Микотоксины

(от греч. mykes-гриб и toxikon-яд), токсичные продукты жизнедеятельности микроскопических (плесневых) грибов.

Известно более 250 видов грибов, продуцирующих несколько сотен микотоксинов. Многие из них обладают мутагенными (в том числе канцерогенными) свойствами. Среди микотоксинов, представляющих опасность для здоровья человека и животных, наиболее распространены афлатоксины (формула I и II), трихотеценовые микотоксины, или трихотецены (III-IV), охратоксины (V), патулин (VI), зеараленон и зеараленол (VII). Большинство микотоксинов – кристаллические вещества (см. таблицу), термически стабильны, хорошо растворимые в органических растворителях. Микотоксины (за исключением охратоксинов) достаточно устойчивы к действию кислот, разрушаются щелочами с образованием нетоксичных или малотоксичных соединений. Биосинтез микротоксинов включает обычно стадию конденсации 1 молекулы ацетил-кофермента А с тремя и более молекулами малонил-кофермента А.

Группа I
Афлатоксин В1: R=H
Mолекулярная масса – 312
Афлатоксин В2: R=H, положение 8 и 9 гидрированы
Mолекулярная масса – 314
Афлатоксин М1: R=OH
Mолекулярная масса – 328
Группа II
Афлатоксин G1
Mолекулярная масса – 328
Афлатоксин G2: положения 9 и 10 гидрированы
Mолекулярная масса – 330
Группа III
Токсин T-2: R1=OH, R2=R3=OAc, R4=H, R5=OCOCH2CH(CH3)2
Mолекулярная масса – 424
Токсин HT-2: R1=R2=OH, R3=OAc, R4=H, R5=OCOCH2CH(CH3)2
Mолекулярная масса – 466
Диацетоксискирпенол (ДАЗ): R1=OH, R2=R3=OAc, R4=H, R5=CH2
Mолекулярная масса – 366
Группа IV
Нивеленол: R1=R2=R3=R4=OH
Mолекулярная масса – 312
Дезоксиниваленол (ДОН): R1=R3=R4=OH, R2
Mолекулярная масса – 296
3-ацетил-дезоксиниваленол: R1=OAc, R2=Н, R3=R4=OH
Mолекулярная масса – 338
15-ацетил-дезоксиниваленол: R1=R4=OH, R2=Н, R3=OAc
Mолекулярная масса – 338
Фузаренон: R1=R3=R4= OH, R2=OAc
Mолекулярная масса – 354
Группа V
Охратоксин А: R=H, R1=Cl
Mолекулярная масса – 403
Охратоксин B: R=H, R1=H
Mолекулярная масса – 369
Охратоксин C: R=Cl, R1=C2H5
Mолекулярная масса – 431
Группа VI
Патулин
Mолекулярная масса – 153
Группа VII
Зеараленон: X= CO
Mолекулярная масса – 318
Зеараленол: X= CHOH
Mолекулярная масса – 312

Основные физико-химические свойства некоторых микотоксинов

Микотоксин Мол.
масса
t пл.,
°С
λ макс,
нм *
Флуоресценция,
цвет, нм *
Афлатоксин B1 312 268-269 265,362 голубой, 425
Афлатоксин G1 328 244-246 - зелёный, 450
Афлатоксин M1 328 299 265,357 голубой, 425
Токсин Т-2 466 150-151 - ** -
Диацетоксискирпенол 366 162-164 - -
Дезоксиниваленол 296 151-153 218 -
Ниваленол 312 222-223 218 -
Зеараленон 318 164-165 236,274,316 сине-зелёный
Патулин 153 105-108 276 -
Охратоксин А 403 169 213,332 зелёный, 475
Охратоксин В 369 221 218,318 голубой
* - Растворитель метанол.
** - Отсутствие поглощения в УФ спектре или флуоресценции.

Афлатоксины. В эту группу входят более 15 микотоксинов, которые продуцируются грибами Aspergillus flavus и Aspergillus раrasiticus. Основные загрязнители (главным образом токсин В) пищевых продуктов. Высокой токсичностью обладают афлатоксины В1, В2, G1 и G2 (для афлатоксина B1 ЛД50 7,8 мг/кг, макаки, перорально). Афлатоксины – сильные мутагены (в т.ч. гепатоканцерогены), обладают также тератогенным и иммунодепрессивным действием. Токсичное действие обусловлено их взаимодействием с нуклеофильными участками ДНК, РНК и белков.

В ряде стран Африки и Азии, где наблюдаются острые афлатоксикозы у людей, выявлена прямая корреляция между частотой заболевания населения раком печени и содержанием афлатоксинов в пищевых продуктах. Химическая детоксикация кормов аммиаком при повышенном давлении и температуре (США, Франция) или пероксидом водорода (Индия) позволяет снизить содержание афлатоксинов до безопасного уровня. При этом, однако, теряется часть питатательной ценности корма. Перспективна биологическая детоксикация афлатоксинов и других микотоксинов некоторыми видами микроорганизмов. При употреблении животными кормов, загрязненных афлатоксином В1, с молоком выделяется высокотоксичный афлатоксин M1.

Трихотецены. Продуцируются грибами Fusarium spo-rotrichiella, Fusarium solani, Fusarium graminearum и др. Включают более 80 микотоксинов, которые подразделяют на 4 типа: А, В, С и D. Представители группы А – токсин Т-2 и диацетокси-скирпенол, группы В – дезоксиниваленол и ниваленол, группы С – роридин А, группы D – кротоцин. ЛД50 для этих микотоксинов (мыши, перорально) варьирует от 6,7 мг/кг (токсин Т-2) до 46 мг/кг (дезоксиниваленол). Биосинтез трихотеценов осуществляется через лактон мевалоновой кислоты и фарнезил-пирофосфат.

Трихотецены проявляют тератогенные, цитотоксические, иммунодепрессивные, дерматотоксические свойства, действуют на кроветворные органы, центральную нервную систему, вызывают лейкопению, геморрагический синдром, ответственны за ряд пищевых микотоксикозов человека и животных. Токсические свойства обусловлены их участием в подавлении биосинтеза белка. Из всех трихотеценов природными загрязнителями пищевых продуктов являются только 4 (они приведены в качестве представителей группы III и IV).

Патулин. Впервые выделен в 1943 году как антибиотик. Продуцируется грибом Penicillium expansum; ЛД50 17-36 мг/кг (мыши, перорально). Обладает высокими мутагенными свойствами. Ингибирует синтез белка, ДНК, РНК, ферменты, содержащие в активном центре группы SH.

Охратоксины. В эту группу входят охратоксины А, В и С. Продуцируются грибами Aspergillus ochraceus и Penicillium viridicatum. Наиболее токсичен охратоксин А (ЛД50 3,4 мг/кг, однодневные цыплята, перорально). Другие микотоксины этой группы на порядок менее токсичны. Охратоксин А (им наиболее часто загрязняются пищевые продукты) в чистом виде нестабилен, чувствителен к действию света и кислорода, устойчив в растворах. Эти микотоксины обладают нефротоксичным, тератогенным и иммунодепрессивным действием. Ингибируют синтез белка, нарушают обмен гликогена. Охратоксины ответственны за возникновение нефропатии у свиней.

Зеараленон и его производные. К этой группе относят 15 микотоксинов. Продуцируются грибом Fusarium graminearum.

Для зеараленона ЛД50 10 000 мг/кг (крысы, перорально). Взаимодействие с эстрадиолсвязывающими рецепторами в клетках-мишенях. Обладают эстрогенными и тератогенными свойствами, а также антибактериальным действием в отношении грамположительных бактерий. В качестве природных загрязнителей встречаются только зеараленон и зеараленол.

Содержание микотоксинов в пищевых продуктах и кормах варьирует в широких пределах и может достигать сотен мкг/кг. Оптимальная температура токсинообразования лежит в пределах от 8-12°С (токсин Т-2) до 27-30 °С (афлатоксины). Для основных микотоксинов в ряде стран установлены ПДК. В пищевых продуктах ПДК афлатоксина B1 0,005, патулина 0,05, токсина Т-2 0,1, дезоксиниваленола 0,5 и 1,0 (в зависимости от вида продукта), зеараленона 1,0 мг/кг. Продуценты афлатоксинов поражают главным образом зерновые, масличные и бобовые культуры; продуценты охратоксинов, зеараленона, трихотеценов типов А и В – зерновые; трихотеценов типа С – грубые корма, богатые клетчаткой; продуценты патулина – фрукты, овощи и продукты их переработки. Ежегодные потери сельскохозяйственной продукции в мире, связанные с загрязнением их микотоксинами, превышают 15 млрд. долл. (1985). Потенциальная опасность загрязнения микотоксинами существует для 1 млрд. т сельскохозяйственной продукции.

Для определения микотоксинов в пробе его извлекают органическим растворителем, осуществляют предварительную очистку, переводят (в случае необходимости) в летучее, флуоресцирующее или окрашенное соединение. На конечном этапе используют различные виды хроматографии, для некоторых микотоксинов - радиоиммунные и иммуно-ферментные методы.


Хроматограммы образцов, содержащих соединения этой группы

Метод Название Колонка
ВЭЖХ Афлатоксин М1 в пробе масла сливочного Synergi Polar-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Афлатоксин М1 в пробе молока Synergi Polar-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Афлатоксин М1 в пробе сливок Synergi Polar-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Афлатоксин М1 в пробе сметаны Synergi Polar-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Афлатоксин М1 в пробе сыра Synergi Polar-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Афлатоксины B1, B2, G1, G2 в пробе муки Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Афлатоксины B1, B2, G1, G2 в пробе пирожного Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Дезоксиниваленол в пробе муки Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Дезоксиниваленол в пробе орехов арахиса Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Зеараленон в пробе хлеба Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Охратоксин А в вине Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Охратоксин А в пробе зерна Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Стандартная смесь афлатоксинов B1, B2, G1, G2 Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Стандартный раствор афлатоксина М1 Synergi Polar-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Стандартный раствор дезоксиниваленола Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Стандартный раствор зеараленона Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Стандартный раствор охратоксина А Synergi Hydro-RP 250х4.6 мм 4 мкм
Copyright © АО "Аквилон"