Mendelova univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici MYKOTOXINY A JEJICH VÝSKYT VE VÍNECH Bakalářská práce Vedoucí bakalářské práce Ing. Vojtěch Kobližka Vypracovala Mgr. Barbara Tomanová Lednice 2013
Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Mykotoxiny a jejich výskyt ve vínech vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Zahradnické fakulty Mendelovy univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům. V Lednici, dne... 2013 Podpis diplomanta...
Poděkování Na tomto místě bych chtěla poděkovat vedoucímu práce Ing. Vojtěchu Kobližkovi za cenné rady a připomínky při zpracovávání této bakalářské práce.
OBSAH 1 ÚVOD... 5 2 CÍL PRÁCE... 6 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 7 3.1 Historie... 7 3.2 Základní pojmy... 8 3.3 Definice mykotoxinů... 9 3.3.1 Producenti mykotoxinů... 10 3.3.2 Přehled významných mykotoxinů... 14 3.4 Mykotoxiny v potravinách a nápojích... 21 3.4.1 Limity pro mykotoxiny... 21 3.4.2 Možnosti snížení výskytu mykotoxinů... 23 3.4.3 Faktory ovlivňující produkci mykotoxinů v potravinách... 24 3.4.4 Příklady výskytu mykotoxinů v různých potravinářských komoditách... 27 3.5 Mykotoxiny ve víně... 31 3.5.1 Přehled mykotoxinů ve víně... 31 3.5.2 Faktory ovlivňující výskyt mykotoxinů ve víně a možnosti snížení obsahu mykotoxinů... 36 4 ZÁVĚR... 40 5 SOUHRN A RESUME, KLÍČOVÁ SLOVA... 41 6 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 42 4
1 ÚVOD Mykologie potravin se zabývá studiem vzájemných vztahů mezi potravinou a mikroskopickými houbami. Tyto vztahy mohou vést k produkci mykotoxinů. Mykotoxiny jsou toxické sekundární metabolity řady druhů mikroskopických vláknitých hub (plísní), které mohou kontaminovat široké spektrum potravin a krmiv. Patří tak k významným faktorům, které mohou velmi negativně ovlivnit zdraví člověka. Jedná se o jedny z nejzávažnějších kontaminantů přírodního původu. Nyní je známo přes 300 mykotoxinů a stále jsou objevovány a chemicky charakterizovány nové. Nejznámější mykotoxiny jsou metabolickými produkty zejména pěti rodů Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps a Alternaria. První z nich patří mezi nejvíce rozšířený. Plísně jsou v přírodě široce rozšířené. Potraviny jsou velmi vhodným substrátem pro osídlení, růst a rozmnožování toxinogenních plísní s následnou tvorbou mykotoxinů. Plísně se vyskytují na mnoha druzích zemědělských komodit, které zahrnují zejména ovoce a zeleninu, obiloviny, ořechy nebo koření. Lidská populace je mykotoxinům vystavena zejména z potravinového řetězce. Kontaminace potravin mykotoxiny se vyskytují přirozeně, nelze jim zcela zabránit ani při dodržování správných technologických postupů. Tyto postupy mohou vést ke snížení koncentrace mykotoxinů během vegetačního růstu plodin, sklizně a skladování. V mnoha zemích byly stanoveny limity pro mykotoxiny, aby byla možnost ochránit spotřebitele před škodlivými účinky těchto látek. Tvorba mykotoxinů závisí především na endogenních faktorech a na faktorech prostředí. Mezi nejvýznamnější faktory patří vodní aktivita, teplota, odrůda, geografická oblast a substrát. Velmi důležité jsou také klimatické poměry. Mykotoxiny, které jsou významné v globálním měřítku, zahrnují zejména aflatoxiny nacházející se především v ořechách, sušeném ovoci a koření, další významné jsou fusariové toxiny nacházející se především v obilovinách. Ochratoxin A má také význam v obilovinách a dále v kávě. V určitých oblastech má velký význam patulin v ovoci nebo ochratoxin A v hroznech a sušených produktech z hroznů. Ochratoxin A je také nejčastější mykotoxin nacházený ve víně. Jeho producentem bývá Aspergillus carbonarius. 5
2 CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce bylo prostudovat odbornou literaturu, která se týká mikroorganismů produkujících mykotoxiny. Dále bylo potřeba zpracovat formou literární rešerše přehled mykotoxinů, které mohou kontaminovat hrozny, víno nebo vinařské provozy. 6
3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Historie Po skončení 2. světové války se začal koncipovat nový obor mykologie potravin. Mykologie potravin je definována jako studium interakcí mezi potravinou a mikroskopickými houbami, které mohou vést k fermentačním pochodům, rozkladným procesům a produkci mykotoxinů. V 50. letech se začínají objevovat první varující zprávy o nežádoucích účincích vláknitých mikromycetů a mykotoxinů na lidské zdraví. To potvrzuje jejich nebezpečnost při konzumaci plesnivých potravin a krmiv. Toxigenní mikromycety a mykotoxiny patří k významným faktorům, které mohou velmi negativně ovlivnit zdraví člověka (Malíř a Ostrý, 2003). Mykotoxikózy byly historicky popisovány již od starověku, i když mykotoxiny jako jejich etiologičtí činitelé (původci onemocnění) nebyly v té době známy. K nejstarším popsaným mykotoxikózám (otravám způsobeným mykotoxiny) patří ergotismus, alimentární toxická aleukie a onemocnění ze žluté rýže. V současné době je přibližně 50 mykotoxinů spojeno s mykotoxikózami u lidí a zvířat (Malíř a Ostrý, 2003). 7
3.2 Základní pojmy Toxikologie je věda, která studuje toxické látky, jejich tvorbu, strukturu, vlastnosti, mechanizmy působení, hodnocení, snižování škodlivých účinků a medikaci (Komprda, 2010) Toxiny jsou jedy bílkovinné povahy produkované živými organizmy (Komprda, 2010). Tyto látky jsou produkovány mikroorganismy, rostlinami i některými živočichy. Klasifikují se podle různých hledisek, např. podle struktury, biologických účinků, původu aj., ale dosud neexistuje žádný jednoznačný systém klasifikace (Velíšek, 2002). Jsou to látky, které mohou již v malých dávkách nebo koncentracích, při jednorázové nebo opakované expozici, vyvolávat těžké poškození organismu nebo způsobit jeho zánik (Malíř a Ostrý, 2003). 8
3.3 Definice mykotoxinů Název mykotoxiny pochází z řeckého MYCOS, tj. houba, a latinského TOXICUM, tj. jed (otrava). Jedná se o toxické sekundární metabolity vláknitých mikromycetů a jedny z nejzávažnějších kontaminantů přírodního původu (Malíř aj., 2005). Jedná se o vysoce toxické metabolity hub, které vyvolávají řadu onemocnění, pokud se dostanou do těla lidí a zvířat (Paster, 2008). Mykotoxiny jsou toxické sekundární metabolity řady druhů mikroskopických vláknitých hub (plísní), které mohou kontaminovat široké spektrum potravin a krmiv. Producenti těchto nebezpečných přírodních kontaminantů vyvolávají různá onemocnění nazývaná souhrnně mykotoxikosy. Mykotoxiny se vyskytují prakticky na všech úrovních potravního řetězce většiny živočichů, protože se jedná o všudypřítomné látky (Velíšek, 2002). Schopnost produkovat mykotoxiny se vyskytuje u některých houbových patogenů rostlin a plísňových činitelů potravin a krmiva. Má pozoruhodnou odezvu na kvalitu a bezpečnost potravinových produktů (Castoria et al., 2008). Mykotoxiny, sekundární toxické metabolity vláknitých mikromycetů, patří celosvětově k významným toxinům přírodního původu (tzv. naturálním) s akutními, chronickými, ale i pozdními toxickými účinky. V oblastech Afriky a Asie, kde se vyskytují poměrně ve vysokých koncentracích, se jedná především o jejich akutní a chronické účinky. V těchto oblastech jsou obzvláště příznivé podmínky pro růst vláknitých mikromycetů a produkci mykotoxinů (zejména teplo a vlhko). V Evropě a Severní Americe jsou potravinové komodity kontaminovány mykotoxiny mnohem méně, proto se zde sledují především pozdní toxické účinky mykotoxinů. Jedná se o strukturně odlišné komplexní organické sloučeniny. Jsou to látky nebílkovinné povahy, toxické pro člověka a živé organismy. V současné době je známo přes 300 mykotoxinů. I nadále jsou objevovány a chemicky charakterizovány další nové mykotoxiny (Malíř a Ostrý, 2003). Mykotoxiny jsou produkovány vláknitými mikroskopickými houbami, které jsou zařazené do samostatné říše, mezi houby pravé, Eumycota. Nejznámější mykotoxiny jsou metabolickými produkty 5 rodů vláknitých mikromycetů, zejména Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps, Alternaria (Malíř aj., 2005). Jedná se o chemicky různorodou skupinu toxických sekundárních metabolitů (Jackson and Al-Taher, 2008). 9
Komprda (2010) uvádí, že mezi nejvýznamnější producenty mykotoxinů patří rody Aspergillus, Fusarium a Penicillium. Mykotoxiny se podle míry akutní toxicity člení do tří skupin. Tyto skupiny jsou hodnocené podle LD 50, což je dávka, kdy dojde k uhynutí 50 % experimentálních zvířat. Rozdělení zobrazuje tabulka č. 1 (Malíř a Ostrý, 2003). Tabulka č. 1: Dělení mykotoxinů podle jejich akutní toxicity pro běžná laboratorní zvířata (např. potkana) Toxicita Silně toxické (LD 50 cca jednotky mg. kg -1 t. hm.) Středně toxické (LD 50 cca desítky mg. kg -1 t. hm.) Slabě toxické (LD 50 cca stovky a tisíce mg. kg -1 t. hm.) Mykotoxin aflatoxiny, citreoviridin, cyklochlorotin, diacetoxyscirpenol, luteoskyrin, ochratoxin A, patulin, penitrem A, rubratoxiny, sporidesminy, T- 2 toxin citrinin, kyselina cyklopiazonová, kyselina peniciliová, sterigmatocystin griseofulvin, kyselina koji, trichoteceny, kyselina mykofenolová, chaetomin, zearalenon 3.3.1 Producenti mykotoxinů Houby jsou heterotrofní, vláknité organismy s buněčnou stěnou, jejímiž hlavními složkami jsou chitin a β-glukany. Jedná se o eukaryotické organismy. Základní stavební jednotkou stélky hub je hyfa (duté vlákno). Klasifikace hub je složitá, jelikož se jedná o velice variabilní mikroorganismy. Základní taxonomické členění hub do oddělení: Říše: HOUBY 1.oddělení Chytridiomycota 2.oddělení Zygomycota 3.oddělení Ascomycota 4.oddělení Basidiomycota 5. Deuteromycota (Mitosporické houby, Fungi imperfecti) (Malíř a Ostrý, 2003). Mikroskopické houby se optimálně přizpůsobily rozmanitým podmínkám životního prostředí a jedná se o významné destruenty látek organického původu a tím se podílejí na zajištění koloběhu biogenních prvků a látek a toku energie. Také 10
se mohou využívat k produkci nejrůznějších typů a druhů potravin (mléčné výrobky, alkoholické nápoje, droždí, aj.) a organických látek (enzymy, kyseliny, vitaminy), včetně antibiotik. Na druhé straně je člověk nucen se potýkat s negativními dopady působení hub, zejména pokud jde o degradaci dřeva a jiných surovin, potravin, krmiv, rozmanitých chorob zemědělsky využívaných rostlin, ale také zvířat. V neposlední řadě se jedná o nepříjemné zdravotní dopady na člověka, ať už formou infekčních onemocnění, alergií nebo otrav, včetně znehodnocení potravin mykotoxiny, které se ukazuje jako závažný celosvětový problém (Malíř a Ostrý, 2003). Mikromycety jsou běžně rozšířeny po celém světě (Malíř a Ostrý, 2003). Také Amalaradjou and Venkitanarayanan (2008) píší, že mikromycety jsou v přírodě všudypřítomné. Jsou přirozenými obyvateli půdy a jsou znečišťujícími látkami ve vzduchu, ve vodě, v potravinách a krmivu. Živiny získávají absorpcí z okolního prostředí. V životním a pracovním prostředí člověka jsou přítomny v ovzduší, půdě, vodě, na povrchu živých a odumřelých organismů, předmětů, na plochách, v krmivu, v potravinových surovinách rostlinného původu a potravinách. Mykotoxiny patří mezi zdravotnicky nejvýznamnější produkty sekundárního metabolismu hub. Tyto látky způsobují člověku a jeho ekonomickým aktivitám celosvětově nesmírné materiální i zdravotní škody (Malíř a Ostrý, 2003). V současné době je známo téměř 350 druhů toxinogenních plísní, přičemž řada z nich produkuje více než jeden toxin. Ten může být zároveň také sekundárním metabolitem plísní různých rodů či druhů. Ne všechny kmeny toxinogenních druhů plísní však za všech okolností mykotoxiny produkují. Mykotoxiny jsou často členěny na tři základní skupiny podle hlavních producentů, kterými jsou plísně rodů Aspergillus, Penicillium, Fusarium (Velíšek, 2002). Houby náležející do rodů Aspergillus, Penicillium a Alternaria jsou hlavní, které se podílejí na kažení ovoce a jsou zodpovědné za významné finanční ztráty pro každou část potravinářského průmyslu, která sklízí, skladuje, zpracovává nebo používá ovoce nebo přísady z ovoce. Vedle jejich schopnosti způsobovat kažení ovoce tyto houby produkují mykotoxiny, které mají vliv na lidské zdraví (Jackson and Al-Taher, 2008). Nejznámější rostlinné patogeny jsou Penicillium expansum, Aspergillus niger a Aspergillus flavus. Aspergillus a Penicillium mohou kontaminovat ovoce a zeleninu v různých stádiích zahrnující sklizeň, zpracování a dopravu. Posklizňová kontaminace může vést ke změnám v kvalitě a nutričních hodnotách ovoce a zeleniny. Nejdůležitější 11
aspekt kažení potravin způsobený těmito organismy je vznik mykotoxinů. Ekonomicky nejvýznamnější je kontaminace hroznů, fíků, ořechů (zejména arašídů) (Varga et al., 2008). Rod Alternaria Alternaria je rod vázaný především na půdní ekosystém, kde se podílí na rozkladu organického substrátu. Jednotlivé druhy Alternaria produkují řadu mykotoxinů, např. alternariol a jeho monomethyl ether, altenuen, altertoxin a tenuazonová kyselina. Altertoxin a alternariol mají mutagenní aktivitu (Malíř a Ostrý, 2003). Druhy Alternaria patří mezi nejběžnější posklizňové patogeny ovoce a zeleniny a jsou schopny produkovat některé mykotoxiny. Alternaria alternata je považován za hlavní druh produkující mykotoxiny (Barkai-Golan, 2008a). Rod Aspergillus Aspergillus patří mezi nejvíce rozšířený rod hub. Tento rod většinou zahrnuje saprofytické druhy, které kolonizují rostlinnou poškozenou tkáň nebo kazící se zemědělské komodity, ale také zahrnuje mnoho druhů, které jsou schopné kolonizovat živé rostliny (Battilani et al., 2008). Za více jak 95 % všech infekcí odpovídají pouze tři druhy, Aspergillus fumigatus, A. flavus a A. niger (Malíř a Ostrý, 2003). Druh Aspergillus carbonarius produkuje mykotoxin ochratoxin A. Optimální teplota růstu tohoto druhu je 30 35 C (pod 15 C neroste). Optimální aktivita vody pro růst se mění od 0,93 do 0,99. Množství ochratoxinu A bylo různé v různých zemích, ale vztah mezi růstem a faktory prostředí a zemí původu zjištěn nebyl (Battilani et al., 2008). Některé mykotoxiny, které jsou produkovány v ovoci a zelenině rodem Aspergillus během jejich vývoje, patří mezi významné karcinogenní mykotoxiny. Patří sem aflatoxiny, ochratoxin A a sterigmatocystin (Barkai-Golan, 2008b). 12
Rod Cladosporium Zástupci rodu Cladosporium jsou saprotrofní mikromycety, z nichž se část významně podílí na kontaminaci potravin rostlinného i živočišného původu. U zástupců rodu Cladosporium není doložena produkce mykotoxinů, i když v obilovinách údajně produkují mykotoxin kyselinu epikladosporovou (Malíř a Ostrý, 2003). Rod Claviceps Zástupci rodu Claviceps patří k významným patogenům rostlin, k významným toxinogenním polním mikromycetům. Hostitelem a zdrojem námele jsou především obiloviny (zejména žito, méně často ječmen, oves a pšenice) a trávy (Malíř a Ostrý, 2003). Rod Fusarium Zástupci rodu Fusarium jsou součástí půdního ekosystému, kde se podílí na rozkladu organické hmoty. Rod Fusarium náleží k významným potenciálně toxinogenním polním mikromycetům. K významným zástupcům rodu Fusarium patří producenti mykotoxinů, kteří se hojně vyskytují zejména v obilovinách (pšenice, žito, ječmen, oves) (Malíř a Ostrý, 2003). 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, životního a pracovního prostředí člověka (Malíř a Ostrý, 2003). Zástupci rodu Penicillium jsou často spojeni s kažením potravin a krmiv a jsou tudíž velmi významní z hlediska ekonomiky (Barkai- Golan, 2008c). 13
Rod Stachybotrys Jedná se o všudypřítomné vláknité houby. Mykotoxikózy způsobené těmito houbami jsou obvykle spojeny s jejich nálezem ve vlhkých obytných prostorách. Zástupci rodu Stachybotrys osídlují zejména slámu, seno, starý papír, textilie, semena (pšenice, oves), odumřelý rostlinný materiál a půdu. Stachybotrys produkuje celou řadu toxinů (trichoteceny, spirolaktonasa, stachybociny, cyklosporin, stachylysin a atranony), z nichž zřejmě nejvýznamnější jsou trichoteceny (Malíř a Ostrý, 2003). 3.3.2 Přehled významných mykotoxinů V současné době je známo přes 300 mykotoxinů. Každým rokem jsou objevovány a chemicky charakterizovány další nové toxické metabolity plísní (Malíř a Ostrý, 2003). Daný mykotoxin či skupinu vzájemně příbuzných toxických sloučenin může produkovat celá řada plísní (Velíšek, 2002). Aflatoxiny Aflatoxiny patří mezi nejvíce sledované mykotoxiny kvůli své vysoké toxicitě. Producenty aflatoxinů jsou plísně rodu Aspergillus, nejvýznamnější jsou A. flavus a A. parasiticus (Velíšek, 2002). Při produkci aflatoxinů se uplatňují především zástupci rodu Aspergillus ze sekce Flavi. V tropických a subtropických oblastech jsou aflatoxiny produkovány zejména vláknitými mikromycety Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus (Malíř a Ostrý, 2003). Barkai-Golan (2008b) uvádí, že aflatoxiny jsou často nalezeny v ovoci z tropické nebo subtropické oblasti, kde růst aflatoxinogenních druhů Aspergillus podporují typické podmínky prostředí. Aspergillus flavus je rozšířen celosvětově, Aspergillus parasiticus je dominantní především v teplém klimatu. Za určitých podmínek (vlhkost, teplota) A. flavus a A. parasiticus rostou a tvoří aflatoxiny téměř na každém organickém substrátu (včetně všech zemědělských komodit). Teplota a vodní aktivita mají velký význam pro produkci aflatoxinů u potravinových surovin před sklizní, během sklizně a po sklizni, i při jejich skladování. Mezi další faktory, které podporují a zvyšují 14
kontaminaci patří stres rostlin ze sucha, zvýšené poškození hmyzem, použití genotypů rostlin náchylných ke kontaminaci. Dosud bylo identifikováno přibližně 20 aflatoxinů. AFB 1, AFB 2, AFG 1 a AFG 2 patří mezi přirozeně se vyskytující druhy aflatoxinů. Z nich je nejčastější AFB 1. Mezi hlavní toxické účinky aflatoxinů patří hepatotoxicita, imunotoxicita, mutagenita, karcinogenita, teratogenita (Malíř a Ostrý, 2003). Aflatoxin B 1 je považován za známý přirozený hepatokarcinogen. Mutagenita a karcinogenita aflatoxinů obecně klesá v řadě B 1 >G 1 >B 2 >G 2 (Velíšek, 2002). Kontaminace zemědělských produktů aflatoxiny představují problém v málo rozvinutých tropických zemích, ale také v teplých oblastech s vysoce rozvinutým zemědělstvím (jižní a středozápadní část USA). Mezi hlavní důvody kontaminace patří stres rostlin, nedostatečné usušení po sklizni a následné uskladnění při relativně vysoké teplotě. Z aflatoxinů přítomných v potravinách hrají primární důležitost pro lidské zdraví AFB 1, AFG 1, AFM 1 a aflatoxikol (Malíř a Ostrý, 2003). Aflatoxin B 1 a G 1 jsou hlavní aflatoxiny, které se vyskytují v zemědělských produktech (Barkai-Golan, 2008b). Velíšek (2002) uvádí, že čtyři nejvýznamnější přirozeně se vyskytující aflatoxiny jsou aflatoxin B 1, B 2, G 1 a G 2. Obrázek č. 1: Aflatoxin B 1 (Komprda, 2010) Alternáriové mykotoxiny Alternáriové mykotoxiny jsou produkovány plísněmi rodu Alternaria v relativně širokém spektru obvykle v předsklizňovém stádiu úrody. Nejčastěji se jedná o kyselinu tenuazovou, alternariol metyleter a alternariol, zatímco altenuen, izoaltenuen a altertoxiny I III se vyskytují méně často. Nejznámějším producentem je Alternaria alternata. Rozvíjí se zejména na zrnech obilovin (např. pšenice). Kyselina tenuazonová představuje jeden z nejdůležitějších alternáriových mykotoxinů a je nejvíce akutně toxická. Optimální podmínky pro tvorbu většiny alternáriových mykotoxinů představuje teplota 25 C a relativní vlhkost (a w ) 0,98 (Malíř a Ostrý, 2003). 15
Cyklopiazonová kyselina (CPK) Cyklopiazonová kyselina příležitostně doprovází v kontaminovaných materiálech aflatoxiny. Jejími významnými producenty jsou některé kmeny Aspergillus flavus, produkována je i některými penicillii, zvláště druhem Penicillium commune a Penicillium griseofulvum. Je považována za potenciální karcinogen (Velíšek, 2002). Při produkci CPK se uplatňují především rody Aspergillus a Penicillium. Významné je zjištění produkce CPK u kulturních plísní Penicillium camemberti, které slouží k výrobě plísňových sýrů camembertského typu (Malíř a Ostrý, 2003). Deoxynivalenol (DON) Producenty DONu jsou toxinogenní kmeny rodu Fusarium. DON je pravděpodobně nejběžnější a nejznámější mykotoxin kontaminující potraviny a krmiva z obilovin. DON je velmi stabilní a jeho koncentrace se nemění ani po technologickém zpracování vstupní suroviny do finálního výrobku (např. zpracování kontaminované pšenice na pšeničný škrob) (Malíř a Ostrý, 2003). Obrázek č. 2: Deoxynivalenol (Komprda, 2010) Fumonisiny Producenty fumonisinů jsou toxinogenní kmeny rodu Fusarium. Dosud byla izolována celá řada fumonisinů a jejich metabolitů (A 1, A 2, B 1, B 2, B 3, B 4, C 1, C 2, C 3, C 4, P 1, P 2, P 3, aj.). V přírodě se běžně vyskytují jako kontaminanty potravin a krmiv fumonisiny B 1, B 2, B 3, z nichž nejvýznamnější je fumonisin B 1 (Malíř a Ostrý, 2003). Za hlavní producenty fumonisinů jsou označovány plísně Fusarium moniliformis a Fusarium proliferatum (Velíšek, 2002). 16
Fumonisiny jsou relativně značně termostabilní (Velíšek, 2002). Jsou klasifikovány jako možné karcinogeny pro člověka (Malíř a Ostrý, 2003). Jednoznačné jsou důkazy jejich hepatotoxicity a nefrotoxicity (Velíšek, 2002). Obrázek č. 3: Fumonisin B 1 (Komprda, 2010) Ochratoxin A (OTA) Ochratoxin A je mykotoxin produkovaný především několika druhy hub z rodů Aspergillus a Penicillium (Mateo et al., 2007). V tropických a subtropických oblastech je OTA produkován plísněmi rodu Aspergillus. Optimální teplota pro jeho produkci druhem Aspergillus ochraceus se pohybuje okolo 28 C. V chladných oblastech je OTA produkován spíše plísněmi rodu Penicillium. Tyto plísně jsou schopny produkovat OTA již od teploty 4 C (Malíř a Ostrý, 2003). Jackson and Al-Taher (2008) uvádí, že OTA je produkován především druhy Penicillium verrucosum a Aspergillus ochraceus, které infikují převážně obilná zrna, kávu a kakao. P. verrucosum se více vyskytuje v chladném, vlhkém klimatu, zatímco A. ochraceus se nachází v oblastech s teplejším klimatem. Petzinger and Ziegler (2000) uvádí, že ochratoxin A je široce rozšířený mykotoxin, který je produkovaný plísněmi během skladování obilovin, cereálních produktů a jiných rostlinných produktů jako jsou bylinky, koření, hrozny a další. OTA je nejvýznamnější ve skupině ochratoxinů. Mezi hlavní toxické účinky patří nefrotoxicita, imunotoxicita, mutagenita, karcinogenita, teratogenita a neurotoxicita. Cílovým orgánem jsou ledviny (Malíř a Ostrý, 2003). Ochratoxin A je potenciálně nefrotoxický pro mnoho zvířat a je spojený s onemocněním ledvin u lidí. Jedná se o široce rozšířený kontaminant v lidské potravě, nachází se zejména v obilovinách, luskovinách, ořechách, kávě a kakaových bobech, dále kontaminuje hrozny a víno a jiné vinné produkty (Petzinger and Ziegler, 2000). 17
Obrázek č. 4: Ochratoxin A (Komprda, 2010) Patulin Battilani et al. (2008) uvádí, že v laboratorních podmínkách může být patulin produkován různými druhy rozdílných plísní v jablkách, hroznové šťávě a zrnech, ale v přírodních podmínkách je patulin zásadně znám jako metabolit plísně Penicillium expansum kontaminující jablka a jablečnou šťávu. Barkai-Golan (2008c) uvádí, že hlavním producentem patulinu v přírodě je Penicillium expansum. Velíšek (2002) píše, že nejvýznamnějšími producenty patulinu jsou plísně Penicillium patulinum a Penicillium expansum, které patří mezi běžné patogeny mnoha druhů ovoce a zeleniny. Patulin se nalézá především v jablkách, ale prokázán byl i v hroznech, pomerančích apod. Jde o relativně velmi běžný kontaminant koncentrátů a džusů připravených z těchto surovin, zejména bylo-li k jejich výrobě použito ovoce ve vysokém stupni zralosti, přezrálé či poškozené. Patulin je nízce molekulární látka, která je produkována houbami patřícími do několika rodů zahrnující Penicillium, Aspergillus a Byssochlamys (Jackson and Al- Taher, 2008). Malíř a Ostrý (2003) uvádí, že při produkci patulinu se uplatňují především čtyři rody: Aspergillus, Penicillium, Paecilomyces a Byssochlamys. Battilani et al. (2008) uvádí, že patulin je hlavní metabolit, který produkuje Penicillium expansum. Dále uvádí, že je to pravděpodobně nejlépe známý toxin, jehož výskyt je spojený především s čerstvým ovocem jako jsou jablka, hrušky, meruňky, broskve a hrozny. Faktory ovlivňující růst Penicillium expansum a tvorbu patulinu zahrnují kmen plísně, kultivar napadeného ovoce a podmínky skladování, zejména skladovací atmosféra. Zvyšování hodnot CO 2 a redukce tlaku O 2 pro vytvoření modifikované atmosféry nebo řízené atmosféry je známým prostředkem prodlužování posklizňové životnosti jablek nebo hrušek (Barkai-Golan, 2008c). 18
Patulin je středně toxický pro obratlovce a způsobuje poškození gastrointestinálního traktu. U patulinu byly popsány účinky imunosupresivní, neurotoxické a mutagenní. V přirozených podmínkách je patulin znám především jako kontaminant jablek a výrobků z nich. Růst plísně a následná tvorba patulinu probíhá spíše při poškození povrchové tkáně plodu, i když nelze zcela podceňovat přítomnost patulinu i v jinak vizuálně zdravém plodu. Příležitostně byl také patulin zjištěn v ovoci s přirozenou hnědou hnilobou jako jsou banány, grepy, broskve, meruňky, ananas, borůvky, v plesnivých kompotech, hruškových džusech, ale také v malinách. Výskyt patulinu v potravinách je spíše indikátorem špatných výrobních postupů (používání plesnivých vstupních surovin). Nejdůležitější prevencí je pečlivé třídění ovoce. Patulin se jeví jako termostabilní toxin a současně je relativně stabilní v kyselém prostředí (Malíř a Ostrý, 2003). Výskyt patulinu je považován hlavně za posklizňový problém (Battilani et al., 2008). Obrázek č. 5: Patulin (Komprda, 2010) Sterigmatocystin Sterigmatocystin je produkován zejména toxigenními kmeny rodu Aspergillus (Malíř a Ostrý, 2003). Jedním z nejvýznamnějším producentem je plíseň Aspergillus versicolor, mezi typické producenty patří i Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus. Sterigmatocystin je pro lidi i zvířata akutně silně toxický a obdobně jako aflatoxiny vykazuje prokazatelnou hepatokarcinogenitu (Velíšek, 2002). Sterigmatocystin vykazuje hepatotoxický, nefrotoxický, karcinogenní, mutagenní a teratogenní účinek (Malíř a Ostrý, 2003). 19
Obrázek č. 6: Sterigmatocystin (Komprda, 2010) T-2 toxin Producenty T-2 toxinu jsou toxinogenní kmeny rodu Fusarium. T-2 toxin vykazuje účinky emetické, imunosupresivní, genotoxické a údajně i karcinogenní. Byl nalezen v ječmeni, kukuřici, ovsu, žitu, pšenici, fazolích, koření (např. v kari, zázvoru) a pivu (Malíř a Ostrý, 2003). Zearalenon Producenty zearalenonu jsou zejména toxinogenní kmeny rodu Fusarium. Pro tvorbu zearalenonu jsou významné teploty zejména v rozsahu 12 14 C. Hlavním producentem zearalenonů je Fusarium graminearum. Zearalenon je běžně nacházen hlavně v cereáliích a cereálních produktech zejména v oblastech s teplým podnebím. Vysoké koncentrace zearalenonu ve vzorcích obilovin a krmiv jsou spíše důsledkem nesprávného ošetření a uskladnění, než primárního vzniku před sklizní na poli. Zearalenon je ve skladovaném obilí stabilní, zůstává nezměněn i po tepelném zpracování mouky, či fermentaci (Malíř a Ostrý, 2003). Naopak Velíšek (2002) uvádí, že obsah zearalenonu často významně klesá při technologickém zpracování obilovin. Obrázek č. 7: Zearalenon (Komprda, 2010) 20
3.4 Mykotoxiny v potravinách a nápojích Lidská populace je exponovaná mykotoxinům zejména prostřednictvím potravinového řetězce. V menší míře může být exponovaná inhalačně nebo dermálně, kdy se jedná pouze o určité skupiny profesionálně exponovaných pracovníků, např. v zemědělství, textilním průmyslu, v laboratořích atd. (Malíř aj., 2005). Zvláště potraviny jsou z hlediska zdraví člověka velmi vhodným a potenciálně rizikovým substrátem pro osídlení, růst a rozmnožování toxinogenních mikromycetů a následně pro produkci mykotoxinů (Malíř a Ostrý, 2003). Plísně jsou široce rozšířené v přírodě, vyskytují se na mnoha druzích zemědělských komodit zahrnující zeleninu, ovoce, obiloviny, ořechy a koření. Kontaminace plísněmi má za následek kvalitativní zhoršení potravin a krmiv (Amalaradjou and Venkitanarayanan, 2008). Potraviny rostlinného i živočišného původu jsou velmi dobrým substrátem pro růst toxinogenních vláknitých mikromycetů a produkci mykotoxinů (Malíř a Ostrý, 2003). 3.4.1 Limity pro mykotoxiny Analytické stanovení mykotoxinů se skládá z několika na sebe navazujících kroků, z nichž každý rozhoduje o výsledku analýzy. Jednotlivými kroky jsou: odběr a zpracování vzorku (jedná se o první a velmi důležitý proces); extrakce; čištění (čištění extraktu je nejpracnější a časově nejnáročnější částí postupu analytického stanovení mykotoxinů); analytické metody kvantitativní vyjádření (mykotoxiny jsou nejčastěji stanoveny imunochemickými a chromatografickými metodami) (Malíř a Ostrý, 2003). Venancio (2008) také popisuje pět kroků pro detekci kontaminantů potravin. Z nich je stádium vzorkování jedním z nejvíce kritických kroků pro přesné analytické postupy. Vzorkování hraje velmi důležitou roli v analýze celých hroznů a sušeného ovoce z hroznů. Ve víně, hroznových džusech, hroznových šťávách je vzorkování zřetelnější díky tekuté povaze těchto vzorků. 21
Základem pro určení hygienického limitu jsou: - znalosti o toxicitě mykotoxinu - znalosti o výskytu mykotoxinů v potravinách - znalosti o spotřebě potravin populací a o individuální spotřebě - realita v praxi (plošný rozsah kontaminace, analytické metody) (Malíř a Ostrý, 2003). Limity pro mykotoxiny byly stanoveny v mnoha zemích kvůli ochraně spotřebitelů před škodlivými účinky těchto látek. Byly stanovené zejména pro kategorie ořechy, bylinky a koření, ovoce a zelenina. Mnoho předpisů se týká aflatoxinů (zejména pro ořechy), dále i ochratoxinu A a patulinu (oba zejména pro ovoce a zeleninu) (Van Egmond and Jonker, 2008). Mykotoxiny v potravinách jsou limitovány ve většině států světa. Legislativa Evropské unie stanovuje limity aflatoxinů a ochratoxinu A v potravinách. Hygienický limit ochratoxinu A pro sušené ovoce z révy vinné (rozinky, sultánky) je 10 µg. kg -1 (Malíř a Ostrý, 2003). V Evropské unii jsou hodnoty pro rezidua ochratoxinu A v kávových bobech a cereáliích 20 µg. kg -1, pro jedlé orgány hospodářských zvířat (ledviny, játra) 25 µg. kg -1. V ČR se tyto hodnoty pro různé skupiny potravin pohybují v rozmezí 3 10 µg. kg -1, pro dětskou nebo kojeneckou výživu jen 1 µg. kg -1 (Velíšek, 2002). Pro ochratoxin A v ovoci a zelenině je limit v rozmezí 10 50 µg. kg -1, kdy 10 µg. kg -1 byla nejčastější hodnota. Ochratoxin A může být nalezen například ve víně a hroznech, ačkoliv všeobecně spíše v nízkých hodnotách (Van Egmond and Jonker, 2008). Evropská komise stanovila v roce 2005 limit pro ochratoxin A ve víně na hodnotu 2 µg. l -1 (Quintela et al., 2013). Maximální přípustné obsahy aflatoxinů v potravinách se běžně pohybují v jednotkách až desítkách µg. kg -1 (suma 4 hlavních toxinů). Pro mléko, speciálně v případě, že jde o kojeneckou či dětskou výživu, jsou tyto hodnoty až o dva řády nižší. V ČR je nejvyšší povolené množství sumy těchto aflatoxinů v rozmezí 4 40 µg. kg -1, v dětské výživě pouze 2 µg. kg -1 a v kojenecké výživě 1 µg. kg -1. U aflatoxinu M 1 je limit pro dětskou i kojeneckou výživu dokonce 0,05 µg. kg -1 (Velíšek, 2002). S ohledem na prokázanou toxicitu patulinu se požaduje, stejně jako u aflatoxinů, aby jeho obsah v potravinách byl snížen na technicky dosažitelné minimum. Limit navržený pro patulin je 0,05 mg. kg -1, česká legislativa udává obecně limitní hodnoty 22
pro potraviny v rozmezí 0,05 až 0,1 mg. kg -1, pro dětskou a kojeneckou výživu 0,03, resp. 0,02 mg. kg -1 (Velíšek, 2002). Obsah sterigmatocystinu je v potravinách také limitován. V ČR se přípustné maximální obsahy v poživatinách pohybují v rozmezí 5 20 µg. kg -1 (Velíšek, 2002). 3.4.2 Možnosti snížení výskytu mykotoxinů Mykotoxiny mohou zůstat v ovoci i po odstranění houbového mycelia. V závislosti na ovoci a mykotoxinu může nastat proniknutí mykotoxinu i do zdravé tkáně ovoce. Je prokázáno, že pečlivý výběr, mytí a třídění ovoce je nejdůležitějším faktorem při snižování kontaminace mykotoxiny při výrobě ovocných šťáv. Zpracování ovoce nevede k úplnému odstranění mykotoxinů (Drusch and Ragab, 2003). Preferovaná cesta, jak se vyvarovat kontaminaci patulinem v produktech, je ořezávání shnilých a infikovaných částí. Nicméně, i když patulin může prostupovat ze shnilých oblastí do zdravých, odstranění shnilých částí může značně snížit kontaminaci patulinem, i když jí nelze tímto způsobem zcela zabránit. Patulin je odolný vůči kyselému ph a je relativně stabilní vůči vysokým teplotám. Podstatná redukce patulinu může být dosažená během fermentace a míra úbytku je např. závislá i na druhu kvasinek a na substrátu (Paster, 2008). Kabak et al. (2006) zhodnotili různé kontrolní strategie pro prevenci růstu mykotoxigenních hub stejně jako pro zabránění biosyntézy mykotoxinu. Tyto strategie zahrnují předsklizňové faktory, způsob sklizně a faktory po sklizni. Důležité faktory před sklizní jsou použití rezistentních odrůd, práce na poli a použití biologických nebo chemických činitelů. Mezi posklizňové faktory patří zlepšení podmínek sušení a skladování, použití přírodních nebo chemických činitelů a dávka ozáření. Při likvidaci vláknitých mikromycetů je nejvíce používána metoda chemické dezinfekce, jako nejúčinnější a relativně málo ekonomicky i technicky náročná. V dosažení požadovaného cíle, tj. usmrcení inaktivaci vláknitých mikromycetů a jejich spór mají hlavní roli biocidy (Malíř a Ostrý, 2003). 23
Optimální cestu vedoucí ke snížení výskytu mykotoxinů v lidské potravě představuje komplex tří základních preventivních opatření: - omezení infekce zemědělských plodin toxinogenními plísněmi v období růstu plodin - rychlé a účinné vysušení sklizených plodin a jejich správné skladování - použití účinných chemických přípravků proti rozvoji plísní v obou výše uvedených stupních zemědělské prvovýroby (Velíšek, 2002). 3.4.3 Faktory ovlivňující produkci mykotoxinů v potravinách Kontaminace potravin mykotoxiny se vyskytují přirozeně, jsou nepředvídatelné. Nelze jim zamezit nebo je úplně odstranit, ani při dodržování doporučených správných zemědělských a technologických postupů, vedoucích ke snížení koncentrace mykotoxinů během vegetačního růstu plodin, sklizně a skladování (Malíř aj., 2005). Ke kontaminaci zemědělských produktů může dojít v různých fázích předcházejících jejich konzumaci (Velíšek, 2002). Mnoho potravin může být kontaminováno mykotoxiny před sklizní, dále i v období mezi sklizní a sušením a také během skladování (Dombrink-Kurtzman, 2008). Faktory podmiňující rozsah případné kontaminace zemědělských plodin mykotoxiny za polních podmínek jsou shrnuty v následujícím výčtu: - vlastní rezistence kultivaru vůči napadení plísní - míra fyziologického stresu, kterému jsou vystaveny rostliny (nedostatek minerálií, malé či nadměrné množství vlhkosti, slanost půdy, znečištění ovzduší, napadení hmyzem atd.) - virulence patogenní plísně - typ produkovaného mykotoxinu - schopnost rostliny (rostlinných enzymových systémů) degradovat mykotoxiny - interval mezi sklizní a obdobím produkce mykotoxinů (Velíšek, 2002). Při pěstování kulturních plodin vzniká řada složitých vztahů a interakcí mezi rostlinou, mikroskopickými houbami, hmyzem a způsobem ošetřování rostlin (ekologické zemědělství, konvenční zemědělství aplikace pesticidů). Tyto interakce 24
pak ovlivňují produkci a obsah mykotoxinů v potravinových surovinách (Malíř a Ostrý, 2003). V ekologických podmínkách může docházet k možnému nárůstu kontaminace mykotoxiny (Battilani et al., 2008). V některých studiích byly zjištěny vyšší hodnoty patulinu v jablečných produktech z ekologického zemědělství oproti konvenčnímu. Je potřeba zpřísnit kontroly před zpracováním jablek, která vyrostla v ekologických podmínkách (Barkai-Golan, 2008c). Tvorba mykotoxinů závisí hlavně na endogenních faktorech a na faktorech prostředí (Drusch and Ragab, 2003). Nejvýznamnější faktory, které ovlivňují produkci ochratoxinu A, jsou vodní aktivita (a w ), teplota, odrůda, geografická oblast a substrát. Vodní aktivita, označovaná jako rovnovážná relativní vlhkost, je nepochybně nejvýznamnější faktor, který neovlivňuje jen růst hub, ale také produkci ochratoxinu A v potravinářských produktech. Produkce mykotoxinu se patrně objevuje, když se aktivita vody blíží hodnotě 0,9. Snižování teploty a snižování vodní aktivity je možné použít pro kontrolu tvorby ochratoxinu A. To lze ale použít v laboratorních podmínkách (Khalesi and Khatib, 2011). Při skladování zemědělských plodin je kritickým faktorem limitujícím růst plísní obsah dostupné vody (Velíšek, 2002). Je-li vodní aktivita a w nižší, znamená to prakticky, že bude méně upotřebitelné vody pro růst vláknitých mikromycetů. Pro vláknité mikromycety rodu Aspergillus kolísá optimální aktivita vody a w mezi 0,72 0,9. Většina penicílií lépe roste při a w > 0,95. Je známo, že fuzária vyžadují vyšší vodní aktivitu (a w 0,98 0,995). Přítomnost dostatečného množství vody v substrátu, která ovlivňuje růst vláknitých mikromycetů, může pocházet z jeho nedostatečného usušení a ošetření před uložením (např. z důvodu sklizně za vlhkého a deštivého počasí, apod.) (Malíř a Ostrý, 2003). Významnou roli sehrávají samozřejmě také klimatické poměry. Ve prospěch produkce mykotoxinů působí zejména srážky (vysoká relativní vlhkost vzduchu) v pozdějších fázích zrání plodin a v předsklizňovém období. I v období po sklizni, tj. během transportu, zpracování či skladování, může dojít ke kontaminaci zemědělských produktů mykotoxiny. Rozhodující roli v této souvislosti hrají faktory biologické (vlastnosti daného mikroorganismu, kompetitivní mikroflóra, velikost inokula), chemické (typ substrátu, přítomnost fungicidních látek) a faktory prostředí (teplota, aktivita vody, složení atmosféry, přístup světla) (Velíšek, 2002). Téměř všechny mykotoxiny, vyskytující se v ovoci, mají původ na poli (během pěstování) a meteorologické podmínky jsou klíčovými faktory pro hodnocení rizika 25
a bezpečnostní vyhodnocení (Battilani et al., 2008). K růstu toxinogenních mikromycetů a následné produkci mykotoxinů může docházet jak na poli, tak i při uskladnění (Malíř a Ostrý, 2003). Jackson and Al-Taher (2008) uvádí, že mezi faktory, které ovlivňují růst houby a tvorbu mykotoxinů v ovoci, patří druh ovoce a kultivar, geografické umístění, kde je ovoce pěstováno a sklízeno, dále klima, předsklizňové ošetření, metody sběru, přítomnost povrchových poškození plodu, posklizňové ošetření a podmínky skladování. Dále mají vliv fyzikální a chemické vlastnosti ovoce, stav zrání, mikrobiologická zátěž. Teplota a relativní vlhkost jsou přírodní faktory, které ovlivňují růst hub a produkci mykotoxinů. Tvorba mykotoxinů je podmíněna biologickými, fyzikálními a chemickými faktory. Obsah mykotoxinů pak závisí na následujících faktorech: vlhkosti, teplotě, délce skladování, přítomnosti kyslíku, oxidu uhličitého, složení substrátu, mykologickém profilu toxinogenních vláknitých mikromycetů, sporulaci, mikrobiálních interakcích a přítomnosti hmyzu (Malíř a Ostrý, 2003). Významným faktorem pro růst vláknitých mikromycetů a tvorbu mykotoxinů je teplota. Optimální teplota pro produkci mykotoxinu je teplota, která je blízká optimální teplotě pro růst vláknitých mikromycetů. Většina vláknitých mikromycetů potřebuje pro svůj rozvoj kyslík. Tvorba mykotoxinu je citlivější na kolísání plynného složení atmosféry ve srovnání s růstem vláknitých mikromycetů. Koncentrace kyslíku nižší než 1 % a zvýšení koncentrace oxidu uhličitého je velmi účinné v prevenci rozvoje růstu vláknitých mikromycetů a tvorby mykotoxinů. Vliv hmyzu hraje úlohu především v zemích s tropickým klimatem a spíše při kontaminaci na poli než během uskladnění. Hmyz a roztoči jsou přenašeči spór vláknitých mikromycetů (Malíř a Ostrý, 2003). Vysoce rizikové oblasti pro výskyt mykotoxinů se nacházejí v Evropě hlavně okolo Středomoří, vysoké riziko výskytu je v jižní Itálii, Řecku a Turecku. Země orientované na jihu Středomoří nemají tak vysoké riziko kvůli velmi vysokým teplotám a velmi nízkému množství srážek. V Severní Americe se rizikové oblasti nacházejí na jihozápadě, především v Kalifornii, kde jsou klimatické podmínky velmi podobné některým středomořským zemím. Jižní Afrika a Austrálie jsou další vysoce rizikové oblasti, zatímco v Jižní Americe je výskyt nižší (Battilani et al., 2008). V oblasti tropů a subtropů jsou obvykle koncentrace mykotoxinů u produkovaných potravin vyšší než v oblastech mírného pásma (Malíř a Ostrý, 2003). 26
3.4.4 Příklady výskytu mykotoxinů v různých potravinářských komoditách Významné mykotoxiny se nacházejí v ovoci, větší problém s jejich výskytem je u ovoce sušeného oproti ovoci čerstvému (Battilani et al., 2008). Nejčastější toxigenní plísně čerstvého ovoce patří do rodů Aspergillus, Penicillium a Alternaria, které představují vážné mykotoxikologické riziko především u posklizňových a zpracovaných potravinových produktů (Castoria et al., 2008). V globálním měřítku, významné mykotoxiny zahrnují aflatoxiny v ořechách, sušeném ovoci a koření, dále fusariové toxiny v obilovinách (hlavně kukuřice, pšenice a ječmen) a ochratoxin A v obilovinách a kávě. Regionálně patří mezi významné mykotoxiny především patulin v ovoci, ochratoxin A v hroznech a sušených produktech z hroznů a aflatoxiny v sušeném ovoci (Dombrink-Kurtzman, 2008). Nejvíce běžné mykotoxiny spojené s ovocem jsou patulin, aflatoxiny, alternariové toxiny a ochratoxin A. Mykotoxiny mohou být přítomné v čerstvém ovoci, v džusech, víně, v konzervovaném ovoci i v sušených ovocných produktech (Jackson and Al-Taher, 2008). Ve fících a datlích se nacházejí především aflatoxiny, které jsou zde produkovány druhy Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus. Fíky jsou náchylné na infekci během jejich sušení. Datle, které rostou ve vysoké vlhkosti a mírných teplotách jsou kontaminaci aflatoxiny vystaveny během jejich pozdějších stádiích zrání. Oproti fíkům není kontaminace datlí spojená se sušením. V sušených fících se může vyskytovat ochratoxin A, za jehož přítomnost je zodpovědný Aspergillus alliaceus (Barkai-Golan, 2008b). Potraviny více náchylné ke kontaminaci aflatoxiny jsou vyrobené z kukuřice, arašídů, dalších ořechů a dále vybrané koření (Malíř a Ostrý, 2003). K rozvoji aflatoxinů může za příznivých podmínek (zvláště dostatečně vysoké teplotě) docházet prakticky na každém substrátu, nicméně nejvyšší nálezy aflatoxinů (v ojedinělých případech až stovky mg. kg -1 ) byly zaznamenány u kukuřice, podzemnice olejné, pistácií, paraořechů, bavlníkových semen a kopry. Nižší hladiny aflatoxinů lze nalézt i v mandlích, pekanových a vlašských ořechách, hrozinkách, fících a různých druzích koření. Riziko napadení příslušnými toxinogenními plísněmi (zvýšená pravděpodobnost je zejména po sklizni) je vysoké především v subtropických a tropických klimatických podmínkách (Velíšek, 2002). 27
Nejvýznamnější druhy produkující ochratoxin A jsou Penicillium verrucosum, Aspergillus ochraceus, Aspergillus niger a Aspergillus carbonarius kvůli jejich převaze v potravinách (cereálie, hrozny, káva atd.) a počtu kmenů, které jsou schopné produkovat ochratoxin A (Amezqueta et al., 2012). Ochratoxin A se nejčastěji nachází v cereáliích (ječmeni, pšenici, ovsu, kukuřici, rýži) a také v zelených kávových bobech (Velíšek, 2002). Ochratoxin A se vyskytuje v řadě komodit jak rostlinného, tak živočišného původu. Za hlavní zdroje OTA v potravinách jsou pokládány cereálie, cereální produkty, vepřové maso, krev a vnitřnosti (játra, ledviny, výrobky z krve), dále káva, pivo, luštěniny, koření a zelený čaj. Mezi jeho další zdroje patří i sušené ovoce, (např. fíky, rozinky), lékořice, grepová šťáva, červené a rosé víno a vinný ocet. První signály o výskytu OTA v rozinkách byly zaznamenány ve Velké Británii již v roce 1997. Pozitivní vzorky pocházely z Řecka a Turecka, kde mohlo být příčinou kontaminace deštivé počasí (Malíř a Ostrý, 2003). Patulin se může dostat do těla člověka zejména díky spotřebě infikovaných jablečných džusů a jiných jablečných produktů. Nicméně výskyt patulinu byl objeven i v džusech z jiného ovoce, například z hrušek, hroznů, třešní, meruněk a pomerančů (Barkai-Golan, 2008c). Patulin je mykotoxin produkovaný Penicillium expansum, který infikuje především jádroviny a odvozené produkty. Hlavní místa průniku této houby jsou povrchová zranění způsobená během sklizně, přepravy a nevhodného zacházení (Castoria et al., 2008). Mnohé studie ukázaly, že pro zpracování jablek by měla být použita surovina vysoké kvality a že hodnoty patulinu v konečném výrobku (džusu) byly navržené jako indikátor původní kvality ovoce. Skladování sklizených jablek v nepříznivých podmínkách může rychle vést k rozkladu ovoce a zvyšovat tak hodnoty patulinu. Kroky následující po výrobě šťávy, jako je kvašení či přídavek aditiv (např. kyseliny askorbové), mohou redukovat hodnoty patulinu (Shephard and Vismer, 2008). Patulin je stálý v jablečné šťávě, zatímco pokud se z jablečné šťávy vyrábí cider, tak ten poté patulin neobsahuje, protože je zničen při alkoholové fermentaci (Battilani et al., 2008). Patulin je běžný kontaminant potravin, který byl detekován v celé řadě ovoce a jejich produktů. Ačkoliv může být produkovaný různými druhy Penicillium, jeho hlavním zdrojem na trhu jsou jablka a v menší míře také hrušky infikované Penicillium expansum. Po sklizni jsou jablka a hrušky obvykle skladovány v chladu, který prodlužuje jejich skladovatelnost na několik týdnů nebo měsíců v závislosti na kultivaru. Nicméně Penicillium expansum dál produkuje patulin v mnoha kultivarech jablek a hrušek i během skladování v chladu (Barkai-Golan, 2001). 28
Produkce alternáriových mykotoxinů byla pozorována u různých druhů ovoce a zeleniny zahrnující rajčata, papriky, melouny, jablka, borůvky, maliny, hrozny, sušené ovoce z hroznů, pomeranče, citrony, mandarinky, pekanové ořechy a olivy (Barkai- Golan, 2008a). Cyklopiazonová kyselina byla zachycena v kukuřici, arašídech, sýrech camembertského typu, měkkých plísňových sýrech francouzského typu, dále v sýrech gouda a čedar, semenech slunečnice, rýži, kroupách a v krmných směsích (Malíř a Ostrý, 2003). Velíšek (2002) uvádí, že přítomnost tohoto mykotoxinu byla prokázána např. v kukuřici, slunečnicových semenech, různých krmivech, arašídech i v sýrech zrajících s bílou plísní na povrchu. Fumonisiny se převážně nacházejí v kukuřici a v příslušných produktech používaných jako krmivo (siláž), často jsou prokázány i v kukuřičných výrobcích (lupínky apod.). Nálezy fumonisinů byly hlášeny též v rýži, prosu aj. (Velíšek, 2002). Také Malíř a Ostrý (2003) uvádí, že kukuřice, krmiva a potraviny na bázi kukuřice patří k nejvýznamnějším zdrojům fumonisinů. V kukuřici se nejčastěji vyskytuje fumonisin B 1 a B 2, ale také B 3. Fumonisiny byly dále nalezeny v nudlích, koření (např. kari, kari pastách, chilli papričkách), pivu a chlebě. Sterigmatocystin patří mezi hlavní mykotoxiny pravidelně se vyskytující v obilovinách a výrobcích z nich (cereálie určené ke snídani, cornflakes). Byl nalezen v plesnivé pšenici, ječmeni, kukuřici, rýži, sojových bobech a zelené kávě. Jeho přítomnost byla zjištěna v tvrdých sýrech (např. gouda, moravský blok, eidam), pepři, fenyklu, lisovaných semenech olejnin, v hroznovém a grepovém moštu (Malíř a Ostrý, 2003). Velíšek (2002) uvádí, že přítomnost sterigmatocystinu (spolu s aflatoxiny) byla prokázána v plesnivých cereáliích, kávových zrnech, z živočišných produktů pak v šunce, salámech i sýrech. Tabulka č. 2 uvádí výskyt významných mykotoxinů a stanovené obvyklé rozmezí koncentrací mykotoxinů v potravinách (Malíř a Ostrý, 2003). Tabulka č. 2: Výskyt významných mykotoxinů a stanovené koncentrace mykotoxinů v potravinách Mykotoxin Potravina Stanovené koncentrace Aflatoxiny arašídová omáčka, arašídová pasta, jednotky až stovky µg. kg -1 (zejména aflatoxin B 1 ) arašídová směs, arašídy kandované, broskvová jádra, bataty, cereální snídaně, česnek nakládaný, česnekový prášek, chilli koření, chilli 29
Alternáriové mykotoxiny: Alternariol Alternariol metyleter Kyselina tenuazonová Deoxynivalenol papričky, čirok, čokoláda, fíky, fíková pasta, hrášek, jádra melounu, kakaová drť, kakaové keksy, kari pasta, kari, kávová zrna, kokosová zmrzlina, kokosové ořechy, kayenský pepř, kmín, kokosový olej, kukuřičné produkty, maniok (cassava), mandle, marcipán, maso, müsli, nudle, muškátový oříšek, olej, ořechy, paprika, pepř, pekařské výrobky, pivo, proso, rozinky, ryby, sezamové semena, sojová mouka, špagety, tykvová jádra, vaječné výrobky, víno, zázvor, zrno ječmene rajčata a rajčatový protlak, rajčatová pasta, jablka, mandarinky, melouny, olivy, pekanové ořechy, pepř, ječmen, oves, žito, pšenice, čirok, slunečnicová semena obiloviny a výrobky z nich, dětská výživa z obilovin ječmen a hotové výrobky na bázi ječmene, různé druhy kukuřice, pšenice a výrobky z ní, triticale, rýže, proso, čirok, otruby, žitná mouka, chleba, špagety, müsli, nudle, pivo, chilli prášek, koriandr, zázvor, sojové boby, česnek, brambory jednotky až stovky µg. kg -1 setiny, jednotky až desítky mg. kg -1 Fumonisin B 1 kukuřice a kukuřičné výrobky jednotky až tisíce µg. kg -1 Kyselina cyklopiazonová kukuřice, arašídy, kodo proso, jednotky až stovky µg. kg -1 semena slunečnice, rýže, kroupy, sýry camembertského typu, měkké plísňové sýry francouzského typu, gouda, čedar Ochratoxin A Patulin Sterigmatocystin obiloviny a výrobky z nich, káva, pivo, luštěniny, koření, zelený čaj, sušené ovoce (např. fíky, rozinky), lékořice, grepová šťáva, červené a rosé víno, vinný ocet, vepřové maso, krev a vnitřnosti (játra, ledviny, výrobky z krve) jablka a výrobky z jablek, banány, grepy, broskve, meruňky, ananas, borůvky, plesnivé kompoty, hruškové džusy obiloviny a výrobky z nich, kukuřice, rýže, sojové boby, tvrdé sýry (např. gouda, moravský blok, eidam), pepř, fenykl, lisovaná semena olejnin, hroznový a grepový mošt T-2 toxin obiloviny a výrobky z nich, fazole, koření (např. kari, zázvor), pivo Zearalenon obiloviny a výrobky z nich, slad, pivo, kukuřice, chléb, rýže, ořechy, banány, chilli koření, chilli omáčka, koriandr, kari, fenykl, pepř, olej stovky ng. kg -1 µg. kg -1 až desítky desítky až stovky µg. kg -1 jednotky až stovky µg. kg -1 jednotky, desítky až po stovky µg. kg -1 jednotky až desítky µg. kg -1 30