Produkty żywnościowe są konieczne dla funkcjonowania człowieka, stanowią niezbędne źródło składników energetycznych oraz innych związków. Wpływa to na metabolizm oraz regulację procesów życiowych. Niezbędne są jakość i bezpieczeństwo żywności, która może posiadać składniki, które są niebezpieczne dla życia i zdrowia. Obecnie obserwuje się zainteresowanie ze strony konsumentów problemem jakości żywności. Wynika to głównie ze wzrostu świadomości społeczeństwa, na co szczególny wpływ ma postęp naukowy. Konsumenci zwracają uwagę na cechy organoleptyczne (takie jak wygląd ogólny, struktura, konsystencja, barwa, zapach czy smak), ale również na skład oraz obecność substancji szkodliwych. Producenci żywności muszą stawić czoła wielu wymaganiom oraz regulacjom prawnym. Szczególnie ważnym aspektem w ocenie jakości żywności jest spełnienie norm bezpieczeństwa w zakresie obecności substancji toksycznych, które pochodzą z różnych źródeł i należą do bardzo zróżnicowanych grup chemicznych [1]. Jedną z takich grup kontaminantów są mykotoksyny, które oddziałują negatywnie na zdrowie człowieka, a nawet mogą stanowić zagrożenie dla życia.

Mykotoksyny są obecne w różnych produktach, głównie pochodzenia roślinnego (zboża, mąki, orzechy, oleje, kakao, ryż, kukurydza, zioła, przyprawy, kawa, herbata), ale także w produktach pochodzenia zwierzęcego. Mykotoksyny, jako naturalne zanieczyszczenie żywności, stanowią poważny problem zarówno dla krajów słabo, jak i dobrze rozwiniętych. W pierwszej kolejności chodzi o straty ekonomiczne, a w drugiej o zagrożenia dla zdrowia i życia ludzi [2].

Co to są mykotoksyny?

Nazwa substancji z grupy mykotoksyn wywodzi się od słów: gr. mycos – grzyb, łac. toxicum – trucizna, wiąże się z ich pochodzeniem jako wtórnych metabolitów grzybów strzępkowych. Substancje te wykazują toksyczne działanie nie tylko w stosunku do bakterii, ale też kręgowców. Mykotoksyny wytwarzane są na różnych podłożach, takich jak zboża, owoce, zioła, przyprawy, pasze, tytoń. Grzyby wytwarzające mykotoksyny należą przede wszystkim do rodzajów: Alternaria, Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps, Stachybotrys, Pithomyces, Diplopia [3].

Mykotoksyny są związkami niskocząsteczkowymi (M < 1,5 kDa) oraz słabo polarnymi. Procesy pasteryzacji oraz obróbka w wyższych temperaturach nie powodują destrukcji tych substancji. Natomiast skutecznie niszczone są w wyniku działania promieniowania UV oraz środowiska alkalicznego. Chemicznie jest to grupa zróżnicowana i ogólnie zaliczane są one do węglowodorów aromatycznych [4].

Wyróżnia się ponad 400 mykotoksyn, z czego najistotniejsze z punktu widzenia ekonomicznego i toksykologicznego są:

aflatoksyna B1 – najpowszechniej występująca mikotoksyna; wykrywana jest w orzeszkach arachidowych, bawełnie, kukurydzy, mleku, mięsie czy jajach; nawet przy bardzo małych stężeniach ma silne działanie mutagenne i teratogenne; narażenie na jej działanie zwiększa ryzyko wystąpienia marskości lub raka wątroby;

patulina – jest toksyną wykazującą właściwości mutagenne, teratogenne i prawdopodobnie rakotwórcze. W stężeniach niebezpiecznych dla zdrowia człowieka może występować przede wszystkim w jabłkach i ich przetworach. Może występować również w innych produktach, głównie dotkniętych siną pleśnią, np. w winogronach, gruszkach, bananach, brzoskwiniach, ananasach, morelach i pomidorach;

ochratoksyna A – zanieczyszcza zboża (jęczmień, pszenicę, owies, kukurydzę), kawę oraz winogrona; z łatwością przenika do mleka matki; można ją spotkać także w produktach mięsnych oraz mleku; uszkadza nerki i wątrobę oraz wykazuje działanie neurotoksyczne (uszkadza hipokamp odpowiedzialny głównie za pamięć) i immunotoksyczne;

deoksyniwalenol – którego źródłem są zboża: pszenica, jęczmień, kukurydza, owies oraz produkty przetworzone pochodzenia roślinnego, np. chleb, mąka, makaron, słód oraz piwo; ma toksyczny wpływ na układ pokarmowy: oprócz utraty łaknienia, biegunki i wymiotów może powodować krwotoki wewnętrzne w żołądku, jelitach, nerkach;

fumonizyna B – dotyka upraw kukurydzy oraz produktów zawierających kukurydzę; może przyczynić się do występowania nowotworów przewodu pokarmowego (zwłaszcza raka przełyku); u płodów powoduje zaburzenia rozwojowe kręgosłupa i mózgu (najczęściej rozszczep kręgosłupa i bezmózgowie);

zearalenon – występujący głównie w kukurydzy, sianie i kiszonkach; nazywany jest „mikoestrogenem”, ponieważ wykazuje powinowactwo do receptorów estrogenowych, u zwierząt hodowlanych może działać jako antykoncepcja, zaś u ciężarnych jest powodem poronień [5].

Najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych [6] przykłady

Metody wysokosprawnej chromatografii cieczowej

Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) jest metodą, która jest najczęściej używana w laboratoriach specjalizujących się w badaniu żywności, usługowych, jak i akredytowanych, a także instytucjach naukowych. Można uzyskać bardzo precyzyjne, dokładne wyniki. Wiąże się to oczywiście z potrzebą posiadania wykwalifikowanego personelu i kosztownego sprzętu.

Przy ozanaczaniu patuliny badana próbka jest ekstrahowana mieszaniną octanu etylu i heksanu. Ekstrakt jest odwirowany i oczyszczany na kolumnie SPE (Silica Gel). Oznaczanie ilościowe wykonywane jest metodą HPLC z detekcją UV [7].

Przykładowy chromatogram dla patuliny: (fot. z własnego źródła)

Przy oznaczaniu aflatoksyn, anality z próbki są ekstrahowane za pomocą 80% metanolu. Następnie próbka jest wirowana, a uzyskany ekstrakt sączony. Następnie ekstrakt jest rozcieńczany roztworem PBS-u i poddawany na kolumienki powinowactwa immunoenzymatycznego. Związane na złożu kolumienki aflatoksyny są wymywane metanolem. Tak uzyskane anality poddawane są analizie chromatograficznej z użyciem detektora fluorescencyjnego z pomocą derywatyzatora.

Przykładowy chromatogram dla sumy aflatoksyn: (fot. z własnego źródła)

[1] Grażyna Kowalska, Radosław Kowalski, Kontrola obecności mykotoksyn w produktach rolniczych i żywności. Cz. I. Praca przeglądowa

[2] Zawadzki K., 2006. Usuwanie ziaren porażonych mikotoksynami ważnym elementem procesu czyszczenia pszenicy. Przegl. Zboż.-Młynar. 50(6), 32.

[3] Nikonorow i Urbanek-Karłowska 1987, Gertig 1996, Żakowska i Stobińska 2000, Grajewski 2006, Pokrzywa i in. 2007, Bis i in. 2010

[4] Soroka i in. 2008, PławińskaCzarnak i Zarzyńska 2010

[5] Mykotoksyny – dlaczego zatrucie pleśnią jest groźne? (doz.pl)

[6] ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (WE) NR 1881/2006

[7] Państwowy Zakład Higieny, Zakład Badania Żywności i Przedmiotów Użytku