7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

1/27

Influenta micotoxinelor

asupra produselor alimentare

Coorodonator:

Student:

Prof.univ.dr. ing. Sonia GUTT

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

2/27

Micotoxinele sunt considerate substane naturale, dar sunt denumite i produse secundare

de schimb, care apar n timpul dezvoltrii ciupercilor parazite la plante n cmp sau lamaterialul depozitat i utilizat apoi n hrana oamenilor i a animalelor. Ele mai pot ficonsiderate i ca metabolii primari, in alimentatia att pentru oameni, ct i pentruanimale. Funciile formrii micotoxinelor n procesul de schimb al substanelor laciuperci nu sunt pn n prezent cunoscute.

Exist n momentul de fa circa 300-400 micotoxine (intervalul este dat de diferiiautori, aparinnd la 24 de grupe chimice de toxine care pot aprea n condiii din cele

mai diferite n produciile agricole i n diferitele alimente obinute din acestea). n cazulcerealelor i porumbului sunt cunoscute urmtoarele toxine foarte periculoase:

Fumonisin b1 (FB1) produs de Fusarium VerticiloidesiFusarium proliferatum(prezentemai ales la porumb, dar i de speciile Fusarium napiforme, Fusarium anthophilum, Fusariumdiamini i Fusarium nygami, prezente mai ales n Canada, SUA, Africa de Sud, Nepal,Australia, Tailanda, Filipine, Indonezia, Mexic, Frana, Italia, Polonia i Spania.

Deoxynivalenol, produs ndeosebi de Fusarium graminearumi care este foarte prezentn spaiul romnesc, ndeosebi la gru i triticale i foarte rar pe secar i orz. Foartefrecvente i periculos de abundente sunt aceste micotoxine n grul dur (Triticum durum).

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

3/27

Aspergillus Penicillium Fusarium Alternaria Claviceps

Distributia micotoxinelor n diferite zone ale globului secaracterizeaz prin urmtoarele:

n regiunile reci domin aflatoxinele (excepie fac produselede import provenite din rile calde) dar foarte importante sunt:vomitoxina, zearalenona, ochratoxina, DAS, toxina T-2 i toxinaHT-2;

n sudul i centrul Europei, unde se cultiv porumb, dominfusariotoxinele (vomitoxina, zearelona, toxina T-2);

n nordul Europei pe primul loc se afla ochratoxina A; n regiunile calde i umede mai rspndite sunt

aflatoxinele.

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

4/27

Sensibilitatea animalelor la micotoxineIntoxicrile produse oamenilor i animalelor cu micotoxine sunt denumite micotoxicoze.Ele apar cu o frecven destul de mare i la fel de frecvent nu sunt recunoscute.Declanarea bolii poate aprea sezonal fiind influenat de condiiile de clim care

favorizeaz formarea micotoxinelor. n asemenea situaii, crete mult frecvenamicotoxinelor.Nu se definete, ntotdeauna, o relaieclar cu sursa de furaj contaminat.Intoxicrile acute sunt date, totui, de concentraiile ridicate de micotoxine n furaje.

Intoxicarea chiar icronic este greu de diagnosticat, pentru c nu exist parametri demsurare a bolii. Cel mai frecvent apar indicii privind reducerea productivitii

animalelor fr un motiv anume.Pot aprea diaree sau pneumonii inexplicabile. Nediagnosticarea corect poate conduce latratamente false i se pot finaliza prin moartea animalului. Speciile de animale au osensibilitate diferit la diferite categorii de micotoxine.

Zearalenonul are o structurestrogenic,aparinnd grupei fitoestrogenilor.Simptomele induse la porc se caracterizeaz prin agitaie, diaree i temperaturi la purceii

mici, diaree inroirea vulvei la scroafe, mortalitate ridicat la purcei. Intoxicarea areloc la o concentraie ntre 50 i 200 g/kgfuraj administrat (5-20 ppm).Puii par a fi puin mai rezisteni. La rumegtoarele adulte (vite i oi), datorit tubului

digestivprevzut cu prestomac (rumen), att zearalenonul ct i celelalte micotoxine(Deoxynivalenol, Ochratoxin A), datorit faptului c n stomac se ntlnesc cu

microorganisme diverse (bacterii, protozoare), pot fi degradate i fcute inofensive,

dacconcentraiile nu sunt prea mari.

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

5/27

Limitele micotoxinelor n furaje i alimenteOchratoxina ACereale neprocesate5 g/kgCereale neprocesate, destinate direct consumului

uman3 g/kgCereale procesate pentru copii0,5 g/kgDeoxinivalenolCereale neprocesate, altele dect gru dur, ovzi

porumb1250 g/kgGru dur, porumb i ovz neprocesate 1750

g/kg

Cereale i produse de mcini destinate directconsumului uman750 g/kgPaste finoase750 g/kgPine, biscuii, snacks500 g/kgCereale procesate pentru copii200 g/kgProduse de la mciniul porumbului cu particule

> 500 m750 g/kg

Produse de la mciniul porumbului cu particule 500 m1250 g/kg

AflatoxineCereale, produse cerealiere B1 2 g/kg;

B1+B2+G1+G24 g/kgPorumb dup tratamente fizice B1 5 g/kg;

B1+B2+G1+G210 g/kg

Cereale procesate pentru copii B10,1 g/kg

FumonisinePorumb neprocesat, cu excepia celui destinat

procesrii umede 4000 g/kgPorumb destinat direct consumului uman 1000 g/kgProduse pe baz de porumb pentru copii 200 g/kgMlai, germeni 1000 g/kgProduse de la mciniul porumbului cu particule > 50m 1400 g/kg

Produse de la mciniul porumbului cu particule 50m 2000 g/kgZearalenonCereale neprocesate, altele porumb100 g/kgPorumb neprocesat200 g/kgCereale destinate direct consumului uman75 g/kg

Pine, biscuii, snacks 50 g/kgCereale procesate pentru copii20 g/kgPorumb neprocesat, cu excepia celui destinatprocesrii umede 350 g/kgPorumb destinat direct consumului uman, mlai 100g/kg

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

6/27

Relaia dintre pesticide i micotoxinen linii generale, relaia este una invers, adic exist o corelaie pozitiv ntre

calitatea i mai ales modalitile de aplicare a pesticidelor specifice i cantitateade micotoxine n infeciile la culturile de cmp.

Aceste corelaii sunt n curs de elaborare pe diferite meridiane ale globului, inclusivn Romnia, unde un grup inimos de cercettori abordeaz cu aplombproblema, n ciuda unor autoriti care persist n a spune c micotoxinele nureprezint un pericol.

Produsele chimice care combat fusariozele i alte ciuperci care produc micotoxine,ar trebui aplicate la acel moment la ciupercile parazite nu au nceput sproduc

toxicul.Fungicidul specific devine favorizant al acumulrii acesteia n bob, deoareceblocheaz extinderea ciupercii, dar favorizeaz migrarea micotoxinei spre bobprin meninerea verde a furajului.

Este foarte interesant de reinutc acest lucru difer de la un produs la altul.- Stimulatorii de cretere pot favoriza crearea n plus de micotoxine, mai ales

pentru acelea dintre ele care reduc mrimea paiului.- Necombaterea buruienilor favorizeaz formarea i diversificarea micotoxinelor n

boabe, prin slbirearezistenei naturale a soiurilor de cereale.- ngrmintele cu azot aplicate unilateral favorizeaz o cantitate mai mare de

micotoxine n boabe.

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

7/27

Modaliti de reducere a coninutului demicotoxine n produsele alimentare

sdistrug,s inactiveze sau sndeprteze micotoxinele; s nu produc sau s nu conduc la apariia unor reziduuri toxice, mutagene sau

carcinogene n produsele supuse tratamentului decontaminant;s nu modifice proprietile senzoriale ale alimentului;

s asigure distrugerea sporilor fungici i a miceliilor care, n condiii favorabile ar puteabiosintetiza micotoxine;s fie accesibile tehnic i economic.

Reducerea aportului de micotoxine pentru organismul uman i animal, prin ingerare dealimente contaminate se poate realiza prin:

limitarea coninutului de micotoxine n furaje i produse alimentare; inactivarea (reducerea toxicitii) acestora n organismul uman sau animal.Diminuarea prezenei micotoxinelor n produsele alimentare se poate realiza prim

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

8/27

Metode fizice- Separarea boabelor afectate- Splarea boabelor- Mcinarea- Extracia cu solveni-Adsorbia pe substraturi solide- Inactivare termic- Iradierea alimentelor

Metode chimice- Utilizarea acizilor sau bazelor- Utilizarea agenilor oxidani- Utilizarea agenilor reductori- Utilizarea agenilor de clorinare

Metode biologice- UtilizareaSaccharomyces

- Anumite specii de Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium Metode microbiologice

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

9/27

Efecte ale aflatoxinelorChiar i atunci cnd nivelele nu sunt toxice, expunerea prelungit cauzeaza cancer de ficat

la fiecare specie de animale testate in laborator.Responsabile pentru rate ridicate de cancer la ficat a grupelor de populaie din Asia i

Africa, unde alimentele contaminate sunt adesea consumate.Efectele toxice se arat n India, in 1974, cand sute de oameni au fost otrvii prin

consumul de porumb care coninea aflatoxine.Limitele admisibile sunt n general, destul de reduse (15-20 pri pe miliard)Unii oameni de tiin consider c nu nivelele detectabile de aflatoxine ar trebui s fie

permise din cauza efectelor cancerigene ci frecventa cu care consumam alimentele .Cancerul hepatocelular (HCC) este o cauza majora de mortalitate n anumite zone ale lumiiaproximativ 50% din cazuri HCC n unele pri ale lumii n care produsele alimentare este

contaminat cu AFB1 arata o mutaie n codoni 249 din gena supresoare tumorale p53.

Mutaia este formata din transversia T G-> n poziia a treia codoni care rezult n serinaloc de arginin - studii de laborator confirma

AflatoxineAflatoxinele sunt produse n anumite condiii, numai de unele tulpini, astzi sunt cunoscute 10

aflatoxineNontoxigenic tulpini de de Aspergillus flavus utilizat pentru a pregti alimente fermentate n Orient,un saprob comune care apare pe cereale i leguminoase n depozitAflatoxina B1, B2, G1, G2 - albastru sau verde nflorire sub lumin UVAflatoxina B1 cel mai important - foarte cancerigen i apariia pe scar larg n produsele alimentare

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

10/27

Fig.3. Claviceps purpure-Cornul de secar

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

11/27

Fig.4. Ciuperci comune Toxigenic

Aspergillus

Penicillium

Stachybotrys

Fusarium

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

12/27

Factorii care favorizeaza contaminarea porumbului cu aflatoxine din ciuperciletoxicogene din grupul Aspergillus flavi

1. InfectiaAre loc prin matasea galben brunagerminare si colonizare Favorizata de temperaturile ridicate si

de umiditatea redusa a solului, (copetitiv pentru ciupercile toxigene din grupul Aspergillus flavi)

2. ColonizareaFavorizarea atacului cu insecte Distrugerea barierelor fizice faciliteaza raspandirea infectiei pestiulete Distrugerea pericarpului favorizeaza infectia in interiorul boabelor

Scaderea umiditatii boabelor sub 35% Aspergillus Flavius comparativ cu alte ciupercimicroscopice

3. Producerea de aflatoxine

Temperaturi ridicatePrecipitatii reduse-stres hidric al apelorAlti factori limitativi ai plantelor cu boabe in curs de formareProlina factor semnalat de stres la plante de porumb induce sinteza aflatoxinelor in tulpiniletoxigene

4. Identificare

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

13/27

1. Infectia

2. Colonizarea

3. Producerea de aflatoxine 4. Identificare

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

14/27

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

15/27

Produsele contaminate trebuie folosite ptproducere de bioetanol

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

16/27

Solubilizarea amidonului (alfa-amilaza termostabila)Zaharificarea amidonului solubilizat (glucoamilaza)

Influenta aflatoxinelor asupra hidrolizei enizmatice aamidonului din porumb

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

17/27

Fabricarea concomitenta de bioetanol sibiopreparate din porumb contaminat cu aflatoxine

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

18/27

Reacii chimice produse de aflatoxine Reaciile produse de aflatoxine la diferite condiii fizice i reactivi au fost

studiat extensiv din cauza posibila aplicare a astfel de reacii la detoxifierede aflatoxine materialul contaminat.

Cldur: Aflatoxine n stare uscat sunt foarte stabile.Cu toate acestea, n prezena

umiditatii i temperaturii ridicate nu este distrugerea de aflatoxin. Oastfel de distrugere poate avea loc cu mese de

aflatoxindin

semine

oleaginoase, de aflatoxin din arahide prjite sau aflatoxin n soluieapoas la pH 7. Dei produsii de reacie nu au fost examinati n detaliu,se pare probabil ca un astfel de tratament duce la deschiderea ineluluilacton cu posibilitatea de decarboxilare la temperaturi ridicate.

Alcali: n hidroliza soluiei alcaline apare la fraciunealacton.Aceasthidroliz

pare s fie reversibila, deoarece s-a demonstrat c reciclarea apare nurma acidificrii cu o soluie de baz care conine aflatoxin. Latemperaturi mai ridicate (100C) apare un inel de deschidere, urmat dedecarboxilare i reacia poate proceda n continuare, ceea ce duce la

pierderea grupului metoxi de la inelul de aromatice. Pot de asemenea sa ar serie de reac ii similare cu amoniac i amine diferit.

Acizi:

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

19/27

Acizi: n prezena acizi minerali, aflatoxina B1 i G1 sunt convertite in

aflatoxin B2a i din cauza adugari de acid catalizat de ap n ntreagalegtur dubl furanului G2A. n prezena anhidrid acetic i acidclorhidric reationeaza suplimentar pentru a da derivat acetoxil. Similareaflatoxinei B1 i G1 sunt formate cu clorur de acid formic-fenil, clorurde acid acetic-fenil i acid trifluoroacetic.

Ageni de oxidare: Multi agenti de oxidare, cum ar fi hipoclorit de sodiu, permanganat de

potasiu, clor, peroxidul de hidrogen, ozon i perborat de sodiureacioneaz cu aflatoxin i schimba molecula de aflatoxin ntr-un felcum este indicat de pierderea de fluorescen. Mecanismele acestorreacii sunt incerte i produselor de reacie rmn neidentificate n celemai multe cazuri.

De reducere: Hidrogenarea de aflatoxin B1 i B2, G1, respectiv randamentele

aflatoxini G2. Reducerea suplimentar de aflatoxin B1 de 3 moli de hidrogen

tetrahidroxiaflatoxin. Reducerea de aflatoxin B1 i B2 cu borohidride desodiu a dat aflatoxin RB1 i, respectiv, RB2. Acestea apar ca urmare a

deschiderii inelului lacton urmat de reducere a grupului de acid i dereducere a ru ului keto n ciclo entena.

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

20/27

Productia de spori culoarea gri nchis spre negru (verde inchis, maro) conidia produsa de grup de spori cilindrice Conidia ovoid aproximativ 10-12 mm n lungime, vizualizate la 1000x.

Conidia produs individual i succesiv ntr-o pictura care acoper sporii. dispersat de insecte in mediul natural

n cele din urm se usuci poate deveni aeropurtata.

Fig.8. Stachybotrys atraFig.7. Stachybotrysconidiofore

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

21/27

Imagini de culturi de miceli din probe (fungi dominanti: Aspergillusniger, Penicillin sp., Fusarium sp.)

Fig.9. Aspergillus niger, Penicillin sp.,Fusarium sp

Fig. 10. Aspergillus niger.

C t fi lichid d nalt performan (HPLC) t t h i d

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

22/27

Cromatografie lichid de nalt performan (HPLC) este o tehnica deseparare a componentelor ntr-o prob, pe baza de interaciuni ntrecomponente, fazlichid mobili o fazstaionarsolid.

Calitativ: separarea, determinarea componentilor pe baza timpului de retentie;

Cantitativ: curba de etalonare - pe domeniul de valabilitate al legii LambertBeer (variatie liniara a raspunsului DAD cu concentratia)

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

23/27

G2 AflatoxinaEste o micotoxin, care poate fi produs de specii de mucegai din genul Aspergillus n zonele de

lume, cu un climat cald i umed.Aspect: pudralb spre galben lein

Formula molecular: C17H1407Masmolecular: 330.3 g / molPunct de topire: 237-240 CCoeficientul de extincielng 350 nmn solveni diferite [1]: acetonitril: = 18900 metanol: = 19200 toluolul / acetonitril (9 +1): = 18300 benzen / acetonitril (98 +2): = 18200Numeroase produse agricole sunt vulnerabile la atacuri de ciuperci care produc micotoxine. Aceste

substane toxice poate persista mult timp dupa ce ciupercile au fost ucise i contamina alimente.Cele mai multe micotoxine sunt stabile compui care nu sunt distruse n timpul procesrii

produselor alimentare sau de gtit. Din moment ce acestea pot intra cu uurin pe piai de a fiun pericol pentru sntateapublic, este important s se dezvolte eficient analitice metode pentruidentificarea i cuantificarea micotoxine. Dintre micotoxine, patru principale aflatoxine B1, B2,G1, G2 i sunt extrem de puternici ageni cancerigeni i poate avea un impact economicsemnificativ, fcndu-le importante obiective de detectare i cuantificare. n vederea pentru adetecta urmele de aceste toxine care sunt frecvent prezente n produsele agricole, este criticpentru a dezvoltarea de metode foarte sensibile.

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

24/27

PregtireaeantionuluiFiecare aflatoxinelor a fost diluat n metanol de 1 mg / ml de G2, 1 mg /

ml de B2, 10 mg / ml de G1, i 10 mg / ml de B1. Poriune de 100 L

fiecare soluie de aflatoxin a fost dect combinate ntr-o sticl de 2 mlflacon i se amestec bine. Acest amestec a fost diluat n serie la 100.000de falduri n ap: metanol (7:3 v / v) iutilizat ca soluie etalon.

Instrumentaie

Autosampler, pompe LC, i Inspector DetectorCondiii de cromatografieColoana: Gold Hypersil, 3 m, 100 x 2.1 mmDebit: 800 L / minex: 365 nmem: 455 nmFaza mobil: Apa: metanol (7:3, v / v)(eluare isocratic)Coloana Temperatura: 40 C

Volum de injectare: 10 L de soluie standard

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

25/27

Exemplu de cromatograma la porumb

G2Aflatoxina

Exemple de cromatograma

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

26/27

Exemple de cromatograma

R l i di ii

7/31/2019 prezentare influenta micotoxine

27/27

Rezultate idiscuii

Analizele pot fi efectuate n mai puin de cinci minute.fluorescen Aflatoxinele puternic pe iluminare cu 365nm ultraviolete lumin. Cromatograma fluorescendin cele patru comune cu aflatoxine prezinta oexcitaie la lungimea de und de 365 nm i o lungime

de und de emisie de 455 de nm. Aflatoxina G2produce cel mai puternic semnal cu un S/N din 1902,la o concentraie de 2,5 ppb. Chiar dac fluorescen

intensitile de aflatoxine B1, G1 i sunt diminuatedatoritinversrii fazei amestecului de solveni din api metanol, lor S / N raporturile suntnc excelente i

t 251 i 380