Lời mở đầu 4 1 Tổng quan về mycotoxin 5 1 1 Khái niệm 5 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM ĐỘC TỐ HỌC Đề tài Tìm hiểu về Mycotoxin GVHD Nguyễn Đình Thị Như Nguyện Thành viên th[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM ĐỘC TỐ HỌC Đề tài: Tìm hiểu Mycotoxin GVHD: Nguyễn Đình Thị Như Nguyện Thành viên thực hiện: Nguyễn Nhật Lâm Hào 2005210115 Lê Thị Anh Thư 2005211032 TP HCM, tháng năm 2023 Lời mở đầu Tổng quan mycotoxin 1.1 Khái niệm .5 1.2 Lịch sử phát mycotoxin .5 Phân loại 2.1 Bản chất hóa học 2.2 Tác nhân tổng hợp mycotoxin 2.3 Bệnh lý mycotoxin gây Độc tính .8 Cơ chế tác động mycotoxin .10 Sự sinh tổng hợp mycotoxin nấm mốc 11 5.1 Các nấm mốc điển hình sinh độc tố .11 5.2 Điều kiện phát triển tổng hợp mycotoxin nấm mốc 15 5.2.1 Hoạt độ nước (aw) 15 5.2.2 Nhiệt độ 16 5.2.3 Mơi trường khí điều tiết 16 5.2.4 Chất bảo quản 17 5.2.5 Phối hợp yếu tố 17 Một số mycotoxin điển hình .17 6.1 Aflatoxin 17 6.1.1 Khái quát 17 6.1.2 Cấu trúc aflatoxin .18 6.1.3 Nấm mốc tổng hợp aflatoxin .19 6.1.4 Độc tính aflatoxin .19 6.1.5 Hạn chế nhiễm aflatoxin .20 6.2 Ochratoxin .20 6.2.1 Cấu trúc .21 6.2.2 Nấm mốc tổng hợp OTA 21 6.2.3 Độc tính .21 6.2.4 Hạn chế nhiễm ochratoxin 21 6.3 Patulin (clavaxin) .22 6.3.1 Cấu trúc 22 6.3.2 Nấm mốc tổng hợp patulin .22 6.3.3 Độc tính 22 6.3.4 Hạn chế nhiễm patulin 22 6.4 Trichothecen 23 6.4.1 Cấu trúc .23 6.4.2.Nấm mốc tổng hợp trichothecen 23 6.4.3 Độc tính 24 6.4.4.Triệu chứng nhiễm trichothecen 25 6.4.5 Phương pháp phân tích 26 6.4.6, Loại trừ độc tố 26 6.5 Fumonisin 27 6.5.1.Cấu trúc .27 6.5.2 Nấm mốc tổng hợp fumonisin 27 6.5.3 Độc tính 28 6.5.4 Hạn chế nhiễm độc 29 Biện pháp phòng ngừa 30 Thực trạng 31 Kết luận 33 Tài liệu tham khảo 34 Lời mở đầu Lương thực, thực phẩm, đặc biệt loại nơng sản như: thóc, gạo, ngơ, khoai, sắn, đậu, … nguồn lượng ni sống lồi người Vì thế, việc nghiên cứu để nâng cao chất lượng nông sản vấn đề giới đặc biệt quan tâm Việc nâng cao chất lượng nông sản bao gồm kỹ thuật bảo quản, giữ gìn giá trị dinh dưỡng, ngăn chặn chất độc hại gây nhiễm nơng sản đồng thời chế biến nơng sản thành sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Nước ta nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển Do hoạt động mạnh mẽ vi sinh vật có hại gây tổn thất lớn cho nơng sản, tổn thất gây nên nấm mốc chiếm phần đáng kể Ngoài việc gây tổn thất chất lượng cho nơng sản, nấm mốc cịn sinh độc tố nguy hiểm ảnh hưởng đến sức khỏe người động vật Nấm mốc phát triển lương thực không sử dụng chất dinh dưỡng nông sản, mà phần lớn độc tố nấm mốc sản sinh gây tác hại lớn cho người động vật tiêu thụ Chính việc tìm hiểu đánh giá tác hại loại độc tố đóng vai trị quan trọng việc phòng chống độc tố từ nấm mốc Với tầm quan trọng ý nghĩa thực tiễn nêu trên, nhóm chúng em xin chọn đề tài “Độc tố mycotoxin thực phẩm” Qua đề tài mục đích nhằm tìm hiểu loại độc tố nấm mốc, đặc biệt độc tố mycotoxin Biết loại mycotoxin điển hình, tác hại ảnh hưởng chất độc mycotoxin, chế hoạt động thực trạng bị ngộ độc mycotoxin Từ đưa biện pháp phòng ngừa nhiễm độc loại độc tố Tổng quan mycotoxin 1.1 Khái niệm Mycotoxin hợp chất trao đổi bậc hai số loại nấm mốc có khả gây bệnh chết người động vật qua đường tiêu hóa, hơ hấp tiếp xúc Điểm mấu chốt mycotoxin chúng gây hại nồng độ thấp 1.2 Lịch sử phát mycotoxin Mycotoxin phát từ sớm đầu thập niên 60 Từ phát aflatoxin khoảng 15 năm sau người ta phatshieenj thêm loại mycotoxin khác ảnh hưởng xấu đến sức koer suất gia súc gia cầm Ngày số ngày tăng thêm lên đến 300 loại độc tố mycotoxin Aflatoxin phát bệnh gà Thỗ Nhĩ Kỳ Sau hàng loạt vật ni khác phát nhiễm aflatoxin bao gồm: chuột, lợn, chó, thỏ, … Năm 1960, dịch lợn xảy làm chết 10 vạn gà 3-6 tuần tuối miền đông nam nước Anh với triệu chứng biếng ăn, xã cánh, xù lông, chết sau tuần Hàng loạt dịch nhiễm aflatoxin bùng phát tiêu thụ sắn củ bị mốc Uganda, gạo bị mốc Đài Loan năm 1967, Ấn Độ năm 1975, Kenya năm 1982 Phân loại Có loại mycotoxins, nhóm mycotoxin thường xuyên xuất thực phẩm: deoxynivalenol/nivalenol; zearalenone; ochratoxin, fumonisins; aflatoxin Mycotoxin Nền mẫu Nguồn nấm Fusarium graminearum deoxynivalenol/ nivalenol Lúa mì, ngơ, lúa mạch Fusarium crookwellense Fusarium culmorum zearalenone Ngơ, lúa mỳ F graminearum Tác hại tiêu hóa Gây độc Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc Độc hại độc vật lợn Được tổ chức ung thư giới IARC xếp vào chất có khả gây F culmorum F crookwellense ochratoxin A Lúa mạch, lúa mì loại nơng sản khác Aspergillus ochraceus Penicillium verrucosum Fusarium moniliforme số loại không phổ biến fumonisin B1 Bắp aflatoxin B1, B2 Ngô, loại đậu loại thực phẩm khác Aspergillus flavus aflatoxin B1, B2, G1, G2 Ngô, loại đậu Aspergillus parasiticus ung thư người Ảnh hưởng đến khả sinh sản lợn IARC nghi ngờ chất gây ung thư Chất gây ung thư cho động vật phịng thí nghiệm lợn IARc nghi ngờ chất gây ung thư Có độc lợn gia cầm Gây bệnh eucoencephalomalacia (ELEM), bệnh gây tử vong ngựa Aflatoxin B1 hỗn hợp tự nhiên aflatoxin xác định chất gây ung thư cho người IARC Ngồi cịn có tác dụng phụ loài vật khác đặc biệt gà Bảng 1: Độc tố mycotoxin ngũ cốc hạt giống Có thể phân loại mycotoxin theo chất tác nhân hóa học, theo tác nhân tổng hợp mycotoxin theo bệnh lý mycotoxin gây 2.1 Bản chất hóa học Các chất kháng sinh Các chất gốc peptid Dẫn xuất dicetopiperazin Các cyclopenin Các họ penicilin Các hợp chất loại quinone Dẫn xuất antraquinon Các chất có nhân piron Các hợp chất loại terpen Các hợp chất khác 2.2 Tác nhân tổng hợp mycotoxin Độc tố Aspergillus Flavus tổng hợp Độc tố Aspergillus khác Độc tố Penicilium Độc tố Stachybotrys Độc tố loài nấm khác 2.3 Bệnh lý mycotoxin gây Mycotoxin gây hội chứng ung thư, nhiễm độc gan: aflatoxin, ochratoxin, islanditoxin Mycotoxin gây nhiễm độc thận: citrinin, ochratoxin Mycotoxin gây hội chứng nhiễm độc tim: axit penicilic Mycotoxin gây nhiễm độc thần kinh: clavacin Mycotoxin gây sẩy thai, động đực: zeralenon Mycotoxin gây xuất huyết Phân loại mycotoxin theo bệnh lý thường khơng xác độc tố gây nên nhiều hội chứng khác nhau, ngược lại hội chứng co thể nhiều độc tố gây nên Độc tính Sự nhiễm nấm mốc nơng sản thực phẩm gây máu, tiêu hao nguyên liệu/ sản phẩm suốt dây chuyền sản xuất sản phẩm Đặc biệt nghiêm trọng hơn, nhiễm nấm mốc co khả tổng hợp mycotoxin nông sảnthực phẩm làm nhiễm độc, chuỗi thực phẩm gây vấn đề nghiêm trọng cho sức khỏe vật nuôi, người tiêu dùng Theo đánh giá FAO năm 1996, hàng năm có 25% nơng sản bị nhiễm nấm mốc Hiện nay, báo cáo cho thấy không loại mà đồng thời nhiều loại mycotoxin aflatoxin B fumonisin hay ochratoxin phát nông sản thực phẩm Mycotoxin gây ngộ độc cấp độ khác nhau: cấp tính hay trường diễn Sự nhiễm độc cấp tính mycotoxin gây nên nhiều đợt dịch bệnh kèm theo tỉ lệ tử vong cao Trong Chiến tranh giới thứ hai, tình trạng đói kém, người Nga buộc phải ăn gạo cịn sót lại đồng ruộng Hàng ngàn người bị nhiễm độc, có làng hồn tồn bị xóa sổ nhiễm độc tố T-2 nấm mốc Fusarium sprotrichioides phát triển hạt lúa ướt ruộng Dịch “độc tố nấm mốc đỏ” xảy vùng nông thôn Nhật Bản vào năm 195-, Ấn Độ vào năm 1987 nhiễm độc tố DON khiến hàng ngàn người bị nhiễm chết Riêng Trung Quốc, 10000 ca nhiễm độc tố cấp tính phát vòng 20 nưm số thống kê chưa bao gồm số liệu vùng nơng thơn Bên cạnh nhiễm độc cấp tính, mycotoxin gây nên bệnh lý khác ăn phải thức ăn có độc tố thời gian dài Tùy vào chất loại, mycotoxin gây độc cho hệ thống khác thể gan, thận, hệ thần kinh, hệ tiêu hóa động vật tiêu thụ sản phẩm nhiễm độc tố nấm mốc (bảng 2) Độc tố Aflatoxin Nấm mốc sinh mycotoxin điểm hình A flavus Isladitoxin A.isladicum Cơ chất Hạt có dầu, bột Gạo, lúa, Hội chứng chủ yếu Nhiễm độc gan Nhiễm Động vật cảm thụ Lợn>trâu>bò>vịt>gà Người, cá Người Ochratoxin A.ochraceus Citrinin P.citrinum Axit penicilic Clavacin P.cyclopium Zearalenone Fusarium spp F.graminearu m Sierpen F.nivale T.viride Các hợp chất gốc quinon A.clavatus miến Các loại hạt, gạo, lạc Lạc, gạo, ngô, loại hạt khác Ngũ cốc Ngũ cốc, hạt ủ mầm Ngô loại thực phẩm Các sản phẩm dạng hạt độc gan Ung thư, nhiễm độc gan Nhiễm độc thận Nhiễm độc tim Nhiễm độc thần kinh Gây sẩy thai Đi ngoài, nhiễm độc dày Xuất huyết Gà, lợn, người Lợn Trâu, bò, người, gia cầm Lợn, gia cầm Gia súc A.fumigatus Các sản Gia súc, gia cầm A.glacus phẩm Penicillium ngũ cốc, spp nước Bảng 2: Một số hậu nhiễm độc mycotoxin điển hình gây nên Những bệnh mycotoxin gây nên trước tiên thể tổn thương gan thận Có thể quan sát xuất u gan, thối hóa tế bào nhu mơ gan, xơ hóa tăng sinh ống dẫn mật động vật hấp thu độc tố Ngồi ra, nhận thấy có triệu chứng tăng ure huyết, albumin niệu viêm cầu thận Một số mycotoxin có tính độc tim Nhiều tổn thương liên quan tới mycotoxin gây hội chứng chảy máu, triệu chứng ngưng kết hồng cầu tượng tiêu máu nguy hiểm thường gặp động vật người bị nhiễm độc tố nấm mốc Mycotoxin cịn làm suy yếu hệ thống miễn dịch thể Nhiều mycotoxin aflatoxin, ochratoxin, funomisin chất gây biến dị, gây hội chứng ung thư qi thai Ngồi ra, mycotoxin cịn gây cân chuyển hóa thức ăn giảm tỉ lệ sinh sản vật ni Bên cạnh đó, dẫn xuất mycotoxin thường độc đối vơi hệ thần kinh gây tổn hại hệ thống gây nhiều hội chứng khác bệnh ngồi da, chứng tăng sừng hóa, tác động gây động đực, sẩy thai Ngoài tác động trực tiếp, mycotoxin cịn có khả gây hội chứng gián tiếp ức chế vitamin, ăn không ngon miệng, biến đổi chất khác thành chất độc Tuy nhiên, bệnh mycotoxin gây nên khơng có tính di truyền, không lây nhiễm, không gây nhiễm trùng Cơ chế tác động mycotoxin Các mycotoxin khác tác động đến thể the cách thức khác Tuy nhiên, nhìn chung mycotoxin có tác dụng làm ức chế làm biến đổi trình trao đổi chất theo cách sau đây: - Ảnh hưởng ức chế trình hình thành tế bào - Ảnh hưởng tới q trình phosphoryl hóa, ức chế chuỗi hô hấp - Tạo cầu kim loại, làm thiếu hụt kim loại cần thiết cho sinh vật ảnh hưởng tới hệ thống enzyme thể - Ảnh hưởng tới mức độ chép thông tin di truyền tổng hợp enzyme, AND Sự sinh tổng hợp mycotoxin nấm mốc 5.1 Các nấm mốc điển hình sinh độc tố Có đến 30-40% số nấm mốc phân loại sản sinh độc tố với liều lượng độc tính khác Nhiều loại nấm khác sinh loại độc tố Ví dụ trường hợp clavacin: có đến 10 lồi nấm mốc sản sinh loại độc tố này, bao gồm Asspergillus clavatus, A giganteus, A tereus, Penicillium urtace, P griseofultum, P expansum, P claviforme, P divergens, … Một lồi nấm sản sinh loại độc tố khác tùy thuộc vào điều kiện môi trường chất Ví dụ, A fumogatus tổng hợp nhiều độc tố khác fumigatin, gliotoxin, axit henvoic, fumagilin… Trong phạm vi lồi, có số chủng có khả sinh sản độc tố Hơn nữa, chủng khẳng định có khả sinh mycotoxin, mycotoxin tổng hợp chất định Mycotoxin Acetoxyscirpenediol Nấm mốc Fusarum moniliforme, F equiseti, F oxysporum, F 6.1.4 Độc tính aflatoxin Các triệu chứng nhiễm độc aflatoxin nghiên cứu thông qua vụ nhiễm độc tự nhiên qua thử nghiệm phịng thí nghiêm động vật Sự nhiễm độc aflatoxin thể qua hàng lọat triệu chứng cấp tính mãn tính Sự nhiễm độc mãn tính aflatoxin có tính di truyền theo ba kiểu: gây ung thư, quái thai gây đột biến Hậu việc nhiễm aflatoxm phụ thuộc nhiều yếu tố tuổi, giới tính, lồi, tình trạng dinh dưỡng, mức tần suất tiếp xúc LD50 khác tùy theo loài: 0,5 m g/kg cho vịt con, 60 mg/kg chuột nhắt Chuột, gia cầm, cá (hồi) nhạy cảm aflatoxin Ngược lại, cừu, chuột cống, lợn lại có khả chịu aflatoxin với liều cao Nhiễm độc cấp tính aflatoxin làm chết vật bị nhiễm Mức độ nhiễm độc aflatoxin thay đổi theo thời gian tùy vào tính mẫn cảm vật thí nghiệm Gan vật bị nhiễm độc aflatoxin có màu nhợt sưng to Có thể có hoại tử mô gan, chảy máu số gia cầm Ở mức độ nhẹ hơn, quan sát thấy tượng tụ máu phổi tăng sinh tế bào tế bào biểu mô ống dẫn mật Những rối loạn nhiễm độc mãn tính aflatoxin thể chán ăn, chậm lớn, sụt cân Nhưng rối loạn lớn xảy gan Người ta tìm thấy chứng mối liên quan việc nhiễm alflatoxm ung thư gan tiền phát, bệnh gây tử vong cao khu vực Châu Á Châu Phi Ngoài u gan, aflatoxin gây tổn thương quan khác Mức độ nhạy cảm với aflatoxin tuỳ vào tình trạng sinh lý thể nhiễm aflatoxin Con vật non khả mẫn cảm với tác nhân ung thư cao: cần cho tiếp xúc 2-3 tuần với liều lượng 0,2 - 0,5 mg aflatoxin, khả hình thành khối u nhỏ gan kéo đến 12 - 18 tháng Aflatoxin B1 độc tố quan trọng vả chất gây ung thư nguy hiểm số aflatoxin Aflatoxin B1 cảm ứng tạo khối u gan, thận, dày hệ thống thần kinh 6.1.5 Hạn chế nhiễm aflatoxin Để hạn chế kiểm sốt aflatoxm cơng nghệ sau thu hoạch nhiều biện pháp hạn chế giảm bớt hàm lượng aflatoxin cho nông sản bảo quản áp dụng xử lý nhiệt với nuối amoni, monomethylamin, natri hydroxyt, natri hypoclorit, H20, Các nghiên cứu chứng minh sử dụng khí biến đổi có khả kiểm sốt hàm lượng aflatoxin: CO tăng từ 0,5 % (khơng khí) tới 100%, oxy giảm từ % xuống l% làm giảm tạo thành aflatoxin Khả ức chế tạo thánh aflatoxin CO2 thể 15°C rõ so với 30°C Việc giảm aw từ 0,99 tới 0,85 làm giảm tổng hợp aflatoxin Bên cạnh đó, biện pháp kiểm sốt sinh học aflatoxin hứa hẹn, bao gồm từ việc tạo giống trồng, vật nuôi kháng nấm đụng thuốc bảo vệ thực vật kháng nấm đồng ruộng, sau biện pháp công nghệ gen nhằm vô hoạt gen sinh độc tố nấm mốc Theo cách tiếp cận này, phát triển việc sử dụng chế phẩm enzyrcumethyl transferase để phân giải tiền aflatoxin By tạo giống nấm mốc cạch tranh với nấm mốc sinh aflatoxin B1bằng cách loại bỏ gen sinh độc tố chủng gốc đưa chứng trở lại ổ sinh thái canh tranh với chủng nấm hoang dại sinh độc tố tạo vật nuôi, trồng với cơng nghệ tái tổ hợp ADN có gắn gen kháng nấm 6.2 Ochratoxin Có thể tìm thấy ochratoxin ngô, lúa mỳ, lúa mạch, bột mỳ, gạo, đậu đỗ, hạt cà phê thức ăn gia súc hỗn hợp khác Các nghiên cứu Pháp Châu Âu cho thấy mẫu thực phẩm chứa OTA nồng độ vượt 10 ppb, lớn 10 lần ngưỡng an toàn Từ năm 1996, nhiều tác giả công bố phát OTA nhiều sản phẩm khác nho, số ngũ cốc, cà phê Mới đây, nghiên cứu nhà khoa học Pháp cho thấy số 450 mẫu rượu nho Châu Âu, vang đỏ phát nhiễm OTA nhiều so với vang trắng hay vang hồng Ngoài ra, nhiễm OTA phụ thuộc nhiều vào xuất xứ địa lý nguyên liệu 6.2.1 Cấu trúc Ochratoxin độc tố phổ biến bên cạnh mycotoxin khác aflatoxin ochratoxin A, B c dẫn xuất chúng Về câu tạo hoá học OTA hợp chất izocoumarin liên kết với nhóm A-phenylalanin Độc tính ochratoxin khác liên quan tới việc nhóm hydroxyl phenol tách khó hay đễ 6.2.2 Nấm mốc tổng hợp OTA Các chủng nấm mốc có khả tổng hợp OTA chưa xác định Nhưng nghiên cứu OTA cho thấy chủng nấm mốc khác đối tượng khác nhau, thuộc vào giống nấm mốc phổ biến Aspergillus Penicillium; ví dụ chủng gặp phổ biến lương thực thực phẩm Aspergillus carbonarius Aspergillus ochraceus Các nghiên cứu rằng, phát triển nấm mốc sinh OTA khác việc hình thành OTA từ chúng phụ thuộc khác vào nhiệt độ, độ ẩm, hoạt độ nước sản phẩm, chất sản phẩm Các chủng sinh OTA khác theo khu vực địa lý, khí hậu chất sản phẩm bị