Научна статия публикувана януари 2023 г. от авторите: Мартина Лой, Антонио Ф. Логриеко, Тюнде Пустахели, Ева Лайтер, Ласло Хорнок, Ищван Почи, показва най-новите проучвания за Европа в борбата с микотоксините.
Повече от 25% от храните са замърсени с поне един микотоксин, което има важни последици за здравето на хората и животните и световната търговия и икономика.
Афлатоксините (AFs) са най-критичните микотоксини поради техния токсичен потенциал и поява. Те са изброени като канцерогени от Клас 1 от “Международната агенция за изследване на рака”.
AF включват повече от 20 различни производни на фуранокумарин, които могат да бъдат намерени в голямо разнообразие от хранителни стоки на полето по време на прибиране на реколтата, транспортирането и съхранението.
В Европа производството през 2021 г. се оценява на около 270 милиона тона, а през 2023 г. ще бъде с 4% по-ниско, поради горещи и сухи климатични условия, продължителни периоди на дефицит на валежи и намалено производство на царевица, причинено от войната в Украйна ( ФАО, 2022 г. ).
По-строгите доставки и несигурността на пазара, но и покачващите се цени на енергията и суровините също ще допринесат за поддържане на световните цени на зърнените култури високи през 2023 г. В близко бъдеще изменението на климата ще промени значително моделите на замърсяване с гъбички и микотоксини, а замърсяването с афлатоксини на царевицата ще бъде основният проблем с микотоксини в Европа.
От регулаторна гледна точка, Регламент на Комисията (EC 1831/2003) въведе категорията технически добавки, предназначени да „потискат или намалят абсорбцията, да насърчат отделянето на микотоксини или да променят техния начин на действие“ чрез:
- Адсорбенти
Адсорбентите могат да бъдат неорганични съединения на основата на силициев диоксид или органични полимери на основата на въглерод и могат да се използват за изолиране на микотоксини във фуража или суровината.
Способността за адсорбция зависи от разпределението на заряда, повърхностната площ и размера на порите на материала. Може да се появи и в слоевете на адсорбента, като по този начин се увеличи капацитетът му на свързване.
Адсорбентите са широко комерсиализирани като технически добавки и доказано намаляват вредните ефекти от поглъщането на AFs.
Въпреки че са невероятно ефективни при свързването на AFB, адсорбентите показват няколко недостатъка, като неспецифичното свързване с микро и макроелементи, ветеринарномедицински продукти и добавки, и тесния спектър на действие спрямо множество микотоксини. За да се преодолее този проблем, изследванията се фокусират върху разработването на иновативни хибридни адсорбенти, които съчетават физическите свойства и капацитета на свързване на различни материали.
Науката изследва намаляване на микотоксините чрез биологичен контрол.
Биологичният контрол се счита за едно от най-обещаващите решения за противодействие на Aspergillus spp. и растеж в полето. Биологичният контрол се постига чрез множество средства, сред които – паразитизъм; конкуренция и антибиоза (производство на инхибиторни метаболити и ензими). Досега са изследвани много видове с инхибиторна активност на Aspergillus – атоксигенни щамове и Trichoderma spp. са най-използваните и ефективни микроорганизми, въпреки че бактериите и дрождите показват антагонистични и намаляващи AFs дейности.
- Атоксигенни щамове Aspergillus
Атоксигенните щамове Aspergillus са в състояние да инхибират растежа на токсигенни гъбички чрез конкурентно изключване и да намалят производството на микотоксини благодарение на производството на органични летливи съединения в биосинтетичен генен клъстер на AFs. Когато се прилагат на полето, те могат да изместят токсигенните щамове и значително да намалят, както степента на инфекция, така и производството на афлатоксини от нативните Aspergilli.
Няколко проучвания показват, че атоксигенните щамове могат да персистират година след година и да намалят замърсяването с афлатоксини, дори ако не се прилагат повторно. Генетичната стабилност на тези щамове, все още трябва да бъде оценена.
- Trichoderma spp.
Trichoderma spp. са сред най-разпространените агенти за биоконтрол в световен мащаб. Те обикновено се срещат в почвата и кореновите екосистеми и предизвикват своите биоконтролни дейности върху голямо разнообразие от растителни патогени чрез микопаразитизъм, конкуренция и антибиоза. Всъщност това е бързо растящ, метаболитно гъвкав вид, способен да паразитира в други гъбички и да произвежда широк спектър от антибиотични вещества.
Активните вещества, произведени от Trichoderma , показват, че намаляват растежа на Aspergillus и впоследствие производството на AF или вероятно разграждат AF, вместо да инхибират техния синтез.
Сред ензимите, разграждащи извънклетъчната стена, продуцирани от Trichoderma spp., е доказано, че пероксидазата разгражда AFs и инхибира растежа на хифите, докато протеаза P6281 показва инхибиторна активност върху конидиалното покълване и растежа на мицела.
Понастоящем Trichoderma се предлага на пазара като активни съставки на повече от 250 продукта по целия свят, включително биопестициди, биоторове, подобрители на растежа и стимуланти на естествената устойчивост.
- Бактерии и дрожди
Сред бактериите Bacillus, Pseudomonas, Lactobacillus, Streptomyces са основните родове с инхибиторна активност спрямо Aspergillus spp. растеж на мицел, покълване на конидии и производство на AF чрез конкуренция и антибиоза. Идентифициран е широк набор от инхибиторни съединения сред ензими (хитинази, протеази и глюканази), пептиди, органични киселини (лактивни и мастни киселини) и различни алициклични съединения.
Различните дрожди – Saccharomyces и не- Saccharomyces са изследвани при биологичен контрол, особено за инфекция с Aspergillus в грозде. Също така дрождите действат чрез конкуренция и антибиоза – чрез производство на литични ензими, пептиди, токсични съединения и летливи органични съединения.
- Микроорганизми
Микробната детоксикация на микотоксини е известна от много дълго време.
Микроорганизмите могат да намалят замърсяването с микотоксини чрез два различни механизма, а именно адсорбция към клетъчната стена. Биотрансформацията на AF може да се извърши от различни родове нишковидни гъби, дрожди и бактерии.
- Ензими
Голямо разнообразие от ензими бяха идентифицирани и характеризирани за техните способности за разграждане на микотоксини през последните години.
Досега само два ензимни търговски продукта са били пуснати на европейския пазар. Единият е с фумонизин естераза, способна да разгради фумонизин B 1 до нетоксично съединение, което наскоро беше одобрено за употреба при всички животински видове ( Панел на EFSA по добавки и продукти или вещества, използвани в храните за животни (FEEDAP) 2020 г.; Регламент ЕС, 2021/363 ). Вторият е хидролаза, способна да детоксикира зеараленон, наскоро одобрена за всички сухоземни животински видове.
Още няколко метода също показват добри резултати и това са:
- Ултравиолетово облъчване;
- Магнитни наночастици;
- Плазмено лечение – (това е йонизиран газ);
- Нанозими;
Този научен труд е част от научни статии в помощ стратегиите на ЕС за справяне с нарастващите рискове от инфекции опасни за човека и разпространяващи се по храните.
Превод и резюме на доклада
Моника Господинова
