tổng quan về độc tố mycotoxin trong thực phẩm

Nấm mốc phát triển trên lương thực không những sử dụng các chất dinh dưỡng của hạt như : protein, carbohydate, lipid và các vitamin, mà phần lớn các loại độc tố do nấm mốc sản sinh ra đề

Trang 1

SVTH: Nguyễn Văn Phước Lớp: 07CSH

Lời cảm ơn Qua thời gian thực hiện nhiệm vụ làm đề tài tốt nghiệp, em đã hoàn thành tốt nội dung đề tài tốt nghiệp của mình Qua đây em xin chân thành gửi lời cảm ơn của mình

Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy cô trường ĐH Kỹ thuật công nghệ Tp.HCM và sự nhiệt tình, tâm huyết giảng dạy của Thầy cô trong khoa Môi trường và Công nghệ sinh học Đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong quá trình theo học tại trường

Em xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Văn Thành và thầy Phạm Minh Nhựt

đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ, chỉ bảo tận tình thông qua việc đóng góp ý kiến

và cung cấp tài liệu cho em hoàn thành bài báo cáo trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình

Do hạn chế về thời gian và kiến thức nên bài báo cáo đề tài tốt nghiệp của em không tránh khởi những sai sót, xin quý Thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến

Kính chúc quý Thầy cô luôn luôn dồi dào sức khỏe để tiếp tục công việc đào tạo những thế hệ sau tốt hơn, xuất sắc hơn và luôn tâm huyết với nghề Lời chào thân thiện và hạnh phúc!

Thành phố Hồ Chí Minh tháng 07 năm 2010

Sinh viên

Nguyễn Văn Phước

Trang 2

Danh mục hình ảnh

Trang

Hình 2.1: Vi khuẩn Staphylococcus aureus 3

Hình 2.2: Hoạt tính siêu kháng nguyên 6

Hình 2.3: Vi khuẩn Clostridium botulinum 9

Hình 2.4: Cấu trúc phân tử botulin 10

Hình 2.5: Cơ chế hoạt động của độc tố botulin 11

Hình 2.6: Cấu trúc hoá học của một số loại mycotoxin 13

Hình 2.7: Nấm mốc A flavus 19

Hình 2.8: Nấm mốc A parasiticus 19

Hình 2.9: Ngô bị nhiễm mốc Afatoxin 20

Hình 2.10: Cấu trúc hoá học của một số loại Aflatoxin 21

Hình 2.11: Cấu trúc hoá học OTA 25

Hình 2.12: Cấu trúc Patulin 28

Hình 2.13: Nấm mốc A clavatus 29

Hình 2.14: Nấm mốc Fumonisin nhiễm trên ngô 30

Hình 2.15: Cấu trúc Fumonisin 30

Hình 2.16: Tóm tắt sơ đồ biến dưỡng sphingolipid thể hiện sự ức chế của enzyme ceramide synthase (X) bởi fumonisin 32

Hình 3.1: Các dòng nấm mốc sinh độc tố và không sinh độc tố 37

Hình 3.2: Phương pháp ELISA gián tiếp 39

Hình 3.3: Kháng nguyên gắn với kháng thể 41

Hình 3.4: Phương pháp ELISA cạnh tranh 42

Hình 3.5: Phương pháp sắc kí lỏng cao áp 43

Hình 3.6: Phương pháp sắc ký miễn dịch dòng chảy bên (LTF) 45

Trang 3

Danh mục từ viết tắt MHC: Major Histocompatibility Complex

TSST-1: Toxic shock syndrome toxin-1

TNF : Tumor necrosis factor

TLC: Thin layer chromato graphi

HPLC: High ferformane liquid chromatorgaphy

Trang 4

Tài liệu tham khảo

1 Lê Ngọc Tú Độc tố học và an toàn thực phẩm, NXB khoa học kĩ thuật

2 Infect, Immun 63(12):4738-4743 endocarditis clumping factor in pathogenesis

of experimental Role of Staphylococcus aureus coagulase and 1995 P Moreillon,

JM Entenza, P Francioli, et al

3 R Russell M Paterson Micoteca da Universidade do Minho, Centro de Engenharia Biolo ´ gica, Campus de Gualtar, 4710-057 Braga, Portugal Received

11 November 2004; accepted 27 April 2005

4 Ellen C Hopmans, Department of Food Science &Technology

5 Robert R M Paterson and Nelson Lima IBB-Institute for Biotechnology and Bioengineering, Universidade do Minho, Portugal

Trang 5

1 Đầu đề khoá luận tốt nghiệp:

TỔNG QUAN VỀ ĐỘC TỐ MYCOTOXIN TRONG THỰC PHẨM

2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

 Độc tố Staphylococcus aureus

 Độc tố Botulin

 Các mycotoxin điển hình: Aflatoxin Ochratoxin, Patulin, Fumonisin

 Độc tính và cơ chế tác dụng Aflatoxin, Ochratoxin, Patulin, Fumonisin

 Các phương pháp phát hiện

…

3 Ngày giao khóa luận tốt nghiệp: 05/04/2010

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/07/2010

5 Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn:

Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ môn

Ngày tháng năm 2010

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ):

Đơn vị:

Ngày bảo vệ:

Điểm tổng kết:

Nơi lưu trữ Đồ án tốt nghiệp:

-

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHOA: MT và CNSH

BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN VĂN PHƯỚC MSSV: 207111038

NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC LỚP: 07CSH

Trang 6

SVTH: Nguyễn Văn Phước i Lớp: 07CSH

Mục lục

Trang

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh mục hình ảnh iii

Danh mục từ viết tắt iv

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC ĐÍCH 1

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC TỐ MYCOTOXIN TRONG THỰC PHẨM 3

2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC TỐ VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM 3

2.1.1 Độc tố Staphylococcus aureus 3

2.1.1.1 Đặc điểm vi khuẩn Staphylococcus aureus 3

2.1.1.2 Độc tố 3

2.1.1.3 Khả năng gây bệnh 7

2.1.1.4 Các thực phẩm liên quan 8

2.1.1.5 Biện pháp phòng ngừa 8

2.1.2 Độc tố botulin 8

2.1.2.1 Đặc điểm vi khuẩn Clostridium botulinum 8

2.1.2.2 Độc tố Botulin 9

2.1.2.3 Khả năng gây bệnh 11

2.1.2.4 Các thực phẩm liên quan 11

2.1.2.5 Biện pháp phòng ngừa 11

2.2 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘC TỐ MYCOTOXIN TRONG THỰC PHẨM 12

2.2.1 Lịch sử phát hiện mycotoxin 12

2.2.2 Khái niệm mycotoxin 12

2.2.3 Phân loại 13

2.2.3.1 Theo bản chất hoá học 14

Trang 7

2.2.3.2 Theo nấm mốc 14

2.2.3.3 Theo bệnh lý 14

2.2.4 Điều kiện phát triển và tổng hợp mycotoxin của nấm mốc 15

2.2.5 Độc tính mycotoxin 17

2.2.6 Các biện pháp kiểm soát mycotoxin 17

2.3 CÁC MYCOTOXIN ĐIỂN HÌNH 18

2.3.1 Aflatoxin 18

2.3.1.1 Nguồn gốc Aflatoxin 18

2.3.1.2 Cấu trúc của Afatoxin 20

2.3.1.3 Độc tính của Aflatoxin 21

2.3.1.4 Sự chuyển hoá Aflatoxin trong cơ thể 22

2.3.1.5 Biện pháp hạn chế nhiễm aflatoxin 24

2.3.2 Ochratoxin 24

2.3.2.1 Cấu trúc Ochratoxin 25

2.3.2.2 Nấm mốc tổng hợp Ochartoxin 25

2.3.2.3 Độc tính của Ochartoxin 26

2.3.2.4 Cơ chế gây đột biến OTA 26

2.3.2.5 Biện pháp hạn chế nhiễm Ochratoxin 27

2.3.3 Patulin 27

2.3.3.1 Cấu trúc Patulin 27

2.3.3.2 Độc tính Patulin 28

2.3.3.3 Cơ chế gây độc patulin 28

2.3.3.4 Nấm mốc tổng hợp Patulin 28

2.3.3.5 Biện pháp hạn chế nhiễm Patulin 29

2.3.4 Fumonisin 29

2.3.4.1 Cấu trúc Fumonisin 30

2.3.4.2 Độc tính 31

2.3.4.3 Cơ chế tác dụng Fumonisin 31

2.3.4.4 Nấm mốc tổng hợp Fumonisin 33

2.3.4.5 Biện pháp hạn chế nhiễm Fumonisin 33

2.3.5 Tình hình nhiễm mycotoxin trên thế giới và Việt Nam 34

Trang 8

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỘC TỐ MYCOTOXIN 36

3.1 Phương pháp phân tích vi sinh vật 36

3.2 Phương pháp phân tích hoá lý 36

3.2.1 Phương pháp phát hiện nấm dưới đèn UV 36

3.2.2 Xác định các nấm mốc sinh mycotoxin bằng PCR 37

3.2.3 Phương pháp ELISA 38

3.2.4 Phương pháp sắc kí lớp mỏng 42

3.2.5 Phương pháp sắc kí lỏng cao áp 43

3.2.6 Phương pháp sắc ký miễn dịch dòng chảy bên (Lateral Flow Immunochromatography) 44

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46

4.1 KIẾN NGHỊ 46

4.2 KẾT LUẬN 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 9

Trang 10

SVTH: Nguyễn Văn Phước 1 Lớp 07CSH

Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Lương thực, thực phẩm, đặc biệt là các nông sản chính như thóc, gạo, ngô, khoai, sắn, đậu, đỗ và lạc là nguồn năng lượng chính nuôi sống loài người Vì thế, việc nghiên cứu để nâng cao chất lượng nông sản là một vấn đề được các tổ chức quốc tế cũng như các cơ quan khoa học về lương thực thực phẩm của thế giới đặc biệt quan tâm

Việc nâng cao chất lượng nông sản bao gồm các kĩ thuật bảo quản gìn giữ các giá trị dinh dưỡng, ngăn chặn các chất độc hại nhiễm trên các nông sản đó đồng thời chế biến nông sản thành những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao là một trong những phần cần thiết đối với ngành nông nghiệp nước ta

Nước ta là nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, là điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển Do các hoạt động hết sức mạnh mẽ của các vi sinh vật có hại đã gây

ra tổn thất lớn cho nông sản ở giai đoạn sau thu hoạch, trong đó tổn thất gây nên do nấm mốc chiếm một phần đáng kể

Ngoài việc gây tổn thất về lượng cho nông sản nấm mốc còn sinh ra các độc tố đặc biệt nguy hiểm với sức khoẻ con người và động vật Nấm mốc phát triển trên lương thực không những sử dụng các chất dinh dưỡng của hạt như : protein, carbohydate, lipid và các vitamin, mà phần lớn các loại độc tố do nấm mốc sản sinh

ra đều gây ra những tác hại rất lớn cho con người và động vật tiêu thụ Những độc tố

do nấm mốc sinh ra phần lớn gây ra ung thư đối với động vật và con người Chính vì thế, việc tìm hiểu và đánh giá đúng tác hại của từng loại độc tố đóng vai trò quan trọng trong việc phòng chóng độc tố nấm mốc Với tầm quan trọng và ý nghĩa thực tiễn nêu trên và được sự chấp nhận của Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, chúng tôi thực hiện đề tài “Tổng quan về độc tố Mycotoxin trong thực phẩm.”

Trang 11

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Tìm hiểu một số loại vi khuẩn gây bệnh trong thực phẩm gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người và các biện pháp phòng ngừa ngăn chặn sự xâm nhập của chúng vào thực phẩm

Tìm hiểu một số loại mycotoxin điển hình như: Aflatoxin, Fumonisin, Ochratoxin, Patulin và các biện pháp kiểm soát mycotoxin

Trang 12

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỘC TỐ MYCOTOXIN

TRONG THỰC PHẨM 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC TỐ VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM

2.1.1 Độc tố do Staphylococcus aureus

2.1.1.1 Đặc điểm vi khuẩn

Tụ cầu khuẩn (Staphylococcus) có hình cầu, đường kính khoảng từ 0,8 – 1,5

µm, Gram dương, không di động, không sinh nha bào, một số chủng có giáp mô, sắp xếp không có thứ tự nhất định, thường tụ lại thành đám

Vi khuẩn Staphylococcus aureus có mặt khắp nơi trong không khí, nước, niêm mạc mũi, họng, bàn tay Tốc độ phát triển và khả năng sinh độc tố S aureus phụ

thuộc vào điều kiện môi trường, nhiệt độ độ ẩm Đây là loại vi khuẩn kỵ khí tuỳ nghi, chịu được nồng độ muối và đường cao Khi có sự cạnh tranh của các vi khuẩn khác thì tụ cầu khuẩn này chỉ phát triển mà không sinh độc tố Còn trong môi trường cạnh tranh yếu như thức ăn đã nấu chín kỹ thì tụ cầu khuẩn lại phát triển và sinh độc tố mạnh

Vi khuẩn S aureus bị tiêu diệt ở 80 – 850C sau 20 – 25 phút, nhưng độc tố của

tụ cầu khuẩn này rất bền với nhiệt độ, các enzyme phân giải protein chịu được môi trường acid Để phá huỷ độc tố này phải đun sôi ít nhất 2h

Hình 2.1: Vi khuẩn Staphylococcus aureus

2.1.1.2 Độc tố

Trang 13

Trên lâm sàng việc phân biệt các chủng tụ cầu có khả năng gây bệnh và không gây bệnh thường dựa vào sự hiện diện của enzyme Coagulase Enzyme này gắn với prothrombin trong huyết tương và hoạt hóa quá trình sinh fibrin từ tiền chất

fibrinogen Enzyme này cùng với yếu tố kết cụm (clumping factor), một enzyme vách

vi khuẩn, giúp tụ cầu vàng tạo kết tủa fibrin trên bề mặt của nó Tính chất này là yếu

tố sinh bệnh cực kỳ quan trọng và yếu tố cũng đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán

Ngoài coagulase và yếu tố kết cụm, tụ cầu còn sản xuất một số độc tố quan trọng góp phần tạo nên độc lực mạnh mẽ của chủng vi khuẩn này

a) Exfoliative toxin

Là độc tố phá hủy lớp thượng bì Độc tố này gây tổn thương da tạo các bọng nước Ví dụ điển hình là hội chứng Lyell do tụ cầu

 Cơ chế tác dụng như sau:

- ET gây ra sự phân ly bên trong lớp biểu bì giữa các lớp tế bào sống và chế làm

da phồng lên và làm mất dần đi những lớp biểu bì làm da mất nước và cứ thế tiếp tục nhiễm trùng

- Những độc tố này có khả năng esterase và protease và nó tấn công những prôtêin có chức năng duy trì sự nguyên vẹn của các tế bào biểu bì

- Bệnh thường bắt đầu với sự nhiễm trùng da tại một vị trí xác định nhưng sau

đó vi khuẩn bắt đầu sinh sản độc tố ảnh hưởng đến da trên toàn bộ cơ thể

- Trẻ phát sốt, phát ban và phồng da Phát ban bắt đầu từ miệng lan rộng đến bụng, tay, chân Khi vết phồng bị bể ra thì phát ban kết thúc Lớp da ngoài cùng bị tróc ra và bề mặt trở nên đỏ, đau giống như một vết bỏng

Trang 14

Đặc điểm chính là có vòng cystein ở giữa làm ổn định cấu trúc phân tử và kháng

sự phân giải protein

Có các chuỗi aa, trong đó nhiều nhất là aspartic, glutamic, lysin, tyrosine

 Tính chất

SE là những protein đơn giản, hút ẩm, dễ tan trong nước và nước muối, là những protein cơ bản, độ đẳng điện pI là 7-8,6, trừ SEG và SEH có độ đẳng điện pI tuần tự là 5,6 và 5,7 Độ ẩm cao nhất là 277 nm, cao hơn so với những protein thông thường Dù có một mức độ tương đồng giữa các SE, nhưng vẫn có sự khác nhau giữa các trình tự amino acid làm cho các độc tố có các vị trí kháng nguyên khác nhau (Merlin S Bergdoll, 2000)

SE giàu lysine, acid aspartic, acid glutamid và tyrosine Hầu hết có vòng cystine tạo cấu trúc thích hợp có thể liên quan đến hoạt tính gây nôn Chúng có tính ổn định cao, kháng với hầu hết các enzyme phân hủy protein và vì thế chúng giữ được hoạt tính trong ống tiêu hóa sau khi được ăn vào bụng Chúng còn kháng với chymotrypsine, rennin và papain (Yves Le Loir và ctv, 2003) Đặc biệt, tính bền nhiệt

là một trong những tính chất quan trọng nhất của các SE trong lĩnh vực an toàn thực phẩm Chúng không bị phân hủy ở 100oC trong 30 phút (Trần Linh Thước, 2002), thậm chí ở 121oC trong 28 phút thì những SE vẫn giữ đươc hoạt tính sinh học (khi thí nghiệm trên mèo) (Naomi Balaban và Avraham Rasooly, 2000), tính kháng nhiệt của

SE trong thực phẩm cao hơn so với trong môi trường nuôi cấy (Yves Le Loir và ctv, 2003)

 Hoạt tính của SE

 Hoạt tính siêu kháng nguyên

Hoạt tính siêu kháng nguyên là do tác động trực tiếp của SE với thụ thể kháng nguyên tế bào T và phức hợp hòa màng của tế bào nhận diện kháng nguyên (Yves Le Loir và ctv, 2003)

Sự nhận diện của kháng nguyên là bước đầu tiên trong đáp ứng miễn dịch tế bào

và đó cũng là vấn đề then chốt quyết định mức độ chuyên biệt của đáp ứng miễn dịch Một kháng nguyên thông thường nhận diện được thụ thể tế bào T bằng cách hình

Trang 15

thành những peptide gắn kết với phức hợp hòa màng MHC (Majon Histocompatibility Complex) lớp I hoặc II Chỉ một vài tế bào T có thể nhận diện được một kháng nguyên chuyên biệt trên phức hợp hòa màng của tế bào nhận diện kháng nguyên (Yves Le Loir và ctv, 2003)

Trong khi đó, các độc tố siêu kháng nguyên tác động trực tiếp lên nhiều tế bào T bằng cách nhận diện các chuỗi Vβ chuyên biệt của thụ thể kháng nguyên tế bào T Các độc tố này có thể liên kết chéo với thụ thể kháng nguyên tế bào T và phức hợp tương đồng lớp 2 của tế bào nhận diện kháng nguyên Chính sự liên kết chéo này dẫn đến việc hoạt hóa không chuyên biệt làm tăng nhanh lượng tế bào T và lượng interleukin khổng lồ là những yếu tố có thể liên quan đến cơ chế gây độc của SE (hình 2.2) Do đó các SE có thể hoạt hóa 10% tế bào T của chuột, trong khi những kháng nguyên thông thường kích hoạt ít hơn 1% tế bào T (Merline S Bergdoll, 2000)

Hình 2.2 Hoạt tính siêu kháng nguyên

c) Toxic shock syndrome toxin-1( TSST-1 )

Độc tố shock nhiễm độc thường gặp ở những người phụ nữ có kinh dùng bông băng dày bẩn hoặc những người bị nhiễm trùng vết thương, hay còn gọi là nhiễm trùng huyết Độc tố này khó phân biệt với enterotoxin F của tụ cầu vàng

Trang 16

Trong một số trường hợp nhiễm khuẩn gram âm, các nội độc tố bản chất là polysaccharide kích thích hoạt hóa đại thực bào giải phóng TNF ( Tumor necrosis factor, yếu tố hoại tử u ) và các interleukin 1,2 Các cytokine này tham gia vào cơ chế sốc do nhiễm khuẩn huyết, cách thức gây độc y như nội độc tố LPS

Trong các trường hợp nhiễm độc thức ăn do S.aureus và hội chứng sốc do

nhiễm độc lượng cytokine cao cũng gây ra những triệu chứng nhất định

Trong hội chứng sốc nhiễm độc cũng xuất hiện các triệu chứng như của nhiễm độc do độc tố ruột như:

- Các độc tố ruột hoạt dộng như những chất kích thích phân bào hoạt hóa tất cả các tế bào T biểu hiện một họ gene Vβ (thụ thể của tế bào T)

- Các cytokine do các tế bào T giải phóng ra khi được hoạt hóa bởi các siêu kháng nguyên SE sẽ gây nên nhiều triệu chứng sốt, tiêu chảy, sốc trong nhiễm độc

thức ăn do S.aureus

Trong trường hợp này ngoại độc tố của tụ cầu được gọi là độc tố 1 gây hội chứng sốc, hoạt động như 1 siêu kháng nguyên kích thích các tế bào T hoạt hóa đại thực bào tiết ra nhiều TNF

Các vi khuẩn sống bên trong tế bào thực bào có khả năng hoạt hóa tế bào T dẫn tới phá hủy các mô Các cytokine do các tế bào T hoạt hóa tiết ra sẽ tập trung các đại thực bào và hoạt hóa chúng để hình thành các khối u

Các enzyme lysosom được giải phóng từ các khối u này sẽ gây ra hoại tử đáng

kể các mô

2.1.1.3 Khả năng gây bệnh

Các biểu hiện của ngộ độc do độc tố tụ cầu khuẩn thường xuất hiện sau khoảng

từ 1 – 6h với các triệu chứng phổ biến là đau bụng quặn, nôn mửa dữ dội, tiêu chảy

Có thể đau đầu, mạch nhanh nhưng ít bị tử vong Bệnh sẽ khỏi sau 1 – 2 ngày

2.1.1.4 Các thực phẩm liên quan

Các thực phẩm dễ bị nhiễm tụ cầu khuẩn là sữa, thịt, cá… Ở chế độ thanh trùng

trong chế biến có thể tiêu diệt được vi khuẩn S aureus nhưng không phá huỷ được

độc tố của chúng

Trang 17

2.1.1.5 Biện pháp phòng ngừa

Thực phẩm bị nhiễm tụ câu khuẩn thường không có biểu hiện thay đổi các tính chất cảm quan nên người sử dụng khó nhận biết.Vì vậy các biện pháp phòng ngừa là rất quan trọng

Thực hiện nghiêm ngặt các nguyên tắc đảm bảo vệ sinh trong khâu sản xuất chế biến và phân phối thực phẩm nói chung, đặc biệt là các loại thực phẩm giàu protein, các loại bánh nhiều cream, sữa…

Kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho người chế biến thực phẩm Những người bị bệnh ngoài da, viêm họng, viêm mũi không được tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm cho tới khi được xác định là khỏi bệnh

2.1.2 Độc tố botulin

2.1.2.1 Đặc điểm vi khuẩn Clostridium botulinum

C.botulinum là trực khuẩn Gram dương, kỵ khí bắt buộc, tồn tại ở trong đất,

phân động vật, ruột cá Chúng là vi khuẩn hình que sinh độc tố botulin là nguyên

nhân gây tê liệt cơ Clostridium botulinum phát triển thuận lợi ở nhiệt độ 26-280C Tiết ra độc tố botulin, sinh khí hydro sulfur (H2S) và sinh hơi Clostridium botulinum

không thể phát triển ở pH acid thấp hơn 4.5 Nồng độ muối trên 1% có thể ngăn cản

sự phát triển của vi khuẩn Clostridium botulinum không thể sử dụng lactose như một

nguồn carbon chính

Vi khuẩn Clostridium sống trong đất, nước, trong ruột gia súc, ruột cá, ruột

người, trong thịt, rau quả nên thực phẩm dễ bị nhiễm trong quá trình sản xuất Đây là

loại vi khuẩn kị khí, chịu lạnh và cả nhiệt độ cao Do đặc tính kị khí nên C botulinum

sinh trưởng tốt trong đồ hộp

Trang 18

Hình 2.3: Vi khuẩn Clostridium botulinum

2.1.2.2 Độc tố Botulin

a) Cấu trúc của Botulin

Độc tố botulin do Clostridium botulinum sinh ra và nó là một phức hợp protein

gồm có độc tố thần kinh botulin và các protein không độc khác

Độc tố botulin chứa một chuỗi nặng và một chuỗi nhẹ được liên kết bằng một cầu nối disulfide

Độc tố này được tổng hợp dưới dạng một chuỗi polypeptide đơn bất hoạt có trọng lượng phân tử khoảng 150 kDa

Nó chỉ trở thành dạng hoạt động khi chuỗi polypeptide này bị phân cắt thành 1 chuỗi nặng có trọng lượng phân tử 100 kDa và 1 chuỗi nhẹ có trọng lượng phân tử 50 kDa

Độc tố thần kinh botulin gồm có 7 serotype khác nhau tên là A, B, C, D, E, F và

G Mặc dù tất cả các serotype này ức chế sự giải phóng acetylcholine ở điểm cuối dây thần kinh, các protein đích nội bào, cơ chế hoạt động của chúng về cơ bản là rất khác nhau Trong số các độc tố botulin thì BT-A được nghiên cứu nhiều nhất

Trang 19

Hình 2.4: Cấu trúc phân tử botulin

b) Cơ chế tác dụng độc tố Botulin

Khi hoạt động của dây thần kinh vận động tạo nên sự khử cực ở đầu cuối của sợi trục (axon), acetylcholine sẽ được phóng thích từ tế bào chất vào khe synapse Sự phóng thích acetylcholine được thực hiện bởi một chuỗi protein vận chuyển, phức hợp soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor (SNARE) (yếu tố có thể hòa tan nhạy với N-ethylmaleimide gắn lên thể nhận protein)

Khi BT xâm nhập vào mô đích, chuỗi nặng của độc tố thần kinh botulin này sẽ gắn chuyên biệt lên phân tử glycoprotein được tìm thấy ở điểm cuối của dây thần kinh tác động kiểu cholin

Sự gắn chuyên biệt này là nguyên nhân cho tính chọn lọc cao của độc tố botulin đối với synapse tác động kiểu synapse Sau khi xâm nhập, chuỗi nhẹ của độc tố thần kinh botulin gắn chuyên biệt lên trên phức hợp SNARE Tùy các kiểu BT khác nhau

sẽ có các protein đích khác nhau BT-A được tách thành SNAP-25, BT-B được tách thành VAMP

Trang 20

Sự phân cắt chuỗi nhẹ của phức hợp protein SNARE ngăn cản quá trình sự chuyển acetylcholine vào các lỗ trên bề mặt bên trong trong màng tế bào và kết quả là dẫn đến sự khóa chặt các lỗ hổng

Khi mô đích là một phần cơ, xảy ra sự liệt nhẹ do xảy ra sự cắt bỏ dây thần kinh hóa học Khi mô đích là tuyến ngoại tiết thì sự tiết các chất ở các tuyến này bị khóa chặt Sự ức chế quá trình xuất bào của acetylcholine bị loại bỏ bằng cách khôi phục lại sự thay thế của phức hợp protein SNARE

Hình 2.5: Cơ chế hoạt động của độc tố Botulin

2.1.2.3 Khả năng gây bệnh

Khi ăn thức ăn có độc tố botulin, thời gian ủ bệnh và thời gian phát bệnh rất khác nhau Có thể từ vài giờ hoặc vài ngày phụ thuộc vào lượng độc tố vào cơ thể Độc tố botulin tác động trực tiếp đến thần kinh trung ương làm giảm sự điều phối của mắt, nhìn một thành hai Có thể gây liệt hệ tuần hoàn, hô hấp và tử vong Botulinum toxin dường như không qua được hàng rào máu-não Vì vậy các chức năng hệ thần kinh trung ương vẫn còn nguyên vẹn

Trang 21

2.2 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘC TỐ MYCOTOXIN TRONG THỰC PHẨM

2.2.1 Lịch sử phát hiện mycotoxin

Mycotoxin đã được phát hiện ra rất sớm ngay từ đầu thập niên 60 Từ khi phát hiện ra aflatoxin thì khoảng 15 năm sau, người ta đã phát hiện thêm 7 loại mycotoxin khác có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và năng suất của gia súc gia cầm Ngày nay con

số này mỗi ngày một tăng thêm lên đến trên 300 loại độc tố mycotoxin Sự nhiễm độc

tố nấm trong nông sản đã trở thành vấn đề toàn cầu

Aflatoxin được phát hiện đầu tiên ở bệnh gà Thổ Nhĩ Kỳ Sau đó hàng loạt các vật nuôi khác cũng được phát hiện là có thể bị nhiễm aflatoxin Bao gồm chuột, lợn, chó, thỏ…

Năm 1960, một dịch lợn xảy ra làm chết hơn 10 vạn gà con 3 – 6 tuần tuổi ở miền đông nam nước Anh, với các triệu chứng biếng ăn, xã cánh, xù lông và chế sau một tuần, được đặt tên là bệnh X của gà Hàng loạt các dịch nhiễm aflatoxin bùng phát do tiêu thụ sắn củ bị mốc tại Uganda, gạo bị mốc tại Đài Loan năm 1967, ở Ấn

Độ năm 1975, ở Kenya năm 1982 Các bệnh này được xem là hậu quả của việc hấp thụ aflatoxin của các sản phẩm bị mốc

Từ 1996 nhiều tác giả đã công bố phát hiện OTA trong nhiều sản phẩm khác nhau như nho, một số ngũ cốc, café… Mới đây nghiên cứu của các nhà khoa học Pháp cho thấy rằng trong số 450 mẫu rượu nho của Châu Âu, vang đỏ được phát hiện nhiễm OTA nhiều hơn so với vang trắng hay vang hồng

2.2.2 Khái niệm mycotoxin

Mycotoxin là hợp chất trao đổi bậc hai của một số loại nấm mốc có khả năng gây bệnh hoặc chết ở người và động vật qua các con đường tiêu hóa, hô hấp hoặc tiếp xúc Điểm mấu chốt của mycotoxin là chúng có thể gây hại ở nồng độ thấp

Trang 22

Hình 2.6: Cấu trúc hoá học của một số loại Mycotoxin

Nấm sợi tồn tại khắp nơi trong tự nhiên và luôn luôn hiện diện trong sản phẩm nông sản dù đã có các biện pháp kiểm soát

2.2.3 Phân loại

Trang 23

Có thể phân loại mycotoxin theo bản chất và cấu trúc hoá học theo tác nhân tổng hợp mycotoxin hoặc theo bệnh lý do mycotoxin gây nên

- Mycotoxin gây nhiễm độc thận: citrinin, ochratoxin

- Mycotoxin gây hội chứng nhiễm độc tim: axit penicilic

- Mycotoxin gây nhiễm độc thần kinh: clavanin

- Mycotoxin gây sảy thai, động đực: zearalenon

- Mycotoxin gây xuất huyết

Trang 24

Phân loại mycotoxin theo bệnh lý thường không chính xác do một độc tố có thể gây nhiều hội chứng khác nhau, ngược lại, một hội chứng có thể do nhiều độc tố cùng gây nên

2.2.4 Điều kiện phát triển và tổng hợp mycotoxin của nấm mốc

Sự phát triển nấm mốc trên nông sản thực phẩm bao gồm:

- Bản chất môi trường dinh dưỡng – nông sản thực phẩm

- Ảnh hường của một số chất tan đặc biệt

- Chất bảo quản

Trong quá trình bảo quản nông sản thực phẩm, một vài yếu tố trên có thể được

cố định hoặc ổn định Thông thường các sản phẩm ở trạng thái rắn, pH gần trung tính

là môi trường thích hợp cho nấm mốc phát triển Do vậy, các yếu tố còn lại như hoạt

độ của nước, nhiệt độ, khí, chất bảo quản là các yếu tố quyết định sự phát triển của nấm mốc trong nông sản thực phẩm

a) Hoạt độ của nước

Hoạt độ nước (aw) là yếu tố quan trọng định lượng quan hệ giữa hàm lượng nước trong thực phẩm và vi sinh vật phát triển trên chúng Về mặt giá trị, aw bằng độ

ẩm tương đối ở trạng thái cân bằng của một sản phẩm biểu diễn ở dạng thập phân (ví

dụ 0,30) Nếu như một thực phẩm được giữ tại một nhiệt độ ổn định trong một bao bì kín, sau một thời gian, hàm lượng nước trong thực phẩm sẽ đạt tới cân bằng với hơi nước trong môi trường khí bao quanh, khí ấy: aw = HRkk/100

Trong rất nhiều trường hợp, aw là nhân tố môi trường chủ yếu kiểm soát sự phát triển của nấm mốc và xác định độ ổn định của sản phẩm bảo quản Như mọi sinh vật khác, nấm mốc cần có nước để tồn tại và sinh sản Khả năng chịu đựng môi trường có hoạt độ nước thấp của nấm mốc thường cao hơn các vi sinh vật khác Trong số các

Trang 25

nấm mốc, có nhóm nấm mốc thuộc vào nhóm sinh vật ưa khô Một vài loài nấm mốc

có khả năng phát triển ở aw = 0,75 hoặc thấp hơn trong vòng sáu tháng

Như vậy các thực phẩm nông sản nếu được bảo quản trong không khí 75% hoặc 85% ẩm có thể bị nấm mốc ưa khô tấn công trong điều kiện bảo quản bình thường b) Nhiệt độ

Nhiệt độ là tác động chủ yếu tới sự sinh sản và nảy mầm của bào tử nấm mốc Theo nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của nấm mốc được chia thành 5 loại:

- Nấm mốc ưa nhiệt đến 600C

- Nấm mốc chịu nhiệt 20 – 500C

- Nấm mốc ưa nhiệt 10 – 500C

- Nấm mốc ưa lạnh 5 – 100C

- Nấm mốc ưa băng giá (dưới 100C)

Hầu hết các nông sản đặc biệt là ngũ cốc đều được bảo quản ở nhiệt dộ thích hợp cho sự phát triển của các nhóm nấm mốc Nông sản thực phẩm bảo quản của các

nước nhiệt đới thường bị các Aspergillus tấn công vì các Aspergillus phát triển thích

hợp trong điều kiện nhiệt độ ấm (300C) và không khắc khe về độ ẩm (85%)

c) Môi trường khí điều tiết

Giảm hàm lượng oxy hoặc tăng hàm lượng cacbonic trong khí quyển bảo quản nông sản thực phẩm đều có tác dụng hạn chế sự đáng kể sự phát triển của nấm mốc d) Chất bảo quản

Thông thường các chất chống mốc, chống sâu hại thường có tác dụng hạn chế

sự phát triển của nấm mốc Tuy nhiên không được phép áp dụng các dạng chế phẩm này cho các sản phẩm dùng cho người Đôi khi trong thức ăn gia súc, người ta có thể

sử dụng các chất bảo quản gốc axit như propionat

e) Phối hợp các yếu tố

Thường thì các yếu tố không tác động riêng rẽ tới sản phẩm, mà ảnh hưởng của các yếu tố là đồng thời thông thường nếu phối hợp các yếu tố hạn chế đồng thời bảo quản sản phẩm thì các sản phẩm có thể được bảo quản trong một thời gian dài hơn

Ví dụ, bảo quản ở aw thấp, nhiệt độ thấp, khí quyển điều tiết sẽ kéo dài thời gian bảo

Trang 26

quản sản phẩm Trong điều kiện bảo quản tự nhiên, aw là yếu tố chủ đạo xác định thời gian bảo quản của một sản phẩm “nhanh chóng sấy khô sản phẩm và bảo quản sản phẩm khô ráo” trở thành phương pháp hiệu quả nhất đảm bảo sản phẩm không bị nấm mốc tấn công, vì vậy khả năng không bị nhiễm mycotoxin cũng được đảm bảo

Trong nhiều trường hợp, điều kiện phát triển của nấm mốc trên nông sản thực phẩm không trùng với điều kiện tối ưu cho tổng hợp mycotoxin của chúng

2.2.5 Độc tính Mycotoxin

Những bệnh do mycotoxin gây nên trước tiên biểu hiện ở tổn thương gan và thận Có thể quan sát được sự xuất hiện các u gan, thoái hoá tế bào nhu mô gan, xơ hoá và tăng sinh ống dẫn mật của các tác động vật hấp thu các độc tố Ngoài ra, có thể nhận thấy có triệu chứng tăng ure huyết, albumin niệu và viêm cầu thận

Một số mycotoxin gây hội chứng chảy máu, triệu chứng ngưng kết hồng cầu hoặc hiện tượng tiêu máu rất nguy hiểm thường gặp ở động vật và người bị nhiễm độc tố nấm mốc Mycotoxin còn có thể làm suy yếu hệ thống miễn dịch của cơ thể Nhiều mycotoxin như aflatoxin, ochratoxin, funomisin có thể là các chất gây biến dị, gây hội chứng ung thư, quái thai

Ngoài ra, mycotoxin còn có thể gây mất cân bằng trong chuyển hoá thức ăn và giảm tỉ lệ sinh sản của vật nuôi Bên cạnh đó, các dẫn xuất của mycotoxin thường độc đối với hệ thần kinh và do vậy gây tổn hại hệ thống cơ và gây rất nhiều hội chứng khác như: bện ngoài da, chứng tăng sừng hoá, tác động gây động đực sẩy thai

Ngoài các tác động trực tiếp, mycotoxin còn có khả năng gây các hội chứng gián tiếp như ức chế vitamin, ăn không

miệng, hoặc biến đổi các chất khác thành các chất độc Tuy nhiên, bệnh do mycotoxin gây nên không có tính di truyền, không lây nhiễm, không gây nhiễm trùng

2.2.6 Các biện pháp kiểm soát mycotoxin

Nếu điều kiện môi trường thuận lợi thì nấm sẽ phát triển, và rất khó tránh khỏi tình trạng thực liệu bị nhiễm độc tố Tuy nhiên nếu ngăn chặn sự phát triển của nấm

có hiệu quả thì tất nhiên sẽ hạn chế được sự tác động của độc tố

Trang 27

Việc ngăn chặn có thể được thực hiện trước khi thu hoạch, luân canh hợp lý, lựa chọn hạt giống tốt (chất lượng hạt giống, thích nghi trong nhiều điều kiện trồng trọt), mật độ trồng thích hợp, bón phân đúng cách, tất nhiên ta sẽ ngăn chặn được côn trùng

và nấm

Thu hoạch đúng thời gian và trong điều kiện tốt thì sẽ tránh làm hư hại sản phẩm, sau đó loại các hạt bị hư và bị ẩm, sau đó dự trữ các hạt còn lại càng sớm càng tốt Cuối cùng, trong suốt quá trình dự trữ, cần điều chỉnh đúng nhiệt độ, độ ẩm, côn trùng, các loài gặm nhấm, và sử dụng hiệu quả chất ức chế nấm mốc sẽ ngăn chặn được độc tố có trong thức ăn như: Aureofugin, thiramtan, Orthophenyl phenat, Bordeaux mixture Các acid hữu cơ như: Propionic, Sorbic, Lactic, acetic và Benzoic Nhưng nên lưu ý rằng, ngăn chặn không có nghĩa là loại bỏ được độc tố có trong thức

ăn

Có rất nhiều phương pháp được thử nghiệm nhằm để loại bỏ độc tố nấm mốc như: xử lý với ammonia, cùng với nhiệt và áp suất, xử lý bằng ozone, khí chlorine, ammonium hydroxide, hydrogen peroxide, acid hydrochloric và khí sulphur dioxide, formaldehyde, sấy nhiệt, xử lý bằng tia UV Các phương pháp như tách vỏ, đánh bóng, sàng lọc cũng được áp dụng

2.3 CÁC MYCOTOXIN ĐIỂN HÌNH

2.3.1 Aflatoxin

Aflatoxin là độc tố được nghiên cứu kỹ nhất trong số tất cả các độc tố nấm mốc

Là hợp chất trao đổi thứ cấp của một số nấm mốc điển hình như Aspergillus flavus và

A parasiticus, aflatoxin nhiễm rất phổ biến trên các nông sản nông nghiệp trước và

sau thu hoạch Mặc dù được phát hiện chỉ từ đầu những năm 1960, nhưng tác hại do aflatoxin gây ra đã được biến đến từ trước đó

Aflatoxin thường có trong các loại hạt có dầu như lạc đậu nành, hạt điều, hạt hướng dương, vừng, kẹo lạc, kẹo hạt điều, lạc muối, lạc ranghay trên các loại hạt ngũ cốc, bột dinh dưỡng, thức ăn gia súc có nguồn gốc từ hạt ngũ cốc

2.3.1.1 Nguồn gốc Aflatoxin

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	2,23 MB