Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Vláknité mikromycety a jejich vliv na zdraví člověka Bakalářská práce Vedoucí práce: MVDr. Olga Cwiková Vypracovala: Hana Koubková Brno 2008

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Vláknité mikromycety a jejich vliv na zdraví člověka vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně. dne podpis bakaláře.

3 PODĚKOVÁNÍ Na tomto místě bych ráda poděkovala MVDr. Olze Cwikové za odborné vedení při zpracování této bakalářské práce, za poskytnuté rady a pečlivou kontrolu. V neposlední řadě bych jí chtěla poděkovat za všechen věnovaný čas a povzbudivá slova.

4 ABSTRAKT Bakalářská práce se zabývá vláknitými mikromycetami a jejich vlivem na zdraví člověka. Pozornost je věnována základní charakteristice, morfologii a způsobům rozmnožování těchto mikroorganismů, které jsou známé též jako plísně. Obsahuje také popis nejvýznamnějších rodů. Druhá část práce se zabývá pozitivními a negativními vlivy vláknitých mikroskopických hub na člověka a jeho zdraví. Popisuje plísně nejen jako původce onemocnění a producenty mykotoxinů ale i jako producenty léčiv, organických kyselin, vitaminů a dalších pro člověka prospěšných látek. Klíčová slova: vláknité mikromycety, plísně, mykotoxiny, mikroorganismy ABSTRACT The Bachelor thesis deals with filamentous micromycetes and their influence on human health. Attention paid to primary characteristic, morphology and methods of reproduction of this microorganisms, so called moulds. Includes description of the most important genera. The second part of the Bachelor thesis deals with positive and negative effects of filamentous microfungi on human health. Describes moulds not only like etiological agenses and producers of mycotoxins but also like producers of drugs, organic acids, vitamins and other useful substances. Key words: filamentous micromycetes, moulds, mycotoxins, microorganisms

5 OBSAH 1. ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Charakteristika vláknitých mikroskopických hub Morfologie Rozmnožování Pohlavní (sexuální) rozmnožování Nepohlavní (asexuální) rozmnožování Nejvýznamnější představitelé vláknitých mikromycet Rod Aspergillus Rod Penicillium Rod Fusarium Rod Cladosporium Rod Alternaria Rod Stachybotrys Rod Claviceps Řád Mucorales Další potravinářsky významné rody Vliv vláknitých mikromycet na člověka Negativní působení vláknitých mikromycet Rozkladné procesy v potravinách Snižování biologické hodnoty potravin Parazitismus na rostlinách Námel Mykotická onemocnění člověka Produkce mykotoxinů Pozitivní působení vláknitých mikromycet Produkce léčiv Produkce organických kyselin Produkce enzymů Biotransformace steroidů a produkce vitaminů Výroba sýrů camembertského a roquefortského typu Výroba masných výrobků s plísňovým pokryvem Výroba asijských fermentovaných potravin Botrytická vína Mykoprotein, Huitlacoche ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 42

6 1. ÚVOD Snad žádný člověk na světě nemůže tvrdit, že se nikdy nesetkal s vláknitými mikromycetami neboli vláknitými mikroskopickými houbami. A i kdyby to přece jen tvrdit chtěl, stačí mu vysvětlit, že oba tyto názvy pod sebou skrývají docela obyčejné plísně. Toto české označení pro vláknité mikromycety u nás zavedl roku 1819 Jan Svatopluk Presl ve svém díle Flora Čechica. Vláknité mikromycety jsou rozsáhlou skupinou mikroorganismů, která je prakticky všudypřítomná. Mohou se vyskytovat na rozmanitých substrátech: v ovzduší, půdě, vodě, na živých i odumřelých organismech, předmětech, krmivu i potravinách. Během dlouhé doby soužití plísní s lidmi, se je lidstvo naučilo využívat ve svůj prospěch, a to především k produkci léčiv, organických kyselin, vitaminů i k výrobě specifických potravin. Například v asijských zemích jsou některé rody vláknitých mikromycet používány k výrobě sojových fermentovaných potravin již několik tisíc let. Velmi známé jsou tradiční japonské Saké či sojová omáčka. V Evropě sice nemá výroba těchto potravin takovou tradici, ale jejich význam neustále roste. Díky plísním tak vznikají proslulé potravinářské výrobky jakými bezesporu jsou tokajské víno, uherský salám či sýry Camembert a Roquefort. Na druhou stranu mnohé vláknité mikroskopické houby působí na člověka nepříznivě. Mohou způsobovat kažení potravin, což může mít, obzvláště v rozvojových zemích, katastrofální důsledky. Celá řada plísní je prokazatelně alergenních či toxinogenních. Poměrně častý je také jejich parazitismus na rostlinách, živočiších i člověku. Zdá se proto, že nejen pro oheň, ale i pro plísně platí staré české pořekadlo dobrý sluha ale zlý pán. 6

7 2. CÍL PRÁCE Cílem předložené bakalářské práce bylo vypracovat literární rešerši na téma Vláknité mikromycety a charakterizovat jejich pozitivní a negativní účinky na lidské zdraví. 7

8 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Charakteristika vláknitých mikroskopických hub Vláknité mikromycety jsou spolu s jinými skupinami organismů, které společně sdílejí podobné vlastnosti, řazeny do samostatné říše hub 1 (Malíř, Ostrý, 2003). Na základě velikosti rozeznáváme dvě skupiny hub. První skupina zahrnuje houby mikroskopické, zkráceně zvané mikromycety. Druhou skupinu pak tvoří houby makroskopické velikosti, neboli makromycety (Klaban, 2001). Dosud bylo popsáno 100 tisíc druhů hub a předpokládá se existence více než 1,5 milionu druhů (Lederberg, 2000). Mikroskopické houby dále dělíme na vláknité mikroskopické houby, kvasinky a kvasinkovité mikroorganismy (Ostrý, 1998). Pro vláknité mikromycety se všeobecně používá termín plísně (Chumchalová, 2001). Botaničtí systematici však používají název plísně pouze pro houby s nepřehrádkovaným myceliem (Šilhánková, 2002). V současné době existuje několik systémů členění hub, které se shodují v klasifikaci pravých hub do čtyř velkých skupin: Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota a Basidiomycota 2 (Malíř, Ostrý, 2003). Váňa (1998) uvádí následující klasifikaci: Říše: Houby (Fungi) oddělení: Chytridiomycota oddělení: Eumycota (houby vlastní) pododdělení: Zygomycotina pododdělení: Ascomycotina pomocné pododdělení: Deuteromycotina 3 pododdělení: Basidiomycotina Houby obecně patří mezi eukaryota, což znamená, že mají pravé jádro, individualizované a oblaněné. Jsou tzv. heterotrofní (nejsou schopny samy si 1 Ve starším pojetí říše hub (Fungi) sdružovala heterotrofní organismy bez plastidů z různých taxonomických skupin, s odlišnou biologií, které byly vymezeny především ekologicky. Na základě studia rdna byl navržen systém pěti říší obsahující i říši Fungi (Sedlářová, Vašutová 2004). 2 Do říše hub se již v současnosti nezařazují Oomycota. Ty se zařazují do říše Chromista. Mezi Oomycota patří mimo jiné také Phytophthora infestans plíseň bramborová (Malíř, Ostrý, 2003). 3 Neboli Fungi imperfecti, mitosporické houby (Malíř, Ostrý, 2003). Do tohoto pododdělení náleží houby charakteristické absencí sexuálního stádia (Forsythe, Hayes, 1998). 8

9 syntetizovat organické látky z látek anorganických a musí je proto přijímat z prostředí ve formě živin). Z hlediska výživy jsou houby většinou saprotrofové, získávající živiny z organických zbytků, nebo parazité, napadající živé organismy, kterým odnímají asimiláty a další látky. Tzv. saproparazité jsou navíc schopni, po usmrcení hostitele, změnit svůj způsob výživy a přežívat jako saprotrofové na jeho usmrcených buňkách. Houby však mohou získávat organické látky i symbioticky; zde je třeba jmenovat především mykorhizu, a lichenismus (Kalina, Váňa, 2005). Vzhledem k nárokům na kyslík je většina hub striktně aerobní, přesto některé mohou být fakultativně anaerobní a několik druhů je i striktně anaerobních (například mikroflóra bachoru) (Lederberg, 2000). Optimální teploty pro růst mikromycet jsou od 18 do 32 C, ačkoliv mnohé přežívají i pod bodem mrazu. Teplota 71 C je pro houby letální. Některé mikromycety patří mezi termotolerantní a rostou při teplotách kolem 40 C. Dostatečná vlhkost prostředí je důležitým faktorem pro růst mikromycet, relativní vlhkost nad 65% je podstatná (Macháček, 2004). Šilhánková (2002) uvádí i další zajímavé vlastnosti plísní, je to jejich schopnost rozmnožovat se za nízké vodní aktivity prostředí či nízkém ph a schopnost napadat neporušená rostlinná pletiva (čímž se zahajuje i bakteriální rozklad) Morfologie Základem těla mikromycet je vegetativní vláknitý útvar stélka (thallus) (Ostrý, 1998). Stavební jednotkou stélky je duté vlákno - hyfa. Ta může být opatřena přehrádkou (septum) (Ascomycota a mitosporické houby) nebo je coenocytická (bez přehrádek, typické pro spájivé houby - Zygomycota). Typ přehrádky je charakteristický pro jednotlivá oddělení hub. Jednotlivé buňky hyfy mohou mít jedno jádro (monokaryotické mycelium), dvě jádra (dikaryotické mycelium) nebo více geneticky odlišných jader (heterokaryóza) (Malíř, Ostrý, 2003). Mycelium je soubor hyf, které se navzájem proplétají. Z hlediska umístění mycelia v přírodním substrátu se rozeznává mycelium extramatrikální a intramatrikální. Extramatrikální mycelium se vyskytuje na povrchu hostitele či na povrchu jeho orgánů. Naproti tomu intramatrikální mycelium se nachází uvnitř pletiv napadené rostliny. Část mycelia vrůstajícího do substrátu se označuje jako mycelium bazální (vegetativní). Druhá část mycelia zůstává nad povrchem a tvoří tzv. mycelium vzdušné (Klaban, 2001). 9

10 Tvrdý polokulovitý útvar tvořený hustou spletí hyf se nazývá sklerocium. Má většinou tmavou barvu a je odolný vůči nepříznivým podmínkám. Kožovitá spleť hyf se nazývá stroma a nalézá se často u plísní parazitujících na ovoci a jiném rostlinném materiálu (Šilhánková, 2002). Některé houby mají schopnost růst v kvasinkové nebo vláknité formě. Tento fenomén se nazývá dimorfismus. Dimorfických je značný počet mikromycet patogenních pro živočichy (Lederberg, 2000) Rozmnožování Plísně se rozmnožují jednak rozrůstáním hyf, jednak spórami. Spóry vznikají buď vegetativním způsobem (tzv. nepohlavní neboli vegetativní spóry) nebo po spájení (pohlavní spóry) (Šilhánková, 2002). Pohlavní spóry se nazývají meiospóry, nepohlavní mitospóry 4. Podle místa vzniku se spóry dělí na exospóry a endospóry. Existují dva základní způsoby vzniku spór thalický a blastický. Thalický vývoj představuje vznik spóry z již existující struktury hyfy, obvykle kombinací lytických procesů a rozpadu hyfy. Při blastickém vývoji se buňky spór tvoří de novo (Malíř, Ostrý, 2003). Cyklus nepohlavního rozmnožování může proběhnout několikrát během vegetační sezóny. Stadium, kdy se houba rozmnožuje nepohlavně, se označuje jako mitosporická houba; obvykle je toto stadium známo jako anamorfa. Pohlavní stadium nazýváme teleomorfa, hovoříme o meiosporické houbě. Meiosporická houba byla v minulosti často popisována jako jiný druh než odpovídající mitosporická houba. Řada druhů dosud představuje tzv. mitotickou holomorfu. Prakticky to znamená, že se druh vyskytuje pouze jako anamorfa. Druhy představované mitotickou holomorfou bývají řazeny do pomocné skupiny Deuteromycota. Holomorfou označujeme celou houbu, tj. jedince určitého druhu s jeho dosud známým reprodukčním vybavením, tzn. anamorfou i teleomorfou (Kalina, Váňa, 2005) Pohlavní (sexuální) rozmnožování Většina pravých hub je schopna pohlavního rozmnožování (meiotické rekombinace), jejímž výsledkem je tvorba askospór, bazidiospór nebo zygospóry. Pohlavní spóry 4 Tyto názvy vychází z použitého buněčného dělení. V prvním případě bude použita meióza neboli redukční dělení kdy při dělení buněk dochází ke vzniku buněk dceřinných s redukovaným počtem chromozomů. Ve druhém případě, při mitóze, je počet chromozomů zachován. 10

11 vznikají u heterothalických druhů spojením jedinců s odlišným pohlavním typem u homothalických fúzí kmenů stejného pohlavního typu (Malíř, Ostrý, 2003). Většina plísní je heterothalická (Šilhánková, 2002). Zygomycota jsou charakteristická vytvářením přeměněných hyf zvaných gametangia, které splynou do podoby tlustostěnného zygosporangia obsahujícího zygospóru. Ascomycota neboli houby vřeckovýtrusné produkují pohlavní spóry ve vakovité struktuře zvané vřecko (ascus), spóry se nazývají askospóry. Basidiomycota (stopkovýtrusné houby) produkují své pohlavní spóry na stopkách basidiích (Lederberg, 2000) Nepohlavní (asexuální) rozmnožování Vegetativní spóry se tvoří buď na vegetativních hyfách nebo na zvláštních fruktifikačních orgánech. Podle způsobu tvorby rozeznáváme oidie neboli artrospóry, které vznikají rozpadem vláken v jednotlivé buňky, blastospóry, které se tvoří pučením a konidie, které vznikají ze základní buňky. Fialospóry vznikají ze speciální lahvovité buňky neboli fialidy. Jestliže je hyfa nesoucí konidie zřetelně odlišena od ostatních hyf, nazývá se konidiofor (Šilhánková, 2002). Na těchto útvarech vznikají konidie buď přímo nebo nepřímo (z konidiogenních buněk). Rozlišujeme jednobuněčné mikrokonidie nebo vícebuněčné makrokonidie (Malíř, Ostrý, 2003). Endospóry vznikající ve vakovitém útvaru zvaném sporangium se nazývají sporangiospóry. Sporangium je umístěno na sporangioforu. Z potravinářsky důležitých plísní se sporangia vyskytují pouze u třídy Zygomycetes. Sporangiospóry mají většinou více jader (Šilhánková, 2002). Konidie a sporangiospóry plísní jsou intenzivně zbarvené a vytvářejí většinou na povrchu plesnivých poživatin zelené, modrozelené, žluté, hnědé nebo černé skvrny (Görner, Valík, 2004). 11

12 3.2 Nejvýznamnější představitelé vláknitých mikromycet V této kapitole jsou popsány někteří zástupci vláknitých mikroskopických hub, kteří jsou významní z hlediska svého častého výskytu v potravinách, v životním a pracovním prostředí člověka Rod Aspergillus Jedná se o anamorfní rod oddělení Ascomycota, řádu Eurotiales a čeledi Trichocomaceae. Z fylogenetického hlediska je pokládán za velmi starý rod 5. Jde o mikromycety vyskytující se na nejrůznějším materiálu, neboť jsou velmi bohatě vybaveny enzymy (amylolytickými, pektolytickými a proteolytickými) (Šilhánková, 1995). Rod Aspergillus v současnosti obsahuje více než 221 druhů (Malíř, Ostrý, 2003). Nepohlavní rozmnožovací struktury jsou tvořeny konidioforem, který je hlavicově zakončen. Konidiofor je žlutě nebo hnědě zbarvený. Na vrcholu se pozvolna nebo náhle rozšiřuje v měchýřek. Po celém povrchu nebo na části měchýřku vyrůstají fialidy, a to buď v jedné řadě, nebo ve dvou řadách nad sebou. Fialidy jsou lahvicovitého tvaru a jsou na vrcholu zúženy v krátký konidiogenní krček. Jím vypučí tvořící se mladé konidie v řetězcích. Měchýřek s fialidami a s řetězci konidií tvoří konidiální hlavici (Malíř, Ostrý, 2003). Průřez rozmnožovacím orgánem připomínal starým botanikům kropítko, odtud i český název Kropidlák (Šimůnek, 2004). U některých druhů je známa též tvorba neuspořádaných asků obsahujících 8 askospór (Šilhánková, 1995). Obr. 1 Aspergillus fumigatus (Zdroj: Chumchalová aj., 2001) 5 Kulturní kmeny mikromycetů Aspergillus oryzae a A. sojae jsou používány v Japonsku a v dalších asijských zemích k výrobě fermentovaných potravin několik tisíc let (Malíř, Ostrý, 2003). 12

13 Aspergily ohrožují člověka dvojím způsobem intoxikací a infekcí. Infekční onemocnění se nazývá aspergilóza. Primárně jsou poškozeny dýchací cesty. Nejčastějším původcem mykóz je A. fumigatus, méně A. flavus a A. niger (Bednář aj., 1999). Aspergilus fumigatus je odpovědný etiologicky až za 80 % lidských aspergilových infekcí. Jeho nejznámější toxiny jsou fumitremorginy a fumigaklavin (A, B, C, D). Aspergillus niger tvoří nápadně černě pigmentované kolonie. S oblibou roste na pečivu v igelitových sáčcích. Produkuje ochratoxin A. Aspergillus flavus, tvoří žlutozelené kolonie. Optimálně rostě kolem 35 C. Pro svou teplotní náročnost je nejrozšířenější v subtropech a tropech. Napadá olejnaté plody a potraviny, exotické koření, častý je také v chovech drůbeže. Tvoří toxiny, z nichž nejznámější je aflatoxin B. V ovzduší je sezónní plísní s maximem výskytu na podzim (Macháček, 2004). O toxinogenitě tohoto aspergilu svědčí fakt, že při ročním testování skladovaných arašídů v Brazílii bylo 93,8 % izolátů A. flavus producenty aflatoxinů B1 a B2 (Nakai, 2007). Na potravinách o poměrně nízké vlhkosti (chlebu, obilí, sušeném mase, sušeném ovoci a zelenině) nebo na materiálech obsahujících látky toxické pro většinu organismů se vyskytují druhy skupiny A. versicolor. Z askosporogenních druhů je důležitý ještě osmofilní A. glaucus, který je příčinou plesnivění džemů, chleba a jiných potravin o poměrně nízkém obsahu vody (Šilhánková, 1995). Často způsobuje zkázu potravin s vysokým obsahem cukru a soli, například cukrovarnické těžké šťávy (Görner, Valík, 2004) Rod Penicillium Příslušníci rodu Penicillium patří k nejrozšířenějším vláknitým mikromycetům teplého a mírného klimatu. Jejich spóry jsou prakticky všudypřítomné, a proto jsou tyto mikromycety také velmi častými kontaminanty potravin. Tak jako v případě rodu Aspergillus se jedná o anamorfní rod náležící do oddělení Ascomycota, řádu Eurotiales a čeledi Trichocomaceae. Rod Penicillium dále rozdělujeme na podrody Aspergilloides, Penicillium, Biverticillium a Furcatum. Rod Penicillum do roku 2001 obsahoval 225 akceptovaných druhů (Malíř, Ostrý, 2003). Nepohlavní rozmnožovací orgány jsou tvořeny konidioforem, fialidami a konidiemi, fialidy jsou na neztluštělém konidioforu sestaveny do tvaru štětičky, odtud i český název štětičkovec (Šimůnek, 2004). 13

14 Obr. 2 Penicillium chrysogenum (Zdroj: Chumchalová aj., 2001) Jediný pravidelný patogen rodu Penicillium je dimorfní druh Penicillium marneffei, který způsobuje systémové infekce u pacientů s AIDS (Malíř, Ostrý, 2003). Řada druhů se průmyslně využívá na výrobu antibiotik, enzymů, při zrání plísňových sýrů (Görner, Valík, 2004). Nejrozšířenější penicilium Penicillium expansum je hlavní příčinou ztrát při skladování ovoce. Je také hlavním producentem mykotoxinu patulinu, který ohrožuje kvalitu jablečných moštů a jiných jablečných výrobků (Šilhánková, 1995). Celkově mají penicilia na svědomí 30 % všech ztrát vzniklých kažením ovoce (Forsythe, Hayes, 1998). Dalšími zástupci jsou dle Malíře a Ostrého: P. nordicum u něhož je možná produkce mykotoxinu ochratoxinu A a P. verrucosum produkující taktéž ochratoxin A a citrinin Rod Fusarium Zástupci rodu Fusarium jsou součástí půdního ekosystému, kde se podílí na rozkladu organické hmoty. Řada druhů se přizpůsobila k parazitismu rostlin, část za určitých podmínek může být patogenní i pro živočichy, včetně člověka. Některé druhy fusarií našly uplatnění v biotechnologiích jako kulturní kmen k výrobě mykoproteinu quornu. Rod Fusarium patří do oddělení Ascomycota, řádu Hypocreales a čeledi Hypocreaceae. Jedná se o anamorfní rod. Teleomorfy se označují jako Giberella a Nectria (Malíř, Ostrý, 2003). 6 Můžeme pozorovat známá pravidla platící pro produkci mykotoxinů: Houba může produkovat více jak 1 toxin. Příslušný toxin mohou produkovat rozdílné rody hub (Betina, 1990). 14

15 Obr. 3 Fusarium culmorum (Zdroj: Chumchalová aj., 2001) Fusaria patří k výrazným původcům mykóz u člověka a produkují mykotoxiny ohrožující zdraví. K těmto mykotoxinům patří mimo jiné trichoteceny, zearaleon a fuminozin (Macháček, 2004). Zástupci fusarií jsou F. solani, F. chlamydosporum, F. culmorum, F. oxysporum a další (Malíř, Ostrý, 2003) Rod Cladosporium Zástupci rodu Cladosporium jsou saprotrofní mikromycety, z nichž se část adaptovala k parazitismu rostlin, část se významně podílí na kontaminaci potravin (Malíř, Ostrý, 2003). Vyskytují se na stěnách potravinářských provozoven, ve vinařských a pivovarských sklepích. U jablek působí čerň neboli melanózu, jež je znehodnocuje i jako materiál pro výrobu moštů (Šilhánková, 1995). Tyto plísně se nalézají v ovzduší a tvoří u dětí nejvýznamnější plísňový alergen v Evropě (Macháček, 2004). Tak jako již dříve popsané rody, náleží i Cladosporium mezi houby vřeckovýtrusné. Řád je Dothideales, čeleď Mycosphaerellaceae. Příslušné teleomorfní stádia jsou dvě a nazývají se Mycosphaerella a Venturia. Konidiofory jsou většinou přímé nevětvené, ale i větvené, olivově až temně hnědé, na konci kolénkatě zprohýbané. Konidie vznikají pučení na konci konidioforu. Z každé nově vypučené spóry pučí další a tvoří tak centrifugálně řetízky (Malíř, Ostrý, 2003). C. cladosporioides produkuje mnohé enzymy, tento druh je schopen se množit i na zmrazeném mase. Cladosporium herbarum není producentem mykotoxinů, avšak významný vzdušný alergen. Kontaminuje často maso v chladících boxech (Macháček, 2004). 15

16 Obr. 4 Cladosporium herbarum (Zdroj: Chumchalová aj., 2001) Rod Alternaria Rod Alternaria patří mezi nejdůležitější plísňové alergeny. Je zodpovědný za vznik astma, bronchiolitis a dalších onemocnění (Macháček, 2004). Alternaria je anamorfní rod podle starších systémů řazený do imperfektní třídy Deuteromycetes, čeledi Dematiaceae. Sexuální stádia náleží mezi Ascomycota, řádu Pleosporales, čeledi Pleosporaceae do rodů Pleospora a Lewia. Alternaria tvoří zpočátku bílé, později šedé až olivově hnědé kolonie (Malíř, Ostrý, 2003). Jsou xerofilní, xerotolerantní a acidofilní. Nacházíme je často na organických zbytcích potravy, textilu, tlejícím listí i kolem okenních rámů. Pro růst mycelia je optimální teplota C (Macháček, 2004). Jednotlivé druhy Alternaria produkují velké množství mykotoxinů např. alternariol a jeho monomethyl ether, altenuen, altertoxin, tenuazonovou kyselinu (Malíř, Ostrý, 2003). Vyskytují se na rostlinách, jako vzdušná kontaminace v mlékárnách, mlékařských sklepích a na stěnách pivovarských místností. Ve skladištích zeleniny způsobuje hlavně skvrnitost košťálovin a černou hnilobu mrkve (Šilhánková, 2002). Ze zástupců je třeba jmenovat alespoň Alternariu Alternata a A. infectoria (Malíř, Ostrý, 2003) Rod Stachybotrys Anamorfní rod náležící do Ascomycot. Podle databáze Funindex bylo popsáno celkem 82 druhů a synonym tohoto rodu. Mikromycety tohoto rodu poprvé popsal český mykolog August K. J. Corda v roce Jedná se o ubikviterně přítomnou saprotrofní 16

17 vláknitou houbu, která může způsobit závažné otravy u zvířat stachybotryotoxikózy (Malíř, Ostrý, 2003). U lidí vyvolává hlavně vyrážky, pneumotoxikózy, úbytek bílých krvinek a nekrózy sliznic a cév (Šilhánková, 2002). Stachybotris tvoří velké množství dráždivých toxinů trichotecenů, ale také satrainů, verukarinů, roridinů atd. Tato šedočerná hojná plíseň rozkládá celulózu a množí se na celulózových substrátech, zejména na seně, slámě, papíru a papírových tapetách (Macháček, 2004). Zástupci rodu osidlují také textilie, semena (pšenice, oves) a půdu. Představitelé jsou: S. chartarum, S. albipes, S. microspora a další (Malíř, Ostrý, 2003) Rod Claviceps Je tvořen teleomorfními stádii plísní náležících do vřeckovýtrusných hub. Anamorfní stádium se nazývá Sphacelia. Do současné doby bylo popsáno asi 69 druhů rodu Claviceps (Malíř, Ostrý, 2003). Claviceps purpurea, česky paličkovice nachová, napadá hlavně žito, ale může infikovat i jiné obiloviny. Postižené semeníky se přeměňují na fialově černý růžkatý útvar, což je sklerocium neboli vlastní námel (Klaban, 2001). Sklerocium obsahuje směs bioaktivních alkaloidů. Při pozření obilnin kontaminovaných námelovými alkaloidy může dojít k nákaze ergotismem, také známým jako oheň svatého Antonína (Lederberg, 2000) Řád Mucorales Příslušníci řádu Mucorales spolu s Entomophthorales, kam se řadí většina patogenních zygomycetů, představují samostatnou skupinu hub označovanou jako spájivé houby Zygomycota. Jde většinou o půdní houby s celosvětovým rozšířením a převážně saprotrofickým způsobem života. Jen část se přizpůsobila k parazitismu. Některé druhy vzácně parazitují i člověka. Mukormykózy patří k nejagresivnějším houbovým infekcím s extrémně vysokou mortalitou. Nejběžnějším původcem mukormykózy člověka je Rhizopus oryzae. Někteří zástupci se průmyslově využívají k výrobě organických kyselin a enzymů. Řád Mucorales v sobě zahrnuje tyto rody: Absidia, Mucor, Rhizomucor, Rhizopus, Cunninghamella, Mortierella, Saksenaea, Syncephalastrum a Cokeromyces (Malíř, Ostrý, 2003). Rod Mucor tvoří na různých potravinách, jako např. chlebu, másle, mase, ovoci, zelenině volně vláknitý, většinou bělavý porost. Některé druhy produkují mykotoxiny, jiné jsou navíc ještě patogenní (Šilhánková, 1995). Některé druhy vytvářejí v tekutých produktech kvasinkovité shluky buněk. M. plumbeus se příležitostně vyskytuje 17

18 na pekařském droždí, častěji na mlýnských a pekárenských produktech (Görner, Valík, 2004). Rod Rhizopus postihuje širokou škálu ovoce a zeleniny. Obzvláště dojde-li k porušení chladírenského řetězce například při přepravě do skladů (Forsythe, Hayes, 1998) Další potravinářsky významné rody Botrytis Kolonizuje rostlinné zbytky, ovoce i zeleninu (Macháček, 2004). Je psychrofilní a způsobuje hnilobu masa i ovoce skladovaného při nízkých teplotách. B. cinerea tvoří tzv. ušlechtilou plíseň na vinných hroznech (Šilhánková, 1995). Stemphylium Napadá rostlinné zbytky a ohrožuje expozicí pracovníky v některých zemědělských a potravinářských provozech (Macháček, 2004). Byssochlamys Pro značnou termorezistenci askospór bývají příčinou kažení kompotů, neboť přežívají tepelný sterilační zákrok (Šilhánková, 1995). Curvularia Způsobuje hnědé tečky na slupkách rýžových zrn, ve větším množství bývají v neošetřeném koření. Některé druhy tvoří toxin kurvularin (Görner, Valík, 2004). Monilia Monilia sitophila je velmi termotolerantní, nazývá se také červená pekařská plíseň (Görner, Valík, 2004). Scopulariopsis Vyskytuje se na bílkovinných potravinách, sýrech, masných produktech ale i na koření. S. brevicaulis způsobuje u substrátů obsahujících i pouze stopové množství arzenu česnekový zápach, proto se může používat v analytické chemii k důkazu arzenu (Görner, Valík, 2004). 18

19 3.3 Vliv vláknitých mikromycet na člověka Vláknité mikromycety bezpochyby působí na člověka a jeho zdraví. Ať už v negativním nebo pozitivním slova smyslu. Obě stránky tohoto působení jsou rozvedeny v následujícím textu Negativní působení vláknitých mikromycet Některé vláknité mikroskopické houby mohou působit na člověka nepříznivě, a to buď přímo (jako například různá onemocnění vyvolaná houbami samotnými i jejich toxickými metabolity), jiné naopak účinkují nepřímo, například nedostatkem potravin v důsledku kažení či parazitismu hub na rostlinách Rozkladné procesy v potravinách Potraviny slouží plísním jako vhodný substrát. Kontaminují-li spóry plísní povrch potravin, dochází k růstu mycelia a k aktivaci enzymového aparátu plísní. Poté se potraviny začnou kazit a rozkládat. Těkavé druhotné metabolity plísní výrazně snižují senzorické vlastnosti potravin. Plísňový zápach může vzbuzovat odpor, zároveň je signálem přítomnosti a metabolické aktivity plísní. Potraviny jsou pak posuzovány pracovníky dozorových orgánů jako jiné než zdravotně nezávadné (Hvízdalová, 2006). Dle Lederberga (2000) má kažení tři významné oblasti dopadů: estetické změny, ekonomický význam a zdravotní riziko. Plísním nejlépe vyhovují tyto podmínky růstu: ph 1,7-10, aktivita vody pro extrémně mezofilní plísně minimálně 0,62, pro většinu plísní pak je hodnota minimálně 0,85, nutný je přístup vzduchu (aerobní podmínky), koncentrace NaCl pouze do 20 %, koncentrace sacharózy pro Aspergillus flavus do 50 % (Hvízdalová, 2006). Potraviny každodenní spotřeby, které se mohou stát v domácnostech epidemiologicky rizikovými potravinami z hlediska možného obsahu plísní: Chléb a pečivo: kontaminace plísněmi může nastat z prostředí pekárny, přepravních prostředků, z prostředí obchodu, po dotyku rukou. Masné výrobky: z hlediska možné kontaminace jsou významné zejména trvanlivé masné výrobky tepelně opracované a tepelně neopracované. Kontaminace může nastat ve výrobě (nesprávné rozvěšení salámů při uzení vede k tomu, že kouř, jehož složky mají fungicidní účinek, nemá přístup k celému 19

20 povrchu salámu právě v místě dotyku dvou salámů rostou plísně nejčastěji) nebo v prodejně. Tvrdé, plísňové a tavené sýry: zejména u tvrdých sýrů dochází často k okrajování. Koření: významné z hlediska kontaminace jsou např. chilli koření, zázvor, koriandr. U ostatního koření (skořice, hořčice, nové koření, česnek a oregáno) odborníci konstatují, že může obsahovat látky (např. eugenol, tymol, anetol), které brání toxinogenním plísním produkovat mykotoxiny. Rýže Ovoce, zelenina a výrobky z nich: vykrájení poškozených částí nestačí, i zdravá část po vykrájení může být kontaminována mykotoxiny. Sušené ovoce a ořechy (Ostrý, 1998) Snižování biologické hodnoty potravin Vláknité mikroskopické houby využívají po kontaminaci potravin jejich některé složky, např. vitaminy, esenciální aminokyseliny, mastné kyseliny, minerálie a další živiny. Dochází ke snížení jejich obsahu v potravinách, a tím i ke snížení biologické hodnoty a jakosti potravin. Působením plísní se také snižuje obsah bílkovin (Malíř, Ostrý, 2003). Mikromycety, které kontaminují obiloviny, využívají např. gluten (lepek). Po umletí obilovin na mouku dochází ke zhoršení kvality získané mouky a následně i z ní vyrobeného chleba (Ostrý, 1998) Parazitismus na rostlinách Houbové choroby rostlin, které se přenášejí prostřednictvích vzduchu, hmyzu nebo půdou z kořene na kořen, způsobují každoročně obrovské ztráty rostlinné výroby. Houbové epidemie v rozvojových zemích znamenají hlad a často i smrt pro obrovský počet lidí. Ročně zde trpí hladem několik desítek miliónů lidí vlivem nízkých výnosů zaviněných houbovými chorobami. Parazitické houby je možno rozdělit na dvě skupiny: na závazné (obligátní) parazity a na příležitostné (fakultativní) parazity (Klán, 1989). Obligatorní paraziti Jsou svému hostiteli zcela přizpůsobeni, a to takovou měrou, že mohou existovat a rozmnožovat se jedině na živé rostlině nebo v jejích živých pletivech (biotrofie). 20

21 Se zánikem hostitele rovněž zanikají. Závazní paraziti neusmrcují pletiva hostitele a nepřispívají k jeho rychlému odumření; přesto při silném napadení významně snižují výnosy kultury. Často vyvolávají u hostitele znetvořeniny a deformace orgánů, na nichž parazitují. Patří sem rzi, padlí a vřetenatky (Klán, 1989). Fakultativní paraziti Jedná se převážně o rychle rostoucí druhy s velkou schopností produkovat extracelulární enzymy, kterými narušují až rozpouštějí buněčnou stěnu hostitelské rostliny. Nejvýznamnější vlastnost, kterou se liší od předchozí skupiny, je schopnost vniknout do hostitelských buněk a usmrtit je svými toxiny. Většina fakultativních parazitů se živí rozkladem mrtvé tkáně na dosud živém hostiteli (Klán, 1989). Mezi choroby rostlin způsobené mikroskopickými houbami patří mimo jiné na: obilninách: choroby pat stébel, plíseň sněžná, rzi (pšeničná, ječná, žitná, travní ad.), listovité skvrnitosti, fuzariózy klasů, černě, snětivosti. bramborách: rakovina (Synchytrium endobioticum ze třídy Chytridiomycetes), kořenomorka, skvrnitost listů, suchá hniloba hlíz. cukrovce: spála, padlí, listové skrvnitosti. luskovinách: skvrnitosti, fuzáriové vadnutí hrachu, padlí, plíseň šedá. olejninách: sklerotiniová hniloba, plíseň šedá, čerň řepková, spála máku. ovocných plodinách: padlí jabloně, broskvoně ad., strupovitost, moniliová hniloba plodů, rez hrušňová, skládkové hniloby, sazovitost, rakovina jabloně, kadeřavost broskvoně, moniliová spála. zelenině: alternariová skvrnitost, plíseň šedá, černá hniloba mrkve, padlí, sklerotiniová hniloba, antraknóza salátu, fuzariózy cibule, rzi, suché hniloby, alterariová terčovitá skvrnitost, čerň, rakovina rajčat (Kazda, 2001). Na druhou stranu je však nutno podotknout, že houby jsou též průmyslově využívány v biologickém boji proti různým škůdcům. Na mšicích, molicích, mandelinkách aj. houba vyklíčí, mycelium se rozroste a hmyz zahubí (Klán, 1989). Entomopatogenních hub je dnes známo přes 500 druhů. Jejich důležitou vlastností je schopnost proniknout do hmyzího organizmu přímo skrz tělní stěnu. Největší počet těchto hub patří do skupin Zygomycetes a Deuteromycetes (Hluchý, 1997). 21

22 Námel Námel je vývojové stadium nižší houby (Claviceps purpuraea), která parazituje na žitu a v menší míře také na jiných druzích obilí a divokých travách (Hess, 2003). Jarní infekci žita způsobují askospóry, které se zachytí na bliznách kvetoucích rostlin. Zde vyklíčí a hyfa proniká do semeníku, rozrůstá se v mycelium a rozrušuje pletiva hostitelské rostliny. Uvedené stadium vývoje označujeme jako stadium sfaceliové (Klaban, 2001). Zrna infikovaná touto houbou vyrůstají do světle až fialově hnědých zakřivených háčků (sclerocia), které se tlačí na místa zdravých zrn (Hess, 2003). Toto představuje tzv. sklerociové stadium vývoje houby. Námel vypadne z klasu a přezimuje v půdě. Na jaře z něho vyrůstá několik hlavičkovitých stromat, které mají stopku nesoucí kulovitou, plodnou část zbarvenou purpurově nebo fialově. V této fertilní části se vyvíjejí plodničky s válcovitými vřecky. Každé vřecko obsahuje 8 nitkovitých askospór (Klaban, 2001). Při masivním napadení žita a dalších obilovin námelem a při nedostatečném třídění obilek dojde k tomu, že je námel semlet současně se zrnem. Ze sklerocií různých druhů rodu Claviceps bylo izolováno více jak 40 ergotových alkaloidů, které se dělí do tří skupin: deriváty kyseliny lysergové (jako je ergotamin nebo ergokristin), deriváty kyseliny isolysergové a deriváty dimethylergolinu. Přítomnost jednotlivých alkaloidů a jejich poměr výrazně ovlivňuje klinický průběh otravy ergotismu. Ergotismus vyvolaný druhem C. purpurea, u kterého převažují deriváty první skupiny, je závažná alimentární otrava (Malíř, Ostrý, 2003) Mykotická onemocnění člověka Chorobné stavy vyvolávané houbami, nebo podmíněné jejich přítomností v prostředí obvykle dělíme do čtyř základních skupin: mykózy mykoalergózy mycetismy mykotoxikózy Mykózy jsou v tomto výčtu zcela nesporně na prvém místě v pořadí důležitosti, která stále vzrůstá, tak jak se zvyšuje i počet případů onemocnění. Přímé příčiny vzrůstajícího počtu případů mykotických onemocnění spadají především do tří kategorií: zvýšení cestovních možností (tím dochází u mykóz s dosud výrazně 22

23 endemickým výskytem k pasivnímu přenosu původců i na obrovské vzdálenosti), iatrogenní faktory (jedná se zejména o používání antibakteriálních širokospektrých antibiotik, kortikoidů a cytostatik) a příčiny ekologické (Bednář aj., 1999). Mykózy Jako mykózy označujeme pravá infekční onemocnění vyvolávaná vesměs mikromycetami, v absolutní převaze patřícími mezi vřeckaté nebo imperfektní houby. (Bednář aj., 1999) Můžeme je rozdělit podle lokalizace patogenu na povrchové (dermatomykózy) a hluboké (systémové mykózy), kdy houba napadá celé orgány (Klán, 1989). Greenwood a Slack (1999) dále rozlišují tzv. mykózy podkožní. Povrchové mykózy jsou ze všech mykóz nejběžnější a ve světě všeobecně rozšířená onemocnění kůže, vlasů, nehtů a sliznic (Greenwood, Slack, 1999). Nejčastější druhy působící povrchová mykotická onemocnění jsou Trichophyton rubrum a T. interdigitale. Houby mají kosmopolitní rozšíření a parazitují na člověku hlavně mezi prsty a na dlaních, ploskách nohou a nehtových ploténkách (Klán, 1989). Podkožní mykózy jsou mykózy postihující kůži, podkoží a kosti, které se pomalu šíří v místě infekce. Vznikají vnesením saprofytických hub z půdy nebo tlejících rostlin do podkoží (Greenwood, Slack, 1999). Systémové mykózy vznikají obvykle po vdechnutí spór plísní, jež se saprofyticky vyskytují v půdě a na rostlinách. Nejdůležitějšími jsou kokcidiomykóza (původcem je Coccidioides immitis), blastomykóza (Blastomyces dermatitidis), histoplazmóza (Histoplasma capsulatum) a parakokcidiomykóza (Paracoccidioides brasiliensis). Systémové infekce způsobené druhy Aspergillus, Candida a Cryptococcus, jsou velmi rozšířené. Tyto infekce se vyskytují se zvýšenou frekvencí u pacientů se sníženou imunitou, která je způsobena nemocí nebo léčbou. U pacientů po transplantaci jsou onemocnění způsobená těmito houbami nejčastější příčinou úmrtí (Greenwood, Slack 1999). Kokcidiomykóza je primární plicní infekce. Postihuje především zemědělské dělníky. Histoplazmóza je obyčejně bezpříznakové nebo relativně mírné plicní onemocnění, jež se samo limituje. Africká histoplazmóza primárně postihuje kůži a podkoží bez známek postižení plic. Blastomykóza je chronická infekce plic, jež se může šířit do dalších tkání, zejména na kůži a do kostí. Parakokcidiomykóza je chronická infekce postihující plíce, sliznici, kůži a lymfatický systém. Pokud se neléčí, končí smrtelně. Kryptokokóza napadá centrální nervový systém. Aspergilóza postihuje 23

24 nejčastěji plíce, ale i vedlejší nosní dutiny a povrchové tkáně. Nejčastějším původcem je A. fumigatus (Greenwood, Slack, 1999). K léčbě mykóz se užívá, ve srovnání s antibakteriálními látkami, poměrně málo antimykotik. Je to proto, že lidské buňky i buňky hub jsou eukarytoní a že většina látek, jež má smrtící účinek na patogenní houby, je pro hostitele toxická (Greenwood, Slack, 1999) Mykoalergózy Saprofytické mikromycety produkují i značné množství drobných spór, které jsou spolu s fragmenty mycelia významnou součástí prachu. Citliví jedinci jsou spórami alergizováni při vdechování. Dochází k podráždění dýchacích cest, chrapotu, kašli, případně ke vzniku bronchitidy a dále ke zhoršování již vzniklých respiračních onemocnění. V odborné literatuře je popsán podíl alergenního účinku spór mikromycetů na vzniku řady onemocnění (astmatu, senné horečky apod.) (Ostrý, 1998). Doposud bylo popsáno více než 80 rodů hub, které mohou vyvolávat u lidí alergické reakce. K nejvýznamnějším a nejfrekventovanějším alergenním mikroskopickým houbám náleží zejména mitosporické druhy rodu Cladosporium, Alternaria, Aspergillus, Helminthosporium, Epicoccum, Fusarium, Penicillium, v menší míře některé basidiomycety a zygomycety (Malíř, Ostrý, 2003). Mycetismy Jako mycetismy označujeme takové chorobné stavy, jež jsou vyvolány mycetickými elementy, které však působí tkáňové podráždění pouze svou mechanickou přítomností (Bednář aj., 1999). Mykotoxikózy Mezi mykotoxikózy řadíme chorobné stavy vyvolané metabolickými produkty hub. (Bednář aj., 1999) Více o nich pojednává následující podkapitola Produkce mykotoxinů Mykotoxiny jsou toxické sekundární metabolity řady druhů mikroskopických vláknitých hub, které mohou kontaminovat široké spektrum potravin a krmiv (Velíšek, 2002). Jsou spojovány s celou řadou akutních a chronických otrav u lidí, s tzv. mykotoxikózami. K nejstarším popsaným mykotoxikózám patří ergotismus (otrava 24

25 námelovými alkaloidy), alimentární toxická aleukie (otrava fuzáriovýmy mykotoxiny) a onemocnění ze žluté rýže (otrava např. citrininem) (Ostrý, 2006). Všechny kmeny druhů mikroskopických hub, u nichž byla zjištěna produkce určitého mykotoxinu, považujeme za potenciálně toxinogenní pro daný mykotoxin. Přítomnost spór toxinogenního kmene neznamená ještě výskyt mykotoxinů. Znamená však, že jakmile nastanou vhodné podmínky pro růst mycelia a produkci mykotoxinů, pak k této produkci s vysokou mírou pravděpodobnosti také dojde (Šimůnek, 2004). Klasifikace Dělení mykotoxinů je možné ze tří hledisek: Podle hlavních producentů: fuzáriové, aspergilové a peniciliové mykotoxiny. Podle chemické struktury: nejvýznamnější mykotoxiny jsou aflatoxiny, ochratoxiny, trichotecenové toxiny, zearalenon, patulin a fumoniziny. Podle nejdůležitějších toxických účinků: hepatotoxické (poškozují játra) a nefrotoxické (poškozují ledviny) (Komprda, 2004). Faktory ovlivňující tvorbu mykotoxinů Tvorba mykotoxinů je závislá vedle druhu mikroskopické houby na chemických, fyzikálních a biologických podmínkách růstu. Z hlediska druhových podmínek toxinogenity jde o schopnost houby produkovat ty enzymy, které se podílejí na přeměně prekursoru na mykotoxin. Mezi nejdůležitější fyzikální vlastnosti ovlivňující tvorbu mykotoxinů patří teplota. Důležité jsou osmotické vlastnosti substrátu, charakteristické nejlépe tzv. vodní aktivitou. Taktéž struktura substrátu může výrazně ovlivňovat jak dostupnost chemických látek ze substrátu, tak i přístup vzduchu k myceliu. Čas musíme chápat jako rovněž fyzikální veličinu. I na něm závisí obsah mykotoxinů v substrátu, protože mycelium začne produkovat měřitelná množství mykotoxinů až po určité době a po vyčerpání zdrojů se produkce zastaví. Obsah mykotoxinů poté klesá přirozeným rozkladem. Z chemických faktorů je důležitý přísun energie a nezbytných chemických látek. Podstatný je přísun kyslíku. Významné jsou i faktory biologické. Je popsán prudký pokles produkce mykotoxinů ve směsných kulturách. Například japonští autoři pozorovali snížení až ztrátu produkce aflatoxinů kulturou Aspergillus flavus pokud byla ve spórách kmene 25

26 příměs spor netoxinogenního kmene, popř. jiného druhu (Aspergillus niger) (Šimůnek, 2004). Významné skupiny mykotoxinů (dle jejich chemické struktury) Aflatoxiny patří s ohledem na svoji extrémně vysokou toxicitu mezi nejvíce sledované mykotoxiny. Nejvýznamnějšími producenty jsou dvě blízce příbuzné plísně rodu Aspergillus, a to A. flavus a A. parasiticus. Nejvyšší nálezy aflatoxinů byly zaznamenány u kukuřice, podzemnice olejné, pistácií, paraořechů, bavlníkových semen a kopry (Velíšek, 2002). Postupně byly identifikovány 4 přirozeně se vyskytující typy: AFB 1, AFB 2, AFG 1, AFG 2 (Malíř, Ostrý, 2003). Aflatoxiny pronikají i do mléka, a tedy následně do sýrů. Při průchodu mléčnou žlázou se původní aflatoxiny B 1, B 2, G 1, G 2 transformují na metabolity M 1 a M 2, které jsou ještě podstatně toxičtější než výchozí látky (Komprda, 2004). Aflatoxin B1 je považován za nejpotentnější známý přirozený hepatokarcinogen (Velíšek, 2002). Vykazuje nejvýznamnější mutagenní aktivitu ze všech dosud studovaných mykotoxinů. Pokud se týče mutagenní aktivity AFB 2 a AFG 2 výsledky nejsou jednotné. Mezi pozdní toxické účinky dále patří: teratogenita a imunotoxicita (potlačení imunitní odpovědí) (Malíř, Ostrý, 2003). Ochratoxin A je typickým kontaminantem kávových (ale také sojových a kakaových) bobů (Komprda, 2004). Hlavním zdrojem ochratoxinu A je obilí. Dalším zdrojem jsou masné výrobky, což je dáno faktem, že ochratoxin A vytváří rezidua ve tkáních. Byla rovněž popsána produkce ochratoxinu A kulturními plísněmi, používanými k finalizaci některých uzenářských výrobků (Šimůnek, 2004). Nejvýznamnějšími producenty ochratoxinů jsou plísně Aspergillus ochraceus. V chladnějších klimatických pásmech Evropy jsou producenty ochratoxinu A penicilia, především Penicillium viridicatum. Nejvážnějším biologickým účinkem zaznamenaným u zvířat exponovaných ochratoxinu A je nefrotoxicita, dále byla prokázána jeho hepatotoxicita, genotoxicita, imunotoxicita a karcinogenita (Velíšek, 2002). Patulin je nejtypičtějším kontaminantem ovoce v rámci mykotoxinů. Z takto kontaminované suroviny se patulin přenáší do ovocné šťávy (Komprda, 2004). Při produkci se uplatňují především čtyři rody: Aspergillus, Penicillium, Paecilomyces a Byssochlamys. Mezi nejdůležitější patří zejména Penicillium expansum, dále 26

27 Aspergillus clavatus a Byssochlamys nivea. U patulinu byly popsány účinky imunosupresivní, neurotoxické a mutagenní (Malíř, Ostrý, 2003). Při produkci kyseliny cyklopiazonové se uplatňují především rody Aspergillus a Penicillium. Toxicita se projevuje různými příznaky u různých organismů, např. se jedná o nekrotické účinky na gastrointestinální trakt, ledviny, játra, kosterní svaly a další orgány (Malíř, Ostrý, 2003). V menším množství se mykotoxin pravidelně vyskytuje v plísňových sýrech pod pokryvem P. camemberti, vyskytuje se i v tavených sýrech (kam se dostává s plesnivými odkrojky), plísňových salámech apod. Nedodržení klasické technologie camembertských sýrů může vést k mohutnému vzestupu její koncentrace v plísňovém pokryvu. Dalším uvažovaným zdrojem je drůbeží maso (Šimůnek, 2004). Fumonisiny jsou skupinou látek (fumonisin A1, A2, B1 B4; nejčastěji je nalézán fumonisin B1), odvozené od nenasycených mastných kyselin. Jsou produkovány některými druhy mikroskopických hub rodu Fusarium a patrně i dalšími mikroskopickými houbami. Vyvolávají několik typů onemocnění hospodářských zvířat, přičemž nejznámější je leukoencephalomalacie koní a zhoubné nádory u laboratorních potkanů. U člověka existují epidemiologické souvislosti s výskytem karcinomu jícnu. V našich podmínkách je patrně hlavním zdrojem této skupiny mykotoxinů v lidské výživě kukuřice včetně výrobků z ní (Šimůnek, 2004). Nejvýznamnějšími producenty mykotoxinů ze skupiny trichothecenů jsou fusaria. Největším problémem ve smyslu rizika dietární expozice člověka těmto mykotoxinům je kontaminace cereálií, zvláště pšenice a kukuřice. Na základě experimentů se zvířaty se některé z nich považují za potenciálně karcinogenní a mutagenní sloučeniny. Podle charakteristických chemických vlastností se rozlišují 4 podskupiny trichothecenů, a to trichotheceny A, B, C a D. Typ A obsahuje mj. T-2 toxin. K typu B se řadí nivalenol (NIV), deoxynivalenol (DON) a další (Velíšek, 2002). Nejdůležitější toxické účinky trichothecenů jsou záněty trávicího traktu, poškození krvetvorby, aborty (zvíře), imunosuprese (zvíře) (Komprda, 2004). Zearalenon není akutně toxický. Má estrogenní účinky, které byly prokázány u různých zvířecích druhů. Producenty jsou zejména toxinogenní kmeny rodu 27

28 Fusarium. Hlavním producentem je Fusarium graminearum, která široce infikuje krmivářské a potravinářské obilí. Výskyt zearalenonu v kukuřici má celosvětový význam (Malíř, Ostrý, 2003). Alternáriové mykotoxiny jsou produkovány mikromycety rodu Alternaria v relativně širokém spektru obvykle v předsklizňovém stadiu úrody. Nejčastěji se jedná o kyselinu tenuazovou, alternariol metyléter a aternariol, zatímco altenuen, izoaltenuen a altertoxiny I III se vyskytují méně často. Kyselina tenuazonová je nejvíce akutně toxická. Inhibuje syntézu proteinů, může způsobit kardiovaskulární kolaps, vyvolává salivaci, anorexii, erytémy, křeče, zvracení, tachykardii, masivní gastrointestinální hemoragie a smrt. Altertoxiny vykazují vysokou akutní toxicitu, jsou však mikromycety produkovány v malých množstvích a tudíž představují pro konzumenty menší riziko. Poměrně vysoké koncentrace alternariolu, alternariol metyléteru a kyseliny tenuazonové se vyskytly v jablkách, rajčatech a rajčatových protlacích (Malíř, Ostrý, 2003). Citrinin je produkován některými druhy rodu Penicillium a snad i Aspergillus. Původně byl objeven a používán jako antibiotikum, ale pro značnou toxicitu (je nefrotoxický) vyřazen. Může se vyskytovat ve žluté rýži ale v našich podmínkách je zejména kontaminantem obilí (Šimůnek, 2004). Volatilní mykotoxiny jsou těkavé organické látky, které jsou indikátorem metabolické aktivity a růstu mikromycet. Chemicky se jedná o různé typy alkoholů, ketonů, aldehydů, éterů, esterů a terpenů. Mohou u člověka vyvolávat bolesti hlavy, dráždit oči, sliznice nosu, uší či vyvolávat únavu. Na tyto látky také vzniká přecitlivělost a mohou působit jako alergeny (Malíř, Ostrý, 2003). Mykotoxikózy Šimůnek (2004) rozděluje onemocnění způsobená mykotoxiny na: jistá (ergotismus, akutní kardiální beri beri, alimentrání toxická aleukie) multifaktoriální, kde je mykotoxin jedním z možných činitelů (toxická hepatitida, Reyův syndrom, primární hepatom, karcinom jícnu, pulmonální mykotoxikóza ad.) 28

29 nejistá či nedostatečně prokázaná (Onyalai, pelagra, Kešanská kardiomyopatie ad.) Ergotismus je spojen zpravidla s požíváním potravin z obilnin a rýže kontaminovanými sklerocii - námelem polní mikroskopické houby rodu Claviceps (Malíř, Ostrý, 2003). Akutní kardiální beri-beri se jako klasická beri-beri projevuje křečemi a vzestupnou paralýzou. Onemocnění může skončit úmrtím na zástavu srdce v diastole. Vyvolávajícím toxinem je citreoviridin, který je produkován především Penicilliem citreoviride do rýže. Alimentární toxická aleukie (ATA) je způsobena T-2 toxinem a příbuznými trichotheceny (Šimůnek, 2004) Pozitivní působení vláknitých mikromycet Plísně mohou být v mnohém prospěšné pro člověka a jeho zdraví, uplatňují se v moderních technologiích (konkrétně se jedná zejména o výrobu antibiotik, organických kyselin, enzymů, aminokyselin, mastných kyselin a vitaminů), při výrobě potravin (mimo jiné plísňových sýrů, asijských fermentovaných výrobků, některých produktů masného průmyslu a vína), ochraně rostlin a dalších činnostech. Několik nejvýznamnějších pozitivních použití mikroskopických hub bude nyní konkrétněji popsáno Produkce léčiv V roce 1928, během práce na chřipkovém viru zpozoroval sir Alexander Fleming, že se náhodou na misce se stafylokokovou kulturou zachytila plíseň, s tvorbou plísně vznikala kruhová zóna bez bakterií. To ho inspirovalo k dalším experimentům a objevil, že plísňová kultura zabraňuje růstu stafylokoků i 800krát zředěná. Aktivní látku pojmenoval penicilin (Anonym, 1964). Je až neskutečné, že se našim výzkumníkům Wiesnerovi, Frágnerovi, Lebduškovi a dalším jejich spolupracovníkům podařilo v měcholupském závodě připravit český penicilin již v roce Protože antibiotickým látkám izolovaným z hub se tehdy obecně říkalo mykoiny, dostala izolovaná látka označení mykoin BF 510. Dnes je k výrobě penicilinu pomocí hloubkové kontinuální fermentace využíván produkční kmen Penicillium chrysogenum, který byl působením mutagenů vyšlechtěn tak, aby poskytoval maximální výtěžek. V první fázi výroby se připraví dostatečné množství inokula, kterým se inokuluje produkční fermentor. Ve fermentoru jsou udržovány a podle potřeby regulovány podmínky důležité pro růst houby. Je nutné 29

30 přihlížet k tomu, že optimální růstové podmínky nejsou totožné s optimálními podmínkami biosyntézy benzylpenicilinu. Při průmyslové výrobě je produkce vlastního benzylpenicilinu stimulována přidáním fenyloctové resp. fenoxyoctové kyseliny. Po zastavení procesu fermentace je nutné odstranit zbytky mycelia houby a izolovat benzylpenicilin (Malíř, Ostrý, 2003). Popsaný způsob výroby penicilinu je označován jako tzv. polysyntetický. Znamená to, že základní látka je vyrobena fermentací vhodného mikroba (vedle plísní to jsou i některé bakterie) a následně je chemicky upravována do konečné podoby. Prakticky všechna antibiotika již byla připravena uměle, z jednoduchých organických látek, nicméně uvedená polysyntetická cesta přijde podstatně levněji (Šimůnek, 2004). Vedle penicilinů, cefalosporinů, griseofulvinu a dalších antibiotik, produkují houby i jiné pro člověka důležité a prospěšné substance. Např. Aspergillus terreus produkuje mevinolin, který je významným inhibitorem biosyntézy cholesterolu a používá se při léčbě vysokého tlaku a hypercholesterolémie. A. alliaceus produkuje asperlicin, který slouží k léčbě nemocí žaludku. Kmeny ascomycetu Tolypocladium niveum jsou producenty imunosupresivní látky cyklosporinu A, která je nepostradatelným lékem pro pacienty s transplantovanými orgány (Malíř, Ostrý, 2003) Produkce organických kyselin Aspergillus niger produkuje dvě významné kyseliny citronovou a glukonovou (Malíř, Ostrý, 2003). V potravinářském průmyslu má kyselina citronová široké využití - používá se např. v konzervárenské praxi ke snížení ph, působí jako antioxidant, je stabilizátorem barvy ve výrobcích z ovoce, umožňuje tvorbu některých pektinových gelů, srážení mléka chymosinem, zabraňuje tvorbě krystalů v cukrovinkách. V lidském organismu je kyselina citronová biochemicky velmi významná protože zahajuje složitý cyklus chemických reakcí, kterými se odbourávají bílkoviny, tuky a sacharidy až na konečné produkty oxid uhličitý a vodu. Tento cyklus reakcí je označován jako cyklus kyseliny citronové neboli citrátový cyklus (Anonym, 2008). Kyselina citronová je regulátorem některých enzymů (Kodíček, 2008). Tvoří širokou škálu solí, které vytváří komplexy s mědí, železem, manganem, hořčíkem a vápníkem. Tyto soli se ve farmacii využívají jako krevní antikoagulanty (činidla zabraňující srážení) (Kristiansen, Linden, Mattey, 1999). Toho se využívá k přípravě roztoků, do nichž se odebírá nesrážlivá krev 30