У цій статті показано шлях від контамінації зерна у полі грибами, які утворюють мікотоксини, до нашого столу. Перевірено якими грибами заражений продукт, що ми вживаємо в їжу щодня.
Тетяна Рожкова, науковий редактор, Agroexpert (Україна)
Українські ветеринари вже затупили перо, пишучи про мікотоксини і негативні наслідки їхньої дії на тварин. Вітчизняні біохіміки та біофізики аналізують сучасні методи виявлення цих отруйних речовин і розробляють нові, проводять багаторічні дослідження щодо виявлення їх у різній продукції. Фітопатологи вивчають мікофлору зерна, показуючи не лише родовий склад збудників грибної етіології, а навіть визначаючи їхні види. Кожен ефективно працює у своєму сегменті, проте проблема мікотоксикозів залишається. Здається, що вітчизняні вчені просто не бачать і не розуміють кінцевого результату своїх наукових досліджень.
Спробуємо розібратись із проблемою мікотоксинів в Україні: де вони беруться, як поширюються і як потрапляють до продуктів харчування, особливо нашого хліба….
Зараження рослин у полі
В Україні насіння пшениці під час вегетації у полі уражують такі роди грибів, які здатні продукувати мікотоксини: Fusarium, Cladosporium, Claviceps, Alternaria та Bipolaris (Helminthosporium). на пшеничних полях Завдяки ефективному захисту, що активно запроваджували впродовж століть, гриби з роду Claviceps на пшеничних полях сьогодні виявляють вкрай рідко.
Рослини у полі заражують гриби із родів Fusarium та Alternaria. Більш вивченими є гриби із роду Fusarium, і не лише їхній видовий склад, особливості біології, але і доволі широкий спектр фузарієвих мікотоксинів.
Зараження насіння видами цих грибів починається із фази цвітіння і може тривати до молочно-воскової стиглості злаків, але ці строки умовні. Більшість вчених дотримуються думки про локальне зараження грибами. Але деякі дослідники вже вказують про можливість системного поширення фузаріозної інфекції: від висіву зараженого насіння – через поширення ксилемою – до ураження нового насіння.
Найважливіші чинники, що зумовлюють виникнення хвороби, – це погодні умови та джерела інфекції, зокрема викликані грибами. Основним обмежувальним фактором для розвитку фузарієвих грибів є дефіцит вологи. Зараження грибами із роду Fusarium відбувається лише за умов підвищеної вологості повітря (понад 71%). Найуразливішою для фузаріозної інфекції є фаза цвітіння рослини. Доведено, що опади кількістю 10 мм упродовж 10 діб у цю фазу призводять до масового розвитку хвороби. Температурний діапазон розвитку фузарієвих грибів доволі широкий. Так, зараження рослин патогенами розпочинається за температури від 15°С. Оптимальними температурами для розвитку грибів із роду Fusarium є 25 – 30°С. Але температурний режим розвитку грибів визначається їх видовою приналежністю. Утворення конідій виду F. graminearum сильно знижується за температури нижчої за 16°С та вищої за 36°С. Оптимальна температура для розвитку гриба F. verticillioides – 30°С, мінімальна – 10 – 14°С, а максимальна – 35 – 39°С.
Джерелами інфекції фузарієвих грибів можуть бути ґрунт, рослинні рештки, дикорослі та інші культурні рослини. У ґрунті хламідоспори здатні зберігати життєздатність впродовж 10 років. На рослинних залишках гриби зберігаються до повного розкладання (близько 3 років). Проте не лише злакові рослини можуть бути джерелом інфекції фузаріозів, резервувати інфекцію можуть такі багаторічні рослини, як осоти.
Температура також впливає на здатність фузарієвих грибів утворювати мікотоксини. Доведено, що оптимальна температура для утворення дезоксиніваленолу – 28 – 30°С, зеараленону та ніваленолу – 20°С.
Гриби з роду Alternaria заражають рослини за вищих температур (від 24°С) й можуть завдяки сапротрофному живленню розвиватись і у фазі повної стиглості культури. Ураження насіння відбувається у період цвітіння, молочної та молочно-воскової стиглості злаків. Конідії потрапляють до квітки чи на зерно і проростають. Міцелій зосереджується у плодовій оболонці, частіше над зародком. Найбільше зараження альтернарієвими грибами відбувається тоді, коли наливання зерна проходить за високих температур та вологості. Альтернаріози уражують різні рослини, у природі їх є безліч видів – як і сапрофітів. Тому спори цих грибів досить поширені у повітрі.
Вчені довели ймовірність зараження колосу пшениці грибами із роду Cladosporium (C. herbarum (Pers.) Link), але в Україні даних про виділення цих патогенів із зерна немає. Ураження цими грибами відбувається наприкінці вегетації культури, коли спостерігають підвищені показники вологості та температури. Кладоспорієві гриби – дуже поширені сапрофіти. Вони містяться у різних субстратах, їхні спори у достатній кількості наявні у повітрі та різних в приміщеннях.
Bipolaris sorokiniana Shoemaker останніми роками мало уражує зерно озимої пшениці, частіше він виділяється із насіння ячменю. На контамінацію насіння пшениці впливають вологість повітря та температура. Зерно заражується у період формування зерна. Сприятливими умовами для цього є висока вологість повітря – 95 – 97% й опади. Підвищена температура посилює розвиток хвороби, хоча і за температури 8–10°С хвороба також розвивається, але слабо. Ступінь ураження зерна показує інтенсивність його зараження чорним зародком. Найсильніша контамінація і пігментація зерна спостерігаються за температури 24 – 30°С.
Також у польових умовах відмічають зараження зерна і грибами родів Mucor, Rhizopus, Aspergillus, Penicillum, але воно є незначним.
Зараження зерна під час зберігання
«Амбарну плісняву» викликають найчастіше гриби з родів Aspergillus, Penicillum, Mucor, Rhizopus. За порушення умов зберігання відбувається подальший розвиток фузаріозів пшениці, а за підвищеної вологості (понад 14%) здорові зерна заражаються від інфікованих. У такому разі відсоток ураження за добу може збільшитись у 1,5 – 2 рази. Температурно-вологісний режим є визначальним для росту й поширення грибів. Проте для їхнього розвитку також важливе значення має склад міжзернового повітря і, зокрема, наявність у ньому кисню, а також цілісність зернин, стан їхніх зовнішніх оболонок та наявність шкідників і продуктів їхньої життєдіяльності.
Гриби роду Aspergillus накопичуються у зерні переважно за температури 60–65°С, мукорові – за 45–60°С, гриби із роду Penicillium – за 25–40°С, Fusаrium – за 20–35°С. В умовах тимчасових зерносховищ під впливом сонячних променів нагріваються верхні шари зернової маси, що може призвести до вивільнення зв’язаної зерном вологи, яка переходить у прохолодніші ділянки зернової маси та утворення конденсату і «гнізд» зі сприятливими умовами для розвитку грибів. Створенню подібних умов у сховищах сприяє засипання зерна різної вологості. Більшість грибів для росту та розмноження потребують відповідної концентрації кисню – 1–2%. Винятком є Fusarium verticillioides, який здатен рости і розвиватись за умов концентрації вуглекислого газу 60% і менше ніж 0,5% кисню.
Хліб із грибами, які продукують мікотоксини
Якщо мікотоксини вже наявні у зерні, то вони вже нікуди не зникають, а продовжують свій шлях далі: спочатку потрапляють до борошна, а потім до продуктів харчування. Слід зазначити, що заходів специфічної детоксикації продуктів, забруднених мікотоксинами, не існує. Більшість відомих токсичних метаболітів мікроскопічних грибів надзвичайно стійкі до дії різних фізичних і хімічних чинників. Зокрема, афлатоксини не руйнуються за температури 240 – 300°С, а загальноприйняті засоби технологічної обробки харчових продуктів, зокрема пастеризація, руйнують їх лише частково. Крім того, мікотоксини здатні зберігатися протягом тривалого часу в харчових продуктах після відмирання пліснявих грибів.
Отож, знаючи ситуацію, вирішили перевірити хліб, який ми вживаємо в їжу, на наявність спор мікроскопічних грибів. Помістили його в специфічні умови вологої камери і через сім діб проаналізували ступінь зараження грибами (табл. 1).
Як бачимо, ціна все-таки має значення! У найдешевшому хлібі спостерігали найширший спектр грибів, які продукують мікотоксини. Причому не окремі колонії грибів, а значну кількість дрібних колоній, що вказує на сильну заспореність продукту. Колонії грибів роду Cladosporium переважали серед інших, виділяючись темно-зеленим, майже чорним, забарвленням. Також багато спор проросло і грибів з роду Penicillum. Лише на цьому хлібі зафіксували розвиток головчастої плісняви, яку викликають зигомікоти із роду Rhizopus. Чорні спорангії на світлому нальоті, які можна побачити неозброєним оком, рясно розвивались на нашій паляниці. Якщо чесно, ми були шоковані результатами цього досліду.
Дорожча паляниця майже повністю вкрилась зеленим нальотом грибів з роду Penicillum. Зрідка спостерігали вкраплення колоній аспергілусів. На батоні переважали гриби із роду Aspergillus, особливо великі за розміром виявились колонії охряного забарвлення.
Мікроорганізми, виявилені у цьому хлібі, на нашу думку, розвиваються під час зберігання зерна. Ми розуміємо, що для наших виробників немає сенсу зберігати зерно для соціального хліба у сучасних елеваторах із відповідним обладанням. Але де ж його зберігають, якщо маємо такий результат?!
Отож вважаємо: наша продукція конче потребує перевірки на наявність мікотоксинів. І маркування «БЕЗ МІКОТОКСИНІВ» набагато важливіше для здоров’я українців, ніж «БЕЗ ГМО»…
