Riscul branzei Roquefort asupra consumatorului-

Roquefortina si toxina PR

Penicilium roqueforti – importanta

Specia P. roqueforti apartine Regnului Fungi, Subregnul Ascomycota, Clasa Eurotiomycetes, Familia Trichomaceae, Genul Penicillium.

Este un mucegai saprotrofic, larg raspandit in natura si poate fi izolat din sol, in substante organice si parti ale plantelor.

Rolul major al acestui mucegai este in industria branzeturilor- producerea branzeturilor albastre, producerea agentilor de aroma, antibacterian, producerea de lipaze si proteaze si alte enzime.

Este constituentul major al branzei Roquefort, Stilton, si a altor tipuri de branza albastra; consumate inca din anul 500. Insa in anumite conditii Penicillium roqueforti este capabil sa produca metaboliti secundari daunatori, cum sunt alcaloizii si micotoxinele, constituind astfel un riscul major pentru oameni.

Penicillium Roqueforti,Sursa: Kunkel Dennis, 2001http://www.cat.cc.md.us/courses/bio141/lecguide/unit2/fungi/dkpen. html

Toxinele produse de P. roqueforti si toxicitatea lor.

Multe linii de Penicillium roqueforti izolate din branza albastra comerciala, din boabele de cereale mucegaite si nuci produc in laborator micotoxine (Jong si Gantt, 1987).

Aceste micotoxine includ isofumigoclavina C, acidul penicilic, toxina PR, botriodiploidina si roquefortina.

Efectele rezultate in urma ingestiei acestor micotoxine sunt mutagenitate, cancerogeneza, leziuni hepatice, renale si ale nervilor. Studii in laborator au demonstrat toxicitatea acestor micotoxine pentru oameni (Wei et al., 1985). Dozele la care au fost

observate aceste efecte se bazeaza pe DL50 (doza letala medie). Doua dintre aceste toxine, roquefortina si toxina PR au la vertebrate valoarea (Kough,1991):

DL50 10 mg/ kg administrata intraperitoneal.La unele specii de soareci doza este mai crescuta, respectiv 184 mg/ kg i.p.(Arnold

si col, 1987). Nu exista inca date referitoare la o doza orala letala.Productia acestor toxine este legata de compozitia substratului de crestere si de

obicei apare in fazele stationare ale culturilor.

ROQUEFORTINAEste o mycotoxina cu indol. Este produsa de P. roqueforti dar si alte specii de

Penicillium si anume: P. notatum, P. oxalicum, P. communi, P. corymbiferum, P. expansium si P. urticae (Scott, 1984).Structura este: 10b(1,1dimethyl2propenyl)3imidazol4ylmethylene 5a,10b,11,11atetrahydro2Hpyrazino[1',2':1,5]pyrrol[2,3,b]indole1,4(3H,6H)dione (Scott si Kennedy, 1976).Este identica cu roquefortina C.

Formele chimice pentru roquefortina, toxina PR si isoflumicina A, micotoxinele P. roquefortiSursa: Austwick.P.K.C. 1986. Human mycotoxicosis - past, present and future. Chemistry and Industry. 6 Aug. 547-551

Roquefortina este prima care ocupa micelii de suprafata a culturilor de P. roqueforti.Mici concentratii au fost gasite in branza albastra de tip roquefort de catre Ohmomo (1975). Scott and Kennedy (1976) au gasit concentratii pana la 6.8 mg/kg in probele de branza albastra din magazine pe care le-au examinat. Ware si col. (1980) au raportat nivele de 0.42 æg/g in 12 probe de branza albastra si nivele de 0.045 æg/g in doua probe de invelis de branza albastra.

De fapt, roquefortina este produsa de majoritatea liniilor de P. Roqueforti izolate din branza albastra sau sau folosite drept starteri pentru aceasta (Scott si col., 1977).Un mic procent din liniile extrase din carne pot deasemeni produce roquefortina (Leistner and Eckardt, 1979).Efectele micotoxinei

Proprietatile mutagene au fost studiate prin testul Ames pe 6 linii diferite de P. roqueforti folosite comercial pentru branzeturile cu mucegaiuri de catre Schoch. Si col. (1983, 1984); insa nici unul dintre acestea nu a aratat nimic in acest sens.

Efectul carcinogen a fost studiat de Frank si col. (1977), rezulatele in acest sens fiind negative. De asemeni aceste studii nu au demostrat nici un efect de imbolnavire la soareci- administarile au fost facute pe cale intraperitoneala, subcutanata si orala.

Desi Scott (1981) considera ca aceste date prezentate mai sus arata ca ”nu exista un risc potential acut privind cantitatile reduse de roquefortina din branza albastra”, totusi ele nu pot demonstra un risc inexistent pentru sanatatea consumatorului uman si nici pentru animale.

TOXINA PR

Toxina PR reprezinta unul dintre cei mai toxici metaboliti ai P. roqueforti (Scott, 1981).

Formula chimica este 7-acetoxi-5,6-epoxi-3,5,6,7,8,8a-hexahidro-3',8,8-a-trimethil-3-oxaspiro[naphthalene2(1H,2'oxirane]-3'-carboxaldehyde) (Arnold et al., 1987). Pe scurt, reprezinta un ciclopeptid derivat din diketopiperazina ciclo(Trp-dehidro-His) (Aninat si col. 2001).

Este frecvent detectata in branza albastra (Leistner and Eckardt, 1979; Polonsky si col., 1980; Wei si Lui, 1985; Wei si col., 1973).Folosind cromatografia, toxina PR poate fi detectata prin fluorescenta cu lumina ultravioleta.

Efectele micotoxineiDoza letala de toxina PR pura administrata intraperitoneal la soareci este de 11 mg/kg. Cea orala este de 115 mg/kg. Dupa 10 minute de la administrare animalele prezinta dificultati in respiratie care persista pana la moarte care apare in maxim 36 de ore. Necropsic, leziunile prezente la animalele moarte au fost: congestia gastrica si a mucoasei intestinale cu prezenta de gaze intre mucoasa si seroasa, congestia si edem pulmonar, leziuni degenerative renale si ale sistemului nervos central (Wei et al., 1973).

Chen si col. (1982) au studiat efectul toxic al toxinei PR pe soareci, sobolani, pisici si preparate celulare cardiace. Efectele toxice au fost reprezentate de: dureri abdominale, scaderea activitatilor motorii si a respiratiei, slabiciune musculara si ataxie. Mai tarziu, a aparut ascita, edeme scrotale si pulmonare, lichide pleurale si pericardice. In stadiile avansate, de soc, a aparut aritmia cardiaca.

Concluziile finale au fost ca toxina PR produce efecte toxice acute la animale prin cresterea permeabilitatii capilare si lezarea directa a plamanilor, inimii, ficatului si rinichilor.

Polonelli si col.(1982) au facut primele studii in ce priveste efectul cancerogen al toxinei PR pe soareci. Rezultatele au fost de tumori in 20% din cazuri; tumorile fiind: epiteliom scuamos celular – in maxim 449 de zile si sarcom uterin – in 551 de zile.

Producerea toxinei PRConditiile de formare ale toxinei PR au fost studiate de catre Polonelli si col.

(1978). Ei au aratat ca toxina PR se produce doar in culturile stationare, incepand cu a noua zi de incubatie si crescand pana in ziua 35, dupa care scade si dispare in aproximativ a 120-a zi. A fost gasita doar in mediile la care pH s-a situat intre valorile 4,5- 9,0. Toxina s-a dezvoltat la o temperatura optima de 24C, cu un interval variabil de la 10C la 30C. Nu s-au format toxine PR in conditii de microaerofilie.

De aici, autorii au tras concluzia ca in majoritatea tipurilor de branza - care asigura conditiile de microaerofilie - in general toxina PR nu este gasita.

Reactiile toxinei PR si derivatilor eiArnold si col. (1987) au arata ca toxina PR reactioneaza cu amoniacul si

aminoacizii liberi prezenti in concentratii crescute in branza albastra. Primina si alti produsi de reactie formati prin legarea toxinei PR de L-alfa-alanina sau de leucina au fost testati pentru toxicitate. Toxicitatea acuta a derivatilor PR au fost mult mai reduse decat substantele din care s-au format.

Scott and Kanhere (1979) au notat fenomene asemanatoare. Ei au concluzionat ca: 1. toxina PR cat si PR-imina sunt instabile in branza albastra 2. agentii responsabili pentru distrugerea toxinei PR formata in timpul maturarii

branzei albastre sunt in general compusi amino 3. sunt necesare studii ulterioare pentru a demonstra definitiv orice risc

toxicologic latent posibil.Toxina PR intra in reactii datorita functiei ei aldehidice de a forma cross-linkuri

intre AND si proteine (Moule si col., 1980). Totodata inhiba si capacitatea transcriptionala a nucleilor izolati din ficatul de soarece in vitro carora li s-a administrat toxina in vivo.

Toxina inhiba atat ARN-polimeraza responsabila pentru sinteza ARN-ului ribozomal, cat si sinteza ARN-ului nuclear (Moule si col., 1976). Lee si col. (1984) au aratat acelasi lucru, si anume ca toxina PR inhiba in vitro activitatea AND-polimerazelor alfa, beta si gama ale ficatului de soarece.

Hsieh si col. (1986) au studiat efectul toxinei PR asupra HCO3-ATP-azei mitocondriale a creierului, inimii si rinichiului de soarece. Ei au concluzionat ca din cele trei tesuturi testate HCO3-ATP-aza mitocondriilor celulelor inimii au fost cele mai sensibile, fiind inhibata ireversibil.

Dire si col. (1978) au aratat ca metabolitii lui toxinei PR, eremofortina A, eremofortina B, eremofortina C si eremofortina D la doza de 10 mg/mL nu au nici un

efect asupra protozoarului ciliat C. campylum pe care l-au utilizat pentru a le detecta toxicitatea. Moreau (1980) sustinea ca nici toxina PR si nici derivatii de eremofortina nu sunt gasiti constant in branza datorita instabilitatii lor. Aceasta idee a fost preluata de catre Sieber (1978) care a demonstrat ca toxina PR a fost izolata doar din linii de P. roqueforti incubate pe medii speciale si din liniile de P. roqueforti utilizate in industria branzeturilor, insa cu specificatia ca productia de toxina in industria branzeturilor nu este favorizata de conditiile de maturare a branzeturilor.

Riscul pentru animalePenicilium roqueforti este responsabil pentru biodeteriorarea cerealelor stocate si

insilozate. Hranirea cu porumb insilozat infestat cu P. roqueforti a 112 vaci de lapte au dus la scaderea apetitului acestora, scaderea activitatii rumenale si enterite. Primele vaci au avortat in luna a saptea si a opta de gestatie (Vesely si col., 1981)..Porumbul insilozat steril si inoculat cu P. roqueforti, incubat la temperatura de 20 grade Celsius au produs pana la 160 mg/kg toxina PR. Mai mult o doza de 0,01 micrograme de toxina PR este toxica pentru embrionii de gaina.Multe specii de mucegaiuri s-au dovedit a fi capabile de a produce toxine in graul insilozat si stocat. Aceste micotoxine, si anume toxina PR si roquefortina produse de P. roqueforti in cerealele mucegaite implicate, au cauzat avort spontan la bovine si retentia placentara (Wei et al., 1973; Haggblom, 1990).

Sunt putine studii referitoare la producerea de infectii la animale de specii de Penicilium.

Riscul pentru oameni – concluzii

Penicilium roqueforti este un organism benign, nepatogen. In literatura a fost citat un singur caz de patogenitate: Campbell si col. (1983) au

descris un pacient care lucra intr-o fabrica in care se fabrica branza albastra utilizandu-se P. roqueforti. Acest pacient prezenta tuse, dispnee, reducerea volumului pulmonar. O radiografie pulonara a relevat infiltrate bilaterale. Lichidul de lavaj bronho-alveolar a continut multe limfocite si anticorpi anti-P. roqueforti. Astfel de anticorpi au fost de asemenea prezenti in serul pacientului. Oricum reactiile alergice date de acest mucegai sunt reduse tinand cont de productia extensiva a branzeturilor.

Efectul potential asupra sanatatii omului al P. roqueforti este producerea de micotoxine. Cele mai toxice dintre acestea sunt reprezentate de catre toxina PR si Roquefortina. Celelalte miotoxine produse de catre acesta sunt mai putin toxice si produse la un nivel mai scazut. Efectele asupra sanatatii omului ale toxinei PR si roquefortinei se bazeaza in principal pe date obtinute din studii pe animale.

Roquefortina a fost extrasa din branza albastra in cantitati mici si nu s-au raportat efecte adverse ale consumatorilor acestui tip de branza.

Toxina PR cauzeaza efecte toxice la animale de experienta si chiar moartea acestora. Ea a fost extrasa din branza albastra in cantitati mici, ca si roquefortina, insa datele din literatura indica faptul ca toxina PR este instabila in acest tip de branza.

Tocmai acest lucru este responsabil de absenta efectelor adverse ale consumatorilor acestui tip de branza.

Compozitia mediului utilizat pentru producerea branzei albastre si perioada lunga de timp necesara maturarii ei, precum si conditiile de fermentare au dus la rezultate variabile privind compozitia si cantitatea de micotoxine produse. In aceste conditii producerea de micotoxine este anticipata a se produce la nivele redusesau deloc.

In concluzie formarea acestor micotoxine produse de P. roqueforti utilizat pentru producerea de lipaza este considerata a avea un risc scazut pentru sanatatea si siguranta publica.

Branza Roquefort, cu ochiuri albastre de P. roquefortisursa: www.wikipedia.org/wiki/Penicillium_roqueforti; www.schimmel-schimmelpilze.de

Bibliografie:

1. Aninat C , Hayashi Y, Andre F, Delaforge M. Chem Res Toxicol. 2001, Molecular requirements for inhibition of cytochrome p450 activities by roquefortine. CEA-Saclay, Laboratoire d'Etudes du Metabolisme des Medicaments, 14(9):1259-65.

2. Arnold, D.L., P.M. Scott, P.F. McGuire, J. Hawig and E.A. Nera. 1987. Acute toxicity studies on roquefortine and P.R. toxin, metabolites of Penicillium roqueforti in the mouse. Cosmet. Toxicol. 16:369371.

3. Campbell, J.A., M.J. Kryda, M.W. Trauhaff, J.J. Marx, Jr., and R.C. Roberts. 1983. Cheese workers hypersensitivity pneumonitis. Ann.(3) Rev. Resp. Dis. 127:495496.

4. Chen, F.C., C.F. Chen and R.D. Wei. 1982. Acute toxicity of PR Toxin, a Mycotoxin from Penicillium roqueforti. Toxicol. 20:433, 431.

5. Dire, D., S. Moreau and M. Cacan. 1978. Use of a Ciliate Protozoan for Fungal Toxin Studies. Bull. Environ. Contam.Toxicol. 19:489495.

6. Frank, R.K., R. Orth, S. Ivankovic, M. Kuhlmann and D. Schmähl. 1977. Investigations on Carcinogenic Effects of Penicillium caseicolum and P. roqueforti in Rats. Experentia 33:515516.

7. Haggblom, P. 1990. Isolation of Roquefortine C from Feed Grain. Appl. and Environ. icrobiol. 56:29342936.

8. Henis, Y. 1987. Survival and Dormancy of Bacteria. In: Survival and Dormancy of Bacteria, Wiley Interscience. New York, NY.

9. Hsieh, K.P., S. Yu, Y.H. Wei, C.F. Chen and R.D. Wei. 1986. Inhibitory effect in vitro of PR Toxin, a Mycotoxin from Penicillium roqueforti, on the mitochondrial HCO33ATPace of Rat Brain, Heart and Kidney. Toxicol. 4:153160.

10. Jong, S.C. and M.J.Gantt (eds.). 1987. Catalogue of Fungi and Yeasts (17th ed.) American Type Culture Collection, Rockville, MD.

11. Kough, J.L. 1991. Environmental Hazard Assessment of Penicillium roqueforti for 5(h)4 Exemption. Unpublished, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C.

12. Lee, Y.H., S.C. Fang and R.D. Wei. 1984. The Effects of Penicillium roqueforti Toxin on the Activity of Rat Hepatic DNA Polymerase. Toxicology 33:4357.

13. Leistner, L. and C. Eckardt. 1979. Vorkommen toxinoger Penicillien bei Fleischerzeugnissen Fleischwirtschaft 59:18921896 [citat de Scott, 1981].

14. Moreau, C. 1980. Penicillium roqueforti: Morphology, Physiology, Importance in the Cheesemaking. Mycotoxins:(Bibliographic Revision). Lait 60:254271.

15. Moulé, Y., S. Moreaux and C. Aujard. 1980. Induction of Cross Links between DNA and Protein by PRT Toxin, a Mycotoxin from Penicillium roqueforti. Mutation Res. 77:7989.

16. Moulé, Y., M. Jemmali and N. Rousseau. 1976. Mechanism of the Inhibition of Transcriptin by PR Toxin, a Mycotoxin from Penicillium roqueforti. Chem. Biol. Interact. 14:207216.

17. Ohmomo, S., T. Sato, T. Utagawa and M. Abe. 1975. Isolation of Festuclavine and Three New Indole Alkaloids, Roquefortine A, B and C from the Cultures of Penicillium roqueforti (Production of Alkaloids and Related Substances by Fungi Part XII) Jour. Agric. Chem. Soc. Japan 49:615623.

18. Polonelli, I., G. Morace, F. Delle Monache and R.A. Samson. 1978. Studies on the PR Toxin of Penicillium roqueforti. Mycopathologia 66:99104.

19. Polonelli, L., L. Lauriola and G. Morace. 1982. Preliminary Studies on the Carcinogenic Effects of Penicillium roqueforti Toxin. Mycopathologia 78:125127.

20. Polonsky, J., M.A. Merrien, T. Prangé, C. Pascard and S. Moreau. 1980. Isolation and Structure (XRay Analysis) of marcfortine A, a new alkaloid from Penicillium roqueforti. Jour. Chem. Soc. Chem. Commun. 601602.

21. Schoch, U., J. Luthy and C. Schlatter. 1983. Mycotoxins in MoldRipened Cheese. Mitt Geb. Lebensmittelunters Hyg. 74:5059.

22. Schoch, U., J. Luthy and C. Schlatter. 1984. Subchronic Toxicity Testing of MoldRipened Cheese. Z. Lebensm Unters Forsch. 179:99103.

23. Scott, P.M. 1981. Toxins of Penicillium Species Used in Cheese Manufacture. Jour. of Food Protection 44:702710

24. Scott, P.M. and B.P.C. Kennedy. 1976. Analysis of Blue Cheese for Roquefortine and Other Alkaloids from Penicillium roqueforti. Jour. Agric. Food Chem. 24:865868.

25. Scott, P.M. 1984. Roquefortine. In: MycotoxinsProduction, Isolation, Separation and Purification. V. Betina, Ed. Elsevier Science Publishers, B.V., Amsterdam.

26. Scott, P.M., B.P.C. Kennedy, J. Harwig and B.J. Blanchfield. 1977. Study of Conditions for Production of Roquefortine and Other Metabolites of Penicillium roqueforti. Appl. Environ. Microbiol. 33:249253.

27. Scott, P.R. and S.R. Kanhere. 1979. Instability of PR Toxin Blue Cheese. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 62:141147.

28. Sieber, R. 1978. Harmlessness to Human Health of the Mold Cultures Used in Cheesemaking. Z. Ernahrungswiss 17:112123

29. Vesel, D., D. Veselá and Adamková. 1981. Occurrence of PRToxinProducing Penicillium roqueforti in Corn Silage. Vet. med. (Praha) 26:109115.

30. Ueno, Y., K. Kubota, T. Ito and Y. Nakamura. 1978. Mutagenicity of Carcinogenic Mycotoxins in Salmonella typhimurium. Cancer Research 38:536542.

31. Ware, G.M., C.W. Thorpe and A.E. Pohland. 1980. Determination of Roquefortine in Blue Cheese and Blue Cheese Dressing by High Pressure Liquid Chromatography with UV and Electrochemical Detectors. Jour. Assoc. Off, Anal. Chem. 63:637641

32. Wei, R., P.E. Still, E.B. Smalley, H.K. Schnoes and F.M. Strong, 1973. Isolation and Partial Characterization of a Mycotoxin from Penicillium roqueforti. Appl. Microbio. 25:111114.

33. Wei, R. and G. Liu. 1978. PR Toxin Production in Different Penicillium roqueforti Strains. Appl. Environ. Microbiol. 35:797799.

34. Wei, R.D., Lee Y.H.W. and Wei, Y.H. 1985. Some biochemical responses to PR toxin, a mycotoxin from Penicillium roqueforti. In: Trichothecenes and other Mycotoxins. J. Lacey (ed.). New York: John Wiley and Sons. pp. 337348.

Powered by http://www.referat.ro/cel mai tare site cu referate