Aflatoksin | |
Identifikation | |
---|---|
N o CAS | |
PubChem | 14421 |
SMILE |
COC1 = C2C3 = C (C (= O) OCC3) C (= O) OC2 = C4C5C = COC5OC4 = C1 , |
InChI |
InChI: InChI = 1 / C17H12O6 / c1-20-10-6-11-14 (8-4-5-21-17 (8) 22-11) 15-13 (10) 7-2-3- 9 (18) 12 (7) 16 (19) 23-15 / h 4-6,8,17H, 2-3H2,1H3 |
Kemiske egenskaber | |
Formel |
C 17 H 12 O 6 [isomerer] |
Molar masse | 312,2736 ± 0,0162 g / mol C 65,39%, H 3,87%, O 30,74%, |
Forholdsregler | |
IARC- klassificering | |
Gruppe 1: Kræftfremkaldende for mennesker | |
Økotoksikologi | |
DL 50 | 1,75 mg · kg -1 abe, oral |
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet. | |
Den aflatoksin er et mykotoksin produceret af visse svampe , såsom prolifererende på frø lagret i varm og fugtig atmosfære (i dette tilfælde ofte produceret af microfungus Aspergillus flavus ).
Aflatoksiner er en gruppe på 18 strukturelt beslægtede forbindelser (en blanding af en coumarin og 3 furaner ); nogle er giftige for mennesker eller andre dyr; i høje doser kan de forårsage død i løbet af få timer til et par dage afhængigt af dosis og følsomheden af dyret. Ved lavere doser hæmmer de stofskifte (og derfor vækst) og har en høj kræftfremkaldende effekt .
Mange fødevarer beregnet til mennesker eller andre dyr kan indeholde det, nogle gange i store mængder: jordnøddefrø, majs (i korn, ensilage osv.), Hvede, forskellige kornprodukter, mandler, hasselnødder, valnødder, pistacienødder, figner, dadler, kakao , kaffe, kassava, sojabønner, ris osv. De såkaldte B1- og B2- aflatoksiner (AFB1 og AFB2) er de mest almindelige i fødevarer.
Det blev opdaget i 1960 i England .
Ved kritiske ”landbrug-sundhed” grænseflade (især i udviklingslande lande , tilstedeværelsen af mykotoksiner i fødevarer udgør betydelige offentlige hygiejne og dyresundhed problemer (måske undervurderet), men også socioøkonomiske dem, fordi Ud over skadelige sundhedsvirkninger, nogle aflatoksiner gift gård dyr, der forbruger inficeret foder, hvilket medfører landbrugstab, der anslås til 270 millioner dollars om året kun for USA (omkostningerne er meget højere i lande, der udvikler sig, herunder i Afrika, hvor børns sundhed er direkte påvirket.) Jordorganismer, der spiller en vigtig økologisk rolle som f.eks. springtails kan blive påvirket af aflatoksiner.
AFB1 betragtes som den mest giftige af aflatoksiner.
Disse toksiner produceres af flere svampe af slægten Aspergillus : Aspergillus flavus (som også producerer aflatrem af cyclopiazoninsyre , aspergillinsyre ), Aspergillus parasiticus og Aspergillus nomius .
Disse relativt allestedsnærværende mikroorganismer har få vækstkrav: en temperatur mellem 6 og 50 ° C , en kilde til kulstof og nitrogen og en vandaktivitet, der er større end 80%. Under visse forhold ( oxidativ stress / produktion af frie radikaler , fysisk (mekanisk) angreb på svampen, temperatur mellem 13 og 45 ° C , høj luftfugtighed, tilstedeværelse af visse fedtsyrer) kan de derefter producere giftige sekundære metabolitter: aflatoxiner (som er derfor mykotoksiner ).
Blandt de mest almindelige aflatoksiner er AFB1, AFB2, AFM1, AFG1 og AFG2.
En nylig undersøgelse (offentliggjort i slutningen af 2017) viste, at visse insekter stimulerer produktionen af aflatoksin af formen A. flavus (hvilket antyder nye muligheder for at beskytte en del af verdens fødevarelager mod denne landbrugspest).
Producering af dette toksin koster sandsynligvis en energipris (og næringsstof) for denne svamp, men da mere end to tredjedele af A. Flavus, der er undersøgt, producerer aflatoksin, antages det, at dette toksin også skal have adaptive fordele for svampen. Den Drosophila og disse svampe bruger de samme værtsplanter samme avls- og forbruge de samme fødevarer. Larvene fra disse fluer spiser også lejlighedsvis denne svamp.
Mickey Drott -plantepatolog fra Cornell University og hans team undrede sig over, om dette insekt i en skimmel kunne fremkalde aflatoksinproduktion for at beskytte (sig selv og dets fødevaresubstrat) mod insekter. Deres første eksperimenter bekræftede, at ja: tilføjelse af aflatoksin til mad af frugtfluerlarver dræber dem, samtidig med at svampens vækst fremmes. Produktionen af aflatoksin tredobles, når svampen blev beskadiget mekanisk, og den stiger (i gennemsnit 1,5 gange) i nærværelse af en enkelt Drosophila-larve ... men forfatterne bemærker også, at svampens vækst kun starter, hvis og når flue larver er til stede i nærheden. Derudover vokser de "mykotoksiske versioner" mere (og udskiller effektivt flere toksiner), når insekter er til stede i nærheden. Det er endnu ikke klart, om dette gælder for andre insekter (såsom majskolve larve). Nogle organismer (f.eks. Helicoverpa zea ) har afgiftningskapacitet med hensyn til dette toksin.
En aktuel strategi for den biologiske kontrol af dette toksin er at introducere den ikke-patogene version af svampen på dyrkede planter; den nylige undersøgelse af Drott et al. viser, at det sandsynligvis også vil være nødvendigt at tage bedre hensyn til insekter, der findes på dyrkede planter.
Det resulterer normalt i døden, nogle gange inden for få timer, ofte forud for symptomer på depression, anoreksi , diarré , gulsot eller anæmi .
De hovedsageligt leverlæsioner (nekrose, skrumpelever ) udvikler sig på lang sigt til hepatom eller carcinom .
De manifesteres af reduceret vækst i husdyr, anæmi , mild gulsot og kræftudvikling over tid.
Metaboliseret af forskellige mikrosomale enzymer elimineres aflatoksiner i glucurono- og sulfokonjugerede former gennem urinen, mælken eller galden.
Metabolismen af aflatoksiner er hovedsageligt lever,
Under metabolismen af disse toksiner kan der forekomme visse meget reaktive epoxyderivater . Stærkt elektrofile reagerer de med nukleofile grupper i DNA ved at interkalere mellem baser eller proteiner. Aflatoksiner har derfor en stærk teratogen effekt ;
De har også en rolle i fosforyleringer og lipogenese såvel som immunsuppressive egenskaber. Endelig anerkendes aflatoksiner som de mest kraftfulde naturlige kræftfremkaldende stoffer ved at danne addukter til DNA .
Dyrearter | LD 50 (mg / kg) |
---|---|
Kanin | 0,3 |
Kat | 0,6 |
Hund | 0,5-1,0 |
Svin | 0,6 |
Bavian | 2.0 |
Rotte (han) | 5.5 |
Rotte (hun) | 17.9 |
Makak abe | 7.8 |
Mus | 9,0 |
Hamster | 10.2 |
Human | 5,0 * |
Den LD 50 for mennesker er afledt af en ekstrapolation fra en molekylær og biologisk undersøgelse. Det kommer fra et tilfælde af en epidemi ved forgiftning i 1975 i Indien. Ud af 1000 mennesker, der var blevet forurenet med aflatoksiner i majs, døde 10%. Imidlertid er tilfælde af aflatoksinforgiftning sjældne. På den anden side er aflatoksins kroniske toksicitet bekymrende i betragtning af deres kræftfremkaldende virkning. Evalueringen af mængden af disse toksiner i fødevarer har derfor været genstand for internationale undersøgelser i flere årtier.
Hos kvæg metaboliseres aflatoksin B1 absorberet med forurenet foder i leveren til et 4-hydroxyderivat - kaldet aflatoxin M1 - som findes i malkedyr (især køer, får og geder) udskilt i mælk . Der er også en lineær sammenhæng mellem koncentrationen af AFM1, der udskilles, og mængden af AFB1, der indtages. Det blev således vist hos malkekøer, at 0,5 til 4% af det indtagne aflatoxin B1 findes i form af aflatoxin M1 i mælken. Dette mykotoksin bevarer - i mindre grad bestemt - de vigtige kræftfremkaldende egenskaber ved aflatoksin B1. Den kumulative virkning forbundet med regelmæssig og iterativ indtagelse af sådanne toksiner udgør også store risici for børn og spædbørn, der spiser store mængder mælk og mejeriprodukter. Desto vigtigere er denne risiko, da aflatoksin M1 er resistent over for de sædvanlige behandlinger til konservering og forarbejdning af mejeriprodukter (varme, kulde, frysetørring osv.). Næsten alt aflatoksin M1 findes i skummetmælk og i produkter opnået ved mælkeudfældning (yoghurt, hytteost, mælkecremer osv.), Mens meget lidt findes i smør. Dette er knyttet til tilstedeværelsen af hydrofobe interaktioner mellem aflatoksin M1 og kaseiner , og faktisk er det almindeligt at observere en berigelse af oste, der oprindeligt var forurenet med aflatoksin M1 under dræning (AFM1 binder til mælkeproteiner og er derfor mere koncentreret i ostemassen end i frisk mælk og valle). I øjeblikket er det maksimale tilladte AFM1-niveau i mælk 50 ng / kg. For at begrænse koncentrationen af aflatoksiner i mælk kan der træffes forskellige foranstaltninger opstrøms for produktionen af foder bestemt til malkedyr:
Regelmæssig analyse af mælk og mejeriprodukter (påvisning og / eller kvantificering af AFM1 fra prøver af frisk mælk, rekonstitueret mælkepulver eller ost) gør det også muligt at begrænse risikoen for forgiftning.
Da aflatoksiner findes i en lang række fødevarer og i betragtning af deres toksiske virkninger på mennesker og dyr, bliver det meget vigtigt at have passende påvisningsmetoder til at opfylde de forskellige standarder, der er etableret i flere lande. Flere metoder anvendes til påvisning af aflatoksiner i landbrugsprodukter. For eksempel er der tyndtlagskromatografi, HPLC-metoder kombineret med fluorescens og immunologiske teknikker. En af de nyeste og mest effektive er væskekromatografi koblet med massespektrometri (LC-MS) eller koblet med tandem massespektrometri (LC-MS / MS).
Følgende analytiske teknik anvendes til at analysere aflatoksiner B1, B2, G1 og G2 i prøver af landbrugsprodukter.
Forberedelse af prøvenPrøverne skal først fremstilles, før aflatoksinanalysen fortsættes. De skal fremstilles på en sådan måde, at ekstraktionen af aflatoksiner er optimal. Prøver som korn, ris, tørrede frugter eller nødder homogeniseres til pulver ved hjælp af en mixer. 0,5 g pulver anvendes med en kendt mængde intern standard, aflatoksin AFM1, for at reducere eksperimentelle fejl. Aflatoxin AFM1 er en intern valgfri standard, da den ikke findes i landbrugsprodukter. Det hele underkastes væske-væske-ekstraktion med 80% methanol og omrøres derefter og centrifugeres. I tilfælde af krydderier er forbehandling nødvendig for at fjerne det fedt, der findes i prøven. Denne behandling består af ekstraktion med hexan. Prøverne filtreres, hvorefter et volumen prøve placeres i autosampleren, det samme volumen af en tris-HCI-buffer (pH 7,2), og volumenet afsluttes med destilleret vand.
OprensningEn metode, der foreslås for at ekstrahere aflatoksinerne fra prøven, er en "on-line" fastfase-mikroekstraktion (SPME), det vil sige, at ekstraktionen sker automatisk af enheden lige før kromatografi. Flere parametre er meget vigtige for, at ekstraktionen har et godt udbytte. Den stationære fase af kapillarsøjlen (f.eks. Supel-Q PLOT) er betinget af to cyklusser med aspiration / udstødning af methanol og vand. Prøverne gennemgår derefter 25 aspirations- / udstødningscyklusser ved en strømningshastighed på 100 ul / min. Endelig transporteres prøverne automatisk med den mobile fase af LC-MS.
Separation og analyseAnalysen udføres derefter ved væskekromatografi koblet til et massespektrometer. Først og fremmest foretages kromatografien i omvendt fase (f.eks. Zorbax Eclipse XDB-C8-søjle). Den mobile fase består af methanol / acetonitril (60/40, volumen / volumen): 5 mM ammoniumformiat (45:55 volumen / volumen). Ammoniumformiat fremmer protonering af det studerede molekyle under spektrometrisk analyse. Elueringshastigheden er 1,0 ml / min, hvilket muliggør en analyse på 8 minutter. Detektoren er som nævnt et massespektrometer. Denne type påvisning kræver positiv eller negativ ionisering af analytterne ved udløbet af den kromatografiske søjle. Dette gøres ved hjælp af ionisk elektro-forstøvning (ESI). I tilfælde af aflatoksiner foretrækkes positiv ionisering i form [MH] + med et godt signal / støj-forhold (S / N). Metoden til analyse ved massespektrometri er nu en metode til valg til analyse af aflatoksiner. I løbet af det sidste årti har denne metode gjort det muligt at forbedre detektionsgrænser ved for eksempel at filtrere masserne af urenheder, der interfererer i spektrofotometriske detektorer.
Mad | Opdagelse | AFB1 (μg / kg) | AFB2 (μg / kg) | AFG1 (μg / kg) | AFG2 (μg / kg) | Land | Reference |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Jordnødder | LC / MS | 0,48 | Ikke relevant | 0,84 | 1.12 | Japan | Journal of Chromatography A. 1216 ( 2009 ) 4416–4422. |
Mandler | LC / MS | Ikke relevant | 0,11 | Ikke relevant | 0,34 | Japan | Journal of Chromatography A. 1216 ( 2009 ) 4416–4422. |
Kokosnød | LC / MS | 0,65 | Ikke relevant | Ikke relevant | 1.06 | Japan | Journal of Chromatography A. 1216 ( 2009 ) 4416–4422. |
Men | LC / MSMS | 2.7 | 2.2 | 3.3 | 3.4 | Spanien | Fødevarekemi 117 ( 2009 ) 705–712. |
Fig | LC / FD | 5.6 | 0,5 | 2.8 | 2.3 | Danmark | Z Lebensm Unters Forsch A. 206 ( 1998 ) 243-245. |
Mængderne af aflatoksiner, der findes i forskellige fødevarer, afhænger af flere faktorer. Afhængig af standarderne i hvert land og opbevaringsmetoderne er det almindeligt at se en variation i de påviste mængder af aflatoksiner.
Mange lande rundt om i verden har sat standarder for den maksimale mængde aflatoksiner, der skal findes i fødevarer.
Den europæiske lovgivning, der blev udstedt i 1998 og ændret i 2006, har til formål ikke at overstige en skadelig mængde aflatoksin dagligt fra 253 til 441 ng / kg ifølge en amerikansk undersøgelse. For eksempel sætter den således en reguleringsgrænse på 2 μg / kg aflatoksiner i jordnødder, valnødder, tørrede frugter og korn til direkte konsum og en grænse på 15 μg / kg for "mandler og pistacienødder foran gennemgår en operation før brug som en fødevareingrediens ” .
I Canada og USA er der undertiden mindre strenge standarder, men dækker al mad bestemt til konsum. Der fastlægges også standarder for mængden af aflatoksiner, der findes i mad, der gives til kvæg. Disse er 20 μg / kg i Canada, mens de i USA spænder fra 20 til 300 μg / kg.
Land | Maksimal mængde (μg / kg) | Produkt |
---|---|---|
Canada | 15 | Nødder |
Forenede Stater | 20 | Al mad |
europæiske Union | 2 | Jordnødder, nødder, tørret frugt og korn |
Argentina | 0 | Jordnødder, majs og produkter |
Brasilien | 15 | Al mad |
Kina | 10 | Ris og spiselig olie |
Tjekkiet | 5? | Al mad |
Ungarn | 5? | Al mad |
Indien | 30 | Al mad |
Japan | 10 | Al mad |
Nigeria | 20 | Al mad |
Polen | 0 | Al mad |
Sydafrika | 5 | Al mad |
Zimbabwe | 5 | Al mad |