Микотоксины - это грибные метаболиты, способные оказывать токсическое действие на людей и животных (от греческих слов mykes - гриб, toxikon - яд). Многие

Глава 5

из них обладают мутагенными, тератогенными и канцерогенными свойствами. В рас­тениеводческой продукции наиболее распространены следующие высокотоксичные микотоксины: трихотецены, зеараленон, афлатоксины, патулин, эрготоксины и др.

Трюсотецены вырабатываются различными видами микроскопических грибов. Первые данные о распространенности трихотеценов в природе появились в 1971 г. при вспышке микотоксикоза в Висконсине (США). Причиной стал корм, сильно поражен­ный микотоксинами. Степень заражения корма токсином Т-2 составила 2 мкг/кг.

Трихотецены могут появиться в растениеводческой продукции в процессе фор­мирования урожая в результате развития грибных болезней растений. В настоящее время у нас в стране и за рубежом отмечается увеличение заболевания посевов пше­ницы, ячменя и других колосовых культур фузариозом. Наиболее сильное пораже­ние посевов этих культур было в 1988 г. в Краснодарском крае, ряде областей Ук­раины и Молдовы. Заболеванию способствовало дождливое лето, высокие темпера­тура и относительная влажность воздуха. Признак поражения растений фузариозом в период вегетации - обесцвечивание чешуек колосков. Развитие гриба на колосе всегда приводит к заражению зерна.

Источниками инфекции служат почва, прошлогодние растительные остатки ку­курузы, пшеницы, злаковых сорняков - на них зимует гриб. Заражение фузариозом усиливается при поверхностной обработке почвы, неглубокой заделке соломы, по­севе зерновых колосовых культур по зерновым колосовым предшественникам и ку­курузе, при несбалансированных дозах азота, полегании посевов.

Различают две формы фузариоза: ранний и поздний. При раннем фузариозе зерно повреждается в фазе молочной спелости. Потери урожая составляют 30-50%. Зерно белесоватое, щуплое, легковесное, с хрупким меловидным эндоспермом, лег­ко разламывается пальцами. При этом наблюдается полная потеря стекловидное™, зародыш не жизнеспособный, его срез темного цвета. При позднем фузариозе зерна по размерам и форме не отличаются от здоровых. Они белесые, зачастую вздуты за счет частичного или полного отслаивания оболочки, во влажные годы имеют розо­вую окраску. Эти зерна при сортировке не отделяются и остаются в партии товарно­го зерна, поэтому представляют наибольшую опасность. При обеих формах фуза­риоза на поверхности зерен под лупой можно увидеть мицелий гриба в области за­родыша и бороздки.

По степени зараженности различают зерно фузариозное, зерно с признаками скрытых фузариев и зерно, обсемененное с поверхности спорами и мицелием фуза-риев без изменения его свойств. На фузариозном зерне обнаруживаются конидиаль-ные плодоношения этих грибов. Признаком скрытых фузариев считают розовое или малиново-красное окрашивание зерен, а также их морщинистость и вздутость. Розо-воокрашенные зерна нефузариозного происхождения не отличаются от нормальных по форме, размеру, выполненности, блеску и стекловидное™. Они отличаются жиз­неспособным зародышем, который на срезе имеет соломенно-желтый цвет.

Грибы рода Fusarium образуют фузариотоксины, представляющие собой не­сколько групп биологически активных веществ. Один из наиболее часто встречаю­щихся фузариотоксинов из группы трихотеценов - вомитоксин (дезоксиниваленон). Накоплению вомитоксина способствует температура сырого зерна 20-30 °С. В усло­виях, благоприятных для развития этих грибов, содержание токсина в зерне кукуру­зы, пшеницы, ячменя может достигать 30^0 мг/кг.

С зерновыми продуктами, зараженными грибами рода Fusarium, связаны два известных заболевания людей. Одно из них, получившее название «пьяный хлеб»,

Потребительские свойства сельскохозяйственной продукции. Показатели безопасности 139

было впервые описано Н.А. Пальчевским в 1882 г. на Дальнем Востоке. Заболевание сопровождается пищеварительными расстройствами и нервными явлениями - чело­век теряет координацию движений, затем возможны паралич и смерть. Отравлению «пьяным хлебом» подвержены и сельскохозяйственные животные, причем ядови­тым может быть не только зерно, но и солома.

Второе заболевание - алиментарная токсическая алейкия - отмечалась в бывш. СССР во время Второй мировой войны при использовании в пищу перезимовавшего под снегом зерна. Болезнь вызывали токсигенные штаммы грибов Fusarium sporotrichella, которые выделяли в зерно ядовитые липиды. Болезнь поражает как людей, так и сельскохозяйственных животных. Заболевание затрагивает кроветвор­ные органы. У человека количество лейкоцитов снижается, а эритроцитов повыша­ется. Наиболее токсичны перезимовавшие под снегом просо и гречиха, менее опас­ны пшеница, рожь и ячмень. Зерно, сохранившее всхожесть, не вызывает отравле­ния, так как в первую очередь грибы и токсины поражают зародыш. Влажное зерно, зимовавшее в бунтах, также может стать ядовитым.

Пригодность для переработки партий зерна, содержащих фузариозные зерна, оценивают по содержанию в них вомитоксина. Установлена связь между содержа­нием вомитоксина и количеством фузариозных зерен. На продовольственные цели используют партии зерна пшеницы с содержанием фузариозных зерен не более1%. Если таких зерен больше 1%, то необходим контроль вомитоксина методом хрома­тографии. Исследования на вомитоксин проводят республиканские, краевые и обла­стные станции защиты растений, агрохимические и ветеринарные лаборатории.

Зеараленон, продуцируемый различными видами микрогрибов, был выделен и описан в 1962 г. По химическому строению это производное лактона резорциловой кислоты. Зеараленон часто обнаруживают вместе с другими микотоксинами, вклю­чая афлатоксины, охратоксины, токсин Т-2 и другие трихотеценовые токсины. Наи­более подвержено заражению этим токсином зерно кукурузы и риса, особенно в дождливую погоду во время цветения и налива зерна. Много зеараленона может образоваться при хранении зерна с влажностью 25-30% и температурой 15-30 °С. Зеараленон обладает мутагенным действием на организм человека.

Афлатоксины - метаболиты микроскопических плесневых грибов Aspergillus flavus и A. parasiticus. К семейству афлатоксинов относится более 20 соединений, четыре из которых основные: Вь B2,Gi и G2. При ультрафиолетовом облучении аф­латоксины В, и В2 испускают голубое свечение, Gi и G2 - зеленое. Для этих токси­нов разработаны относительно доступные методы лабораторного определения. В растениеводческой продукции широко распространен наиболее токсичный афла-токсинBь в молоке -М,

Афлатоксины впервые были обнаружены в семенах арахиса (земляного ореха) и получаемых из них продуктах. Часто источником афлатоксинов становятся зерно ку­курузы, проса, риса, пшеницы, ячменя, орехи - фисташки, миндаль, бобы какао и ко­фе, некоторые овощи и фрукты, а также семена хлопчатника и масличных растений.

Плесневые грибы поражают растениеводческую продукцию на любом этапе ее получения, транспортирования и хранения, в производственных и домашних усло­виях. Несвоевременная уборка урожая или недостаточная его сушка, хранение и транспортирование продуктов при некачественной их защите от увлажнения приво­дят к размножению микромицетов и образованию в пищевых продуктах токсиче­ских веществ. Наиболее оптимальные условия для роста и развития грибов - темпе-

Глава 5

ратура 20-30 °С, относительная влажность 85-90%. Много афлатоксинов накаплива­ется в зерновых массах, подвергшихся самосогреванию. Наибольшие концентрации афлатоксинов обнаружены в поверхностных слоях самосогревшегося зерна. В преде­лах зерновки по мере приближения к центру эндосперма их количество снижается.

Афлатоксины термостабильны и сохраняют токсичность при большинстве ви­дов обработки пищевых продуктов. Они характеризуются широким спектром токси­ческого действия. Заболевание, вызываемое афлатоксинами, получило название аф-латоксикоз. К афлатоксинам чувствительны свиньи и телята. Среди домашней пти­цы высокочувствительны к ним индюшата, утята, гусята. При острых отравлениях гибнет от 30 до 100% домашней птицы. Вспышки афлатоксикоза наблюдаются так­же среди крупного рогатого скота, лошадей, овец, коз.

Зарегистрировано несколько случаев острого афлатоксикоза у людей. В 1974 г. в нескольких деревнях Индии афлатоксикозом было поражено около 400 человек и более 100 умерли от поражения печени. В пищевом рационе больных афлатоксико­зом была кукуруза, которая содержала афлатоксина от 0,25 до 15,6 мг на 1 кг массы.

Основную роль в механизме токсического действия афлатоксинов играют на­рушение проницаемости мембраны субклеточных структур и подавление синтеза ДНК и РНК. Последнее приводит к нарушению синтеза белков и липидов, других обменных процессов, что проявляется в ряде серьезных клинических заболеваний. Афлатоксины обладают также канцерогенным, мутагенным (генные и хромосомные мутации), тератогенным (повреждается зародыш с возникновением аномалий и по­роков развития) и другим действием.

Для профилактики афлатоксикозов необходимо предупреждать развитие плес­невых грибов и токсинообразования на пищевых продуктах. Изучаются способы обезвреживания загрязненных продуктов и кормов. При сортовых помолах зерна содержание афлатоксинов в муке снижается на 25-49%. Мука высшего сорта со­держит наименьшее количество этих соединений. Орехи, кукурузу, арахис обезвре­живают путем их сортировки, удаляя орехи, зерно и семена с видимой порчей - из­менением цвета, наличием плесени, сморщиванием. Существуют также химические методы инактивации афлатоксинов, содержащихся в пищевых продуктах и кормах, но они дорогостоящие и не всегда эффективны.

Патулин, продуцируемый различными видами микроскопических грибов рода Penicillium, обнаруживают в заплесневелых фруктах, овощах, ягодах и продуктах их переработки - соках, джемах, пюре, компотах. Установлено, что в мякоти яблок, пораженных горькой гнилью, может содержаться патулина до 136 мг на1 кг фрук­тов. Патулин оказывает на организм человека и животных мутагенное, тератогенное и некротическое (вызывает гибель клеток) действие.

Эрготоксины - основные действующие вещества из плодовых тел (склероциев) паразитического гриба спорыньи. Этот гриб поражает более 150 видов дикорасту­щих и культурных злаков, главным образом рожь, а также пшеницу, овес, ячмень. Склероции спорыньи содержат высокотоксичные алкалоиды (эрготамин, эргозин, эргосекалин и др.), обладающие сильным сосудосуживающим действием. Эти со­единения могут поражать нервную систему или нервно-сосудистый аппарат. Забо­левание называется эрготизмом.

Основные симптомы отравления спорыньей могут проявляться в двух клиниче­ских формах: гангренозной - «антонов огонь», и конвульсивной - «злые корчи». При гангренозной форме наблюдаются острые боли и чувство жжения в конечно­стях, развитие гангрены. Наиболее тяжелая форма - конвульсивная, она характера

Потребительские свойства сельскохозяйственной продукции. Показатели безопасности 141

зуется психическими расстройствами, возникающими через 2-3 недели, а в тяжелых случаях уже на третьи сутки. Отмечаются тошнота, рвота, понос, боли в животе. Воздействие на центральную нервную систему сопровождается бессонницей, оглу­шенностью, трансформирующейся в психомоторное возбуждение. Появляются то­нические судороги, которые чередуются с эпилептиформными припадками. Это за­болевание может привести к смерти в результате паралича дыхательного центра.

При содержании в зерне более 2% по массе склероциев спорыньи возможно развитие массовых отравлений. При длительном хранении муки с измельченными склероциями в течение не менее двух лет содержание в ней эрготоксинов значи­тельно снижается. Гигиенические нормы допускают содержание спорыньи в зерне и муке не более 0,05%.

Допустимые уровни содержания микотоксинов в растениеводческой продукции и продуктах ее переработки приведены в табл. 5.4.