Micotoxine

1

Obiective

Prezentarea tipurilor de micotoxine

Prezentarea aflatoxinelor

Prezentarea ochratoxinelor

Prezentarea patulinei

Reglementări legislative pentru contaminarea cu micotoxine

2

8.1 Noțiuni generale

mykes, mukos = ciupercă

τοξικόν (toxikon) = otravă

Mucegaiurile sunt niște ciuperci filamentoase care se pot dezvolta pe produse alimentare de origine vegetală (porumb, grâu, fructe)

sau animală (mezeluri, brânzeturi).

Micotoxinele sunt metaboliţi secundari toxici produşi de aceste ciuperci ȋn anumite condiții pe substraturile alimentare şi furajere.

3

Micotoxinele se pot găsi ȋn:

sporii fungilor,

ȋn fungie

se pot dezvolta pe substratul de creștere care poate fi furaj sau aliment (cel mai mare interes pentru industria alimentară).

Ingerarea furajelor sau a alimentelor infestate duce lamicotoxicozele care sunt determinate de micotoxine (agenţiabiotici), care pătrund în organism de regulă odată cu furajele încare au fost elaboraţi de fungii toxici.

Micotoxicozele nu implică prezenţa agentului biotic (fungului) înorganismul animal

4

Există și mucegaiuri utile ȋn industria alimentară cum ar fi:

Penicillinum roqueforti și Aspergillius camemberti utilizate pentru obținerea unor sortimente de brânzeturi

Penicillinium expansum care se utilizează pentru obținerea unor sortimente de salamuri crud-uscate.

5

8.2 Tipuri de micotoxine

sunt cunoscute peste 300 de micotoxine

impactul asupra sănătății animalelor și oamenilor →10 compuși studiați și urmăriți ȋn mod deosebit.

În același timp micotoxinele sunt foarte diverse ca și tip chimic datorită numărului mare de ciuperci care le produc

6

Clase majore și clase minore de micotoxine Micotoxine majore:

Aflatoxine

Ochratoxine

Patulină

Zearolină

Fumonisină

Thrichothecene

Micotoxine minore:

Ergotoxina

Citrinina

Sterigmatocisteine

Acid ciclopiazonic

Gliotoxina

Acid penicilinic

7

Unele dintre micotoxine și anume aflatoxinele șiochratoxina A se găsesc sub supraveghere sanitar-veterinară

8

8.3 Micotoxine majore

8.3.1 Aflatoxine

Aflatoxinele sunt metaboliţi secundari elaboraţi după faza de creştere logaritmică a diferitelor specii toxinogene de: Aspergillus: A. flavus, A. parasiticus, A. versicolor, A. niger, A.

wentii, A. ruber, A. ostianus, A. ochraceus, A. candidus; Penicillium: P. puberulum, P. variabile, P citrinum, P. frequentans Rhisopus.

Cele mai importante specii producători de aflatoxine atâtdin punct de vedere a numărului de tulpini toxigene câtşi a cantităţii de aflatoxine elaborate sunt celeaparţinând speciilor A. flavus şi A. parasiticus

9

Factorii care condiţionează dezvoltarea aflatoxinelorAspergillus flavus - principalul fung aflatoxigen microorganism mezofilic (se dezvoltă la temp medii), min

6ºC şi max 46ºC

Conditii:1. Interval termic optim de 36-38ºC.

2. Umiditatea, aeraţia etc. În zonele geografice unde temperatura şi umiditatea au valori mai

ridicate, incidenţa şi concentraţia aflatoxinelor este mai mare.

3. Tipul de substrat substraturile bogate în glucide (grâu, orez) favorizează

producerea unor cantităţi mai mari de aflatoxine decât substraturile bogate în ulei (arahide, bumbac, soia), datorită

faptului că A. favus nu dispune de capacitatea de a metaboliza imediat cantităţi mari de lipide nesaturate

10

Factorul cel mai important de multiplicare a tulpinilor toxicogene de Aspergillus flavus este umiditatea substratului.

11

www.vcharkarn.com

ACTIVITATE INDEPENDENTA

Gasiti imagini care sa exemplifice producerea de aflatoxine de catre A. parasiticus

12

Tipuri, structura şi proprietăţile fizico-chimice ale aflatoxinelor

Există patru compuşi principali: 1. aflatoxina B1 (AFB1),

2. aflatoxina B2 (AFB2),

3. aflatoxina G1 (AFG1)

4. aflatoxina G2 (AFG2 ).

Denumirea s-a dat în funcţie de culoarea fluorescenţei lor în lumină UV de 254 şi 366 nm

(B = blue = albastră, G = green = verde) şi de poziţia lor pe placa cromatografică la identificare

Dintre acestea patru, AFB1 este sintetizată în cantitatea cea mai mare şi are semnificaţie toxicologică deosebită.

13

S-au identificat 13 aflatoxine cu structuri diferite

M1 şi M2 metaboliţi ai AFB1 şi AFB2, produşi în organismul mamiferelor şi eliminaţi prin lapte;

Parasiticolul (activ. biologică asemănătoare AFB1, AFB2)

Aflatoxicolul,

Aflatoxicolul H1,

Aflatoxina B2a

Aflatoxina B2a

Aflatoxina P1- AFP1

Aflatoxina Q1- AFQ1 .

14

Contaminarea cu aflatoxine

Fungul atacă cu precădere substraturile celulozice (paie, coceni de porumb), şi de aici ajung în corpul animalelor şi omului.

În mod secundar sporii mucegaiului pot pătrunde în organism pe calea aerului.

Fungii producători de aflatoxine pot contamina frecvent arahidele, seminţele de bumbac, porumbul, orezul, boabele de soia, grâul, orzul şi sorgul.

15

Micotoxine

www.vetonline.ro

Invazia cu fungi şi producerea aflatoxinelor în aceste substraturi sunt favorizate de diferiţi factori:

1. stresul plantei datorită secetei2. ploile excesive în timpul recoltarii,3. intervenţia distructivă a insectelor, 4. întârzierea uscării dupa recoltare, 5. depozitarea necorespunzătoare (ventilaţie neadecvată care permite

acumularea umidităţii).

Rolul important în contaminarea cu aflatoxine:1. însămânţarea naturală a fungului de către insecte (secetă)2. practicile de recoltare şi stocare.

In cazul seminţelor oleginoase (arahide, bumbac, nuci de cocos, soia), o parte din aflatoxină este regăsită în uleiul extras, dar cea mai mare parte a acesteia rămâne în turtele obţinute prin presare şi ca urmare animalele sunt cele mai expuse la intoxicaţie prin consumul acestor reziduuri

16

Când vacile consumă furaje contaminate cu aflatoxine, are loc transformarea automată a aflatoxinei B1 într-o formă hidroxilată numita aflatoxina M1 sau M2 care se regăsesc ulterior în lapte

17

www.agenda.ro Alerta! A fost gasit lapte cu aflatoxina – are efect cancerigen ...

Metode analitice de determinare a micotoxinelorMetode instrumentale de tip cromatografic

1. CSS Cromatografie in strat subtire (TLC – Thin Layer Chromatography)

2. HPLC – High Performance (Pressure) Liquid Chromatography (detectie in fluorescenta)

3. LC/MS – Liquid Chromatography/Mass spectroscopy Detection

18

TLC

19

www.promedmail.org

http://www.ars.usda.gov/research/docs.htm?docid=16816

Teste rapide pentru determinarea aflatoxinei

20

apocalipticus.over-blog.es

21http://www.norcom-bio.com/products_040209.html

Toxicitatea aflatoxinelor AFB1 este cea mai toxică și cea mai frecvent ȋntâlnită. cea mai puternică substanţă hepatocarcinogenă cunoscută

până în prezent, are efect mutagen asupra sistemelor biologice vegetale,

asupra bacteriilor şi fungilor. cercetările de mutageneză pe leucocitele umane indică

faptul că aflatoxina B1 este activă în distrugerea cromozomilor.

Aflatoxina M1 (metabolit) reprezintă un pericol potenţial pentru sugari şi om, datorită toxicităţii sale, având în vedere faptul că se elimină în cea mai mare parte prin lapte.

22

8.3.2 Ochratoxine

Ochratoxinele au fost evidenţiate pentru prima dată în condiţii de laborator, în cursul testării toxicităţii tulpinilor de miceţi izolate din cereale şi legume.

Ulterior, ochratoxinele au fost descoperite în furajele şi alimentele infestate natural cu miceţi toxigeni.

23

Provin:

sunt produse de miceţi ce aparţin genurilor Penicillium şi Aspergillus

Penicillium verrucosum, Penicillium commune, Penicillium viridicatum, Penicillium cyclopium, Penicillium palitans

Aspergillus alliaceus, Aspergillus melleus, Aspergillus sclerotiorum, Aspergillus ochraceus.

24

13.3.7 Tipuri, structura şi proprietăţile fizico-chimice

ochratoxina A (OTA), B și C

25www.umwelttoxikologie.uni-konstanz.de

OTA are semnificaţia sanitară cea mai mare

Ochratoxina A (C20H18ClNO6) a fost izolată ca metabolit

major din culturi de Aspergillus ochraceus,

26

www.aspergillus.org.ukhttp://www.darcof.dk/enews/june04/toxin.htm

13.3.8 Factorii care condiţionează dezvoltarea ochratoxinelor

factori ecologici: temperatură, umiditate, substrat, grad de aeraţie etc.

Temperatura optimă de producere a ochratoxinei pe medii naturale (porumb, grâu, orez) variază între 20 şi 28ºC.

Procesul de sinteză a toxinei poate avea loc şi la temperaturi mai mici, dacă acestea nu inhibă dezvoltarea miceliului.

27

Penicillium viridicatum

Parametrii optimi de temperatură şi umiditate pentru creşterea miceliului şi elaborarea ocratoxinelor se stabilesc pentru fiecare specie.

EX:

Aspergillus ochraceus se dezvoltă foarte bine pe porumb sau pe grâu la temperatura de 25ºC şi umiditatea de 18-19%.

Penicillium viridicatum are nevoie de o temperatură de 24ºC şi o umiditate de 18,5%, dacă se foloseşte ca substat nutritiv grâul şi de 21,6% dacă se cultivă porumb.

28

Contaminarea cu ochratoxine OTA se găseşte aproape exclusiv în grăunţele unor

cereale ca grâul, orzul şi secara din zonele temperate, mai ales în Scandinavia şi ţările nordice ale Europei.

ea se mai poate găsi ȋn cafea sau vin

29Centre for Food Safetywww.cfs.gov.hk

Contaminare umana:

Prin grăsimea de depozit a animalelor care consumăfuraje contaminate, deoarece ochratoxina A estesolubilă în grăsime şi se excretă încet

pâinea făcută din grâu, orz, sau secară puterniccontaminate

30

Toxicitatea ochratoxinelor Ochratoxina A - micotoxinelor nefrotoxice → afecţiuni

renale întâlnite la om şi animale. În afara acţiunii nefrotoxice ea este şi embriotoxică şi

carcinogenă

Nefropatii: la porci si la păsări. Deoarece în Danemarca este un contaminant frecvent al

cerealelor, acestea sunt supuse monitorizării prin programede supraveghere, începând cu anul 1986. Cu ocazia acestei monitorizări s-a constatat că secara

este cel mai des contaminată şi conţine nivelele cele maimari de ochratoxina A.

31

13.4 Reglementări legislative

Regulamentul Comisiei Europene nr 1881/2006

Anexa 1- Niveluri maxime pentru anumiți agenți contaminanți din produsele alimentare

punctul 2, limite maxim admise pentru (CMA, MRL) pentru: Aflatoxine, Ochratoxină A, Patulină, Deoxinivalenol(DON),,

Toxina T-2 și toxina HT-2, Zearalenonă, Fumonisine

pe categorii de alimente

32

ACTIVITATE INDEPENDENTA

Consultati reglementarile legislative si mentionati care sunt alimentele in care valoarea CMA pentru micotoxinele urmarite este cea mai mica

33

8.3.3 Patulina

Produsa de fungi apartinând mai multor genuri: Penicillium (patulum,

urticae, claviforme, expansum, griseofulvum, cyclopium, divergens, roqueforti)

Aspergillus (clavatus, giganteus, terreus)

Byssochlamys nivea

34 www.fnbnews.com

http://www.forestryimages.org/browse/

detail.cfm?imgnum=1570538

Contamineaza

Fructe: capsuni, pepeni, mere si pere putrezite

Legume: ardei, castraveti, morcovi

Nu s-a gasit in telina, conopida, ridichi, varza rosie ceapa, vinete, hrean

35www.scielo.br

http://www.forestryimages.org/browse/detail.cfm?imgnum=5362198

Determinare analitica

Researchers from Brazil developed a rapid, simple and economical method using thin-layer chromatography quantification via fluorescence images from a UV lamp, for the determination of patulin in apple juice concentrate

36

An Apple A Day - minus the patulin - how Thin Layer Chromatography ...

www.blog.analtech.com

8.4 Thrichothecene - 43 micotoxine

Deoxynivalenol - DON (Vomitoxin)

Toxina T-2

Toxina HT-2

37

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Deoxynivalenol_stereo.svg

Produse de Fusarium

38

http://wattagnet.com/16647.html

http://en.engormix.com/MA-pig-

industry/health/articles/target-organs-key-effective-

t1241/p0.htm

Contamineaza cereale – furaje

fructe

39

The presence of mycotoxins in poultry feeds is a significant factor contributing to financial losses in animal industries.

40

http://www.allaboutfeed.net/Process-

Management/Feed-Safety/2012/11/The-

toxicity-of-Fusarium-mycotoxin-

deoxynivalenol-in-poultry-feeding-1117425W/

http://www.affinitech.net/don.html

Specii de Fusarium, mai ales Fusarium roseum

41http://www7.inra.fr/hyp3/pathogene/6fusros.htm

http://postharvest.ucdavis.edu/PFfruits

/BananaPhotos/?repository=29277&a

=83203

8.5 Zearalenona

Molecular Formula: C18H22O5

Molecular Weight: 318.36428

42

http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=5281576

Zearalenona

Contamineaza - furaje

corn attacked by Fusarium graminearum, source of zearalenone and vomitoxin.

43

http://www.mycolog.com/chapter21.htm

Efecte toxice

44

mopundit.blogspot.ro/2013/06/what-commonly-causes-enlarged-uteruses.html

8.6 Fumonisine

FB1, FB2, FB3,FB4

28 toxine

Fusarium monoliforme

45

v47je06.gif

www.inchem.org

Producere

Fumonisin-producing Fusarium fungi cause a disease in maize known as Fusarium ear rot [Figure 10].

Fumonisins can contaminate grain used for human food or livestock feed, as well as silage [Figure 11].

Infection is increased if kernels are physically damaged, especially by insect feeding

46

Figure 10

Figure 11

http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/topics/Mycoto

xins/Pages/Fumonisins.aspx

Efectele toxice ale micotoxinelor la animale

Exemplificare - porc

47http://pt.engormix.com/nutrifarma/toxfree-adsorvente-

micotoxinas-suinos-sh243_pr1277.htm

8.7 Reglementări legislative

Regulamentul Comisiei Europene nr 1881/2006,

Anexa 1, Niveluri maxime pentru anumiți agenți contaminanți din produsele alimentare (punctul 2), pe categorii de alimente, limite maxim admise pentru: Aflatoxine,

Ochratoxină A,

Patulină,

Deoxinivalenol,

Zearalenonă,

Fumonisine,

Toxina T-2 și toxina HT-2

48

8.8 Concluzii

Micotoxinele sunt metaboliţi secundari toxici produşi de aceste ciuperci ȋn anumite condiții pe substraturile alimentare şi furajere

Normele sanitar veterinare prevăd monitorizarea contaminării cu micotoxine

Substraturile predilecte pentru infestarea cu micotoxine sunt cerealele

Legislația europeană și românească prevede valori CMA pentru micotoxine pe categorii de substraturi

49

8.9Test de evaluare

1. Ce sunt micotoxinele?

2. Ce sunt aflatoxinele?

3. Care sunt substarturile atacate cu predilecție de către aflatoxine?

4. Cine produce ochratoxinele?

5. Unde se găsește cu predilecție OTA?

50

6. Care din următoarele sunt considerate micotoxine majore?6. Citrinină7. Aflatoxine8. Patulină

7. Care din următoarele sunt considerate micotoxine minore?1. Ocratoxină2. Patulină3. Citrinină

8. De la ce provine codificare denumirii aflatoxinelor?6. Culoarea fungului ȋn VIS7. Culoarea f1uorescenţei în UV de 254 şi 366 nm 8. Ordinea alfabetică

9. Care din următoarele aflatoxine este cea mai toxică?6. Aflatoxina G17. Aflatoxina M18. Aflatoxina B1

10. Care din următoarele reprezință factori care influențează sinteza ochratoxinelor?6. Temperatura7. Presiunea8. Umiditatea

51

11. Ce tip de substrat este contaminat de Zearalenona ?

12. Dati cel putin trei ex de micotoxine pentru care legislația prevede valori CMA

52