مروری اجمالی بر مایکوتوکسین در مواد غذایی

مایکوتوکسین‌ها (Mycotoxins) متابولیت‌های سمی هستند که توسط کپک‌ها تولید می‌شوند. این متابولیت‌‌ها ممکن است به دلیل شرایط آب و هوایی منطقه و یا شرایط نامناسب نگهداری در مواد غذایی ایجاد شوند. مایکوتوکسین‌ها اثرات حاد و مزمن جدی بر سلامت انسان و همچنین حیوانات دارند. بنابراین بررسی مایکوتوکسین در مواد غذایی ضروری است. به طوری که در اغلب کشورهای جهان جزء الزامات و قوانین صنایع غذایی محسوب می‌شود.

در این مقاله قصد داریم به بررسی مایکوتوکسین‌ در مواد غذایی بپردازیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

مروری اجمالی بر مایکوتوکسین‌ها

متابولیت به مواد شرکت‌کننده در متابولیسم یا سوخت و ساز سلولی یک موجود زنده گفته می‌شود. مایکوتوکسین‌ها متابولیت‌های سمی کپک‌ها هستند که می‌توانند روی محصولات کشاورزی در مزرعه و یا در طول ذخیره‌سازی یک ماده غذایی رشد کنند.

وجود مایکوتوکسین در مواد غذایی تحت تأثیر عوامل محیطی مختلف مانند دما، رطوبت و بارندگی در طول رشد، برداشت و نگهداری غله است. مایکوتوکسین‌ها می‌توانند اثرات مخربی از جمله اختلالات عصبی، نارسایی کبد، کلیه یا قلب را به همراه داشته باشند و در نهایت ممکن است سبب مرگ انسان شوند.

از بین بردن مایکوتوکسین‌ها دشوار است، زیرا در اکثر فرآیندهای مورد استفاده در تولید غذا (مانند حرارت دادن) از بین نمی‌روند. برای جلوگیری از تبدیل شدن مایکوتوکسین‌ها به یک خطر بزرگ، تولیدکنندگان مواد غذایی ملزم به انجام آزمایشاتی هستند تا خطرات بالقوه را در فرآیند تولید شناسایی کنند.

رایج‌ترین انواع مایکوتوکسین‌ در مواد غذایی

در ادامه‌ی این مطلب قصد داریم به بررسی رایج‌ترین مایکوتوکسین‌ها در مواد غذایی بپردازیم.

آفلاتوکسین‌ها

آفلاتوکسین‌ها (Aflatoxins) توسط کپک‌های گونه آسپرژیلوس (Aspergillus) تولید می‌شوند. این مواد به دلیل میزان سمیت بالایی که در بسیاری از حیوانات و انسان‌ها ایجاد می‌کنند، یکی از شناخته شده‌ترین مایکوتوکسین‌ها هستند.

آسپرژیلوس در طول فصل رشد و همچنین در طول ذخیره سازی ماده غذایی، می‌تواند روی غلات و دانه‌ها رشد کند. لازم به ذکر است که میزان رشد قارچ و سطح آفلاتوکسین در مواد غذایی تحت تأثیر دما و رطوبت است و می‌تواند هرساله متفاوت باشد.

آفلاتوکسین‌ها سموم قوی و سرطان‌زا هستند. بنابراین سطح آن‌ها در غذا باید به کمترین میزان ممکن محدود شود. آفلاتوکسین‌ها همچنین باعث آسیب کبدی در حیوانات می‌شوند. حیواناتی که غذای آلوده به آفلاتوکسین مصرف می‌کنند می‌توانند این سموم را به گوشت، شیر و تخم‌مرغ نیز منتقل کنند و انسان را در معرض خطرات سلامتی قرار دهند.

دئوکسی نیوالنول

دئوکسی نیوالنول (Deoxynivalenol) با نام  DON نیز شناخته می‌شود. این متابولیت توسط فوزاریوم گرامیناروم (Fusarium graminearum) ایجاد می‌شود. این کپک معمولاً در غلاتی مانند گندم، جو و ذرت ایجاد می‌شود.

دئوکسی نیوالنول یکی از انواع رایج مایکوتوکسین در مواد غذایی، به ویژه گندم، است.

بيماري فوزاریوم هد بلایت^[۱] (FHB) که با نام بلایت فوزاریومی سنبله گندم نیز شناخته می‌شود، يكي از مهم‌ترين بيماري‌هاي گندم در مناطق مرطوب و نيمه مرطوب جهان است. این بیماری توسط دئوکسی نیوالنول ایجاد می‌شود و در ايران به صورت اندميك (بومی) در استان‌هاي گلستان و مازندران وجود دارد. فوزاریوم هد بلایت باعث كاهش كمي و كيفي محصول گندم مي‌شود.

آلودگی ناشی از دئوکسی نیوالنول می‌تواند در طول فرآیند کشت رخ دهد. اگر گندم آلوده به کپک فوزاریوم به رژیم غذایی انسان راه پیدا کند، ممکن است علائمی مانند استفراغ، اسهال، درد شکم، سردرد، سرگیجه، تب و مشکلات ایمنی ایجاد کند.

فومونیسین

فومونیزین‌ها (Fumonisin) سمومی هستند که توسط کپک‌های مختلف جنس فوزاریوم (مانند F. moniliforme، F. verticillioides و F. proliferatum) تولید می‌شوند.

آفلاتوکسین‌ها در انسان سرطان‌زا هستند. علاوه براین می‌توانند باعث ایجاد تومورهای کبد و کلیه در جوندگان شوند. مطالعات اکولوژیکی نشان می‌دهد که آفلاتوکسین‌ها ممکن است با  افزایش احتمال ابتلا به سرطان مری مرتبط باشند.

اکراتوکسین A

اکراتوکسین A (Ochratoxin A ) که به اختصار OTA نیز نامیده می‌شود، یک سم قارچی است که توسط کپک‌های خانواده آسپرژیلوس و پنی سیلیوم تولید می‌شود. اکراتوکسین A می‌تواند در نخود و غلات مانند ذرت، گندم، جو و برنج تولید شود. اغلب قارچ‌های آلوده کننده مواد غذایی، زمانی که غذا به درستی پخته می‌شود از بین می‌روند، اما اکراتوکسین A در برابر حرارت مقاوم است. آلودگی توسط این مایکوتوکسین در مواد غذایی عموماً در نتیجه ذخیره‌سازی ضعیف کالاها و روش‌های کشاورزی نامناسب در طول خشک کردن مواد غذایی رخ می‌دهد. OTA باعث سمیت کلیوی و تومورهای کلیوی در انواع گونه‌های جانوری می‌شود. اما اثرات مخرب آن بر سلامت انسان هنوز کاملا مشخص نیست. با این وجود برخی مطالعات نشان داده است که قرار گرفتن در معرض OTA با نفروپاتی اندمیک بالکان^[۲] (BEN) و نفروپاتی بینابینی مزمن^[۳] (CIN) و همچنین سایر بیماری‌های کلیوی در انسان مرتبط است.

زرالنون

مایکوتوکسین زرالنون (Zearalenone) در اثر رشد قارچ فوزاریوم گرامیناروم (Fusarium graminearum) روی محصولات غذایی تولید می‌شود. این کپک در دمای پایین همراه با رطوبت بالا روی غذاها بهتر رشد می‌کند، اگرچه می‌تواند در سایر شرایط آب و هوایی نیز رشد کند. مایکوتوکسین زرالنون سمیت کمی دارد. به همین دلیل هنگامی که حیوانات یا انسان‌ها برای کوتاه مدت در معرض سطوح پایین زیرالنون قرار گیرند، ممکن است علائم قابل مشاهده‌ای وجود نداشته باشد. با این وجود، زمانی که سم در مواد غذایی در سطوح بالا وجود داشته باشد یا فرد برای طولانی مدت در معرض سطوح زرالنون قرار گیرد (حتی سطوح پایین) ممکن است اثرات نامطلوب سلامتی آشکار شود. وجود این مایکوتوکسین در مواد غذایی و مصرف آن می‌تواند سبب اختلال در تعادل هورمونی بدن و بروز بیماری‌های متعدد دستگاه تناسلی مانند سرطان پروستات، تخمدان، دهانه رحم یا سرطان سینه شود.

چه آزمایش‌هایی برای بررسی مایکوتوکسین در مواد غذایی انجام می‌شود؟

جهت بررسی وجود یا عدم وجود مایکوتوکسین در مواد غذایی اغلب از تکنیک‌های کروماتوگرافی^[۴]، روش‌های مبتنی بر ایمونواسی^[۵] یا آزمایش‌های غربالگری نوار سریع^[۶] استفاده می‌شود. در ادامه این مطلب روش‌های مورد استفاده و تکنیک‌های نوآورانه‌ای که برای تشخیص و تجزیه و تحلیل مایکوتوکسین‌ها در انواع غذاها استفاده می‌شود را به صورت اجمالی مرور خواهیم کرد.

تکنیک‌های کروماتوگرافی

کروماتوگرافی را می‌توان روش مرسوم بررسی مایکوتوکسین در مواد غذایی محسوب کرد.

کروماتوگرافی (Chromatography)  فرآیندی برای جداسازی اجزای یک مخلوط است. برای شروع این فرآیند، مخلوط در ماده‌ای به نام فاز متحرک (mobile phase) حل می‌شود و از طریق ماده دومی به نام فاز ساکن (stationary phase) عبور می‌کند.

اجزای مختلف مخلوط با سرعت‌های مختلف در فاز ساکن حرکت می‌کنند. در نتیجه از یکدیگر جدا و قابل تشخیص می‌شوند. جهت بررسی مایکوتوکسین در مواد غذایی ممکن است انواع مختلفی از تکنیک‌های کروماتوگرافی از جمله کروماتوگرافی لایه نازک^[۷]، کروماتوگرافی مایع^[۸] و یا کروماتوگرافی فاز گاز^[۹] استفاده شود.

تکنیک‌های ایمونوشیمیایی

یکی دیگر از روش‌هایی که جهت بررسی مایکوتوکسین در مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، تکنیک‌های ایمونوشیمیایی است.

روش‌های مبتنی بر تکنیک‌های ایمونوشیمیایی اغلب این مزیت را دارند که نیازی به هیچ مرحله پاکسازی یا غنی‌سازی آنالیت ندارند. پرکاربردترین این روش‌ها استفاده از تکنیک الایزا (ELISA) است.

از مزایای آزمایشات الایزا می‌توان به سرعت، سهولت کار و حساسیت و توان بالا اشاره کرد. کیت‌های تست ELISA به صورت تجاری برای اکثر مایکوتوکسین‌های اصلی در دسترس هستند.

لازم به ذکر است که روش‌های بررسی مایکوتوکسین در مواد غذایی امروزه به سرعت روبه افزایش است. اما بسیاری از آن‌ها هنوز دقت و حساسیت روش‌های مرسوم ذکر شده را ندارند.

۴ چالش بزرگ در بررسی مایکوتوکسین در مواد غذایی

همانطور که خواندید بررسی مایکوتوکسین‌ها یکی از موارد مهم در فراوری و تهیه مواد غذایی است. با این وجود، آزمایش مایکوتوکسین در مواد غذایی چالش‌هایی را برای آزمایشگاه‌ها ایجاد می‌کند که در ادامه قصد داریم به مرور آن‌ها بپردازیم.

۱. ماتریس پیچیده

ماتریس‌های پیچیده را می‌توان یکی از چالش‌برانگیزترین موارد در تجزیه و تحلیل مایکوتوکسین‌ها به شمار برد. ماتریس‌ مواد غذایی در واقع به اجزای مغذی و غیر مغذی غذاها و روابط مولکولی آن‌ها، یعنی پیوندهای شیمیایی، گفته می‌شود. مایکوتوکسین‌ها ممکن است در غذاهای مختلف از جمله غلات، آجیل، قهوه و محصولات لبنی وجود داشته باشند. برخی از این مواد غذایی مانند ادویه‌‌ها دارای ماتریس‌های پیچیده‌ای هستند که تشخیص مایکوتوکسین را در بین پیوندهای شیمیایی مختلف دشوار می‌کند.

۲. پراکندگی در نمونه

مشکل دیگر در بررسی مایکوتوکسین‌ها این است که  این مواد اغلب به طور نابرابر در یک ماده غذایی توزیع می‌شوند. به این معنا که برخی قسمت‌های یک ماده غذایی ممکن است دارای غلطت بالایی ازمایکوتوکسین باشد، در حالی که سایر قسمت‌ها حاوی مایکوتوکسین نیستند. بنابراین نمونه گیری صحیح از مواد غذایی از اهمیت بالایی برخوردار است.

۳. تنوع مایکوتوکسین در مواد غذایی

در حال حاضر بیش از ۳۰۰ نوع مایکوتوکسین شناخته شده است و ممکن است چندین نوع مایکوتوکسین به‌طور همزمان در یک ماده غذایی وجود داشته باشد. این موضوع یکی از مشکلات مهم در بررسی مایکوتوکسین در مواد غذایی به شمار می‌رود. بنابراین گاهی اوقات آزمایش غذا برای یک مایکوتوکسین کافی نیست.

۴. مایکوتوکسین ماسک شده

مایکوتوکسین‌های ماسک شده (Masked mycotoxins) به مشتقات مایکوتوکسین گفته می‌شود که ساختار آن‌ها در گیاهان تغییر کرده است. از آنجایی که ساختار شیمیایی مایکوتوکسین‌های ماسک شده، تغییر یافته است، تجزیه و تحلیل آن‌ها در مواد غذایی پیچیده‌تر خواهد بود.

جمع‌بندی

همانطور که در این مطلب گفته شد، مایکوتوکسین‌ها در واقع متابولیت‌های سمی کپک‌ها در مواد غذایی هستند که می‌توانند آسیب‌های جدی را برای سلامت انسان‌ها به همراه داشته باشند. به همین دلیل بررسی مایکوتوکسین در مواد غذایی از اهمیت بالایی برخوردار بوده و بخشی جدایی ناپذیر در صنایع غذایی محسوب می‌شود.

مایکوتوکسین‌ها انواع و گونه‌های مختلفی دارند و تشخیص آن‌ها در مواد غذایی کمی سخت و چالش‌برانگیز است. در این مطلب سعی کردیم مروری اجمالی و مختصر بر موضوع مایکوتوکسین در مواد غذایی داشته باشیم.

امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد. خوشحال می‌شویم اگر در صنایع غذایی مشغول به کار هستید، نظرات و تجربیات خود را در رابطه با این موضوع با ما به اشتراک بگذارید تا دیگر خوانندگان این مطلب نیز از آن بهره مند شوند.

واژه‌نامه