (tabela 1). Staphylococcus aureus jest gram-dodatnią bakterią zdolną do wytwarzania szeregu enterotoksyn, które spożyte powodują intoksykację. Enterotoksyny gronkowcowe powstają w wyniku spożycia toksyn wytworzonych podczas wzrostu bakterii w żywności. Większość przypadków zachorowań wywołanych jest przez enterotoksyny typu A i D. Yersinia pseudotuberculosis wytwarza enterotoksyny LT prowadzące do zachorowań na jersiniozę lub bezobjawowego nosicielstwa gryzoni. Owoce, kwiaty, gleba i woda w kanałach są siedliskami bakterii gatunku Acintobacter/Moraxella spp. W glebie, w powietrzu, wodzie, materiale roślinnym spotyka się także tlenowe laseczki Bacillus cereus sensu lato wytwarzające szereg toksyn powodujących zatrucia pokarmowe, infekcje centralnego układu nerwowego i oczu oraz uogólnionych zakażeń ludzi i zwierząt. Poza wymienionymi drobnoustrojami stwierdza się w takich roślinach obecność bakterii pochodzenia kałowego – pałeczki z grupy coli i enterokoki. Poważnym problemem jest też występowanie bakterii rodzaju Salmonella. Dane epidemiologiczne wskazują, że są one przyczyną ponad 75% rejestrowanych zatruć i zakażeń pokarmowych. Rośliny zostają zainfekowane przez zwierzęta i stają się nośnikami tych bakterii.
Skażenia mikrobiologiczne płodów rolnych dzieli się na pierwotne i wtórne. Do skażeń pierwotnych zalicza się zanieczyszczenia surowców glebą, kurzem, odchodami czy nawozami. Do skażeń wtórnych zalicza są przede wszystkim te, które związane są z niehigienicznym zbiorem, suszeniem, magazynowaniem czy transportem roślin. Źródłem skażenia mogą być również różne urządzenia w cyklu technologicznym produktów rolnych, powierzchnie użytkowe, opakowania, a nawet personel. Nie bez znaczenia jest również sposób zbioru roślin, niewłaściwe ustawienie i przygotowanie maszyn, dłuższy kontakt zebranych roślin z glebą, czy duża wilgotność podczas koszenia czy zbioru. Czynniki wpływające na mikrobiologiczną jakość roślin są dzielone na wewnętrzne, do których zalicza się m.in. strukturę roślin, ich skład chemiczny i mikroflorę autochtoniczną oraz zewnętrzne, obejmujące m.in. warunki klimatyczne, wilgotność, miejsce uprawy, metodę zbioru i traktowanie posprzętne, pakowanie oraz warunki przechowywania. Duży wpływ na mikroflorę surowców roślinnych ma gleba, której ogólny stopień zanieczyszczenia drobnoustrojami może dochodzić do wartości 109 komórek w l g. Skład mikroflory zależy od rodzaju gleby i głębokości warstwy. Największe zanieczyszczenie występuje w warstwie powierzchniowej.Podstawowe, pierwotne zanieczyszczenia roślin są funkcją rodzaju rośliny, środowiskowych warunków wegetacji, sposobu transportu, warunków przechowywania itp. Wśród form zanieczyszczających dominują drożdże należące do rodzaju Saccharomyces, Kloeckera, Pichia, Hansenula, Candida i in., pleśnie z rodzaju Penicillium, Aspergillus, Botrytis, Rhizopus, Mucor, Fusarium, Cladosporium, Geotrichum i in., bakterie fermentacji mlekowej, bakterie octowe oraz bakterie z rodzajów Bacillus, Pseudomonas, Proteus. Warzywa świeże charakteryzują się zanieczyszczeniem licznej i różnorodnej mikroflory glebowej należącej do rodzajów: Pseudomonas, Bacillus, Clostrdium, Lactobacillus, Streptococcus, Micrococcus, Enterobacter. W zanieczyszczeniach roślin okopowych i szpinaku często ujawniają się beztlenowce przetrwalnikujące prowadzące fermentację masłową, a także różne gatunki mikroflory proteolitycznej. Buraki cukrowe zawierające w swoim składzie sacharozę są zanieczyszczone szczególnie obficie przez mikroflorę sacharolityczną zarówno przetrwalnikującą tlenową z dominacją rodzaju Bacillus, jak również nieprzetrwalnikującą reprezentowaną przez wiele różnych gatunków, w tym także Leuconostoc i przez pleśnie. Mikroflora ta przylega do buraka i w dużym procencie przenika do dalszych etapów przerobu surowca na cukier, selekcjonując się w specyficznych warunkach technologicznych. Zboża, ziarna zbóż, jako środowiska o mniejszej aktywności wodnej, powszechnie są zasiedlane przez mikroflorę przetrwalnikującą, a także przez pleśnie o szerokim zakresie aktywności enzymatycznych. Szczególnym zagrożeniem dla żywności pochodzenia roślinnego może być mikroflora psychrofilna i psychrotrofowa reprezentowana m.in. przez rodzaje Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium i in. przenoszone z różnych środowisk pierwotnych.
Wśród drobnoustrojów znajdujących się w surowcach roślinnych mogą występować formy patogenne, wśród których są liczne psychrotrofy. Należą do nich m.in. Listeria monocytogenes, szczepy Clostridium botulinum typu E i B, Yersinia enterocolitica, Aeromonas sp. i niektóre en
terotoksyczne odmiany Escherichia coli. Są groźne nawet jeżeli stanowią minimalne zanieczyszczenie surowców. Clostridium botulinum, podobnie jak inne gatunki Clostridium, ma swoje siedlisko w glebie, a w kontakcie z roślinami do odpowiednich surowców spożywczych. Dla Listeria monocytogenes materiał roślinny jest ważnym ogniwem w cyklu rozwojowym. Warzywa rosnące na polach użyźnianych nawozem naturalnym lub ściekami są często silnie zanieczyszczone tymi drobnoustrojami. Badania wykazały, że w surowych owocach i warzywach występują najczęściej toksyny Clostridium botulinum, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Yersinia sp., Vibrio cholerae, EIEC (Enteroinvasive Escherichia coli – Escherichia coli szczepy enteroinwazyjne), EHEC (Enterohaemorrhagic Escherichia coli – Escherichia coli szczepy enterokrwotoczne), ETEC (EnteroToxigenic Escherichia coli – Escherichia coli szczepy enterotoksyczne) i enterotoksyna Staphylococcus aureus (tabela 1). Staphylococcus aureus jest gram-dodatnią bakterią zdolną do wytwarzania szeregu enterotoksyn, które spożyte powodują intoksykację. Enterotoksyny gronkowcowe powstają w wyniku spożycia toksyn wytworzonych podczas wzrostu bakterii w żywności. Większość przypadków zachorowań wywołanych jest przez enterotoksyny typu A i D. Yersinia pseudotuberculosis wytwarza enterotoksyny LT prowadzące do zachorowań na jersiniozę lub bezobjawowego nosicielstwa gryzoni. Owoce, kwiaty, gleba i woda w kanałach są siedliskami bakterii gatunku Acintobacter/Moraxella spp. W glebie, w powietrzu, wodzie, materiale roślinnym spotyka się także tlenowe laseczki Bacillus cereus sensu lato wytwarzające szereg toksyn powodujących zatrucia pokarmowe, infekcje centralnego układu nerwowego i oczu oraz uogólnionych zakażeń ludzi i zwierząt. Poza wymienionymi drobnoustrojami stwierdza się w takich roślinach obecność bakterii pochodzenia kałowego – pałeczki z grupy coli i enterokoki. Poważnym problemem jest też występowanie bakterii rodzaju Salmonella. Dane epidemiologiczne wskazują, że są one przyczyną ponad 75% rejestrowanych zatruć i zakażeń pokarmowych. Rośliny zostają zainfekowane przez zwierzęta i stają się nośnikami tych bakterii.
Grzyby strzępkowe, powszechnie zwane pleśniami, powodują ok. 85% chorób roślin. Są mikroflorą szkodliwą nie tylko ze względu na powodowanie rozkładu składników żywieniowych w surowcach roślinnych, lecz przede wszystkim z uwagi na tworzenie mikotoksyn będących metabolitami wtórnymi. Stąd zagadnieniem o szczególnej wadze ze zdrowotnego punktu widzenia jest występowanie w produktach rolnych grzybów produkujących mikotoksyny. Zanieczyszczenie mikotoksynami ziarna zbóż oraz produktów z nich przetworzonych jest jednym z ważnych problemów rolnictwa. O randze problemu może świadczyć fakt, że w 2006 roku UE wprowadziła ujednolicone normy dla zawartości mikotoksyn fuzaryjnych najczęściej występujących w produktach pochodzenia zbożowego. Z toksykologicznego i ekonomicznego punktu widzenia w skali światowej istotne znaczenie ma obecnie pięć klas mikotoksyn: aflatoksyny, ochratoksyny, trichoteceny, zearalenon wraz z pochodnymi i fumonizyny. Aflatoksyny i ochratoksyny tworzone są głównie przez gatunki grzybów przechowalniczych z rodzaju Aspergillus i Penicillium. Pozostałe trzy rodzaje mikotoksyn: trichoteceny, zearalenon i fumonizyny wytwarzane są przez patogeniczne dla zbóż gatunki Fusarium, porażające kłosy i wiechy zbóż oraz kolby kukurydzy we wszystkich strefach klimatycznych (tabela 2). Wzrost zanieczyszczenie ziarna zbóż mikotoksynami tworzonymi przez gatunki Fusarium powodowany jest z jednej strony przez coraz szerzej stosowane uprawy zbóż w monokulturach, z pominięciem tradycyjnego płodozmianu, a z drugiej strony przez oszczędnościowe systemy uprawy (ang. minimum tillage system). Powoduje to nagromadzenie znacznego inokulum patogenów Fusarium w środowisku pól uprawnych, które mogą dobrze rozwijać się na resztkach pożniwnych.
bolitami wtórnymi. Stąd zagadnieniem o szczególnej wadze ze zdrowotnego punktu widzenia jest występowanie w produktach rolnych grzybów produkujących mikotoksyny. Zanieczyszczenie mikotoksynami ziarna zbóż oraz produktów z nich przetworzonych jest jednym z ważnych problemów rolnictwa. O randze problemu może świadczyć fakt, że w 2006 roku UE wprowadziła ujednolicone normy dla zawartości mikotoksyn fuzaryjnych najczęściej występujących w produktach pochodzenia zbożowego. Z toksykologicznego i ekonomicznego punktu widzenia w skali światowej istotne znaczenie ma obecnie pięć klas mikotoksyn: aflatoksyny, ochratoksyny, trichoteceny, zearalenon wraz z pochodnymi i fumonizyny. Aflatoksyny i ochratoksyny tworzone są głównie przez gatunki grzybów przechowalniczych z rodzaju Aspergillus i Penicillium. Pozostałe trzy rodzaje mikotoksyn: trichoteceny, zearalenon i fumonizyny wytwarzane są przez patogeniczne dla zbóż gatunki Fusarium, porażające kłosy i wiechy zbóż oraz kolby kukurydzy we wszystkich strefach klimatycznych (tabela 2). Wzrost zanieczyszczenie ziarna zbóż mikotoksynami tworzonymi przez gatunki Fusarium powodowany jest z jednej strony przez coraz szerzej stosowane uprawy zbóż w monokulturach, z pominięciem tradycyjnego płodozmianu, a z drugiej strony przez oszczędnościowe systemy uprawy (ang. minimum tillage system). Powoduje to nagromadzenie znacznego inokulum patogenów Fusarium w środowisku pól uprawnych, które mogą dobrze rozwijać się na resztkach pożniwnych.
Ochratoksyna A (OTA) jest metabolitem wytwarzanym w ziarnie zbóż po żniwach przez grzyby saprofityczne rodzajów Aspergillus i Penicillium w warunkach nieprawidłowego przechowywania ziarna. Występuje naturalnie we wszystkich zbożach,
w tym w kukurydzy, jęczmieniu, pszenicy, sorgu, życie, owsie i ryżu. Szczególnie wrażliwe na zanieczyszczenie wysokimi poziomami OTA są: jęczmień, owies, pszenica i kukurydza, rosnące w krajach skandynawskich, jak również na Bałkanach i w Indiach. Występowanie OTA jest związane z klimatem, a zwłaszcza z warunkami w jakich przeprowadzone są żniwa i z warunkami przechowywania zbiorów. Oprócz zbóż, występowanie OTA stwierdzono w wielu innych produktach spożywczych, w tym w nasionach soi, fasoli, ciecierzycy, ziarnach surowej kawy, ziarnach kakao, soku z winogron i ziołach. Niemniej jednak najwyższe stężenia aflatoksyn są związane z pleśnieniem artykułów rolnych (wzrost grzybów Aspergillus) po zbiorze, podczas przechowywania w nieodpowiednich warunkach. Soja, jadalne nasiona roślin strączkowych, kasawa, sorgo, proso, pszenica, owies, jęczmień i ryż są odporne, lub tylko w nieznacznym stopniu wrażliwe, na zanieczyszczenie aflatoksynami na polu. Zanieczyszczenie może natomiast zdarzyć się w każdej chwili podczas przechowywania tych artykułów, w warunkach wysokiej wilgotności i temperatury.
Ogromne znaczenie ma powszechnie występująca w płodach rolnych aflatoksyna B1. Za istotne źródło tej mikotoksyny uznaje się niedosuszone nasiona roślin motylkowych, ziarna zbóż, orzechy (ziemne, brazylijskie, włoskie, pistacjowe), migdały i suszone figi. Aflatoksyna B1 i jej pochodne zanieczyszczają też importowane śruty roślin oleistych.
w tym w kukurydzy, jęczmieniu, pszenicy, sorgu, życie, owsie i ryżu. Szczególnie wrażliwe na zanieczyszczenie wysokimi poziomami OTA są: jęczmień, owies, pszenica i kukurydza, rosnące w krajach skandynawskich, jak również na Bałkanach i w Indiach. Występowanie OTA jest związane z klimatem, a zwłaszcza z warunkami w jakich przeprowadzone są żniwa i z warunkami przechowywania zbiorów. Oprócz zbóż, występowanie OTA stwierdzono w wielu innych produktach spożywczych, w tym w nasionach soi, fasoli, ciecierzycy, ziarnach surowej kawy, ziarnach kakao, soku z winogron i ziołach. Niemniej jednak najwyższe stężenia aflatoksyn są związane z pleśnieniem artykułów rolnych (wzrost grzybów Aspergillus) po zbiorze, podczas przechowywania w nieodpowiednich warunkach. Soja, jadalne nasiona roślin strączkowych, kasawa, sorgo, proso, pszenica, owies, jęczmień i ryż są odporne, lub tylko w nieznacznym stopniu wrażliwe, na zanieczyszczenie aflatoksynami na polu. Zanieczyszczenie może natomiast zdarzyć się w każdej chwili podczas przechowywania tych artykułów, w warunkach wysokiej wilgotności i temperatury.
Ogromne znaczenie ma powszechnie występująca w płodach rolnych aflatoksyna B1. Za istotne źródło tej mikotoksyny uznaje się niedosuszone nasiona roślin motylkowych, ziarna zbóż, orzechy (ziemne, brazylijskie, włoskie, pistacjowe), migdały i suszone figi. Aflatoksyna B1 i jej pochodne zanieczyszczają też importowane śruty roślin oleistych.
Fumonizyna B1 jest bardzo częstym zanieczyszczeniem ziarna kukurydzy w klimacie subtropikalnym, a wytwarzana jest przez gatunki Fusarium verticillioides (F.moniliforme) i F.proliferatum. Zanieczyszczenie pasz i żywności jest zwykle następstwem infekcji grzybowej pierwszych zbiorów w sezonie wegetacyjnym, na co z kolei mają wpływ różne czynniki, takie jak pochodzenie, wstrząs spowodowany suszą i uszkodzenie przez owady.
Trichoteceny (DON, NIV, T-2, HT-2, DAS) stanowią obecnie najliczniejszą grupę mikotoksyn fuzaryjnych, obejmującą ponad 180 naturalnie występujących związków, a deoksyniwalenol (DON, womitoksyna) z racji powszechnego występowania i toksyczności jest uważany za najważniejszą mikotoksynę zanieczyszczającą produkty pochodzenia zbożowego przeznaczone na cele spożywcze i paszowe. Głównymi producentami DON są F. culmorum i F. graminearum, sprawcy fuzariozy kłosów/wiech i kolb kukurydzy na całym świecie. Zawartość DON w porażonych ziarniakach pszenicy i pszenżyta może osiągać 30 mg•kg-1, a w ziarnie kukurydzy 80 mg•kg-1. Natomiast w ziarnie zdrowym ilość DON jest niewielka i wynosi poniżej 0,05 mg/kg. Wzrost porażenia kłosa przez Fusarium spp. o 1% powodować może wzrost ilości DON w ziarnie o 0,3 mg/kg. Porażone ziarniaki pszenicy łatwo jest odróżnić od zdrowych – są one przebarwione na kolor od białego do różowego, a niekiedy nawet karminowego, często pomarszczone i słabiej wykształcone niż ziarniaki zdrowe. Trudniej jest odróżnić porażone ziarniaki od zdrowych u pszenżyta, żyta i jęczmienia czy owsa. Porażeniu ulega również kukurydza uprawiana na ziarno – porażone ziarniaki kukurydzy zawierają średnio dziesięciokrotnie wyższe ilości mikotoksyn aniżeli ziarniaki pszenicy. Występuje w nich także szereg mikotoksyn, które nie występują w ziarniakach zbóż drobnoziarnistych – do najczęściej występujących należą fumonizyny, a także deoksyniwalenol i zearalenon. Mikotoksyną wytwarzaną przede wszystkim przez F. graminearum oraz F. culmorum, najczęstszych sprawców porażających zboża i kukurydzę w okresie wegetacji, jest zearalenon. Średnia zawartość tej toksyny waha się w przedziale od 1 – 2000 μg/kg ziarna. Specyficzną grupą mikotoksyn syntetyzowaną przez nieliczne grzyby z rodzaju Fusarium, takie jak F. moniliforme, F. proliferatum są fumonizyny. Grzyby te porażają kukurydzę, wktórej zawartość fumonizyny wynosi od 6 – 37000 μg/kg. W Polsce w ziarnie zbóż zidentyfikowano 19 mikotoksyn fuzaryjnych, z których w ziarnie pszenicy najczęściej występującymi w wieloleciu były deoksyniwalenol (czyli womitoksyna), niwalenol i moniliformina.
Mikotoksyny, jako metabolity różnych gatunków grzybów toksynotwórczych, odznaczają się wyraźnym działaniem cytotoksycznym, mutagennym, neuro- i nefrotoksycznym, teratogennym i rakotwórczym w stosunku do mikro- i makroorganizmów (rośliny, zwierzęta, ludzie). Spożycie przez człowieka skażonych produktów roślinnych, bez względu na sposób ich przygotowania, prowadzi do bezpośredniego kumulowania mikotoksyn w wewnętrznych organach. Podobnie jest w przypadku zwierząt karmionych paszą skażoną toksynami. Część mikotoksyn może być gromadzona w jajach lub w mleku. Mikotoksyny dla organizmu człowieka i zwierząt są toksyczne już w bardzo małych ilościach rzędu ug/kg. Spożywanie tych związków wraz z pokarmem powoduje ogólne pogorszenie zdrowotności oraz choroby określane mianem mikotoksykoz. Najczęściej opisywane skutki ostrych toksemii mykotoksycznych to funkcjonalne uszkodzenie wątroby i nerek, które mogą doprowadzić do zgonu chorego. Początkowo bezobjawowe oddziaływania chroniczne mogą prowadzić do rozwoju nowotworów, a u ciężarnych kobiet do różnych wad rozwojowych u płodu. Masowe zatrucia śmiertelne mają charakter wyjątkowy i zazwyczaj lokalny, natomiast długotrwały kontakt konsumenta nawet z bardzo niskimi stężeniami poszczególnych mikotoksym może prowadzić do przewlekłych chorób trudnych do ustalenia diagnostycznie, a w konsekwencji do nowotworów nerek i wątroby. Metabolity wytwarzane przez grzyby pleśniowe niosą również obecnie niebezpieczeństwo zdrowotne dla zwierząt, zwłaszcza w produkcji wielkotowarowej. Dla ludzi aflatoksyny uznawane są za związki o najsilniejszy działaniu rakotwórczym. Dużą toksycznością dla człowieka i zwierząt wyróżnia się też ochratoksyna (OTA). W przypadku ludzi wykrycie obecności ochratoksyny we krwi stwarza niebezpieczeństwo działania rakotwórczego Ponadto działa nefropatycznie (uszkadza nerki), mutagennie i teratogennie (anomalia genetyczne). Zmniejsza aktywny transport glikogenu do wątroby oraz syntezę glikogenu. Hamuje także syntezę białek. Fumonizyny są pod szczególnym nadzorem IARC (Międzynarodowej Agencji Badań nad Rakiem), ze względu na powodowanie ciężkich schorzeń u zwierząt (nowotwory, dystrofie itp.) oraz stanowi potencjalne zagrożenie kancerogenne dla ludzi.
Często w produktach spożywczych występuje metabolit zwany patuliną. Znana jest ona przede wszystkim jako substancja skażająca jabłka i sok jabłkowy. Ponadto spotykana jest na innych owocach, warzywach, przetworach owocowo-warzywnych, ziarnie zbóż, kiszonkach, serach, które mają objawy zapleśnienia. Związek ten wykazuje działanie neurotoksyczne: obrzęki mózgu, wybroczyny w mózgu; zmiany zapalne w przewodzie pokarmowym. Ponadto powoduje u zwierząt i ludzi obrzęk mięśni, krwotoki, działa teratogennie i rakotwórczo.
Produkty rolne mogą ulec zanieczyszczeniu mikotoksynami w każdym momencie, począwszy od rozwoju rośliny na polu, poprzez zbiór, jak też w trakcie obróbki, przechowywania i transportu gotowego artykułu. Do zmniejszenia skutków narażenia populacji ludzi i zwierząt na toksyczne działanie mikotoksyn przyczynią się wszystkie zabiegi zmierzające do ograniczenia tych związków w środowisku, takie jak hodowla i uprawa odmian odpornych na patogeny, kontrola biologiczna izolatów toksynotwórczych, stosowanie chemicznej ochrony roślin z wykorzystaniem inhibitorów syntezy mikotoksyn oraz wprowadzenie maksymalnego dopuszczalnego poziomu mikotoksyn w żywności i paszach.
Trichoteceny (DON, NIV, T-2, HT-2, DAS) stanowią obecnie najliczniejszą grupę mikotoksyn fuzaryjnych, obejmującą ponad 180 naturalnie występujących związków, a deoksyniwalenol (DON, womitoksyna) z racji powszechnego występowania i toksyczności jest uważany za najważniejszą mikotoksynę zanieczyszczającą produkty pochodzenia zbożowego przeznaczone na cele spożywcze i paszowe. Głównymi producentami DON są F. culmorum i F. graminearum, sprawcy fuzariozy kłosów/wiech i kolb kukurydzy na całym świecie. Zawartość DON w porażonych ziarniakach pszenicy i pszenżyta może osiągać 30 mg•kg-1, a w ziarnie kukurydzy 80 mg•kg-1. Natomiast w ziarnie zdrowym ilość DON jest niewielka i wynosi poniżej 0,05 mg/kg. Wzrost porażenia kłosa przez Fusarium spp. o 1% powodować może wzrost ilości DON w ziarnie o 0,3 mg/kg. Porażone ziarniaki pszenicy łatwo jest odróżnić od zdrowych – są one przebarwione na kolor od białego do różowego, a niekiedy nawet karminowego, często pomarszczone i słabiej wykształcone niż ziarniaki zdrowe. Trudniej jest odróżnić porażone ziarniaki od zdrowych u pszenżyta, żyta i jęczmienia czy owsa. Porażeniu ulega również kukurydza uprawiana na ziarno – porażone ziarniaki kukurydzy zawierają średnio dziesięciokrotnie wyższe ilości mikotoksyn aniżeli ziarniaki pszenicy. Występuje w nich także szereg mikotoksyn, które nie występują w ziarniakach zbóż drobnoziarnistych – do najczęściej występujących należą fumonizyny, a także deoksyniwalenol i zearalenon. Mikotoksyną wytwarzaną przede wszystkim przez F. graminearum oraz F. culmorum, najczęstszych sprawców porażających zboża i kukurydzę w okresie wegetacji, jest zearalenon. Średnia zawartość tej toksyny waha się w przedziale od 1 – 2000 μg/kg ziarna. Specyficzną grupą mikotoksyn syntetyzowaną przez nieliczne grzyby z rodzaju Fusarium, takie jak F. moniliforme, F. proliferatum są fumonizyny. Grzyby te porażają kukurydzę, w
której zawartość fumonizyny wynosi od 6 – 37000 μg/kg. W Polsce w ziarnie zbóż zidentyfikowano 19 mikotoksyn fuzaryjnych, z których w ziarnie pszenicy najczęściej występującymi w wieloleciu były deoksyniwalenol (czyli womitoksyna), niwalenol i moniliformina.Mikotoksyny, jako metabolity różnych gatunków grzybów toksynotwórczych, odznaczają się wyraźnym działaniem cytotoksycznym, mutagennym, neuro- i nefrotoksycznym, teratogennym i rakotwórczym w stosunku do mikro- i makroorganizmów (rośliny, zwierzęta, ludzie). Spożycie przez człowieka skażonych produktów roślinnych, bez względu na sposób ich przygotowania, prowadzi do bezpośredniego kumulowania mikotoksyn w wewnętrznych organach. Podobnie jest w przypadku zwierząt karmionych paszą skażoną toksynami. Część mikotoksyn może być gromadzona w jajach lub w mleku. Mikotoksyny dla organizmu człowieka i zwierząt są toksyczne już w bardzo małych ilościach rzędu ug/kg. Spożywanie tych związków wraz z pokarmem powoduje ogólne pogorszenie zdrowotności oraz choroby określane mianem mikotoksykoz. Najczęściej opisywane skutki ostrych toksemii mykotoksycznych to funkcjonalne uszkodzenie wątroby i nerek, które mogą doprowadzić do zgonu chorego. Początkowo bezobjawowe oddziaływania chroniczne mogą prowadzić do rozwoju nowotworów, a u ciężarnych kobiet do różnych wad rozwojowych u płodu. Masowe zatrucia śmiertelne mają charakter wyjątkowy i zazwyczaj lokalny, natomiast długotrwały kontakt konsumenta nawet z bardzo niskimi stężeniami poszczególnych mikotoksym może prowadzić do przewlekłych chorób trudnych do ustalenia diagnostycznie, a w konsekwencji do nowotworów nerek i wątroby. Metabolity wytwarzane przez grzyby pleśniowe niosą również obecnie niebezpieczeństwo zdrowotne dla zwierząt, zwłaszcza w produkcji wielkotowarowej. Dla ludzi aflatoksyny uznawane są za związki o najsilniejszy działaniu rakotwórczym. Dużą toksycznością dla człowieka i zwierząt wyróżnia się też ochratoksyna (OTA). W przypadku ludzi wykrycie obecności ochratoksyny we krwi stwarza niebezpieczeństwo działania rakotwórczego Ponadto działa nefropatycznie (uszkadza nerki), mutagennie i teratogennie (anomalia genetyczne). Zmniejsza aktywny transport glikogenu do wątroby oraz syntezę glikogenu. Hamuje także syntezę białek. Fumonizyny są pod szczególnym nadzorem IARC (Międzynarodowej Agencji Badań nad Rakiem), ze względu na powodowanie ciężkich schorzeń u zwierząt (nowotwory, dystrofie itp.) oraz stanowi potencjalne zagrożenie kancerogenne dla ludzi.
Często w produktach spożywczych występuje metabolit zwany patuliną. Znana jest ona przede wszystkim jako substancja skażająca jabłka i sok jabłkowy. Ponadto spotykana jest na innych owocach, warzywach, przetworach owocowo-warzywnych, ziarnie zbóż, kiszonkach, serach, które mają objawy zapleśnienia. Związek ten wykazuje działanie neurotoksyczne: obrzęki mózgu, wybroczyny w mózgu; zmiany zapalne w przewodzie pokarmowym. Ponadto powoduje u zwierząt i ludzi obrzęk mięśni, krwotoki, działa teratogennie i rakotwórczo.
Produkty rolne mogą ulec zanieczyszczeniu mikotoksynami w każdym momencie, począwszy od rozwoju rośliny na polu, poprzez zbiór, jak też w trakcie obróbki, przechowywania i transportu gotowego artykułu. Do zmniejszenia skutków narażenia populacji ludzi i zwierząt na toksyczne działanie mikotoksyn przyczynią się wszystkie zabiegi zmierzające do ograniczenia tych związków w środowisku, takie jak hodowla i uprawa odmian odpornych na patogeny, kontrola biologiczna izolatów toksynotwórczych, stosowanie chemicznej ochrony roślin z wykorzystaniem inhibitorów syntezy mikotoksyn oraz wprowadzenie maksymalnego dopuszczalnego poziomu mikotoksyn w żywności i paszach.
Dodała: Marta (cz. 5 z cyklu: „Czy wiesz co jesz?”)
