Contaminarea cu Micotoxine

Student:Radulescu Marius

Grupa:1142 CEPA

Contents1.Generalitati......................................................................................................................................3

2.Contaminarea produselor alimentare cu mucegaiuri producatoare de toxine................................3

3.Factori care influenteaza favorabil contaminarea cu mucegaiuri....................................................4

4.Formarea si structura micotoxinelor...............................................................................................6

5.Originea micotoxinelor si produselor contaminate..........................................................................7

6.Efectele negative ale micotoxinelor asupra oamenilor.....................................................................9

7.Metode de prevenire........................................................................................................................9

8.Decontaminarea micotoxinelor......................................................................................................11

9.Concluzii........................................................................................................................................11

1.GeneralitatiTermenul de micotoxine a fost folosit pentru prima data in anul 1961 dupa urmarile crizei veterinare din Anglia cand mii de animale au murit. Boala a fost determinata de folosirea furajelor din alune, incorporate in hrana animalelor, care contineau micotoxine produse de Aspergillius flavus. Micotoxinele sunt compusi cu masa moleculara mica ce sunt sintetizati in timpul proceselor metabolice secundare de catre mucegaiuri ; structura lot poate varia de la structuri simple C4 pana la substante complexe. Micotoxinele sunt contaminati naturali in materia prima agroalimentara si in alimente. Speciile de mucegaiuri care produc micotoxine sunt foarte comune si acestea pot creste pe o gama larga de substraturi si intro gama larga de conditii de mediu. Foarte comune in produsele rezultate din agricultura de pe tot globul. Multe din aceste micotoxine pot afecta vertrebatele si alte grupuri de animale, in concentratii mici, unele cauzeaza boli autoimune si pot avea proprietati alergene in timp ce altele pot fi cancerigene sau mutagene. Aparent micotoxinele nu au o signifianta biochimica in cresterea mucegaiurilor; aparitia lor poate avea ca explicatie raspunsul de aparare al mucegaiurilor impotriva insectelor, microorganismelor, animalelor si oamenilor.

Expunerea la micotoxine poate aparea prin ingerare, inhalare si contact cu pielea. Expunerea oamenilor poate fi directa prin cereale si indirecta prin intermediul animalelor care la randul lor au ingerat cereale contaminate. Majoritatea micotoxinelor sunt stabile la tratamentul cu caldura, asadar metodele de procesare standard al alimentelor (80-121°C) nu au nici un impact in distrugerea acestora. Tratamentele termice de peste 150°C s-au dovedit a fi printre cele mai eficiente in a distruge o parte din micotoxinele prezente in aliment.

Se estimeaza ca aproximatic 25% din recoltele mondiale sunt afectate de mucegaiuri, acestea pot fi afectate inainte sau dupa recoltare. Micotoxinele care se gasesc in alimente difera de la o tara la alta in functie de diferitele recolte, practicile din agricultura si conditiile climaticei.

2.Contaminarea produselor alimentare cu mucegaiuri producatoare de toxineMucegaiurile au fost utilizare in scop benefic de foarte multa vreme in diferite aplicatii cum ar fi:

-producerea de antibiotice absolut necesare in combaterea unor maladii produse de bacterii patogene;

-producerea de preparate enzimatice utilizate in industria alimentara(industria berii,panificatiei,vinului,laptelui);

-imbunatatirea proprietatilor organoleptice ale produselor alimentare(salamuri,branzeturi si alte preparate ce au in componenta mucegaiuri);

Dar avem,insa, si specii de mucegaiuri care pot contamina materiile prime agroalimentare,producand alterarea lor sau elaborand micotoxine.Micotoxinele sunt metaboliti care pot avea actiune predominant cancerigena sau care produc micotoxicoze ce pot rezulta in boli si afectiuni grave pentru omii.

Micotoxinele se gasesc în sporii si talul micelilor sau ca produsi de secretie ai acestora în substraturile unde se dezvolta. Exista cca. 300 – 400 micotoxine ce apartin la 24 de grupe chimice de toxine care pot aparea in conditii diferite in productiile agricole si in diferitele alimente obtinute din acesteaiii.

De cateva decenii s-a atras atentia asupra faptului ca unele produse alimentare pot fi contaminate cu anumite substante toxice:micotoxinele.Micotoxinele provoaca imbolnaviri,care nu sunt nici infectioase, nici contagioase.Mucegaiurile si micotoxinele provoaca probleme de natura economica in agricultura,crescatorilor de pasari si animale si pierderi in industria alimentara.Se estimeaza ca pe plan international exista pierderi situate intre 5 si 10 %,costuri care la acest nivel sunt foarte mari.

Ca toate substantele toxice,ele produc doua tipuri de intoxicatii:

-acute, care se produc prin ingestia unei doze relativ mari de micotoxine sau in cantitati mici, ingerate intr-un interval scurt de timp.

-cronice, care se produc pe termen lung, iar intoxicatia se manifesta dupa consumarea unor doze mici un timp indelungat si repetat.Aceste intoxicatii provoaca tulburari la nivelul diferitelor organe si sisteme:ficat,rinichi,centri nervosi, circulatia sanguina sau la nivelul tractului digestiv.

3.Factori care influenteaza favorabil contaminarea cu mucegaiuriFactorii care favorizeaza contaminarea produselor agro-alimentare cu mucegaiuri sunt:starea produsului, temperatura, oxigenul din aer, natura substratului si cantitatea de apa.Toti acesti factori influenteaza aparitia mucegaiurilor dupa cum urmeaza:

Integritatea boabelor si a invelisului produselor vegetale.Asigura calitatea produselor in timpul conservari si face mai dificil atacul mucegaiurilor.

Temperatura.Temperatua de 20-30°C reprezinta o zona optima de crestere la care mucegaiurile se pot dezvlta intr-o gama larga.Avem si anumite exceptii:Aspergillus flavus se poate dezvolta si

la temeraturi de 36-38°C si poate forma la 25°C aflatoxine.Penicillium verrucosum se poate dezvolta si poate produce toxine la 4°C.Fusarium produce toxina T2 la 4-8°C.

Mucegaiurile sunt in general aerobe,iar cresterea cantitatii de CO2 limiteaza dezvoltarea acestora.

Natura substratului.In general, substratul optim este cel glucidic.Aflatoxina este secretata in special pe amidon, iar zearenona se formeaza pe un substrat celulozic.

Fig .1 Localizarea micotoxinelor in lantul alimentar si mijloace de prevenire

Continutul de apa.Reprezinta factorul esential pentru dezvoltarea, mucegaiurilor. Mucegaiurile sunt insa mai putin exigente la necesarul de apa decat drojdiile si bacteriile. Acest lucru favorizeaza mentinerea lor in cerealele si legumele depozitate in silozuri la umiditati scazute.

Pe tot parcursul lantului alimentar, din camp pana la furajarea animalelor si in alimentatia umana.Diferite grupe de mucegaiuri sunt capabile sa se dezvolte si sa produca toxine, daca conditiile ecologice si in special umiditatea sunt favorabile.Contaminarea alimentelor sau a boabelor poate avea loc inainte sau dupa stocare.

4.Formarea si structura micotoxinelorLa ora actuala se cunosc in jur de 200 de specii de mucegaiuri care au capacitatea de a forma micotoxine:

Aminoacizi aromatici Metaboliti secundari - ergotina

Glucoza - trioze

Acizi grasi

Piruvat Acetat Policetoacizi Metaboliti secundari - aflatoxine

Mevalonat Trepene Metaboliti secundari

Tricotecine

Fig. 2 Biosinteza micotoxinelor

Originea chimica a micotoxinelor este foarte diversa, unele se formeaza derivand de la aminoacizi, altele sunt policetoacizii, iar altele sunt derivati trepenici.

Aflatoxina B1 Zearenona Patulina

5.Originea micotoxinelor si produselor contaminateMajoritatea micotoxinelor sunt produse de cinci tipuri de mucegaiuri:Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps si Alternaria. Principalele micotoxine care contamineaza alimentele si sunt toxice pentru om sunt: tricotecinele, orchratoxina, aflatoxinele, sterigmatocistinele, zearenona, citrinina, patulina, acidul penicilinic, fumonizinele,etc. In furaje se gasesc micotoxine care apartin si altor specii ce contamineaza animalele.

Micotoxine cu potential cancerigen

Sterigmatocistinele care sunt produse de Aspergilus versicolor, Aspergiluls nidulans, Aspergilus rugulosus. Pe langa sterigmatocistina propriu-zisa exista numerosi compusi derivati.

Sterigomatocistina A

Aceste micotoxine sunt mai putin intalnite in produsele alimentare naturale, insa au fost gasite in grau, ovaz, boabe de cacao. Lipsa acestora din produsele alimentare se explica prin faptul ca difuzeaza mai greu in substraturile atacate de mucegaiurile producatoare de sterigomatocsitine, ramanand inmagazinate in miceliu ca endotoxina chiar si dupa trei saptamani.

Acidul penicinilic.Este o micotoxina produsa de Penicillium peberulum care poate infecta boable de porumb de pe stuleti aflati in coceni din camp.

Acidul penicinilic

Acidul penicinilic are o actiune cancerigena ca si patulina, DL50 la soareci fiind de 100-300 mg/kilocorp

Citrinina este o micotoxina produsa de Penicillium citrinum si Penicillium viridicatum care se dezvolta pe orezul polisat, grau, ovaz, secara, sunca de tara.

Citrinina

Citrinina este moderat nefrotoxica, carcinogenica.De remarcat ca nu s-a inregistrat prezenta citrininei in tesuturile animalelor chiar daca acestea au consumat furaje contaminate cu aceasta micotoxina.

Micotoxine care produc ergotism

Mucegaiurile din genul Claviceps produc o serie de micotoxine dintre care Claviceps purpurea produce asa numitul ergot de tip cangrenos denumit si, “focul sfant” sau “focul Sfantului Andrei”.Ergotul de tip cangrenos este caracterizat prin dureri severe, aspect de ars al membrelor si inflamarea extremitatilor care devin negre si in cazuri grave se detaseaza de corp. Al doilea tip de ergot este ergotul convulsiv caracterizat prin tulburari neurologice cum ar fi amortire, orbire, paralizie, convulsii. Substantele din ergot sunt derivati alcaloizi care au in structura acid lisergic cum ar fi ergotamina, ergonovina, ergotoxina.

Ergotoxina este un amestec de ergocistina, ergocriptina, ergocomina care au structura similara cu ergotamina.

Structura acidului lisergic si a compusilor cu structura apropiata este urmatoarea:

Grupul ergotoxinei, ca si ergotamina, afecteaza actiunea muschilor netezi si blocheaza norepinefrina si epinefrina. Preparatele hidrogenate de ergotoxina sunt folosite in tratamentul tulburarilor vasculare periferice si cerebrale si pentru hipertensiune. Derivatii amidici sintetici ai acidului lisergic, inclusiv LSD, au proprietati halucinogene la oameniiv.

Cateodata exista o linie subtire intre toxina si drog, o schimbare minora in structura toxinei poate schimba total scopul si efectul acesteia.Alkaloizi ce cauzeaza ergotul sunt un astfel de exemplu. Acestia prezinta un interes foarte mare pentru oameni de stiinta. O parte din ei pot induce contractari fine ale muschilor. De secole s-a observat ca, consumul de iarba infectata, de catre animale rezulta in pierdera prematura a sarcini de catre animal, astfel nu este surprinzator ca unii oamnei au adoptat ergotul ca o medicina “babeasca”, folosinduse atat pentru producerea avortului intentionat si ca drog de a accelera contractiile uterine pentru femeiile in travaliu. In secolul 20 faimosul drog Acid lisergic dietilamid a fost descoperit ca rezultat al cercetarilor lui Hofmann. In 1943 au fost descoperite in mod accidental proprietatile halucinogene ale acestuia. Pentru o scurta vreme a fost folosit ca si tratament pentru schizofrenie dar fara succes. In acest moment derivate ale substantelor ergotice sunt folosite in tratamente pentru Parkinson si in cazuri de insuficienta cerebrovasculara. Folosirea terapeutica poate cauza din cand in cand cazuri de ergotism la omv.

6.Efectele negative ale micotoxinelor asupra oamenilorMicotoxinele, asemenea altor simptome toxicologice, pot fi caracterizate ca si acute sau cronice. Toxicitatea acuta se instaleaza rapid si are raspuns toxic evident si usor de detectat, in timp ce toxicitatea cronica este caracterizata de expunere pe termen lung la doze meci, rezultand in cancer si in general in efecte care sunt ireversibile. Inainte de descoperirea si implementarea practicilor de maorarit modern, speciile Fusarium au fost implicate in numeroase intoxicatii cu micotoxine la om. Grane contaminate cu acest mucegai au fost implicate in cazuri de intoxicare alimentara cu micotoxine in Rusia intre 1932 si 1947. Simptomele includ hipermie a membranei mucoase, durere esofagala, laringita, asfixiere, gastroentita si ametala.

Intoxicarea cu aflatoxine conduce in cazuri severe la deces. Cazuri grave de intoxicare cu aflatoxine au avut loc in Kenya, India si Malaiesia, si a fost dovedit ca sunt strans legate de cancerul in ficat. Fumonisina a fost implicatat in cazuri de cancer esofagal in China. Tricotecenele au fost folosite ca arma biologica in razboi. De exemplu toxina T-2 a fost implicata ca agent chimic al compusului numit “ploaiea galbena” folosit impotriva Republici democratice a oamneilor din 1975 pana in 1981vi.

7.Metode de prevenire1.Prevenire primara

Mijloacele de prevenire ar trebuii initial luate inainte de aparitia contaminarii cu mucegaiuri producatoare de micotoxine. Acest pas de prevenire este cel mai important si cel mai eficient

pentru a reduce dezvoltarea de mucegaiuri si productia de micotoxine. Avem metode prin care putem creea conditii nefavorabile pentru dezvoltarea mucegaiurilor:

-dezvoltarea de plante rezistente la dezvoltarea de mucegaiuri

-infestare controlata cu mucegaiuri a recoltelor

-realizarea unui program viabil pentru recoltarea cat si dupa recoltare

-scaderea umiditati in semintele recoltate in timpul depozitari

-stocarea granelor la temepraturi mici atunci cand acest lucru este posibil

-folosirea de fungicide

-tinerea sub control a infestari cu insecte in silozuri cu ajutorul insecticidelor aprobate

2.Prevenire secundara

Daca infestarea cu mucegaiuri apare foarte devreme, trebuiesc luate o serie de masuri. Mucegaiul existent ar trebuii eliminat sau cresterea lui oprita pentru a preveni deteriorarea si contaminarea mai grava. Asadar putem sa :

-Stoparea cresteri mucegaiurilor prin reuscarea produselor

-Indepartarea semintelor contaminate

-Inactivarea sau detoxifierea micotoxinelor

-Protejarea produselor stocate de orice conditii care ar putea favoriza cresterea incontinoarea a mucegaiurilor

3.Prevenire tertiara

Aceaste masuri se iau atunci cand avem o infectare foarte puternica cu mucegaiuri producatoare de micotoxine, in acest caz prevenirea primara si secundara nu mai au nici un efect si aplicabilitate. Orice actiune mentionata mai sus nu ar mai avea nici un efect intrucat contaminarea este prea mare in acest moment. Totusi anumite masuri trebuiesc luate si acum pentru a preveni transferul micotoxinelor in alimentaia noastra si in mediul in care traim. Doar cateva practici sunt recomandate:

-Ditrugerea completa a produselor contaminate

-Detoxifierea sau distrugerea micotoxinelor pana cand acestea ating un nivel minimvii.

8.Decontaminarea micotoxinelorMicotoxinele care au contaminate alimentele ar trebuii indepartate, inactivate sau detoxifiate prin mijloace fizice, chimice sau biologice in functie de conditii. Chiar daca acest lucru este posibil, aceste tratamente au limitari din moment ce produsele tratate in acest scop trebuie sa fie sigure pentru sanatate, si valoarea lor nutritiva nu trebuie deteriorata. Pentru decontaminare avem urmatoarele metode:

Fizic, semintele contaminate sunt pur si simplu indepartate. Aceasta metoda este laborioasa si destul de scumpa.

Chimic prin solventi organici(acetona, cloroform, hexan si metanol) care sunt folositi pentru a extrage aflatoxinele din produsele rezulatete din agricultura, dar folosite in special in procesele de rafinare al uleiurilor vegetale.

Incalzilrea si gatirea sub presiune poate distruge in jur de 70% din continutul de aflatoxine din orez comparat cu acest proces la presiunea atmosferica unde avem o distrugere mai mica,50%.

Radiatiile ionizante cum ar fi razele gama pot stopa cresterea organismelor care conduc la stricarea alimentelor incluzand bacterii, drojdii si mucegaiurile.

Tratamentele chimice au fost folosite cu cel mai mare succes pentru decontaminarea de micotoxine. Aceste substante includ:

-Acid acetic

-Hidroxid de calciu

-Formaldehida

-Metilamina

-Gaz de ozon

-Acid fosforic

-Bicarbonat de sodiu

-Bisulfat de sodiu

9.ConcluziiPutem observa clar ca in acest moment micotoxinele pot ajunge in sursa noastra de hrana foarte usor si este un lucru care are implicatii majore in ceea ce priveste sanatatea noastra. Micotoxinele pot avea efecte grave asupra sanatati, asadar trebuiesc luate masuri inca de la inceput pentru prevenirea eficienta a acestora. Avand atat de multe mucegaiuri care produc o multitudine de

micotoxine, nu putem sa ignoram aceasta problema care scapata de sub control poate avea implicatii grave asupra sanatati cat si asupra economiei.

Biblografie

i http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/29159.pdf (21-10-2015)ii“ Suveranitate,securitate si siguranta alimentara”Constantin Banu,ASABiii http://www.innofoodsee.eu/downloads/constanta_prezentare_alina_dobre.pdf

iv “Igiena si securitatea produselor alimentare”Clemansa Tofan,Editura AGITv http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC164220/

vi http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1319610310000827 (18-10-2015)vii http://www.fao.org/docrep/X5036E/x5036E0q.htm (21-10-2015)