Packaging Spektrum. Mikotoksyny w żywności i opakowaniach do żywności – metody badań. Część 4. Środowisko procesu produkcyjnego
19 Apr 2019 13:02

STRESZCZENIE: Jednym z niebezpiecznych zanieczyszczeń żywności świeżej lub mało przetworzonej jest obecność pleśni, której toksyczne metabolity mikotoksyny stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi. Źródłem niebezpiecznych drobnoustrojów mogą być surowce wykorzystywane do produkcji żywności, opakowania, ale również środowisko produkcji żywności, pakowania czy magazynowania. Zarodniki pleśni mogą się łatwo przenosić w powietrzu, a w przy odpowiednich warunkach wilgotności i temperatury może występować ich szybki rozrost. Kontrola obecności mikotoksyn w surowcach, w opakowaniach jak i w środowisku produkcyjnym ma na celu wyeliminowanie czynników stanowiących potencjalne zagrożenie skażenia mikotoksynami żywności oferowanej konsumentowi. Do badania mikotoksyn w różnych materiałach stosowana jest z powodzeniem technika chromatografii cieczowej (HPLC) lub gazowej (GC) w połączeniu z detektorem spektrometrii mas (MS). 

ABSTRACT: One of the most dangerous contaminants of fresh or poorly processed food is the presence of mold, whose toxic mycotoxin metabolites pose a threat to human health and life. The source of dangerous micro-organisms may be raw materials used for food production, packaging, but also environment of food production, packaging or storage. Mold spores can easily be carried in the air, and in the good conditions of humidity and temperature, their rapid growth may occur. The control of the mycotoxins presence in food, in packaging as well as in the production environment is aimed at eliminating factors that pose a potential threat of mycotoxin contamination of food offered to the consumer. For the testing of mycotoxins in various materials, liquid chromatography (HPLC) or gas chromatography (GC) techniques in combination with a mass spectrometry detector (MS) are successfully used.

Dostarczanie świeżych lub mało przetworzonych produktów żywnościowych jest poważnym wyzwaniem dla producentów branży spożywczej i opakowaniowej, ponieważ obecnie świadomi konsumenci oczekują żywności spełniającej wysokie standardy higieny bez stosowania środków konserwujących. Jednym z niebezpiecznych zanieczyszczeń żywności jest obecność drobnoustrojów, w tym grzybów mikroskopowych, czyli pleśni, które mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia człowieka [1,2,3]. Niebezpieczne drugorzędowe metabolity grzybów pleśniowych rozpowszechnione w przyrodzie są poważnym zagrożeniem dla ludzi i zwierząt, bowiem oprócz typowego działania toksycznego (hepato- i nefrotoksycznego) wiele z nich posiada właściwości kancerogenne, mutagenne, teratogenne lub immunosupresyjne. Źródłem drobnoustrojów mogą być nie tylko sama żywność i surowce wykorzystywane do jej produkcji, opakowanie, ale również środowisko procesu produkcyjnego. Do najgroźniejszych mikotoksyn z perspektywy zagrożeń dla środowiska zaliczyć można aflatoksyny (np. aflatoksyna B2), sterigmatocystynę (rys. 1.), ochratoksynę A, toksyny fuzaryjne (np. deoksyniwalenol), gliotoksynę, a w pomieszczeniach wilgotnych szczególnie niebezpieczne są satratoksyny G i H (rys. 2.).

Zapewnienie warunków sterylnych podczas całego procesu produkcji żywności, jej pakowania czy magazynowania jest bardzo istotne, ponieważ toksyczne zarodniki pleśni mogą się swobodnie przenosić w powietrzu, a doskonałym ich nośnikiem może być wszechobecny kurz. W celu określenia obszarów ryzyka skażenia żywności pleśniami konieczna jest systematyczna kontrola mikrobiologiczna zarówno produktu przed procesem pakowania, opakowań, jak i otoczenia podczas pakowania czy magazynowania. Wyniki wykonanych badań pozwolą na podjęcie odpowiednich działań wyprzedzających, takich jak np. wyjaławianie opakowań przed pakowaniem, czy konieczność filtrowania powietrza przez filtry mikrobiologiczne w pomieszczeniach produkcyjnych lub też usuwania z powierzchni ładunków statycznych przyciągających kurz itp. 

Obecność pleśni w pomieszczeniach (rys. 3.) jest zjawiskiem dość pospolitym i nie dotyczy to tylko budynków zalanych np. w wyniku powodzi czy też źle izolowanych, bowiem pleśń może występować także w budynkach nowych, ale nieprawidłowo eksploatowanych, na przykład przy źle funkcjonującej klimatyzacji. W warunkach wysokiej wilgotności pleśnie mają tendencję do rozrostu w różnych materiałach budowlanych, w tym płytach gipsowych, drewnie i izolacji papierowej, płytach sufitowych, płytach wiórowych, papierach ściennych itp. Wilgoć wewnątrz budynków lub w konstrukcjach budowlanych może spowodować wzrost pleśni np. Stachybotrys chartarum, Aspergillus spp., Penicillium spp., Trichoderma spp., Cladosporium spp. Obserwowana jest wyraźna zależność między obecnością pleśni w środowisku wewnętrznym a rozwojem niekorzystnych skutków zdrowotnych. 

Powszechnie znane są tzw. syndrom chorego budynku (ang. sick building syndrome) i potencjalne zagrożenia zdrowotne dla osób przebywających wewnątrz takich pomieszczeń. O ile obecność samych grzybów strzępkowych (pleśni) można wykryć, stosując klasyczne techniki mikrobiologiczne, to metody te nie pozwalają już na stwierdzenie obecności ich toksycznych metabolitów wtórnych – mikotoksyn. Możliwe są sytuacje, gdy nawet mocno zagrzybione pomieszczenie nie jest skażone mikotoksynami, a różnice w stopniu skażenia mikotoksynami ścian mogą być spowodowane tym, że ten sam szczep w zależności od rodzaju podłoża i warunków wzrostu może produkować mikotoksyny lub też nie. W wilgotnym środowisku wewnętrznym różne gatunki grzybów Stachybotrys często rosną razem z innymi pleśniami. 

Próbki materiałów budowlanych i osiadły pył domowy zebrany z wilgotnych pomieszczeń były obiektem licznych badań analitycznych na obecność mikotoksyn. Wiadomo, że niezawodną techniką analityczną oznaczania śladowych stężeń mikotoksyn w różnych materiałach, w tym także budowlanych jest chromatografia (cieczowa – HPLC i gazowa – GC) w połączeniu z detektorem spektrometrii mas (MS), odpowiednio LC-MS/MS i GC-MS lub GC-MS/MS [4, 5, 6]. 

Już w latach 80. ubiegłego wieku za pomocą techniki chromatografii cienkowarstwowej (TLC) i wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) wykryto groźne mikotoksyny: werukarynę B i J, trichowerrynę A i B oraz satratoksynę H w stropowej płycie pilśniowej skażonej Stachybotrys chartarum [7]. 

Charakteryzująca się wysoką czułością i specyficznością tandemowa spektrometria mas sprzężona ze spektrometrią mas HPLC-MS/MS pozwala na oznaczanie mikotoksyn w śladowych ilościach w próbkach pobranych bezpośrednio ze środowiska. Na rys. 4. i 5. przedstawiono wyniki oznaczania sterigmatocystyny (mikotoksyny wytwarzanej m.in. przez grzyba Aspergillus versicolour) w materiale budowlanym (drewno) z zastosowaniem techniki HPLC-MS/MS [8].

Do wykrywania mikotoksyn Stachybotrys w pomieszczeniach i materiałach budowlanych z powodzeniem wykorzystuje się również chromatografię gazową sprzężoną z detektorem mas (GC/MS/MS) [9]. 

PODSUMOWANIE

Warunki środowiskowe wszystkich etapów produkcji żywności świeżej i mało przetworzonej, jej pakowania czy magazynowania mają duże znaczenie dla zachowania czystości mikrobiologicznej produktu oferowanego konsumentowi. Analizując potencjalne źródła zanieczyszczeń mikotoksynami żywności zapakowanej, oprócz możliwości skażenia surowców i opakowań należy uwzględnić także możliwość występowania zarodków mikotoksyn w powietrzu na liniach produkcyjnych. Zarodniki pleśni łatwo unoszą się w powietrzu, a w odpowiednich warunkach (temperatura i wilgotność) może następować ich szybki rozrost. W celu określenia czynników stanowiących potencjalne zagrożenie skażenia mikotoksynami żywności świeżej i mało przetworzonej niezbędny jest monitoring obecności mikotoksyn zarówno w surowcach, w opakowaniach jak i w środowisku produkcyjnym. W efekcie pozwoli to na podjęcie odpowiednich działań zapobiegawczych eliminujących źródła zakażenia mikotoksynami. Do badania obecności mikotoksyn w różnych materiałach stosowana jest z powodzeniem technika chromatografii cieczowej (HPLC) lub gazowej (GC) w połączeniu z detektorem spektrometrii mas (MS). 

 

Literatura 

[1] Bal K., Kaszuba A. 2016, Mikotoksyny w żywności i opakowaniach do żywności – metody badań. Część I. Występowanie i charakterystyka. Mycotoxins in food and food packagings – test methods. part I. Occurrence and characteristics, „Opakowanie”, 5, s. 70-72.

[2] Kluczek J. P. 2000, Mikotoksyny w zarysie, Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej Bydgoszcz.

[3] Czerwiecki L. 1997, Mikotoksyny w żywności jako czynnik zagrożenia zdrowotnego, „Żywność, Żywienie a Zdrowie”, 6 (4), s. 292-300.

[4] Bal K., Kaszuba A. 2016, Mikotoksyny w żywności i opakowaniach do żywności – metody badań. Część II. występowanie i charakterystyka. Mycotoxins in food and food packagings – test methods. part II. Metody chemiczne, „Opakowanie”, 8, s. 64-69.

[5] Filipek A., Daniewski M., Bal K. 2002, Oznaczanie ośmiu mikotoksyn z grupy trichotecenów metodą GCMS/MS Cz. I. Opracowanie warunków MS/MS, „Roczniki PZH”, 53, s. 125-133.

[6] Bal K., Kalinowski W. Wykrywanie skażeń mikotoksynami w próbkach środowiskowych metodą chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas (HPLC-MS/MS) Część I, Praca statutowa COBRO, 2008.

[7] Croft W. A., Jarvis B. B., Yatawara C. S. 1986, Airborne outbreak of trichothecene toxicosis, 20, s. 549-552.

[8] Bloom E., Bal K., Nyman E., Must A., Larsson L. 2007, Mass Spectrometry- Based Strategy for Direct Detection and Quantification of Some Mycotoxins Produced by Stachybotrys and Aspergillus spp. In Indoor Environments, Applied and Environmental Microbiology, 73, s. 4211–4217.

[9] Bloom E., Bal K., Nyman E., Must A., Larsson L. 2007, Optimizing a GC-MS method for screening of Stachybotrys mycotoxins in indoor environments, „Journal of Environmental Monitoring”, 9, s. 151–156.

Karol Bal, Alicja Kaszuba

error: Kopiowanie zabronione!