Афлатоксины

Термин «афлатоксины» относится к группе близких соединений, проду-

_{цируемых микроскопическими грибами Aspergillus flavus и A. parasiticus.}

_{Основными метаболитами этих микрогрибов O O}

_{являются два соединения, которые испускают голу-} ^B1

бое (англ. - blиe) свечение при ультрафиолетовом об- _H ^O

^{лучении - афлатоксины В}₁ ^{и В}₂^{, и два соединения, ко-}

_{O O торые при облучении ис-}

^{B 2} _{пускают зеленое (англ. -}

O

O O ^O H

CH₃

H

O O ^O H

CH ₃

green) свечение - афлаток-

сины G₁ и G₂.

Известно также более

афлатоксин В₁

афлатоксин В₂

^{10 соединений, являющихся производными или мета-}

болитами основной группы, в том числе афлатоксины

М₁ и др.

По своей химической структуре афлатоксины яв-

ляются фурокумаринами. Химическое название афлатоксина В₁ в соответствии с современной номенклатурой - (GaR-cis) (2,3,6а,9а) тетра-гидро-4- метоксицикло-

^G ₁ ^{O O}

O _O

H

пента [с] фуро [3¹2¹:4,5]

фуро [2,3-h] [1] бензопи- _G

O O

_{ран-1,11 -дион.} ² _{O O}

H

Афлатоксин М₁, гид-

O O ^O H

CH₃

роксилированное произ-

водное афлатоксина В₁,

_{сначала был обнаружен в}

O O ^O H

CH₃

^{афлатоксин G}₁

молоке коров, получавших корм, загрязненный афла-

афлатоксин G₂

91

токсином В₁, и поэтому получил название «молочный токсин» с буквенным индексом «М».

Основные физико-химические и биологические свойства афлатокси-

_{нов представлены в табл. 3.3 и 3.4.}

_{Таблица 3.3}

_{Физико-химические свойства основных афлатоксинов}

Афла- токсины	Молекуляр- ная формула	Молеку- лярная масса	Точка плавления, ºС	Поглощение в УФ, (нм)·	Флюорес- цен ция, нм (цвет)
B1	C17H12O6	312	268…269	12400 (265):21800 (362)	425 (голубой)
B2	C17H11O6	314	286…289	12100 (265):24000 (362)	425 (голубой)
G1	C17H12O7	328	244…246	9600 (265):17700 (362)	450 (зеленый)
G2	C17H14O7	330	237…240	8200 (265):17700 (362)	450 (зеленый)
M1	C17H12O7	328	299	11600 (265):11900 (357)	425 (голубой)

Таблица 3.4

_{Биологические свойства афлатоксинов и их распространенность}

Токсины	Продуценты (плесневые грибы)	Эффекты	Органы – мишени	Пищевые продук- ты и сырье
В1 В2 G1 G2	Aspergillus flavus А. flavus A. parasiticus A. nomimus	Гепатотоксичный Тератогенный Канцерогенный Нефротоксичный	Печень Сердце Почки Мозг Иммунная система	Зернопродукты Макаронные изделия Рис Кукуруза Орехи Арахисовое масло Специи Сухофрукты и т.д.

92

Афлатоксины обладают способностью сильно флюоресцировать при воздействии длинноволнового ультрафиолетового излучения, что лежит в основе практически всех физико-химических методов их обнаружения и ко- личественного определения. Эти соединения слабо растворимы в воде (10...20 мкг/л), нерастворимы в неполярных растворителях, но легко раство- римы в растворителях средней полярности таких, как хлороформ, метанол и диметилсульфоксид. Они относительно нестабильны в химически чистом ви- де и чувствительны к действию воздуха и света, особенно ультрафиолетового излучения.

Несмотря на это, следует отметить, что афлатоксины практически не разрушаются в процессе обычной технологической или кулинарной обработ- ки загрязненных пищевых продуктов. Полное разрушение афлатоксинов мо- жет быть достигнуто лишь путем их обработки аммиаком или гипохлоритом натрия.

Токсинообразование. Продуцентами афлатоксинов являются штаммы двух видов микроскопических грибов - Aspergillus flavus Link и А. parasiticus Speare. Они хорошо развиваются и образуют токсины на различных естест- венных субстратах (продовольственное сырье, пищевые продукты, корма) практически повсеместно.

A. flavus относится к мезофильным микроскопическим грибам и может

развиваться при температуре от 6...8 °С (min) до 40...46 °С (max). Оптималь- ной для образования токсинов является температура 27...30 °С. Однако в ус- ловиях производственного хранения зерна максимальное образование афла- токсинов происходит при 35...45 °С, что значительно превышает температур- ный оптимум, установленный в лабораторных условиях.

Другим критическим фактором, определяющим рост A. flavus и синтез афлатоксинов, является влажность субстрата и атмосферного воздуха. Мак- симальный синтез токсинов A.flavus происходит при влажности свыше 18 % для субстратов, богатых крахмалом, - зерна (пшеница, ячмень, рожь, овес, рис, кукуруза, сорго) и свыше 9...10 % для субстратов с высоким содержани- ем липидов - семена (арахис, подсолнечник, хлопчатник), копра (маслосо- держащая часть кокосовых орехов), различные виды орехов при относитель- ной влажности воздуха 97...99 %. При относительной влажности атмосфер- ного воздуха ниже 85 % синтез афлатоксинов прекращается.

Условия аэрации также оказывают заметное влияние на рост и токси- нообразование A.flavus. Даже незначительное количество кислорода приво- дит к резкому усилению синтеза афлатоксинов, в то время как добавление в среду углекислого газа ингибирует их образование.

Образование афлатоксинов в значительной степени зависит от состава субстрата, на котором развивается гриб. Синтезу афлатоксинов способству- ют, например, среды, содержащие в качестве источников углеводов сахарозу, глюкозу, галактозу, сорбозу, рибозу, ксилозу, мальтозу; в меньшей степени - фруктозу и крахмал; токсины не продуцируются на среде с лактозой. При- сутствие дрожжевого или кукурузного экстракта вызывает выраженное уси- ление синтеза афлатоксинов. Наличие карбоновых кислот, таких как себаци-

93

новая и пальмитиновая, приводит к максимальному образованию афлатокси- нов. Уксусная, пропионовая, масляная, капроновая, энантовая, каприловая, пералгоновая, каприновая, глутаровая и линолевая кислоты подавляют обра- зование афлатоксинов. Соотношение между насыщенными и ненасыщенны- ми жирными кислотами существенно влияет на синтез афлатоксинов.

Уровень токсинообразования зависит также от концентрации в среде некоторых металлов. Так, цинк в концентрации 10 мкг/мл является эссенци- альным элементом для синтеза афлатоксинов. В то же время молибден, вана- дий, железо, медь, серебро, кадмий, хром, ртуть и марганец подавляют ток- синообразование, а никель, кобальт и свинец на него существенно не влияют.

Значительное влияние на рост, развитие и токсинообразование плесе- ней на природных субстратах может оказывать присутствие на них других видов микроскопических грибов. Например, синтез афлатоксина В₁ токси- генным штаммом A. parasiticus в присутствии А. niger подавляется на 78 %, а в присутствии F. moniliforme, H. maydis и С. Lunata - на 15...25 %. В то же время Penicillium chrysogenum и Altemaria alternata не влияют на синтез аф-

латоксинов, а одновременное присутствие A. parasiticus с P. ruhrum приводит к повышенному образованию афлатоксинов.

Афлатоксины действуют практически на все компоненты клетки, вы-

зывая заболевания - афлатоксикозы.

_{Методы определения афлатоксинов представлены на рис. 3.4.}

^АВ₁