CC BY
62
633.854.78:632.9
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВРЕЖДЕНИЯ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА ТОКСИНОГЕННЫМИ ШТАММАМИМИКРОМИЦЕТОВ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ МИКОТОКСИНОВ
М.Д. НАЗАРЬКО, В.Г. ЛОБАНОВ, Н.С. ОЧЕРЕДЬКО
Кубанский государственный технологический университет
С увеличением требований к качеству и экологической безопасности продукции вырос интерес к проблеме загрязнения микотоксинами семян подсолнечника. Повреждение семян микотоксинами происходит на всех этапах: при созревании в поле, при уборке и последующей обработке, при хранении. Развитие и ток-синообразование микромицетов, выделенных в группу полевых плесеней, а также плесеней хранения, идет при повышенной влажности семян уже в первые часы и сутки после уборки [1]. Контаминация семян в поле грибными болезнями создает благоприятные условия для последующего развития плесеней хранения, если не будут приняты способы обработки семян, тормозящие этот процесс.
На поверхности свежеубранных семян подсолнечника преобладают грибы родов Cladosporium и Alternaria [2]. Степень инвазии семян зависит от патогенности штамма, целостности семенной и плодовой оболочек, а также от генетически обусловленного строения оболочки, что подтверждается существованием сортов, резистентных или, наоборот, чувствительных к внутреннему поражению определенными видами плесеней [3].
В последнее время опасность загрязнения продуктов питания микотоксинами возросла. Это обусловлено применением механизированной уборки урожая сельскохозяйственных культур и соответственно увеличением доли травмированных семян, необходимостью хранения больших масс сырья, а также возможностью переноса спор грибов насекомыми, что в целом способствует заражению семян [3].
Для развития и токсинообразования грибов родов Aspergillus и Penicillium на семенах в поле необходимы особые предпосылки: повреждение покровных тканей семян насекомыми, неблагоприятные климатические условия года. Для свежеубранных семян масличных культур не характерно внутреннее заражение плесенями этих родов. В дефектных свежеубранных семенах обычно обнаруживаются представители полевой микрофлоры и возможно загрязнение семян их токсинами [1]. При неблагоприятных условиях наблюдается уве-
личение численности микромицетов родов Aspergillus и Penicillium и накопление микотоксинов [3].
При переработке масличных семян, в частности подсолнечника, особенно тщательно следует проводить обрушивание семян и отделение плодовой оболочки (лузги) для предотвращения загрязнения ядра семян микотоксинами и их метаболитами, что важно при производстве пищевого белка и подсолнечного шрота [4].
Ведущую роль в развитии микроорганизмов играют влажность и температура субстрата. Плесени Aspergillus и некоторые из рода Penicillium растут на материалах, имеющих равновесную влажность при относительной влажности воздуха 70-90%. Представители полевой микрофлоры при таких условиях быстро погибают, так как могут развиваться при более высокой влажности, равновесной относительной влажности воздуха близкой к 100% [3]. Образующие афлаток-сины микромицеты развиваются в области температур 10-45°С, а оптимум их токсинообразования лежит в области 30-35°С. При низких температурах преимущественно синтезируется афлатоксин G1, при высоких - афлатоксин В1. Род Penicillium включает психро-фильные виды. Исследования при низких температурах инкубации показали, что вид Penicillium viridicatum способен синтезировать охратоксин А в больших количествах при температуре 5-10°С [1].
Кроме температуры и влажности субстрата на ток -синообразование значительно влияет состав атмосферы, так как микромицеты относятся к аэробным микроорганизмам и чувствительны к содержанию кислорода в окружающей среде. Опыты по хранению зараженных Aspergillus flavus семян подсолнечника показали, что снижение содержания в атмосфере О2 и повышение содержания СО2 значительно подавляет синтез токсинов [1, 3]. Максимальный их уровень отмечен в период спорообразования, затем количество токсинов снижается [1].
Таким образом, загрязнение семян микотоксинами возможно только в определенных условиях:
наличие механических повреждений покровных тканей семян, способствующих проникновению мице-
лия микроскопических грибов под плодовую и семенную оболочку и накоплению микотоксинов;
неблагоприятные погодные условия при созревании и уборке - высокая влажность и температура; нарушение сроков уборки для полевых видов; несоблюдение нормальных условий хранения семян после уборки.
Приведенные выше оптимальные для роста и ток-синообразования грибов родов Aspergillus и Penicillium температуры и влажности недопустимы при нормальных условиях хранения семян; семена, которые подверглись даже кратковременному самосогреванию, опасны из-за высокого содержания микотоксинов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лобанов В.Г., Шаззо А.Ю., Щербаков В.Г. Теоретические основы хранения и переработки семян подсолнечника. - М.: Колос, 2002. - С. 315-377.
2. Щербаков В.Г., Журавлев А.И. Изменение содержания микрофлоры в семенах подсолнечника // Масложировая пром-сть. - 1975. - № 2. - С. 10-12.
3. Назарько М.Д., Ксандопуло С.Ю., Барбашов А.В. Повреждение семян подсолнечника грибной микрофлорой и влияние микотоксинов на качество готовой продукции // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2004. - № 5-6. - С. 20-22.
4. Данилова Т.Л., Красильников В.Н., Логвинова Т.Т. Микрофлора семян подсолнечника и шрота // Масложировая пром-сть. - 1981. - № 7. - С. 14-17.
Кафедра биохимии и технической микробиологии
Поступила 13.12.05 г.
633.854.78.002.236:663.11
ВЛИЯНИЕ МИКОТОКСИНОВ НА КАЧЕСТВО СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА
М.Д. НАЗАРЬКО, Н.С. ОЧЕРЕДЬКО
Кубанский государственный технологический университет
В результате повреждения масличных семян грибной микрофлорой в их тканях происходит накопление опасных метаболитов микромицетов и разрушение липидно-белкового комплекса, ведущее к снижению качества готовой продукции [1].
В продуктах питания, получаемых при переработке масличных семян, обнаруживают афлатоксины, сте-ригматоцистин, охратоксины, патулин, исландиток-син, зеараленон, рубратоксины и др. [2]. Для человека большую опасность представляет не только их острая токсичность, но и доказанные канцерогенное, мутагенное, тератогенное действия. Физиологический эффект микотоксинов различен, причем один и тот же токсин может обладать широким спектром действия (гепато-, нефро-, нейротоксины).
Из встречающихся на семенах подсолнечника наиболее подробно изучен метаболизм и токсическое действие афлатоксинов, продуцируемых грибами Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus. Важнейшие из них афлатоксины В\, В2, Gi, G2, остальные - их производные или метаболиты. Токсическое действие аф-латоксинов обусловлено наличием в их молекуле р-связи в терминальном фурановом кольце [3]. В процессе метаболизации наиболее токсичных афлатоксинов B1 и G1 микросомальными ферментами эта связь эпоксидируется с образованием соответствующего эпоксида. Предполагается, что эпоксид благодаря своим электрофильным свойствам образует связи с нуклеиновыми кислотами, нарушая структуру ДНК [2]. В пользу этой гипотезы свидетельствует тот факт, что афлатоксины, не имеющие р-связи в терминальном
фурановом кольце (B2, B20, M2, G2, G20), гораздо менее токсичны и канцерогенны [3].
Проникновение мицелия микроскопических грибов под плодовую и семенную оболочку ведет к потере всхожести и гибели семян. Это справедливо как для полевых фитопатогенных видов, так и для плесеней родов Aspergillus и Penicillium, относимых к сапрофи-там. Опыты по заражению жизнеспособных доброкачественных семян подсолнечника выявили значительные различия в степени патогенности отдельных видов микромицетов. Быстрее всего семена гибнут при инфицировании Aspergillus flavus [3].
Биохимические процессы при микробиологической порче семян, хранящихся при неблагоприятных условиях, аналогичны изменениям в обмене веществ растений, вызванным инфекцией. Вначале активизируются защитные силы растительного организма. Степень его сопротивления инфекции зависит от способности противостоять гидролитическим ферментам паразита за счет ингибирования этих ферментов или за счет активизации синтеза бактерицидных соединений. Оба процесса связаны с потреблением энергии, высвобождающейся при дыхании. Таким образом, первая реакция растительного организма в ответ на инфекцию -активизация дыхания [4]. Поэтому при заражении растений фитопатогенными микроорганизмами отмечено увеличение активности окислительно-восстановительных ферментов, участвующих в процессе дыхания, в первую очередь каталазы, полифенолоксидазы, перок-сидазы. Дальнейшее развитие микроорганизмов при благоприятных для них условиях ведет к гидролизу запасных веществ семян - белков, жиров, углеводов -при участии гидролаз плесеней, характеризующихся очень высокой активностью [3].
