Jedną z podstawowych funkcji opakowania do produktów spożywczych jest zapobieganie ich psuciu oraz zachowanie podstawowych cech żywności takich jak: wartość odżywcza, smak, zapach. Istnieje bardzo wiele przyczyn psucia się produktów spożywczych, mogą to być zmiany: mikrobiologiczne, biochemiczne, chemiczne i inne. Najpoważniejszymi zagrożeniami dla zdrowia, a nawet życia człowieka są skażenia żywności drobnoustrojami oraz grzybami mikroskopowymi czyli pleśniami. Źródłem drobnoustrojów mogą być nie tylko żywność, ale surowce wykorzystywane do jej produkcji, opakowanie, a także środowisko. Doskonałym nośnikiem drobnoustrojów jest kurz znajdujący się w otoczeniu, osiadający na powierzchniach produktu spożywczego podczas jego wytwarzania czy pakowania.
Jednym z najbardziej toksycznych, naturalnych zanieczyszczeń żywności są mikotoksyny. Mikotoksyny (gr. mycos – grzyb, łac. toxicum – trucizna) to produkty wtórnego metabolizmu różnych gatunków grzybów strzępkowych, znanych powszechnie pod nazwą pleśni. Sprzyjające warunki rozwoju grzybów, do których zalicza się: odpowiedni skład podłoża, jego konsystencję, wysoką wilgotność i sprzyjającą temperaturę otoczenia, decydują o metabolizmie, a także o ilości wytwarzanych przez nie mikotoksyn. W tab. 1. zestawiono przykładowe grzyby pleśniowe oraz wytwarzane przez nie mikotoksyny.
Na rys. 1., 2., 3. i 4. przedstawiono budowę morfologiczną i zdjęcia mikroskopowe najczęściej występujących pleśni z rodzajów: Aspergillus (tzw. pędzlaki), Penicillium (tzw. kropidlaki), Alternaria oraz Fusarium. Mikotoksyny mogą znajdować się we wszystkich częściach morfologicznych pleśni (grzybnia, zarodniki, konidia) [1].
W warunkach klimatycznych Polski zagrożenie zdrowotne mogą stwarzać przede wszystkim ochratoksyna A i trichoteceny. Niektóre produkty spożywcze oraz surowce importowane mogą być skażone aflatoksynami i fumonizynami [2].
Ocenia się, że grzyby pleśniowe występujące na całym świecie wytwarzają ponad 300 rodzajów mikotoksyn. Spośród nich do stosunkowo dobrze poznanych i stwarzających największe zagrożenie zdrowotne należą: aflatoksyny, ochratoksyny, trichoteceny, fumoniziny, zearalenon i patulina, których wzory strukturalne podano na rys. 5.
Większość mikotoksyn wykazuje wysoką toksyczność w stosunku do organizmów ludzkich i zwierzęcych. Mikotoksykozy, wywołane spożyciem mikotoksyn, charakteryzują się różnymi objawami chorobowymi narządów, specyficznymi dla określonej toksyny. Hepatotoksyny (np. aflatoksyna B1) uszkadzają wątrobę, nefrotoksyny (np. ochratoksyna A) uszkadzają nerki, kardiotoksyny (np. moniliformina) powodują choroby serca i układu krwionośnego, dermotoksyny (np. trichoteceny) prowadzą do uszkodzenia skóry i błon śluzowych, neurotoksyny (np. fumonizyna B) wywołują uszkodzenia układu nerwowego itd.
Zawartość poszczególnych mikotoksyn w żywności jest li-mitowana. Rozporządzenie Komisji (WE) Nr 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006 r. [3] ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych oraz rozporządzenia zmieniające (Nr 1126/2007, 105/2010, 165/2010, 594/2012, 1058/2012 oraz 212/2014) określają limity zawartości dla następujących mikotoksyn: aflatoksyny, ochratoksyny A, toksyn Fusarium, patuliny oraz cytryniny. Najwyższe dopuszczane poziomy dla różnych mikotoksyn w różnych grupach żywności są zróżnicowane i wynoszą od kilkuset części µg/kg (np. limit dla aflatoksyny M1 w produktach spożywczych dla niemowląt wynosi 0,025 µg/kg) do kilkuset µg/kg (np. limit fumoznizyny w produktach z kukurydzy przetworzonej wynosi 800 µg/kg).
Skażenie mikotoksynami produktów spożywczych może następować na każdym etapie produkcji żywności od momentu wzrostu roślin poprzez proces przetwórczy, a powstawaniu pleśni i wytwarzaniu mikotoksyn mogą sprzyjać także niesterylne opakowania. W związku z przypadkami stwierdzonej obecności pleśni w szklanych butelkach, wielu producentów napojów (m.in. Coca-Cola) zrezygnowało ze stosowania wielokrotnych opakowań szklanych [4]. Pleśń wykryto także w wykonanych z tworzyw sztucznych kubeczkach niekapkach przeznaczonych dla niemowląt, w częściach trudnodostępnych do umycia. [5]. Metodą zapobiegania tworzenia się pleśni w opakowaniach jest aseptyczne pakowanie produktów płynnych (nagrzewanie w cienkiej warstwie, HTST) lub też wyjaławianie opakowań wodą utlenioną.
Najpewniejszy sposób ograniczania skażeń drobnoustrojami pakowanych produktów spożywczych stanowi stosowanie aktywnych opakowań antymikrobiologicznych [6]. Opakowanie z dodatkiem mikrobiologicznie czynnych substancji lub wykonane z tworzywa o właściwościach antymikrobiologicznych wpływa na zapobieganie lub ograniczenie szybkości wzrostu mikroorganizmów zanieczyszczających żywność. Najczęściej w opakowaniach antymikrobiologicznych stosowane są substancje dopuszczone do użytku przez przemysł spożywczy: kwasy organiczne (np. benzoesowy, octowy, mlekowy, sorbowy, cytrynowy), bakteriocyny (np. nizyna), enzymy, roślinne olejki eteryczne (gorczycowy, czosnkowy, cynamonowy).
Ważnym elementem zapobiegania skażenia pleśniami produktów spożywczych jest również kontrola mikrobiologiczna otoczenia podczas wytwarzania żywności oraz pakowania np. przez podawanie powietrza przefiltrowanego przez filtry mikrobiologiczne, wyjaławianie promieniowaniem ultrafioletowym, usuwanie ładunków statycznych przyciągających kurz itp.
Kontrolę mikrobiologiczną można prowadzić różnymi metodami analitycznymi – klasyczną biochemiczną lub instrumentalną chromatograficzną [7]. Metoda klasyczna polega na hodowli drobnoustrojów na odpowiednich pożywkach lub zastosowanie testów immunoenzymatycznych, jak np. ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) [8]. Jednak klasyczne techniki biochemiczne są często niedostatecznie selektywne, pracochłonne (nierzadko hodowla wymaga kilku dni czy nawet tygodni) oraz ilościowo nieprecyzyjne. Ponadto skażenie mikotoksynami może występować również w przypadku braku żywych pleśni czy też ich zdolnych do kiełkowania zarodników jako skutek wcześniejszej działalności grzybów pleśniowych w danym materiale.
Do analizy identyfikacyjnej mikotoksyn oraz ich analizy ilościowej mają także zastosowanie nowoczesne techniki chromatograficzne: chromatografia cienkowarstwowa (TLC), wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) z detektorem UV lub fluoroscencyjnym (FLD), a także chromatografia gazowa (GC) z detekcją wychwytu elektronów (ECD) lub spektrometrii mas (MS) [9]. Obecnie do analizy śladowej mikotoksyn w żywności, w opakowaniach czy w środowisku najczęściej stosowana jest technika HPLC/MS, która charakteryzuje się bardzo dużą czułością i specyficznością [10].
Literatura
[1] Kluczek J. P. 2000. Mikotoksyny w zarysie. Bydgoszcz: Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej.
[2] Czerwiecki L. 1997. Mikotoksyny w żywności jako czynnik zagrożenia zdrowotnego. Żywność, Żywienie a Zdrowie 6 (4), 292-300.
[3] Rozporządzenie Komisji (WE) Nr 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006 r. ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych z jego późniejszymi zmianami do 212/2014.
[4] Napój z wkładką. 1999. Tygodnik WPROST 28 (867).
[5] strona internetowa [http://finanse. wp. pl/kat, 1033697, title, Plesn-w-kubeczkach-niekapkach-dla-niemowlat-Tego-nie-da-sie-umyc, wid, 18186124, wiadomosc. html? ticaid=116e6b], dostęp: maj 2016..
[6] Martyn A., Z. Targoński. 2010. Antymikrobiologiczne opakowania żywności, ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość 5 (72), 33-44.
[7] Anklam E., Stroka J. and Boenke A. Acceptance of analytical methods for implementation of EU legislation with a focus on mycotoxins. Food Control, 2002, 13, 173-183.
[8] Libudzisz Z., K. Kowal, Z. Żakowska red. 2007. Mikrobiologia Techniczna. Warszawa: Wydawnictwo PWN.
[9] Filipek A., M. Daniewski, K. Bal. 2002. Oznaczanie ośmiu mikotok
syn z grupy trichotecenów metodą GCMS/MS Cz. I. Opracowanie warunków MS/MS. Roczniki PZH 53, 125-133.
[10] Bal K., W. Kalinowski. 2008. Wykrywanie skażeń mikotoksynami w próbkach środowiskowych metodą chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas (HPLC-MS/MS) Część I. Warszawa: COBRO.
