Nấm mốc (độc tố)

Năm 1924 Shofield và cộng tác đã phát hiện một loại độc tố được sản sinh từ nấm mốc gây dịch bệnh cho gia súc, cũng trong thời gian này Liên Xô tìm ra bệnh bạch cầu không tăng bạch cầu a

MỤC LỤC

I MỞ ĐẦU 2

II GIỚI THIỆU VỀ NẤM MỐC 3

2.1 Hình thái và cấu tạo 3

2.2 Hình thức sinh sản 5

III ĐỘC TỐ CỦA NẤM MỐC 7

3.1 Định nghĩa 7

3.2 Phân loại mycotoxin 7

3.3 Các nấm mốc điển hình sinh độc tố 8

3.4 Những mycotoxin thường gặp trong chuỗi thực phẩm 13

3.5 Hướng tác động gây độc cho cơ thể của các loại độc tố mycotoxin 14

3.6 Một số mycotoxin điển hình 15

3.6.1 Aflatoxin 15

3.6.2 Ochratoxin 21

3.6.3 Patulin (Clavaxin) 23

3.6.4 Trichothecen 24

3.6.5 Fumonisin 27

3.6.6 Zearalenon (ZEN 31

3.6.7 Citreoviridin 34

3.6.8 Penitrem A 35

3.6.9 Citrinin 35

IV CƠ CHẾ SINH ĐỘC TỐ 36

4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp mycotoxin của nấm mốc 36

4.2 Cơ chế sinh tổng hợp độc tố của nấm mốc 37

V CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘC TỐ NẤM MỐC 39

5.1 Phương pháp hiện đại 39

5.1.1 Thử nghiệm miễn dịch (ELISA) 39

5.1.2 Phương pháp sắc ký 43

5.1.3 Phương pháp PCR 50

5.2 Phương pháp truyền thống 54

5.2.1 Kỹ thuật định danh nấm mốc (tiêu chuẩn ngành y tế nhóm TQTP 52 TCN-TQTP 0001:2003)……… 54

VI KẾT LUẬN 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

NẤM MỐC (ĐỘC TỐ)

I MỞ ĐẦU

Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, do đó rất thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm mốc, chúng có mặt khắp mọi nơi và thường sinh trưởng, phát triển trên các sản phẩm lương thực, thực phẩm,…và cả trên hoa quả Bên cạnh việc nấm mốc gây hư hỏng, thối rữa, làm hỏng, giảm chất lượng và giá trị sử dụng còn có rất nhiều loài nấm mốc tiết ra độc tố gây bệnh cho con người Có nhiều loại độc tố do nấm tiết ra ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khoẻ con người, thậm chí có thể gây tử vong Trong những năm 1920-1930 ở Anh và Liên Xô đã thấy xuất hiện nhiều trường hợp ngộ độc alcaloit ở người và gà mà chất này trong lúa mạch, lúa

mì Năm 1924 Shofield và cộng tác đã phát hiện một loại độc tố được sản sinh từ nấm mốc gây dịch bệnh cho gia súc, cũng trong thời gian này Liên Xô tìm ra bệnh bạch cầu không tăng bạch cầu (aleusemic) ở một số người ăn phải ngũ cốc bị mốc Đến năm 1960 nhân một vụ dịch làm chết hàng ngàn con gà tây con tại một quần đảo nước Anh do ăn phải lạc thối mốc, các nhà khoa học Tây Âu tiến hành nghiên cứu và phát hiện ra độc tố anatoxin, một độc tố được tiết ra từ nấm

Aspergillus flavus, Parasiticus và Fumigatus Năm 1961 ở Anh, người ta đã tiến hành thực

nghiệm trên chuột cống, cho ăn thức ăn đã nhiễm mốc trong đó 20% là bột lạc thối, sau 6 tháng thấy xuất hiện ung thư gan

Theo thống kê của một số tác giả thì ở những nước có đời sống cao như Châu Âu, cùng với điều kiện khí hậu lạnh khô thì tỉ lệ ung thư gan do aflatoxin thấp hơn nhiều so với các nước có đời sống thấp và khí hậu nóng ẩm như Châu Phi Robinsơn nghiên cứu trên trẻ em Ấn Độ bị xơ gan, bằng phương pháp sắc kí lớp mỏng, Ông đã tìm thấy anatoxin trong nước tiểu của những trẻ bị

xơ gan và trong sữa của những bà mẹ có con bị xơ gan Như vậy, theo Ông giữa xơ gan và anatoxin có một mối quan hệ khá chặt chẽ với nhau

Ở Thái Lan, năm 1967 nhóm nghiên cứu của Shank cho thấy các mẫu lương thực thực phẩm bị mốc thì 50-60% số mẫu đó có aflatoxin, đồng thời nhóm tác giả này tiến hành trên thức ăn gia đình (lấy mẫu lương thực thực phẩm tại các gia đình) cũng thấy có 30-50% số mẫu có độc tố aflatoxin

Ở Việt Nam cho đến nay còn ít có những công bố về vấn đề này theo kết quả của viện Vệ Sinh Dịch Tể đã nghiên cứu trên 29381 mẫu lương thực thực phẩm thấy có 30 loại men mốc khác

nhau, trong đó mốc Aspergillus chiếm tỉ lệ cao nhất (5,2-80,39%) bao gồm 12 chủng loại

Aspergillus khác nhau, trong số đó có 11 chủng có khả năng sinh độc tố Năm 1984 theo tài liệu

của Viện Dinh Dưỡng Quốc Gia đã nghiên cứu trên 200 mẫu gạo bán ở Hà Nội thấy ở 2 mẫu có

nhiều nấm Aspergillus flavus, một loại nấm có khả năng tạo ra aflatoxin

Năm 1988, Viện dinh dưỡng đã thông báo kết quả thăm dò Aflatoxin B1 trong lạc và sản phẩm

từ lạc như sau: có 7/55 số mẫu lạc nhân có Aflatoxin B1 (13%), 2/6 mẫu xì dầu có anatoxin (33%)

Theo kết quả nghiên cứu bước đầu của Bộ môn Dinh dưỡng và An toàn thực phẩm (Trường Ðại Học Y Hà Nội) kết quả nghiên cứu 30 mẫu tương ăn và trên 60 mẫu sữa mẹ ở Hà Nội, kết quả cho thấy xấp xỉ 30% số mẫu tương có độc tố anatoxin còn trên sữa mẹ thì chưa phát hiện thấy

Do đó, vấn đề nghiên cứu độc tố nấm mốc cũng như cơ chế sinh độc tố của chúng là vấn đề cần thiết để từ đó chúng ta có những biện pháp phòng ngừa góp phần làm giảm tỉ lệ bị nhiễm độc từ độc tố nấm mốc

II GIỚI THIỆU VỀ NẤM MỐC

Nấm mốc là tên chung để chỉ các nhóm nấm không phải là nấm men cũng không phải là nấm lớn

có quả thể Đây là nhóm vi sinh vật có cấu tạo dạng sợi có lông tơ, sợi bông tạo khuẩn ty ở dạng bột Màu sắc của nấm mốc xuất hiện trên bề mặt nước chấm, bánh mì để lâu ngày, trên rau quả

và nhiều loại thức ăn khác gây mùi, vị khó chịu Có một số loài tiết ra chất độc gây ngộ độc thức

ăn Mặt khác nấm mốc lại có thể tham gia vào quá trình có lợi khác như là tác nhân quan trọng của quá trình sản xuất nước chấm, nước tương, chao Nấm mốc hô hấp hiếu khí bắt buộc, có thể phát triển được ở một số môi trường mà nấm men và vi khuẩn không thể phát triển đuợc như

ở môi trường mà có áp suất thẩm thấu, độ ẩm, độ acid lớn

2.1 Hình thái và cấu tạo

2.1.1 Hình thái

Nấm mốc không có màu xanh lục của lá cây hay nói cách khác nấm mốc không có diệp lục tố, không có khả năng tự tổng hợp các chất dinh dưỡng cho chính bản thân Chúng chỉ phát triển trên những thức ăn đã có sẵn

Nấm mốc là loài vi sinh vật phát triển thành hình sợi phân nhánh Những sợi phân nhánh này phát triển thành từng đám chằng chịt, người ta gọi là khuẩn ty hay hệ sợi nấm khi phát triển trên môi trường đặc thường phân ra làm 2 loại rỏ rệt: khuẩn ty ký sinh và khuẩn ty dinh dưỡng

Hình 1: Nấm mốc Aspergillus Hình 2: Penicillium chrysogenum

Hai loại ty khuẩn này đóng vai trò và nhiệm vụ khác nhau Khuẩn ty dinh dưỡng làm nhiệm vụ như chiếc rễ của cây xanh Còn khuẩn ty ký sinh lại đóng vai trò sinh sản là chủ yếu Mỗi sợi nấm lại phát triển thành những bộ phận khác nhau Dưới cùng, nơi tiếp giáp với môi trường dinh dưỡng là sợi nấm và từ sợi đó phát triển thành giá đỡ Trên giá đỡ là một cái bọng nấm Xung quanh bọng nấm là những thể tế bào hình chai Thể hình chai này có thể là một lớp bao xung quanh Lớp này chồng chất lên lớp kia Trên những thể hình chai là những chuỗi bào tử trần Các bào tử trần này được dính vào nhau thành một chuỗi rất dài

Về màu sắc thì nấm mốc có nhiều màu sắc khác nhau có nấm mốc màu đỏ như Neospora crassa,

có loài có màu đen như Aspergillus niger, có loài có màu xám như Aspergillus usamii, có màu trắng xám như Mucor hay Rhyzopus và có những loại màu xanh như Penicillium

Về hình thái của khối lượng bào tử thì cũng có nhiều kiểu khác nhau Có loại bào tử mọc xung quanh thể hình chai và tạo thành một khối cân đối như một bông hoa cúc, hoa hướng dương (là hình cầu chứ không phải dẹt như hoa), vì thế mà có tên mốc cúc Thường thì mỗi một “Bông cúc” như vậy có 500.000 bào tử bám theo Lại có loài hình dạng phân nhánh như chiếc chổi

(Penicillium chẳng hạn) Lại có những loài như trái bưởi bị đốt cháy đen vỏ (Mucor, Rhyzopus)

2.1.2 Cấu tạo nấm mốc

Do cấu tạo đặc biệt, nấm mốc hoàn toàn khác với vi khuẩn và nấm men Dựa vào cấu tạo của chúng mà người ta chia nấm mốc ra làm 2 loại

a Loại nấm mốc có vách ngăn

Đây là trường hợp mà khuẩn ty tạo thành do một chuỗi tế bào nối tiếp nhau Ta có thể xem sự

nối tiếp này như những đốt tre trong một cây tre Ngăn cách 2 tế bào là một màng ngăn Trong mỗi tế bào nấm hầu như có đủ cơ quan của một tế bào, trong đó quan trọng là có nhân, thường

thấy ở Aspergillus và Penicillium

b Loại nấm mốc không có vách ngăn

Đây là những loại nấm mốc đa hạch (nhiều hạch), trong đó giữa các hạch không có màng ngăn Hầu hết các màng tế bào nấm không có lớp vỏ cellulose như ở thực vật mà lại có chất kitin như lớp vỏ cứng ở sâu bọ Chất dự trữ hydratcacbon của nấm cũng không là đường bột mà là các chất glycogen

Đặc biệt, trong tế bào nấm có rất giàu các chất có hoạt tính sinh học (enzyme) và rất giàu kháng

sinh Lợi dụng đặc điểm này người ta đã sử dụng nấm mốc sản xuất ra những sản phẩm phục vụ cho đời sống

Cấu tạo thành tế bào nấm mốc hiện nay vẫn chưa được hiểu hết Tuy nhiên nhiều tài liệu cho thấy rằng nó có: 80-90% polisacarit; 1-3% hecxozamin; 3-8% lipit; 4% protein; chất màu (melamin)

2.2 Hình thức sinh sản

Nấm mốc là một trong những vi sinh vật có nhiều kiểu sinh sản khác nhau

2.2.1 Sinh sản dinh dưỡng

a Phát triển bằng khuẩn ty

Từ những sợi nấm riêng lẻ có thể phát triển thành khuẩn ty, trong lòng khuẩn ty có thể thấy xuất hiện một hay nhiều tế bào hình cầu, có màng dày bao bọc, bên trong có nhiều chất dự trữ, cái bọc này là yếu tố giúp nấm mốc trải qua những điều kiện bất lợi bên ngoài Khi gặp điều kiện thuận lợi, khối tròn này lại tiếp tục phát triển thành một sợi nấm mới

b Sinh sản bằng hạch nấm

Một số loài nấm lại có khả năng tạo thành hạch nấm Đây là một khối có hình tròn đều, màu tối Bên trong là một tổ chức sợi xốp và thường có màu trắng Hạch nấm có thể giúp cho cơ thể nấm vượt qua những điều kiện khó khăn Khi gặp điều kiện thuận lợi chúng lại phát triển bình thường

2.2.2 Sinh sản vô tính

Đây là kiểu sinh sản chủ yếu bằng bào tử, các bào tử có thể được tạo thành từ những phương pháp sau:

- Bào tử được tạo thành do sự cắt đoạn của các sợi nấm

- Bào tử có thể được tạo thành từ tế bào sinh bào tử bằng cách nảy chồi và đồng thời bản thân

các bào tử được sinh ra ở kiểu này có khả năng nảy chồi để tạo thành bào tử tiếp theo

- Bào tử có thể được tạo thành bằng cách ngăn vách với tế bào ngay khi bào tử mới hình thành

và hoàn toàn không có khả năng sinh ra được những bào tử tiếp theo

Bào tử của nấm mốc có thể là bào tử kín như những loài Mucor hay Rhyzopus, cũng có thể là

bào tử trần Phần lớn những bào tử không có đuôi mà chỉ là một khối tròn Nhưng hiện nay người ta lại tìm thấy có một số loài nấm mốc sinh bào tử trần (các loài trên bề mặt cá) có hai hoặc một đuôi Những nấm mốc này bơi lội trong nước và bám xác cá, tôm chết sau đó phát triển thành nấm mốc

- Hai nhánh đã nối với nhau và nơi nối này phình to ra thành một khối

- Hai đầu nhánh này tạo thành một khối xù xì màu nâu nhạt và sau đó biến thành màu đen và trên đó phát triển thành một sợi mới

b Đối với các nấm thuộc lớp nấm túi (Ascomycetes)

Cơ quan sinh bào tử của chúng là những túi bào tử (Ascus) và bào tử được bọc trong đó gọi là bào tử túi (Ascospores), thường thì mỗi túi có tám bào tử Sự tạo thành quá trình nhày như sau: Trên khuẩn ty đơn bội, người ta thấy có cơ quan sinh sản đực và cái Túi giao tử đực tương đối nhỏ thường có dạng hình ống gọi là hùng khí (Antherdium), còn túi giao tử cái là một tế bào hơi phình to ở đầu một nhánh sợi nấm gọi là thể sinh túi (Ascogonium) Thể sinh túi có hình cầu hoặc hình viên trụ, kéo dài ra thành một ống gọi là sợi thụ tinh (Trichogyne)

Hùng khí và thể sinh túi được sinh ra ở cùng một chổ trên khuẩn ty Lúc đầu hùng khí tiếp giáp với sự thụ tinh thì khối nguyên sinh chất chứa nhiều nhân của nó sẽ qua sợi thụ tinh để đi vào thể sinh túi Giai đoạn này xảy ra quá trình phối nhân, các nhân sẽ tự sắp xếp theo từng đôi một gồm một nhân đực và một nhân cái Trong thể sinh túi hình thành nhiều sợi sinh túi và sau đó xảy ra hiện tượng phân chia nhiều lần theo lối phân chia hữu tỷ Và đồng thời tạo thành những vách ngăn và phân chia sợi tinh túi ra những tế bào lưỡng bội chứa nhân kép Nhân lượng bội tiếp tục phân chia 3 lần để tạo thành 8 nhân con đơn bội Mỗi nhân con được bao bọc một khối nguyên sinh chất và hình thành màng để tạo thành bào tử mới

c Đối với nấm mốc thuộc loại nấm noãn (Oomycetes)

Khi chúng sinh sản hữu tính sẽ sinh ra bào tử noãn hay bào tử trứng (Oospore) Noãn được sinh

ra trên đỉnh những sợi nấm phân nhánh Khi noãn chín thì nguyên sinh chất được tụ lại cùng với nhân tạo thành một hay nhiều noãn cầu

Hùng khí hình ống cong được sinh ra ở gần noãn khí Cùng một lúc có thể có nhiều hùng khí quay về noãn khí, khi tiếp xúc với noãn khí, hùng khí sẽ tạo thành một hay nhiều ống xuyên (chứa một nhân và một ít nguyên sinh chất) Các ống xuyên đâm qua màng noãn khí và tìm đến màng noãn cầu để thụ tinh và tạo thành noãn bào tử Noãn bào tử được bao bọc bởi một màng dày sau một thời gian phân chia giảm nhiễm và tạo thành một sợi nấm mới

III ĐỘC TỐ CỦA NẤM MỐC

3.1 Định nghĩa

Là các hợp chất trao đổi bậc II có độc tính do một số vi nấm tổng hợp trong quá trình trao đổi chất xảy ra ở tế bào trong các điều kiện xác định Các chất độc của nấm mốc được gọi chung là độc tố vi nấm (Mycotoxin)

Mycotoxin là độc tố có khả năng gây độc cấp và mãn tính (chẳng hạn như gây ung thư, đột biến, ) trên động vật và con người Hội chứng độc do ăn phải mycotoxin được gọi là

mycotoxicoses Mặc dù mycotoxicoses gây ra bởi nấm mốc Claviceps purpurea đã được biết từ

rất lâu nhưng mycotoxin vẫn bị xao lãng cho tới năm 1960 khi mà tìm thấy aflatoxin Sự sinh trưởng của nấm mốc trên thực phẩm rất phổ biến ở khí hậu ấm ẩm Nó có thể xảy ra trên cánh đồng hoặc khi bảo quản sau thu hoạch Nhiễm mốc vào thực phẩm như là hạt lương thực, đậu nằm một vùng nào đó trong bao, đặc biệt khi bảo quản lượng lớn và khi bảo quản trong kho Gần

đây cho biết vài trăm loại mycotoxin được sản sinh từ giống Aspergillus, Penicillium và

Fusarium

3.2 Phân loại mycotoxin

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

Theo bản chất hóa học, như đã nói ở phần trên, mycotoxin được phân thành nhóm các hợp chất như sau:

- Dẫn xuất của antraquinon

- Các chất có nhân piron (gentisandehid, acid kojic, xanton)

- Dẫn xuất của acid sikimic (hydroxybenzylic, cumarin)

- Mycotoxin gây hội chứng ung thư, nhiễm độc gan: aflatoxin, orchratoxin, islanditoxin

- Mycotoxin gây nhiễm độc thận: citrinin, ochratoxin

- Mycotoxin gây hội chứng nhiễm độc tim: acid penicillic

- Mycotoxin gây nhiễm độc thần kinh: clavacin

- Mycotoxin gây sẩy thai, động lực: zearaleneon

- Mycotoxin gây xuất huyết

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

3.3 Các nấm mốc điển hình sinh độc tố

Có đến 30 – 40% số nấm mốc đã được phân loại có thể sản sinh ra độc tố với liều lượng và độc tính khác nhau, nhiều loài nấm mốc khác nhau có thể sản sinh ra cùng một loại độc tố Một loài nấm mốc có thể sản sinh ra các loại độc tố khác nhau tùy thuộc vào điều kiện môi trường và cơ chất

Bảng 1: Các mycotoxin chủ yếu và nấm mốc sản sinh ra chúng

STT Mycotoxin Các loài nấm sinh độc tố

1 Acetoxyscirpenediol Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

2 Acetyldeoxynivalenol Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

3 Acetylneosolaniol Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

4 Acetyl T-2 toxin Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

5 Aflatoxin Aspergillus flavus, A parasiticus, A nomius, penicillium

puberulum

6 Aflatrem Aspergillus flavus

7 Altenuic acid Alternaria alternata

8 Alternariol Alternaria alternata

9 Austdiol Aspergillus ustus

10 Austamide Aspergillus ustus

11 Austocystin Aspergillus ustus

12 Avenacein Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

13 Beauvericin Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

14 Bentenolide Monographella nivalis

15 Brevianamide Aspergillus ustus

16 Butenolide Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

17 Calonectrin Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

18 Chaetoglobosin Chaetomium globosum

19 Citrinin Aspergillus carneus, A terreus, Penicillium citrinum,

P hirsutum, P verrucosum

20 Citreoviridin Aspergillus terreus, Penicillium citreoviride

21 Cochliodinol Chaetomium cochliodes

22 Crotocin Acremonium crotocinigenum

23 Cytochalasin E Aspergillus clavatus

24 Cyclopiazonic acid Aspergillus versicolor

25 Deacetylcalonectrin Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

26 Deoxynivalenol diacetate Fusarium moniliforme, F nivale

27 Deoxynivalenol monoacetate Fusarium moniliforme, F culmorum,

F avenaceum, F roseum, F nivale

28 Diacetoxyscirpenol Fusarium moniliforme, F equiseti

29 Destruxin B Aspergillus ochraceus

30 Enniatins Fusarium moniliforme, F avenaceum,

F.roseum, F solani, F nivale

31 Fructigenin Fusarium moniliforme, F culmorum,

F avenaceum, F roseum

32 Fumagilin Aspergillus fumigatus

33 Fumonisin B1 Fusarium moniliforme, F culmorum,

F avenaceum, F nivale

34 Fusaric acid Fusarium moniliforme

35 Fusarin Fusarium moniliforme

36 Gliotoxin Alternaria, Aspergillus fumigatus, Penicillium spp

37 HT-2 toxin Fusarium moniliforme, F culmorum,

F avenaceum, F nivale

38 Ipomeanine Fusarium moniliforme, F culmorum,

F.avenaceum, F nivale

39 Islanditoxin Penicillium islandicum

40 Lateritin Fusarium moniliforme, F culmorum, F avenaceum,

F nivale

41 Lycomarasmin Fusarium moniliforme

42 Malformin Aspergillus niger

43 Maltoryzine Aspergillus spp

44 Moniliformin Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

45 Monoacetoxyscirpenol Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

46 Neosolaniol Fusarium moniliforme, F solani, F culmorum,

F avenaceum, F roseum

47 Nivalenol Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

48 NT-1 toxin Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F avenaceum, F roseum, F nivale

49 NT-2 toxin Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum,

F culmorum, F solani, F avenaceum, F roseum, F nivale

50 Ochratoxin Aspergillus ochraceus, Penicillium viridictum

51 Oxalic acid Aspergillus niger

52 Patulin Aspergillus clavatus, Penicillium expansum, Botrytis spp., P

roquefortii, P claviforme, P griseofulvum

53 Penicillic acid Aspergillus ochraceus

54 Penitrem Penicillium crustosum

55 Roridin E Myrothecium roridum, M verrucaria,

Dendrodochium spp., Cylindrocarpon spp., Stachybotrys spp

56 Rubratoxin Penicillium rubrum

57 Rubroskyrin Penicillium spp

58 Rubrosulphin Penicillium viridicatum

59 Rugulosin Penicillium brunneum, P kloeckeri, P rugulosum

60 Sambucynin Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum, F culmorum,

F solani, F avenaceum, F roseum, F nivale

61 Satratoxins, F,G,H Stachybotrys chartarum, Trichoderma viridi

62 Scirpentriol Fusarium moniliforme, F equiseti, F oxysporum, F culmorum,

F solani, F avenaceum, F roseum, F nivale

63 Slaframine Rhizoctonia leguminicola

64 Sterigmatocystin Aspergillus flavus, A nidulans, A versicolor, Penicillium

rugulosum

65 T-1 toxin Fusarium moniliforme, F equiseti, F culmorum, F solani, F

avenaceum, F roseum F nivale

66 T-2 toxin Fusarium moniliforme, F equiseti, F culmorum, F solani, F

avenaceum, F roseum F nivale

67 Triacetoxyscirpendiol Fusarium moniliforme, F equiseti, F avenaceum, F roseum F

nivale

68 Trichodermin Trichoderma viride

69 Trichothecin Trichothecium roseum

70 Trichoverrins Stachybotrys chartarum

71 Trichoverrol Stachybotrys chartarum

72 Tryptoquivalene Aspergillus clavatus

73 Verrucarin Myrothecium verrucaria, Dendrodochium spp., Stachybotrys

chartarum

74 Verruculogen Aspergillus fumigatus, Stachybotrys chartarum

75 Viopurpurin Trichophyton spp., Penicillium viridicatum

76 Viomellein Aspergillus spp., Penicillium aurantiogriseum, P

crustosum, P viridicatum

77 Viriditoxin Aspergillus fumigatus

78 Xanthocillin Eurotium chevalieri

79 Yavanicin +1 Fusarium culmorum, F graminearum,

F oxysporum, F roseum, F moniliforme, F avenaceum, F equiseti F nivale

80 Zearalenone Fusarium culmorum, F graminearum, F oxysporum, F

roseum, F moniliforme, F avenaceum, F equiseti

• 3-Ac tyldeo y ivalen l

• 1 -Ac tyldeo y ivalen l

“http://www.eurofins.co.uk/laupdate/seminars/seminars2003/09july2003files/download.asp?file

=Aflatoxin%20presentation%20final.pps”

3.5 Hướng tác động gây độc cho cơ thể của các loại độc tố mycotoxin

Bảng 2: Hướng gây độc cho cơ thể của các loại độc tố mycotoxin

Tên độc tố Loài nấm sản xuất Tác động của độc tố lên cơ thể

Aflatoxin Aspergillus flavus

Aflatoxin Aspergillus parasiticus

Viêm gan, ung thư gan và thoái hóa mỡ gan

Citreoviridin Penicillium viridicatum Trương phù tim (Cardiac beri-beri)

Citrinin Penicillium vindicatum Hoại tử thận (Nephrotoxin)

Cyclochlorotine Penicillium islandicum Độc hại gan (Hepatotoxin)

Ochratoxins Aspergillus ochraceus Độc hại gan (Hepatotoxin)

Patulin Penicilliumc-expansum

Patulin Penicillium patulum

Xuất huyết não và phổi,

Có khả năng gây ung thư

Rubratoxin Penicillium rubrum Xuất huyết gan, xâm nhiểm chất béo

Rugulosin Penicillium islandicum Tổn thương thận và gan

Sterigmatocystin Aspergillus flavus Ung thư gan (Hepatocarcinogen)

Trichothecenes Fusarium graminearum Độc hại tế bào (Cytotoxicity)

(Deoxynivalenol

Zearalenone Fusarium Ảnh hưởng quá độ estrogenic

3.6 Một số mycotoxin điển hình

3.6.1 Aflatoxin

Đây là độc tố nấm đáng sợ Nó gây ra nhiều ngộ độc và bệnh bất trị ở khắp nơi trên toàn thế giới Nó đã làm chết một số lớn súc vật ở trang trại, gia cầm, gia súc, thậm chí cả cá và rất có thể con người cũng là nạn nhân do những sự ngộ độc như vậy

Con số những bài báo khoa học có liên quan đến các khía cạnh khác nhau của bệnh độc tố

aflatoxin không ngừng tăng lên Với những hiệu lực đáng sợ của nó, loài Aspergillus flavus là 1

trợ thủ rất qúy của khoa học: nó cho phép nghiên cứu một số qúa trình ung thư hoá, có tính chất rất quan trọng trong việc tìm những phép chữa bệnh thích hợp

Aflatoxin là một sản phẩm trao đổi (metabolites) thứ cấp bậc II trong qúa trình phát triển của vi nấm, nó không phải là chất dự trữ cũng không phải là chất cặn bã

3.6.1.1 Các loài nấm mốc sản ra các aflatoxin

Các chủng nấm mốc tổng hợp aflatoxin chủ yếu thuộc Aspergillus flavus, A parasiticus, A

nomius Loài Penicillium puberulum có thể sản ra các aflatoxin nhưng với số lượng ít Aspergillus flavus là nấm mốc mà hiệu lực gây độc gọi là bệnh độc tố aflatoxin rất đáng sợ A.flavus được coi là một loài thấy ở khắp nơi trên thế giới: dưới đất, trên các chất hữu cơ và các

loại hạt, nhất là hạt có dầu Nó thường gặp trên lúa mì và lại thấy lại ở bột, trên các phế phẩm bột sống và cả trong bánh mì Ngô và gạo cũng như các sản phẩm từ nó thường chứa loại này

Nó có rất nhiều trên sợi bông và nhất là trên hạt bông và khô hạt bông; nó xâm nhập vào hạt qua điểm hợp hoặc nhờ những chỗ hủy hoại do côn trùng gây ra

Loài A flavus rất dễ nhận bởi màu vàng hơi lục và dạng ít nhiều vón cục của tản, các bào tử

tương đối lớn hình cầu, màu vàng nâu đến hơi lục, hơi sần sùi Chủng nấm mốc này thích hợp trong điều kiện khí hậu ẩm và nóng như Việt Nam và các nước nhiệt đới, thậm chí chúng cũng

có thể phát triển ở điều kiện độ ẩm thấp hơn 70- 80% Ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao khả

năng tổng hợp aflatoxin của A flavus rất cao

Ơ A flavus sự sản sinh các aflatoxin thay đổi theo tùy chủng, mặt khác nó còn phụ thuộc vào các

điều kiện xung quanh Người ta đã ghi nhận được nhiều biến đổi quan trọng về mặt sinh độc tố

tùy theo cơ chất từ đó đã phân lập các chủng A flavus, và tuỳ theo nguồn gốc địa lý Ngoài ra, số

lượng aflatoxin sản ra cũng thay đổi rất nhiều tùy theo các chủng Nói chung aflatoxin B1 được tạo ra nhiều nhất cả trong thiên nhiên lẫn trong nuôi cấy, rồi đến aflatoxin G1, sau đó rất xa là aflatoxin B2 còn về aflatoxin G2 và các aflatoxin khác tỷ lệ thấy khá thấp Tuy nhiên, một số chủng sản xuất có chọn lọc một aflatoxin nào đó với số lượng nhiều hoặc ít hơn aflatoxin khác Một chủng sinh độc tố có thể mất khả năng đó qua nhiều lần cấy chuyền liên tiếp trên các môi trường tổng hợp và mặt khác thường có thể làm tăng tính độc của một chủng bằng cách cấy chuyền liên tiếp trên những môi trường tự nhiên thích hợp

Các chủng trên lạc tạo ra nhiều độc tố hơn từ ngũ cốc Còn chủng phân lập từ thịt ôi, bánh mì, các thực phẩm bột sống hay phó mát thì không hoặc ít sinh độc tố

Tính độc của 1 chủng có thể được che dấu nếu sau này các chất độc của nó được vi sinh vật khác chuyển hoá thành dẫn xuất không hoạt động

Trên lạc, nhiệt độ tốt nhất cho A flavus sản sinh aflatoxin là 250C trong 7-9 ngày Giữ nhiệt độ

450C thường xuyên thì cả sự sinh trưởng lẫn sự sinh sản aflatoxin đều bị ức chế Dưới 150C hoặc tốt hơn nữa ở 120C chỉ có ít hoặc không sinh ra aflatoxin Tuy nhiên, một số chủng vẫn sinh aflatoxin ở 7,50C, là nhiệt độ thông thường trong các tủ lạnh gia đình Những nghiên cứu chính xác hơn đã chứng tỏ rằng nếu 24-280C là nhiệt độ tối ưu cho sự sinh sản ra aflatoxin B1, thì aflatoxin G1 được sản ra nhiều nhất ở 300C

Hàm lượng nước của cơ chất có vai trò trong việc sản sinh aflatoxin, có lẽ gắn liền với sự sinh

trưởng tương đối của A flavus Trên gạo có hàm lượng nước 24-26% hoặc trên ngô 19-24%

aflatoxin cũng hình thành nhanh chóng nếu nhiệt độ khá ẩm Hạt bị nhiễm lại ẩm sẽ hư hỏng nhanh hơn hạt ẩm lúc thu hoạch và aflatoxin cũng hình thành nhiều hơn

Độ pH ban đầu của môi trường ảnh hưởng rất ít đến sự hình thành aflatoxin; dù nó là bao nhiêu thì bao giờ cũng có xu hướng quy nó về trị số 4-5 Tăng hàm lượng cacbonic trong khí quyển

hạn chế sự sinh trưởng của A flavus, do đó giảm sản lượng aflatoxin

Các aflatoxin được coi là nhạy cảm với ánh sáng nhưng thực tế chúng nhạy cảm với tử ngoại

nhất

3.6.1.2 Cấu trúc của aflatoxin

Aflatoxin dùng để gọi một hỗn hợp các độc tố do loài nấm A flavus sinh ra Là một phức hợp

những cấu trúc hoá học rất gần nhau: aflatoxin B1, B2, G1, G2 Một loạt đầu tiên các công trình

đã đưa đến việc phân lập được hai hợp chất gần nhau Khi phân tích các chất này bằng sắc ký lớp mỏng trên bản mỏng khi soi dưới đèn tử ngoại bước sóng 365nm thấy có hai loại vết có màu sắc khác nhau:

Các vết có màu xanh tím (Blue) được gọi là aflatoxin B Các vết có màu xanh lục (green) là aflatoxin G

Năm 1964 Asao và cộng sự đã nghiên cứu và đề xuất cấu trúc của aflatoxin B1và G1:(2)

Hình 4: Cấu trúc hóa học của aflatoxin B1

Hình 5: Cấu trúc của aflatoxin G1

Công thức nguyên aflatoxin B1: C17H12O6 Aflatoxin G1: CTN: C17H12O7

Sau đó một chất aflatoxin B có màu xanh tím khác cũng được xác định cấu trúc gọi là aflatoxin B2 là dẫn xuất hydro hoá của aflatoxin B1 tại nối đôi chưa no của vòng furan CTN: C17H14O6

Tương tự aflatoxin G1 cũng có 1 dẫn xuất hydro hoá vòng furan gọi là aflatoxin G2 CTN:

Hình 6: Cấu trúc của aflatoxin B2 Hình 7: Cấu trúc của aflatoxin G2

Năm 1963 trong nghiên cứu chất độc ở sữa và thịt bò đã ăn phải thực phẩm có aflatoxin, Alicroft

và Carnaghan đã chiết tách được những chất có khả năng gây ra ở vịt những rối loạn tương tự do aflatoxin gây ra Độc tố này được gọi là “độc tố sữa”, là các chất hydroxyl hoá của aflatoxin B1

và B2 tại vị trí 9a lần lượt được gọi là aflatoxin M1 và M2: CTN: C17H12O7 và C17H14O7

Hình 8: Cấu trúc của aflatoxin M1 Hình 9: Cấu trúc của aflatoxin M2

Tóm lại: các aflatoxin thuộc một nhóm các chất có thành phần hóa học tương đồng nhau chứa

một nhân coumarin kết hợp với phần bisfuran và phần còn lại hoặc là một phần penthanon như B1 và B2 hoặc một vòng lacton sáu cạnh như G1 hay G2, các aflatoxin M1 và M2 là các dẫn chất hydroxyl hoá của aflatoxin B1 và B2, trong đó afltoxin B1 có nhiều nhất và độc tính cao nhất nên thường được xem là đối tượng chính trong việc phân tích các chất này Aflatoxin M1 hiện nay cũng được quan tâm do độc tính cũng giống như aflatoxin B1 và thường hay xuất hiện trong sữa và các sản phẩm từ sữa do bò sữa ăn thức ăn có aflatoxin

Các aflatoxin có khả năng phát huỳnh quang và hấp thụ mạnh tia tử ngoại (365nm) ở các mức độ khác nhau Aflatoxin B1 và B2 phát tia huỳnh quang xanh da trời trong khi G1 và G2 phát huỳnh quang màu xanh nước biển

OH

Bảng 3: Tính chất phát huỳnh quang của các aflatoxin

λ phát huỳnh quang cực đại Trạng thái λ hấp thụ cực đại

B1 B2 G1 G2

Trong dung dịch methanol 365 430 430 450 450 Trong dung dịch ethanol 365 430 430 450 450 Trong dung dịch cloroform 365 413 413 430 430 Trong dung dịch acetonitril 365 415 415 440 437 Thể rắn / silicagel 368 432 432 455 450

Hình 10: Sự phát quỳnh quang của độc tố Aflatoxin trong

khuẩn lạc nấm Aspergillus Flavus

3.6.1.3 Độc tính

Độc tính với các aflatoxin, người ta đã thấy có một loạt những triệu chứng gắn liền với sự nhiễm độc cấp tính và những sự biến đổi liên quan đến các sự nhiễm độc mãn tính Loại sau này có bản chất di truyền và tương ứng với ba kiểu: gây ung thư, gây quái thai và gây đột biến Hậu quả của việc nhiễm aflatoxin phụ thuộc rất nhiều vào tuổi, giới tính, loài, trạng thái dinh dưỡng, mức và tần số tiếp xúc

LD50 cũng rất khác nhau tùy theo loài: 0,5% mg/kg cho vịt con, 60mg/kgđối với chuột nhắt Chuột, gia cầm, cá hồi rất nhạy cảm đối với aflatoxin Ngược lại, cừu chuột cống, lợn lại có khả năng chịu được aflatoxin với liều lượng cao

Độc tính cấp là sự ngộ độc cấp tính thể hiện bằng cái chết của các động vật thí nghiệm trong

những khoảng thời gian thay đổi tùy theo khả năng chịu đựng của từng loài Giải phẩu bệnh cho thấy hoại tử và chảy máu ở nhu mô gan, viêm tiểu cầu thận cấp, tụ máu ở phổi Gan nhợt nhạt, mất màu và tăng thể tích Khi không có nối đôi ở vòng furan đầu thì độc tính giảm đi 4,5 lần Như vậy B1 độc hơn B2 và G1 độc hơn G2 Và độc tính cũng giảm khi có hai vòng lacton (G1

và G2) do đó aflatoxin loại B độc hơn loại G Ở chuột LD50 lớn hơn gấp khoảng 10 lần vịt con Người ta cũng đã thử nghiệm độc tính cấp của các aflatoxin trên nhiều động vật khác: cá hồi, động vật có vú…đều thấy tác dụng độc tính rất cao làm tổn thương tế bào

Hình 11: Độc tố aflatoxin gây viêm gan trên gà

Độc tính mãn là những triệu chứng do nhiễm độc mãn tính thì khác Đầu tiên là ăn kém ngon và

chậm lớn, thậm chí có khi xuống cân, nhưng gan chịu ảnh hưởng nặng nhất của chất độc

Ảnh hưởng về mặt hoá sinh lên tế bào đã có nhiều nghiên cứu về sự tác động của aflatoxin trên các acid nucleic và sự tổng hợp protein Aflatoxin B1 tác động giống như ActinomycineD, chúng

ức chế qúa trình tổng hợp ở liều cao và ở liều thấp thì cho kết qủa chậm hơn Theo Clifford và Rees cơ chế tác động như sau:

- Tác động qua lại với DNA và ức chế các polimerase chịu trách nhiệm tổng hợp DNA và RNA: chúng gắn vào vòng purin của DNA

- Đình chỉ sự tổng hợp DNA: Giống như cơ chế của ActinomycineD, chúng xen vào vòng xoắn kép của DNA tại guanin Ức chế enzym DNA polimerase cần thiết cho việc tổng hợp DNA

- Giảm sự tổng hợp RNA: tác động tương hổ với các cấu tử của chất nhiễm sắc rồi tác động lên RNA polimerase làm ngăn trở sự sao chép DNA bởi RNA polimerase

- Biến đổi hình thái nhân tế bào thể hiện bằng sự tách nhân, chất nhiễm sắc bị đùn ra ngoài, các hạt ribonucleoprotein tập trung lại thành những vùng dày đặc

- Giảm tổng hợp protein, tăng khả năng gây ung thư: khi có sự nhiễm độc mãn tính, các triệu

chứng thấy được là kém ăn và chậm lớn, có khi xuống cân nhưng gan chịu ảnh hưởng nặng nhất xuất hiện sự thoái hoá tế bào nhu mô gan, tăng sinh tế bào biểu mô, tế bào lympho bị thâm nhiễm Aflatoxin là một chất gây ung thư mạnh nhất hấp thu qua đường tiêu hoá, nếu hấp thu 2,5mg aflatoxin trong 89 ngày sẽ thấy xuất hiện ung thư gan sau một năm Liều gây ung thư của aflatoxin thấp hơn 1000 lần so với các phẩm màu azoic, đặc biệt là đối với ung thư gan

3.6.2 Ochratoxin

Có thể tìm thấy Orchratoxin trong ngô, lúa mỳ, lúa mạch, bột mỳ, gạo, đậu đỗ, hạt cà phê và các thức ăn gia súc hổn hợp khác nhau Nghiên cứu của Pháp và Châu Âu mới đây cho thấy rằng các mẫu thực phẩm chứa orchratoxin A (OTA) trong nhiều sản phẩm khác nhau như nho, một số ngũ cốc, cà phê, 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 Ngoài ra, sự nhiễm OTA phụ thuộc rất nhiều vào xuất xứ địa lý của nguyên liệu

3.6.2.1 Các loài nấm mốc sản ra ochratoxin

Các chủng nấm mốc có khả năng tổng hợp OTA còn chưa được xác định Nhưng các nghiên cứu

về OTA cho tới nay cho thấy rằng các chủng nấm mốc có thể rất khác nhau trên các đối tượng

khác nhau và thuộc vào giống nấm mốc phổ biến Aspergillus và Penicillium ví dụ các chủng rất phổ biến trên lương thực và thực phẩm như Aspergllus carbonarius và Aspergillus orchraceus

Aspergillus orchraceus có sắc tố màu vàng nâu, là một đại diện của hệ nấm trên thực vật đang

thối rữa Người ta cũng phân lập nó từ các hạt mốc, gạo, lạc hoặc thức ăn phức hợp được chế biến từ các thành phần trên, nó có ý nghĩa trong việc làm hư hỏng hạt bông

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sự phát triển của nấm mốc sinh OTA khác nhau và việc hình thành OTA từ chúng phụ thuộc rất khác nhau về nhiệt độ, độ ẩm, hoạt độ nước của sản phẩm, bản chất sản phẩm Các chủng sinh OTA rất khác nhau theo khu vực địa lý, khí hậu và bản chất của sản phẩm bị nhiễm Hơn thế nữa các chủng tổng hợp OTA cũng có thể tổng hợp đồng thời nhiều loại mycotoxin như acid penicillic hoặc citrinin

3.6.2.2 Cấu trúc của ochratoxin

Orchraceus là một chất độc rất phổ biến bên cạnh các mycotoxin khác như aflatoxin là các ochratoxin A, B và C và các dẫn xuất của chúng Về cấu tạo hóa học của OTA là hợp chất của izocumarin liên kết với một nhóm L- phenylalamin Độc tính của các ochratoxinkhác nhau liên quan tới việc nhóm hydroxyl phenol được tách ra khó hay dễ

Hình 12: cấu trúc của ochratoxin

3.6.2.3 Độc tính

Trong số các ochratoxin, OTA có độc tính cao nhất Đây là hợp chất không mùi, kết tinh, hòa tan trong dung môi phân cực và trong dung dịch bicabonat, hòa tan hạn chế trong nước

OTA là độc tố nấm mốc liên quan tới bệnh thận cấp tính của lợn, gây quái thai cho chuột và phôi

gà LD50 của OTA là 20mg/kg đối với chuột và 3,6 mg/kg đối với gà con 10 ngày tuổi Đối với người, OTA gây chứng bệnh suy thận vùng Bancăng ở người Những trường hợp nhiễm độc OTA cấp tính có thể bị tử vong Năm 1993, cơ quan nghiên cứu Quốc tế về ung thư đã xếp OTA vào các hợp chất nhóm 2B là nhóm các hợp chất có thể gây ung thư Ngoài ra, OTA còn bị nghi ngờ là chất có thể gây nhiễm độc thần kinh Bên cạnh đó ochratoxin gây ra bệnh grout trên gia cầm

Hình 13: Bệnh gout trên gia cầm do ochratoxin gây ra

Hình 14: Quả táo bị nhiễm nấm mốc

Tuy nhiên tùy thuộc vào điều kiện luân canh và khí hậu, các hệ vi sinh vật này có thể bị thay đổi

Đặt biệt A clavatus thường ưa thích các môi trường có hàm lượng đạm cao, trên các chất đang thôi rữa Vì vậy rất hay gặp A clavatus ở các trại chăn nuôi, trên phân gia súc và gia cầm

3.6.3.2 Cấu trúc

Patulin hay còn gọi là clavaxin là sản phẩm trao đổi chất bậc 2 của nấm mốc được biết tới trước tiên như là một thuốc có thể chữa cảm lạnh Trong quá trình sử dụng, người ta mới nhận biết độc tính của nó Nó là hợp chất vòng lacton không no rất hoạt động với công thức hóa học 4-hydroxy-4-furo [3,2] pyran-2(6H)-1

Patulin là hợp chất không màu, kết tinh được, tan trong nước và các dung môi phân cực Patulin

có thể được tổng hợp trên rất nhiều nông sản thực phẩm cũng như trên thức ăn gia súc Người ta

đã phân lập được patulin trên ngũ cốc, trên các sản phẩm dạng hạt, trên hoa quả Thực phẩm có khả năng nhiễm patulin cao nhất là táo và các sản phẩm táo

Hình 15: Cấu trúc của Patulin

3.6.3.3 Độc tính

Patulin ảnh hưởng đến hoạt động của một số enzym như ATPase, alkaline phosphatase, aldolase, hexokinase, đồng thời kích hoạt enzym glycogen phosphorylase làm cho nồng độ glucose trong máu tăng 60% Patulin ức chế sự tổng hợp protein, và còn được coi như một chất độc có khả năng gây ung thư cho người Mới đây hoạt tính suy giảm miễn dịch của patulin cũng được phát hiện Patulin có liên quan tới các chứng xung huyết, gây loét niêm mạc, đặc biệt là niêm mạc

ruột

3.6.4 Trichothecen

Trong thời kỳ chiến tranh thế giới thứ hai, hàng ngàn người Liên Xô cũ đã chết trong việc ăn phải lúa mỳ nhiễm nấm mốc do loại bỏ lại trên đồng ruộng trong mùa đông Sau này, nguyên nhân của đợt dịch được xác định là do trichothecen Sự nhiễm trichothecen cũng được ghi nhận

ở gia súc vật nuôi khi cho ăn thức ăn nhiễm trichothecen con người cũng có thể nhiễm bệnh do tiếp xúc hoặc hít phải trichothencen từ mốc tường nhà hoặc hệ thống thông gió (hội chứng “sick building”) Trong một thời gian dài, một số trichothecen được dùng như chất chống ung thư Các khảo nghiệm sau này chứng minh trichothecen có thể gây độc qua nhiều đường khác nhau bao gồm tiếp xúc qua da, tóc, mắt, hệ thần kinh, đường hô hấp, tiêu hóa và đường tuần hoàn

Độc tố trichothecen có thể dễ dàng tổng hợp với lượng lớn và dễ dàng phát tán, do vậy độc tố này được sử dụng như một tác nhân vũ khí sinh học từ năm 1970 Độc tố trichothecen được Mỹ

sử dụng trong thời kỳ chiến tranh vùng vịnh, Afghanistan và làm cho 3042 người chết ở Afghanistan Deoxynivanelenol (DON) là hợp chất phổ biến nhất trong số hơn 50 độc tố nhóm

trichothecen đã được xác định T-2 là một độc tố nấm mốc thuộc nhóm trichothecen do Fusaria

spp sinh ra, T-2 thường nhiễm trên các loại lương thực

3.6.4.1 Nấm mốc tổng hợp trichothecen

Có khoảng 60 nhóm nấm mốc có thể tổng hợp được trichothecen, bao gồm Fusaria,

Tricoderma, Myrothecium, Stachybotry Các nấm mốc này có thể phát triển tốt trong điều kiện

nhiệt độ thấp Các nấm mốc này vốn được xem là tác nhân chống mốc hoặc vi khuẩn cũng như các bệnh thực vật

3.6.4.2 Cấu trúc

Trichothecen có cấu trúc khá thống nhất chỉ khác nhau duy nhất ở số nhóm và vị trí gắn nhóm –

OH vào bộ xương trichothecen Chúng có tác động như nhau đối với cơ thể

Hình 17: Ảnh hưởng của chất độc lên xoang miệng

T-2 có thể nhiễm theo con đường tiêu hóa, đường máu, theo đường tiếp xúc T-2 là tác nhân gây hại trên da cao hơn lewisite hàng trăm lần, gây dị ứng tiếp xúc với mắt hôn mù tạt Có thể so sánh độ độc của trichothecen với đường hô hấp như mù tạt LC50 của trichothecen là 1 mg/m3hay 1g/m2

Trichothecen có thể gây ra cơn nôn ngay cả ở nồng độ rất thấp, vì thế không có khả năng ngăn chặn nguy cơ gây ngộ độc bằng mặt nạ trong trường hợp môi trường bị độc

Các cơ chế gây độc của T-2 là khác nhau và còn chưa được hiểu biết rõ Các cơ chế này cụ thể bao gồm :

- Ức chế sự tổng hợp protein: đây là cơ chế quan trọng nhất ảnh hưởng tới mọi hoạt động của cơ thể nhiễm T-2

- Ức chế sự tổng hợp AND

- Rối loạn chức năng của ribosom

- Ức chế sự tổng hợp protein ở ty thể

- Cảm ứng bẻ gãy mạch đơn của AND

- Ức chế hệ thống miễn dịch, tạo điều kiện bội nhiễm vi khuẩn hoặc làm chậm phản ứng miễn dịch

Trichothecen phản ứng dễ dàng với nhóm thiol Ở nồng độ thấp, chúng ức chế các enzym thiol ( creatin kinase, lactat dehydrogenase) T-2 có thể gắn vào thành phần lipid hay protein của thành

tế bào gây nên sự hư hỏng tế bào nhờ hiện tượng dung giải hồng cầu Khác với Aflatoxin, trichothecen gây độc trực tiếp không cần thông qua quá trình hoạt hóa như chúng có thể tác dụng tực tiếp trên thành dạ dày nhờ làm chết các tế bào biểu mô

T-2 và các trichothecen khác thực hiện sự deacetyl hóa trong gan Các sản phẩm trao đổi chất ít độc hơn độc tố nguyên thủy cacboxyesterase (-SH serin esterase) trong microsom của gan thủy phần T-2 thành chất HT-2 ít độc hơn Các enzym này có tầm quan trọng trong y tế: sự ức chế các enzym này bởi một liều nhỏ paraoxon (gốc phospho hữu cơ của thuốc bảo vệ thực vât) dẫn tới tăng cường độc tính của T-2 trên chuột Các chất ức chế khác là tri-o-cresyl phosphat (gốc phosphat hữu cơ, eserin(carbamat) và diisopropyl flourophosphat (DEP) gốc phosphat hữu cơ yếu) Tất cả các chất bảo vệ thực vật có chứa gốc phosphat hữu cơ ở nồng độ thấp đều có khả năng làm tăng độc tính của T-2 và các trichothecen khác

T-2 còn là chất gây kích ứng da và là tác nhân miễn dịch Nó có độc tính tế bào và tác động như tia phóng xạ lên quá trình phân chia nhanh tế bào Phơi nhiễm thường xuyên với T-2 làm tăng sự nhạy cảm đối với vi khẩn gram (-) và virus herpes Hấp thu T-2 đồng thời với lipopolysaccharid làm tăng mức độ nhạy cảm đối với lipopolysacharid Có lẽ đây là nguyên nhân làm tăng mức độ nhạy cảm đối với vi khuần gram (-)

Các hậu quả chủ yếu của việc nhiễm DON là sụt cân, chán ăn, đi ngoài, suy giảm miễn dịch, lóet

dạ dày, tổn thương niêm mạc miệng và có thể gây tử vong Lợn được cho ăn thức ăn nhiễm DON với hàm lựong lớn hơn 2mg/kg thức ăn sẽ có hiện tượng nôn, bỏ ăn Gà có thể chịu được DON với liều lượng cao hơn 5 mg/kg thức ăn DON không gây các hiệu ứng nghiêm trọng ngoài việc giảm trọng lượng trứng và chất lượng vỏ trứng Các số liệu liên quan tới mycotoxin tại Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ cho thấy tiêu thụ ngũ cốc nhiễm DON có thể là nguyên nhân gây các bệnh dịch lớn

3.6.5 Fumonisin

Trong số các mycotoxin, mối quan tâm về các fumonisin ngày càng tăng cao Fumonisin là độc

tố mới được phát hiện gần đây do Fuarium moniliforme tổng hợp nên Đây là nhóm các

mycotoxin có độc tính cao với động vật và với người Việc nhiễm fumonisin trong thức ăn cho người và gia súc ở quy mô trên toàn thế giới Riêng tại Mỹ, các báo cáo cho thấy 80 – 100% ngô bảo quản bị nhiễm fumonisin

Vào năm 1988, các độc tính của fumonisin lần đầu tiên đựợc xác định, các sản phẩm trao đổi

chất của nó lần đầu tiên được phát hiện trong canh trường F moniliforme Trong số đó, một hợp

chất được phát hiện thường xuyên nhất và ở nồng độ cao nhất trong các canh trường của loài này

hoặc thực phẩm mà đặc biệt là ngô nhiễm F moniliforme Hợp chất này sau đó được đặt tên là

“fumonisin B1” Hầu hết các nghiên cứu khởi đầu vè fumonisin liên quan tới F.moniliforme

“MRC 826” phân lập từ các mẫu lương thực của Nam Phi, nơi người dân chịu đựng các hội chứng ung thư thực quản

Các nghiên cứu và sau cho thấy rằng không chỉ có F moniliforme tổng hợp nên fumonisin mà các chủng khác thuộc Fusarium cũng tham gia tổng hợp nên độc tố loại này bao gồm:

F.proliferatum, F subglutinans, F anthophilum, F annulatum, F succisae, F beomiforme, F

diamini, F napiforme và F nygamai

Bảng 4 chỉ ra vai trò các chủng trong việc tổng hợp nên độc tố fumonisin B1 Một số điều khác cần nhấn mạnh rằng trong số rất nhiều chủng có khẳ năng tổng hợp fumonisin B1, hai chủng F

proliferatum và F nygamai tổng hợp độc tố với nồng độ rất cao 7000ppm

Các yếu tố ảnh hưởng tới sự tổng hợp fumonisin

F moniliforme tổng hợp fumonisin tối đa ở nhiệt độ 200C Hàm lượng độc tố giảm mạnh khi nhiệt độ tăng lên 250C, 300C hoặc giảm xuống 150C, 100C Tại 350C F moniliforme phát triển

mạnh nhất trên cả môi trường nuôi cấy phòng thí nghiệm (potato dextrose agar) lẫn trên lương thực (ngô), tuy nhiên lúc này nấm mốc chỉ tổng hợp một lượng không đáng kể fumonisin ngay

cả trong một thời gian dài 10 tuần Trong điều kiện yếm khí, nấm mốc phát triển rất yếu và không có khả năng sinh độc tố, độ ẩm của nguyên liệu hầu như không có ảnh hưởng đáng kể khả năng phát triển của nấm mốc cũng như khả năng tổng hợp fumonisin của chúng

3.6.5.2 Cấu trúc

Fumonisin là nhóm hợp chất dieste của acid tricacboxylic với các rượu bậc cao khác nhau, fumonisin chứa nhóm amin bậc nhất, tan trong nước và bền vững với nhiệt độ Trong số các fumonisin, chỉ số fumonisin B1, B 2 và B 3 được phát hiện với hàm lượng đáng kể trong tự nhiên

và điều kiện phòng thí nghiệm Công trình nghiên cứu của Nelson và cộng sự ở Trung tâm

Nghiên cứu Fusarium của Đại học Pennsylvania được thực hiện trên 90 chủng F monilifomrme

phân lập ở các thực phẩm khác nhau từ các vùng địa lý khác nhau Fumonisin B1 được xác định

trong canh trường của 38/90 chủng F moniliforme ở nồng độ lớn hơn 1000ppm Cũng trong nghiên cứu này các tác giả đã chỉ ra F moniliforme không chỉ tổng hợp fumonisin B1 mà còn tổng hợp các dẫn xuất khác của độc tố này Các dẫn xuất này chỉ khác nhau ở nhóm hydroxyl

đính với nguyên tử cacbon ở vị trí thứ 10 của mạch chính của fumonisin B như hình bên dưới,

trong đó các dẫn xuất B1, B2 và B3 của fumonisin là các độc tố phổ biến nhất trong tự nhiên

Hình 19: Cấu trúc các độc tố thuộc nhóm fumonissin

3.6.5.3 Độc tính

Fumonisin B1 là độc tố có độc tính mạnh nhất trong số các fumonisin Fumonisin B 1 có thể gây ra các triệu chứng nhũn não, suy gan, mù, gây các triệu chứng bất bình thường cho tới tử vong ở ngựa (ELEM), ung thư gan ở chuột, bênh gan ở gà và suy tim cấp ở khỉ…Chỉ ở liều lượng 10 mg/kg thức ăn trong vòng 40 – 50 ngày, fumonisin đã có thể gây hội chứng ELEM Fumonisin

B1 có liên quan đến bệnh ung thư thực quản ở gà Mới đây, cơ quan Nghiên cứu Quốc tế và ung thư đã xếp fumonisin B1 vào nhóm 2B, nhóm các hợp chất gây ung thư cho người

Fumonisin có thể gây ra một số triệu chứng bênh như:

- Bênh viêm não bạch cầu hoặc tổn hại gan ở ngựa và các động vật máu nóng

- Gây ung thư gan ở chuột

Fumonisin B 1

Fumonisin B 2

Fumonisin B 3