OCHRATOXIN A MYKOTOXIN V POTRAVINOVÝCH SUROVINÁCH ROSTLINNÉHO

Transkript

1 OCHRATOXIN A MYKOTOXIN V POTRAVINOVÝCH SUROVINÁCH ROSTLINNÉHO PŮVODU VE SVĚTLE NEJNOVĚJŠÍCH POZNATKŮ Doc. MVDr. Vladimír Ostrý, CSc., Státní zdravotní ústav v Praze, Centrum zdraví, výživy a potravin, Palackého 3a, Brno, ostry@chpr.szu.cz Ochratoxin A (dále ) patří mezi významné nefrotoxické mykotoxiny, jejichž cílovým orgánem jsou ledviny a vylučovací systém. Mezi další toxické účinky patří imunotoxicita, neurotoxicita, teratogenita, genotoxicita a karcinogenita. je spojován s nádory ledvin a nádorovým onemocněním varlat (Pfohl-Leszkowicz a Manderville, 2007; Wu aj., 2011). IARC FAO/WHO klasifikuje jako možný karcinogen pro člověka (kategorie 2B) (IARC, 1993). V současnosti se ve vědeckém fóru diskutuje otázka jako kompletního karcinogenu pro člověka (Pfohl-Leszkowicz a Manderville, 2012). EFSA (2006) stanovil pro tolerovatelný týdenní přívod (TWI) = 120 ng/kg t. hm./ týden. Z chemického hlediska patří do skupiny ochratoxinů, kam ještě řadíme další ochratoxiny (B, C, D a α). V této skupině je dominantní. Z hlediska způsobu biosyntézy patří mezi pentaketidy. Lze ho obecně charakterizovat jako derivát 7-izokumarinu vázaný na aminoskupinu L-β-fenylalaninu (Malíř a Ostrý, 2003). Strukturní vzorec je uveden na obr. 1. Obr. 1 Strukturní vzorec I když byl objeven a chemicky charakterizován již v roce 1965, je mu věnována i nadále zvýšená pozornost odborné veřejnosti. Zejména když v polovině 90. let minulého století Zimmerli a Dick sledovali ve Švýcarsku v epidemiologické studii výskyt v lidském krevním séru. Zjistili, že muži z oblastí jižněji od Alp v kantonu Ticino měli v krevním séru mnohem vyšší koncentrace než ženy a muži žijící severněji od Alp a v dalších kantonech Švýcarska (Zimmerli a Dick, 1995). Při vyhledávání možných expozičních zdrojů v potravinách byl poprvé stanoven ve víně a hroznové šťávě (Zimmerli a Dick, 1996). Toto významné zjištění vyvolalo okamžitě další výzkum výskytu ve víně v Evropě i ve světě. Multidisciplinární projekt "WINE-OCHRA RISK byl iniciován a řešen v rámci 5th Framework Programme EU v letech Cílem projektu bylo hodnocení rizika ve víně v Evropě se snahou o snížení a minimalizaci koncentrace ve víně s využitím např. systému HACCP, GAP a GMP. Zde v první linii sehráli nezastupitelnou roli zejména rostlinolékaři. Výskyt byl potvrzen v červených, rosé, bílých a dezertních vínech. Koncentrace ve vzorcích vín se pohybovaly v závislosti na oblasti v rozsahu <0,01-7,6 μg/l. Vyšší koncentrace byly stanoveny zejména v červených a rosé vínech (Varga a Kozakiewicz, 2006). Na základě současných znalostí se vyskytuje v řadě potravin rostlinného (např. v obilovinách, kávě, kakau, pivu, luštěninách, koření, lékořici, kurkumě, zeleném čaji, fících, 1

2 rozinkách, hroznové šťávě, vínu a pivu), tak i živočišného původu (např. ve vepřovém mase, ve výrobcích z krve, v ledvinách a játrech) (Malíř a Ostrý, 2003; EFSA, 2006). je limitován v potravinách v Nařízení Komise (ES) č. 1881/2006 a č. 105/2010. Při produkci se dosud uplatňovaly především dva rody Aspergillus (A. ochraceus, A. melleus) a Penicillium (P. verrucosum, P. nordicum). V tropických a subtropických oblastech je v potravinách produkován zejména vláknitými mikroskopickými houbami rodu Aspergillus. Optimální teplota pro jeho produkci např. pro Aspergillus ochraceus (viz obr. 2) se pohybuje okolo 28 o C, i když může být touto vláknitou mikroskopickou houbou produkován v teplotním rozsahu o C. Obr. 2 Růst Aspergillus ochraceus na Czapek Yeast Extract (CYA) agaru (25 o C, 7 dní) V oblastech mírného podnebního pásu a v chladnějších oblastech je produkován spíše vláknitými mikroskopickými houbami rodu Penicillium. Mikroskopické houby rodu Penicillium verrucosum (obr. 3) jsou schopny produkovat již v rozmezí od 4-30 o C (Malíř a Ostrý, 2003). Obr. 3 Růst Penicillium verrucosum na Czapek Yeast Extract (CYA) agaru (25 o C, 7 dní) 2

3 Další významní producenti, zástupci Aspergillus sekce Nigri, kteří mají spojitost s kontaminací hroznů révy vinné, byli izolováni a identifikováni v roce 1994 (Abarca aj., 1994). Následně byla produkce u izolovaných kmenů Aspergillus sekce Nigri nezávisle konfirmována v dalších studiích (Teren aj., 1996; Abarca aj., 2001; Perrone aj., 2006). V rámci této sekce patří Aspergillus carbonarius (viz obr. 4) k nejvýznamnějším producentům ve víně, rozinkách a mleté paprice (Abarca aj., 2003; Perrone aj., 2006). Obr. 4 Růst Aspergillus carbonarius na Czapek Yeast Extract (CYA) agaru (25 o C, 7 dní) V letech byla na Státním zdravotním ústavu v Brně realizována studie MYKOMON. Jedná se o specializované mykologické vyšetření, které je zaměřeno na sledování výskytu toxinogenních vláknitých mikroskopických hub, producentů ve vybraných potravinách. Hlavním cílem studie MYKOMON je popis, identifikace a charakterizace nebezpečí výskytu toxinogenních vláknitých mikroskopických hub v potravinách. Studie byla realizována v rámci projektu Monitoringu zdravotního stavu obyvatelstva ČR ve vztahu k životnímu prostředí MZSO), subprojektu dietární expozice člověka chemickým látkám (Ostrý aj., 2010). V obchodní síti v ČR bylo odebráno 21 typů potravin na 12 místech ve 4 odběrových termínech (březen, květen, září, listopad). Celkově bylo vyšetřeno 2016 vzorků potravin. V potravinách byl monitorován výskyt ochratoxinogenních vláknitých mikroskopických hub (Aspergillus ochraceus, Aspergillus sekce Nigri, Penicillium verrucosum, Penicillium nordicum) s využitím mykologických metod. V průběhu 11 let realizace studie MYKOMON byla získána frekvenční data o kvalitativním a kvantitativním výskytu toxinogenních vláknitých mikroskopických hub - producentů ochratoxinu A v potravinách v ČR. Bylo izolováno 303 kmenů Aspergillus sekce Nigri (potenciálních producentů ) v černém čaji, ovocném čaji, kmínu, hladké mouce, hrubé mouce, dětské obilné kaši, sladké paprice, černém pepři, rozinkách, ovesných vločkách a rýži. Další významné toxinogenní druhy Penicillium verrucosum, Penicillium nordicum a Aspergillus ochraceus nebyly v testovaných potravinách izolovány. Dietární expozici člověka lze hodnotit buď přímo, na základě nálezů v biologickém materiálu (lidské krvi, moči a tkáních) nebo nepřímo, stanovením v potravinách. v krevním séru byl v ČR systematicky sledován v rámci MZSO subsystému V. biologického monitoringu v letech a v roce 2005 (Ostry aj., 2005). V roce 2010 byla na Státním zdravotním ústavu v Brně realizována studie stanovení v lidské moči (Ostrý aj., 2010). Celkem bylo analyzováno 236 vzorků 24-hod. močí mužů a žen ve věku let. v moči byl stanoven metodou HPLC-FD s využitím imunoafinitních kolonek OCHRAPREP (R-Biopharm Rhone, SRN) k vyčistění vzorku moči. Mez detekce metody (LOD) byla 1 ng/l a mez stanovitelnosti (LOQ) 2 ng/l. Výsledky s 3

4 vyššími koncentracemi byly konfirmovány metodou LC-MS/MS. Výsledky celkové denní exkrece močí jsou uvedeny v tab. Tab. Výsledky celkové denní exkrece močí Pohlaví Muži Ženy n /n+ 116/ /78 (ng/den) (ng/kg t.hm./den) (ng/day) (ng/kg t. hm./den) Aritm. průměr a 25,4 0,30 9,27 0,15 Median a 14,7 0,17 7,62 0,12 90% Perc. a 32,5 0,43 20,2 0,30 a koncentrace <2,0 ng/l byla hodnocena jako ½ LOQ = 1,0 ng/l n+ počet pozitivních vzorků Získaná data o exkreci močí signalizují reálnou expozici pro uvedené populační skupiny. Vysoké bylo také procento pozitivních vzorků moči na u mužů (92 %) a žen (65 %) (Ostrý aj., 2010). Na základě nových poznatků o jako kompletním karcinogenu, informaci o nových expozičních zdrojích a výsledcích exkrece v 24-hod. moči mužů a žen ve věku let v ČR je v současné době realizován výzkumný projekt v rámci IGA MZ ČR, ve kterém bude provedeno hodnocení dietární expozice a charakterizace zdravotního rizika pro jednotlivé populační skupiny v ČR. Jedná se o 10 populačních skupin ve věku 4-90 let obou pohlaví. Dále bude na základě získaných výsledků vyhodnoceno, jak se jednotlivé typy potravin expoziční zdroje podílejí na celkové dietární expozici pro jednotlivé populační skupiny. Tato data pak mají význam mimo jiné i jako odborný podklad pro tvorbu hygienických limitů v potravinách. Literatura: Abarca, M.L., Accensi, F., Bragulat, M.R., Cabanes, F.J.: Current importance of ochratoxin A producing Aspergillus spp. J. Food Prot., 2001, 64, Abarca, M.L., Accensi, F., Bragulat, M.R., Castella, G., Cabañes, F.J.: Aspergillus carbonarius as the Main Source of Ochratoxin A Contamination in Dried Vine Fruits from the Spanish Market. J. Food Prot., 2003, 66, Abarca, M.L., Bragulat, M.R., Castella, G., Cabañes, F.J.: Ochratoxin A production by strains of Aspergillus niger var. niger. Appl. Environ. Microbiol., 1994, 60, EFSA: Opinion of the scientific panel on contaminants in the food chain on request from the commission related to ochratoxin A in food. EFSA J., 2006, 365, IARC: Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans: Some naturally occuring substances: Food items and costituents, heterocyclic aromatic amines and mycotoxins. Lyon, France: IARC, 1993, 56, Malíř, F., Ostrý, V. (Eds.): Vláknité mikromycety (plísně), mykotoxiny a zdraví člověka. NCONZO, Brno, Ostry V, Malir F, Roubal T, Skarkova J, Ruprich J, Cerna M, Creppy EE.: Monitoring of mycotoxin biomarkers in the Czech Republic. Mycotoxin Res., 2005, 21,

5 Ostry, V., Skarkova, J., Kavrik, R., Ruprich, J.: An occurrence of ochratoxin A and aflatoxin M 1 biomarkers in human urine. In 32th Mycotoxin Workshop, Lyngby, Denmark, Society for Mycotoxin Research, 2010, p Ostrý, V., Škarková, J., Křemečková, P., Procházková, I. Ruprich, J.: Studie MYKOMON ( ). In Sborník sdělení z 15. konference Monitoringu a Konference Hygieny životního prostředí. SZÚ Praha, 2010, s. 37. Perrone, G., Mule, G., Susca, A., Battilani, P., Pietri, A., Logrieco, A.: Ochratoxin A Production and Amplified Fragment Length Polymorphism Analysis of Aspergillus carbonarius, Aspergillus tubingensis, and Aspergillus niger Strains Isolates from Grapes in Italy. Appl. Environ. Microbiol., 2006, 72, Pfohl-Leszkowicz, A., Manderville, R.A.: Ochratoxin A: An overview on toxicity and carcinogenicity in animals and humans. Mol. Nutr. Food Res., 2007, 51, Pfohl-Leszkowicz A, Manderville RA.: An Update on Direct Genotoxicity as a Molecular Mechanism of Ochratoxin A Carcinogenicity. Chem. Res. Toxicol., 2012, 25, Teren, J., Varga, J., Hamari, Z., Rinyu, E., & Kevei, E.: Mycopathologia, Immunochemical detection of ochratoxin A in black Aspergillus strains. 1996, 134, Varga, J., Kozakiewicz, Z.: Invited review: Ochratoxin A in grapes and grape-derived products. Trends Fd Sci. Technol., 2006, 17, Wu, Q., Dohnal, V., Huang, L., Kuca, K., Wang, X., Chen, G., Yuan, Z.: Metabolic Pathways of Ochratoxin A. Current Drug Metabolism., 2011,12, Zimmerli, B. and Dick, R.: Determination of ochratoxin A at the ppt level in human blood, serum, milk and some foodsuffs by HPLC with enhanced fluorescence detection and immunoaffinity column cleanup: methodology and Swiss data. J. Chromatogr. B, 1995, 666, Zimmerli, B., Dick, R.: Ochratoxin A in table wine and grape-juice: occurrence and risk assessment. Food Addit. Contam., 1996, 13, Tato práce vznikla s finanční podporou IGA MZ ČR při řešení projektu NT /2011 Ochratoxin A - hodnocení zdravotního rizika pro vybrané populační skupiny v ČR 5