Mario Mitak, Nina Bilandžić i Jelka Pleadin
Dr. sc. Mario MITAK, dr. med. vet., znanstveni savjetnik, dr. sc. Nina BILANDŽIĆ, dipl. ing. biotehnol., znanstvena savjetnica, dr. sc. Jelka PLEADIN, dipl. ing. biotehnol., docentica, znanstvena savjetnica, Hrvatski veterinarski institut Zagreb
Uvod
R ast plijesni na žitaricama može rezultirati tvorbom sekundarnih metabolita – mikotoksina. Do danas je izdvojeno oko 400 mikotoksina, a njih tridesetak ima dokazano toksično djelovanje na zdravlje ljudi i životinja (Peraica i Rašić, 2012.). Proučavanje toksičnog djelovanja mikotoksina započelo je identifikacijom i izolacijom aflatoksina 1960. godine kada je od akutnog otrovanja aflatoksinom iz sačme kikirikija u Engleskoj uginulo 100.000 purića. Bolest je tada nazvana “X bolest pura” (Prasanna i sur., 1975., Hussein i Brasel, 2001.). Aflatoksini su i nadalje ostali jedan od najznačajnijih i najozbiljnijih uzročnika mikotoksikoza u ljudi i životinja.Aflatoksine proizvode plijesni Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus na žitaricama za vrijeme rasta u polju prije žetve, tijekom skladištenja i za vrijeme prerade (Diener i Davis, 1996., Valpotić i Šerman, 2006.).
Kontaminacija žitarica i hrane biljnog podrijetla predstavlja primarnu kontaminaciju mikotoksinima, ako su životinje hranjene kontaminiranim žitaricama ostatke mikotoksina možemo pronaći i u hrani životinjskog podrijetla (mesu, mlijeku, jajima) te tada govorimo o sekundarnoj kontaminaciji mikotoksinima (Peraica i sur., 2002., Peraica i Rašić, 2012.).Aflatoksine predstavlja skupina od dvadesetak toksina slične kemijske strukture.
Najznačajniji i ujedno najtoksičniji pripadnik skupine je aflatoksin B1 (AFB1), uz njega značajni su i aflatoksin B2, aflatoksin G1, aflatoksin G2 i aflatoksin M1(AFM1). Aflatoksini kao prirodni fluorescirajući spojevi, derivati kumarina, vidljivi su u UV–spektru pri valnoj duljini od 365 nm. Oznake B i G dobili su prema boji fluorescencije (engl. blue, green) (Prasanna i sur., 1975.).
Termostabilni su i u prirodnom su stanju vezani uz proteine koji ih štite od vanjskih agenata (Kiermeier i Hemmerich, 1974., Marth i Dole, 1979.). Fotosenzibilni su u slobodnom stanju i osjetljivi na alkalne i kisele otopine, topivi su u organskim otapalima (alkohol, aceton, kloroform), a gotovo ne topljivi u vodi (Mann i sur.,1967.).AFM1 i AFM2 su hidroksilirani produkti AFB1 i AFB2, a nalaze se u mlijeku životinja i majčinom mlijeku (Diener i Davis, 1996., Valpotić i Šerman, 2006., Knežević, 2007.).
Ciljni organ toksičnog djelovanja AFB1-a je jetra, gdje uz akutni i kronični toksični učinak, aflatoksini imaju imunosupresivno, mutageno, teratogeno i karcinogeno djelovanje (Ožegović i Pepeljnjak, 1995.).
Međunarodna agencija za istraživanje karcinoma (International Agency for Research on Cancer – IARC) temeljem epidemioloških dokaza uvrstila je aflatoksine u 1. skupinu karcinogena (Wogan 1999., IARC 2002., Delaš, 2010.).
AFM1 je isto tako karcinogen i za životinje te se procjenjuje da je karcinogen za ljude, ali sa znatno nižim potencijalom nego AFB1 (van Egmond i Speijers, 1990.).
Intoksikacija visokim dozama AFB1 može završiti letalno. Subletalne doze izazivaju kronični tijek intoksikacije, prouzročivši prije svega karcinom jetre (Ožegović i Pepeljnjak, 1995.).
Toksički učinak aflatoksina, osim o količini, ovisi i o životinjskoj vrsti. Na aflatoksine najosjetljivija je perad, potom svinje, ali i ribe (Russo i Yanong, 2002.).Metabolički učinak i biološka aktivnost vezani su uz aktiviranje monooksigenaze uz nastanak hidroksilnih derivata koji se vežu na DNK uz nastanak AFB1-DNK-adukata čija je količina, osim u dozi, u korelaciji s osjetljivošću na hepatokarcinogenezu (Guengerich, 2003.). Nadalje, uspješnost puta detoksikacije (konjugacija s glutationom) u kojoj se konjugati izlučuju putem žuči i urina ovisi otpornost životinjskih vrsta prema AFB1 (Hengstler i sur., 1999.).
Već nekoliko sati nakon uzimanja zatrovane hrane perakutno trovanje prouzroči kolaps i smrt. Akutni se i subakutni oblik trovanja životinja AFB1 nakon uzimanja kontaminirane hrane, javlja kao hepatotoksikoza, nefrotoksikoza, krvarenja i u konačnici može nastupiti uginuće. Kroničan se oblik trovanja očituje odbijanjem hrane, slabijim prirastom, manjom mliječnosti, apatičnosti, grubom dlakom bez sjaja, smanjenim imunitetom i povećanom osjetljivosti na bakterijske infekcije (Ožegović i Pepeljnjak, 1995.).
Kod ljudi se akutna aflatoksikoza manifestira gubitkom teka, povraćanjem, slabošću i letargijom. Dolazi do akutne nekroze jetrenih stanica i hiperplazije žučnih vodova. U blagim slučajevima oporavak je potpun, dok kod težih nastaje ascites i edemi ekstremiteta.
Smrt je iznenadna, obično nakon obilnog krvarenja u probavnom sustavu (Krishnamachari i sur., 1975., Tandon i sur., 1977.).
Opisano je nekoliko epidemija aflatoksikoze u Keniji i Indiji u kojima je smrtnost bila prema različitim autorima od 10 do 53% (Krishnamachari i sur., 1975., Bhat i Krishnamachari, 1977., Tandon i sur., 1977., Ngindu i sur., 1982.). Nastanak karcinoma ovisi o dozi i vremenu izloženosti ovom mikotoksinu. Taj je tumor vrlo čest u tropskim krajevima, a rizik njegovog nastanka mnogostruko je veći u ljudi koji su izloženi AFB1 i zaraženi virusom hepatitisa B (Afrika, Kina, Korea, Hawaji) ili hepatitisa C (Japan, Španjolska, SAD) (Kensler i Groopman, 1997.).
Patomorfološka obilježja su bljedoća jetre s mozaičnim nekrozama parenhima i hemoragijom. Histološke promjene u jetri su: jaka proliferacija žučovoda, tvorba vezivnog tkiva, znatan zastoj žuči i difuzno oštećenje parenhima (Ožegović i Pepeljnjak, 1995.).
Izloženost i rizici
Žitarice imaju dominantnu ulogu u recepturama gotovih krmnih smjesa namijenjenih hranidbi domaćih životinja.
Prihvaćanjem činjenice da su žitarice vrlo pogodne za razvoj plijesni i mikotoksina, zbog toga predstavljaju glavni mogući izvor kontaminacije stočne hrane mikotoksinima.
Kontaminacija AFB1 u našim klimatskim područjima nije bila česta pojava. Ispitivanja prisutnosti aflatoksina tijekom niza godina govorila su o sporadičnoj pojavnosti, samo u uvoznom kukuruzu.
Razvoj i intenzitet pojavnosti mikotoksina uvjetovan je mikroklimatskim čimbenicima. Aflatoksini se češće nalaze i u većim koncentracijama na krmivima u tropskom i suptropskom području (Južna Amerika, Oceanija, Indonezija), ali kontaminacija plijesnima koje proizvode aflatoksine moguća je u području između 40° sjeverne i 40° južne širine, pri temperaturi između 24 i 35 °C i vlažnosti iznad 7% (Cotty i Jaime-Garcia, 2007.). Temperatura je značajan čimbenik koji utječe na razvoj plijesni kao i na sintezu mikotoksina. Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus su dominantno plijesni aridnih, semiaridnih i tropskih područja, iako ih nalazimo i u drugim područjima i razvijaju se na temperaturama između 10 i 43 °C, a aflatoksin sintetiziraju na temperaturama između 12 i 40 °C naročito u vrijeme oprašivanja kukuruza, kao i tople noći (preko 21 °C) u vrijeme nalijevanja zrna (kolovoz i rujan) (Williams i sur., 2004.).
Porastom prosječnih ljetnih temperatura unatrag nekoliko godina i u našim je područjima došlo je do stvaranja uvjeta za tvorbu aflatoksina, kojih prije nije bilo. Isto tako, u uvjetima opće globalizacije tržišta krmiva za stočnu hranu ne treba zanemariti ni realnu opasnost od mikotoksina koji nisu vezani uz određeno područje. Ovakvo stanje pogoduje češćem korištenju kontaminiranih žitarica, posebice u proizvodnji krmnih smjesa, i posrednom ulasku u hranidbeni lanac.
Preuzimanjem odredbi europske legislative iz propisa o kontroli hrane za životinje određena je dopuštena količina AFB1, čija je količina dopuštena do 0,02 μg/g u krmivima, potpunim i dopunskim krmnim smjesama za goveda, koze, ovce, svinje i perad, u ostalim krmnim smjesama do 0,01 μg/g, dok je u smjesama za životinje namijenjene proizvodnji mlijeka ta količina 0,005 μg/g (Direktiva 2002/32/EZ).
Istraživanja prisutnosti aflatoksina provedena osamdesetih godina prošloga stoljeća na različitim žitaricama (zob, pšenica, ječam, kukuruz) proizvedenim u RH nisu dala pozitivne rezultate (Pepeljnjak i Cvetnić, 1986.). Unatrag desetak godina evidentirana je prisutnosti aflatoksina u uzorcima žitarica, hrane i hrane za životinje, u koncentracijama unutar propisanih vrijednosti.
Ispitivanja provedena 2009. godine govore o učestaloj kontaminaciji AFB1 (24,3% – 31% uzoraka), a niti u jednom uzorku koncentracija aflatoksina nije bila veća od najveće dopuštene (Šegvić Klarić i sur., 2009.). Uspoređujući ove podatke s onima dobivenim tijekom 2010. godine, aflatoksin B1 detektiran je u većem broju uzoraka te su određene i veće koncentracije (Mitak i sur., 2011.).
Mikotoksikološkom analizom (u Republici Srbiji, u sličnim klimatskim prilikama) na velikom broju uzoraka krmiva i krmnih smjesa tijekom pet godina, utvrđena je prisutnost aflatoksina u 18,7% uzoraka, ali u dopuštenim vrijednostima (Jakić-Dimić i sur., 2010.). Istraživanje iz 2011. godine na uzorcima premiksa nađena je koncentracija aflatoksina B1 u rasponu od 1,5-35 μg/g (Terzić i sur., 2012.).
Istraživanje iz 2012. godine koje je provela Hrvatska agencija za hranu pod nazivom „Studija pojavnosti mikotoksina u krmivima i krmnim smjesama u RH“ kod 20 najvećih subjekata u proizvodnji stočne hrane u Republici Hrvatskoj na 300 uzoraka, prema kojoj je aflatoksin otkriven u 20% uzoraka u rasponu koncentracije mikotoksina od 1-10 μg/kg (HAH, 2012.).
Rezultati istraživanja AFB1 tijekom 2013. u krmivima i krmnim smjesama s farmi mliječnih goveda iz istočnog dijela Hrvatske ukazali su na vrlo velike količine AFB1 u kukuruzu, značajno veće u odnosu na dopuštenu vrijednost propisanu zakonodavstvom te posljedičnu kontaminaciju krmnih smjesa za goveda u čijoj se proizvodnji kukuruz koristi u znatnom udjelu (Pleadin i sur., 2013.).
Najveće dopuštene količine mikotoksina u hrani koja se stavlja u promet isto su tako propisane propisom (Uredba komisije (EZ) br. 1881/2006.).
Halt (1994.) u svom istraživanju prikazuje učestalu kontaminaciju proizvoda od brašna AFB1. Dokazana je i kontaminacija mesa i iznutrica, svinja, peradi te jaja (Ožegović i Pepeljnjak, 1995., Richard, 2007., Husain i sur., 2010.).
Istraživanjem iz 2002. godine, prisutnost aflatoksina u namirnicama evidentirana je u 11,9% uzoraka, pri čemu su sve koncentracije bile unutar propisanih vrijednosti. Daljnjim istraživanjima koncentracije AFB1 u brašnu i odabranim namirnicama životinjskog podrijetla utvrđene su koncentracije AFB1 od 0-28 μg/g, a isto tako AFB1 je nađen u uzorcima kobasica (33%) i uzorcima kulena (50%) u rasponu koncentracija 0,1-0,45 μg/kg, odnosno 0,1-0,47 μg/kg. U uzorcima kulena radilo se o površinskoj kontaminaciji plijesnima (Frece i sur., 2010.a, Frece i sur., 2010.b, Lovreško, 2011.).
Aflatoksini M1 i M2 su toksini mlijeka i mliječnih proizvoda, a predstavljaju dihidroderivate aflatoksina B1 i B2, tj. produkti su njihove biološke pretvorbe u mliječnim žlijezdama sisavaca hranjenih hranom za životinje koja je sadržavala aflatoksine spomenute B-skupine. Budući da je stabilan tijekom pasterizacije i sterilizacije mlijeka i mliječnih proizvoda, unos relativno malih količina AFM1 može znatno narušiti ljudsko zdravlje (Cvaliere i sur., 2006.).
Određivanjem prisutnosti i količine aflatoksina M1 u sirovom ovčjem mlijeku u Hrvatskoj, AFM1 je nađen u svim istraživanim uzorcima ovčjeg mlijeka.
Srednja vrijednost iznosila je 0,028 μg/L, odnosno, niti u jednom uzorku nisu nađene koncentracije AFM1 koje prelaze maksimalno dopuštenu razinu, ali ukazuju na prisutnost aflatoksina u hrani za životinje (Duraković i sur., 2012.).
U studiji kontrole mlijeka s farmi istočne Slavonije i trajnog prerađenog mlijeka u razdoblju veljača-srpanj 2013. povišene koncentracije aflatoksina M1, odnosno koncentracije iznad najviših dopuštenih količina od 0,05 μg/kg, utvrđene su u 27,8% uzoraka sirovog mlijeka te 9,64% trajnog mlijeka. Najviši postotak pozitivnih uzoraka sirovog mlijeka utvrđen je u veljači, ožujku i travnju (45,9%, 35,4% i 29,9%). Najviša utvrđena koncentracija aflatoksina M1 iznosila je 1,135 μg/kg. Isto je tako u veljači utvrđeno 36,2% pozitivnih uzoraka UHT mlijeka. U periodu svibanj-srpanj utvrđen je postupni pad koncentracija te u srpnju nije utvrđen niti jedan uzorak s povišenim koncentracija u obje vrste mlijeka (Bilandžić i sur., 2013.).
Preporuke
Uz klimatske uvjete, kao pogodovni čimbenici pojačane tvorbe mikotoksina su toksinogene plijesni na odgovarajućoj podlozi (žitarice, ugljikohidratna podloga) i vegetacijske godine s izraženijim promjenama temperature i količinom oborina.
Nadalje, današnji hibridi selekcionirani su na visoke prinose, a smanjene biološke otpornosti na stres, i zbog toga lakše prijemčivi na razvoj plijesni i tvorbu mikotoksina.
Agrotehnika koja podrazumijeva reduciranu osnovnu obradu, povećanu gustoću sklopa, uzgoj u monokulturi te povećana zakorovljenost pogoduju razvoju mikotoksina još na polju.
Mehanizirana žetva pri povećanoj vlazi i povećanom lomu zrna mogu biti „ulazna vrata“ izvoru zaraze. Propusti tijekom skladištenja usjeva u velikim skladišnim prostorima isto tako utječu na stvaranje mikotoksina (HAH, 2012.).
Zbog toga bitku protiv plijesni i mikotoksina treba započeti u polju provođenjem mjera kao što su: sjetva tolerantnih otpornih genotipova, provedba svih agrotehničkih mjera (plodosmjena, izbalansirana gnojidba, duboko zaoravanje žetvenih ostataka, sjetva zdravog i dorađenog sjemena), zdravstveni nadzor usjeva tijekom vegetacije.
Nadalje, zbog grešaka u dosušivanju, otvaraju se „ulazna vrata“ infestacije plijesnima te se tijekom skladištenja može nastaviti tvorba mikotoksina. Kod skladištenja je osim čuvanja proizvoda u adekvatnim prostorima bitna i stalna kontrola temperature i vlage.
Kontroliranih se uvjeta treba pridržavati i u daljnjim procesima prerade žitarica.
Ovdje se osim mlinarske industrije posebno misli i na proizvodnju krmnih smjesa i mogućnosti da se putem hrane životinjskog podrijetla mikotoksini unesu i u organizam ljudi. Proizvodnju hrane za životinje treba iskoristiti kao sljedeću kontrolnu točku u sprječavanju ulaska mikotoksina u prehrambeni lanac.
Moguće je, u određenoj mjeri, djelovati i na već stvorene mikotoksine te se sve više nameće nužnost uporabe neke od raspoloživih metoda dekontaminacije (fizikalne, kemijske i biološke metode; adsorbensi, fiksatori mikotoksina) krmnih smjesa. Time se samo umanjuju štetni učinci mikotoksina na zdravlje životinja i djelomično prekida karika na putu ulaska u organizam ljudi. Budući da izloženost višim razinama mikotoksina u stočnoj hrani može imati niz štetnih učinaka na organizam životinje te mogu prouzročiti velike gospodarske štete u stočarskoj proizvodnji, mikološku i mikotoksikološku kontrolu hrane za životinje neophodno je kontinuirano provoditi. Treba naglasiti da zbog neravnomjernog rasporeda mikotoksina u hrani posebnu pozornost valja obratiti načinu uzorkovanja i količini uzorka, kako bi bio reprezentativan.
U trenutnoj situaciji treba u pojačanoj mjeri uključiti praćenje kontaminacije aflatoksinima hrane za životinje i prehrambenih proizvoda, posebice mlijeka, uključivanjem većeg broja uzoraka u analize aflatoksina, kako kroz „Plan monitoringa hrane za životinje“, tako i kroz „Državni plan monitoringa rezidua“ Ministarstva poljoprivrede RH.
Zaključak
Mikotoksini općenito kontaminiraju oko 25% ukupnih svjetskih poljoprivrednih usjeva. U umjerenom klimatskom području pa tako i Hrvatskoj, sve je veća učestalost kontaminacije aflastoksinima, uglavnom u niskim koncentracijama. Klimatske promjene utječu na tvorbu aflatoksina u većoj mjeri nego je to uobičajeno.
Gotovo svaka hrana može biti pogodan supstrat za rast plijesni u određenom stupnju proizvodnje, prerade, transporta ili skladištenja.
Tako, aflatoksinima osim žitarica i krmiva, mogu biti kontaminirani i proteinski dodatci hrani, enzimi i aditivi, te mlijeko, mliječni proizvodi, meso i mesni proizvodi. Zbog činjenice da su aflatoksini termostabilni i ne inaktiviraju se uobičajenim postupcima prerade i proizvodnje hrane, velika je mogućnost da se putem hrane životinjskog podrijetla unesu i u organizam ljudi.
Kako je teško učinkovito djelovati na već stvorene aflatoksine, trenutno stanje zahtijeva preventivno djelovanje protiv aflatoksina, prije svega primjenom dobre poljoprivredne prakse i učinkovitom kontrolom hrane za životinje i namirnica.
S ciljem učinkovitijeg nadzora i prevencije štetnih posljedica prouzročenih aflatoksinima u kontroli i zaštiti zdravlja ljudi i životinja i znatnim doprinosom u području veterinarskog javnog zdravstva treba provoditi daljnja toksikološka istraživanja. Kako u sklopu specifičnih projekata, tako i u okviru monitoringa Ministarstva poljoprivrede RH, analize treba provoditi većom učestalošću. Rezultate takvih ispitivanja treba interpretirati sukladno propisanim maksimalno dopuštenim količinama (MDK), uz razvoj i validaciju primijenjenih analitičkih metoda u analitici ovih tvari.
Sažetak
Zadnjih se desetak godina u Hrvatskoj bilježi sve veća učestalost kontaminacije aflattoksinima uglavnom u niskim koncentracijama. Klimatske promjene utječu na tvorbu aflatoksina u većoj mjeri nego je to uobičajeno, uz kukuruz kao veoma dobar supstrat i plijesni roda Aspergillus povećanje temperature najznačajni je čimbenik povećanih koncentracija aflatoksina B1 u kukuruzu. Zbog činjenice da su aflatoksini termostabilni i ne inaktiviraju se uobičajenim postupcima prerade i proizvodnje hrane, velika je mogućnost da se putem hrane životinjskog podrijetla unesu i u organizam ljudi. Kako je teško učinkovito djelovati na već stvorene aflatoksine, trenutno stanje zahtijeva preventivno djelovanje protiv aflatoksina, prije svega primjenom dobre poljoprivredne prakse i učinkovitom kontrolom hrane za životinje i namirnica.
Literatura [… prikaži]
Aflatoxins from feed to milk
Mario MITAK, DVM, PhD, Scientific Advisor, Nina BILANDŽIĆ, BSc, Scientific Advisor, Jelka PLEADIN, BSc, Assistant Professor, Scientific Advisor, Croatian veterinary institute Zagreb.
Climate change is affecting aflatoxins to a greater extent than usual. High temperatures are the most significant factor in the increased concentration of aflatoxin B1 in corn, which a very good substrate for moulds of the genus Aspergillus. Due to the fact that aflatoxins are thermostable and not inactivated by standard processing procedures in food production, there is the possibility that aflatoxins can enter the human body via foods of animal origin. As is it difficult to effectively impact the already created aflatoxins, the current state requirements should focus on actions to prevent aflatoxins, particularly the application of good agricultural practices and the effective control of feed and food.
