| Aflatoksin | |
| Identifikasjon | |
|---|---|
| N o CAS | |
| PubChem | 14421 |
| SMIL |
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 / t 4-6,8,17H, 2-3H2,1H3 |
| Kjemiske egenskaper | |
| Formel |
C 17 H 12 O 6 [Isomerer] |
| Molarmasse | 312,2736 ± 0,0162 g / mol C 65,39%, H 3,87%, O 30,74%, |
| Forholdsregler | |
| IARC- klassifisering | |
| Gruppe 1: Kreftframkallende for mennesker | |
| Økotoksikologi | |
| DL 50 | 1,75 mg · kg -1 ape, oralt |
| Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt. | |
Den aflatoksin er en mykotoksin som produseres av visse fungi slik prolifererende på frø som er lagret i varm og fuktig atmosfære (i dette tilfelle ofte produsert av microfungus Aspergillus flavus ).
Aflatoksiner er en gruppe på 18 strukturelt beslektede forbindelser (en blanding av en kumarin og 3 furaner ); noen er giftige for mennesker eller andre dyr; i høye doser kan de forårsake død i løpet av få timer til noen dager, avhengig av dosen og følsomheten til dyret. Ved lavere doser hemmer de metabolismen (og derfor vekst) og har høy kreftfremkallende kraft .
Mange matvarer beregnet på mennesker eller andre dyr kan inneholde det, noen ganger i store mengder: peanøttfrø, mais (i korn, ensilasje , etc.), hvete, forskjellige frokostblandinger, mandler, hasselnøtter, valnøtter, pistasjnøtter, fiken, dadler, kakao , kaffe, kassava, soyabønner, ris etc. De såkalte B1- og B2- aflatoksinene (AFB1 og AFB2) er de vanligste i mat.
Det ble oppdaget i 1960 i England .
På den kritiske “landbruk-helse” grensesnitt (spesielt i utviklingsland , tilstedeværelse av mykotoksiner i matvarer utgjør betydelige offentlige hygiene og dyrehelse problemer (kanskje undervurdert), men også sosioøkonomiske seg fordi I tillegg til skadelige helseeffekter, noen aflatoksiner gift gård dyr som spiser smittet fôr, og forårsaker tap i landbruket anslått til 270 millioner dollar per år bare for USA (kostnadene er mye høyere i land som utvikler seg, inkludert i Afrika hvor barnehelsen påvirkes direkte.) Jordorganismer som spiller en viktig økologisk rolle som f.eks. springtails kan påvirkes av aflatoksiner.
AFB1 regnes som den mest giftige av aflatoksiner.
Disse toksinene er produsert av flere sopper av slekten Aspergillus : Aspergillus flavus (som også produserer aflatrem , av cyclopiazonic syre , aspergillinsyre ), Aspergillus parasiticus og Aspergillus nomius .
Disse relativt allestedsnærværende mikroorganismene har få vekstkrav: en temperatur mellom 6 og 50 ° C , en kilde for karbon og nitrogen og en vannaktivitet større enn 80%. Under visse forhold ( oksidativt stress / produksjon av frie radikaler , fysisk (mekanisk) angrep på soppen, temperatur mellom 13 og 45 ° C , høy luftfuktighet, tilstedeværelse av visse fettsyrer), kan de da produsere giftige sekundære metabolitter: aflatoksiner (som er derfor mykotoksiner ).
Blant de vanligste aflatoksinene er AFB1, AFB2, AFM1, AFG1 og AFG2.
En nylig studie (publisert i slutten av 2017) viste at visse insekter stimulerer produksjonen av aflatoksin av formen A. flavus (som antyder nye muligheter for å beskytte en del av verdens matlager mot denne landbrukspesten).
Å produsere dette giftet kommer sannsynligvis til en energikostnad (og næringsstoff) for denne soppen, men siden mer enn to tredjedeler av A. Flavus som er studert, produserer aflatoksin, antas det at dette toksinet også må ha adaptive fordeler for soppen. Den Drosophila og disse sopp bruke samme vertsplanter den samme avl og fortære de samme matvarer. Larvene til disse fluene konsumerer også av og til denne soppen.
Mickey Drott plantepatolog ved Cornell University og teamet hans lurte på om dette insektet i en mugg kunne forårsake aflatoksinproduksjon for å beskytte (seg selv og matsubstratet) mot insekter. De første eksperimentene bekreftet at ja: tilsetning av aflatoksin i maten til fruktfluer larver dreper dem, samtidig som soppens vekst fremmes. Produksjonen av aflatoksin tredobles når soppen ble skadet mekanisk, og den øker (i gjennomsnitt 1,5 ganger) i nærvær av en enkelt Drosophila-larve ... men forfatterne bemerker også at veksten av soppen bare starter hvis og når flue larver er tilstede i nærheten. I tillegg vokser de "mykotoksiske versjonene" mer (og skiller effektivt ut flere giftstoffer) når insekter er tilstede i nærheten. Det er foreløpig ikke klart om dette gjelder for andre insekter (som maiskolber larven). Noen organismer (f.eks. Helicoverpa zea ) har avgiftningskapasitet med hensyn til dette toksinet.
En gjeldende strategi for biologisk bekjempelse av dette giftet er å introdusere den ikke-patogene versjonen av soppen på dyrkede planter; den nylige studien av Drott et al. viser at det trolig også vil være nødvendig å ta bedre hensyn til insekter som er tilstede på dyrkede planter.
Det resulterer vanligvis i død, noen ganger i løpet av timer, ofte foran symptomer på depresjon, anoreksi , diaré , gulsott eller anemi .
De hovedsakelig leverlesjonene (nekrose, skrumplever ) utvikler seg på lang sikt til hepatom eller karsinom .
De manifesteres av redusert vekst i husdyr, anemi , mild gulsott og kreftutvikling over tid.
Metabolisert av forskjellige mikrosomale enzymer , elimineres aflatoksiner i glukurono- og sulfokonjugerte former gjennom urinen, melk eller galle.
Metabolismen til aflatoksiner er hovedsakelig lever,
Under metabolismen av disse toksinene kan det oppstå visse svært reaktive epoksyderivater . Sterkt elektrofile , reagerer de med nukleofile grupper i DNA ved å interkalere mellom baser eller proteiner. Aflatoksiner har derfor en sterk teratogen effekt ;
De har også en rolle i fosforyleringer og lipogenese , så vel som immunsuppressive egenskaper. Endelig blir aflatoksiner anerkjent som de kraftigste naturlige kreftfremkallende stoffene ved å danne addukter til DNA .
| Dyrearter | LD 50 (mg / kg) |
|---|---|
| Kanin | 0,3 |
| Katt | 0,6 |
| Hund | 0,5-1,0 |
| Gris | 0,6 |
| Bavian | 2.0 |
| Rotte (hann) | 5.5 |
| Rotte (hunn) | 17.9 |
| Makak ape | 7.8 |
| Mus | 9.0 |
| Hamster | 10.2 |
| Menneskelig | 5,0 * |
Den LD 50 hos mennesker er avledet fra en ekstrapolering fra en molekylær og biologisk undersøkelse. Det kommer fra et tilfelle av en epidemi ved forgiftning i 1975 i India. Av 1000 mennesker som hadde blitt forurenset med aflatoksiner i mais, døde 10%. Imidlertid er tilfeller av aflatoksinforgiftning sjeldne. På den annen side er den kroniske toksisiteten til aflatoksiner bekymringsfull med tanke på kreftfremkallende effekter. Evalueringen av mengden av disse giftstoffene i mat har derfor vært gjenstand for internasjonale studier i flere tiår.
Hos storfe metaboliseres aflatoksin B1 absorbert med forurenset fôr i leveren til et 4-hydroksyderivat - kalt aflatoksin M1 - som er hos melkedyr (spesielt kyr, sauer og geiter) utskilt i melk . Det er også en lineær sammenheng mellom konsentrasjonen av AFM1 som skilles ut og mengden AFB1 som inntas. Det ble således vist hos melkekyr at 0,5 til 4% av inntatt aflatoksin B1 finnes i form av aflatoksin M1 i melken. Dette mykotoksinet beholder - i mindre grad riktignok - de viktige kreftfremkallende egenskapene til aflatoksin B1. Den kumulative effekten forbundet med regelmessig og iterativ inntak av slike giftstoffer utgjør også stor risiko for barn og spedbarn som bruker store mengder melk og meieriprodukter. Desto viktigere er denne risikoen siden aflatoksin M1 er motstandsdyktig mot vanlige behandlinger for konservering og bearbeiding av meieriprodukter (varme, kulde, frysetørking, etc.). Nesten alt avlatoksin M1 finnes i skummet melk, og i produkter oppnådd ved melkeutfelling (yoghurt, hytteost, melkekrem osv.), Mens svært lite finnes i smør. Dette er knyttet til tilstedeværelsen av hydrofobe interaksjoner mellom aflatoksin M1 og kaseiner , og faktisk er det vanlig å observere en berikelse av oster som først ble forurenset med aflatoksin M1 under drenering (AFM1 binder seg til proteiner i melk og er derfor mer konsentrert i ostemassen. enn i fersk melk og myse). For øyeblikket er maksimalt tillatt AFM1-nivå i melk 50 ng / kg. For å begrense konsentrasjonen av aflatoksiner i melk, kan forskjellige tiltak iverksettes oppstrøms produksjonen av fôr beregnet på melkedyr:
Regelmessig analyse av melk og meieriprodukter (påvisning og / eller kvantifisering av AFM1 fra prøver av fersk melk, rekonstituert pulverisert melk eller ost) gjør det også mulig å begrense risikoen for forgiftning.
Siden aflatoksiner finnes i et bredt spekter av matvarer og vurderer deres toksiske effekter hos mennesker og dyr, blir det veldig viktig å ha tilstrekkelige påvisningsmetoder for å oppfylle de forskjellige standardene som er etablert i flere land. Flere metoder brukes for påvisning av aflatoksiner i landbruksprodukter. For eksempel er det tynnsjiktskromatografi, HPLC-metoder kombinert med fluorescens og immunologiske teknikker. En av de nyeste og mest effektive er væskekromatografi kombinert med massespektrometri (LC-MS) eller kombinert med tandem massespektrometri (LC-MS / MS).
Følgende analytiske teknikk brukes til å analysere aflatoksiner B1, B2, G1 og G2 i prøver av landbruksprodukter.
Klargjøring av prøvenPrøvene må først utarbeides før du fortsetter med aflatoksinanalysen. De må tilberedes på en slik måte at ekstraksjonen av aflatoksiner er optimal. Prøver som frokostblandinger, ris, tørket frukt eller nøtter homogeniseres til pulver ved bruk av en mikser. 0,5 g pulver brukes med en kjent mengde intern standard, aflatoksin AFM1, for å redusere eksperimentelle feil. Aflatoksin AFM1 er en intern standard å velge, siden den ikke finnes i landbruksprodukter. Det hele utsettes for væske-væske-ekstraksjon med 80% metanol og blir deretter omrørt, deretter sentrifugert. Når det gjelder krydder, er det nødvendig med forbehandling for å fjerne fettet som er tilstede i prøven. Denne behandlingen består av ekstraksjon med heksan. Prøvene blir filtrert, deretter plasseres et volum prøve i autosampleren, det samme volumet av en tris-HCl-buffer (pH 7,2), og volumet avsluttes med destillert vann.
RensingEn metode som er foreslått for å ekstrahere aflatoksinene fra prøven er en "online" fastfase-mikroekstraksjon (SPME), det vil si at ekstraksjonen gjøres automatisk av enheten rett før kromatografi. Flere parametere er veldig viktige for at ekstraksjonen skal ha et godt utbytte. Den stasjonære fasen av kapillærsøylen (f.eks. Supel-Q PLOT) er betinget av to sykluser av aspirasjon / utstøting av metanol og vann. Prøvene gjennomgår deretter 25 aspirasjons- / utkastingssykluser med en strømningshastighet på 100 ul / min. Til slutt transporteres prøvene automatisk med den mobile fasen av LC-MS.
Separasjon og analyseAnalysen utføres deretter ved væskekromatografi koblet til et massespektrometer. Først og fremst gjøres kromatografien i omvendt fase (f.eks. Zorbax Eclipse XDB-C8-kolonne). Den mobile fasen består av metanol / acetonitril (60/40, volum / volum): 5 mM ammoniumformiat (45:55 volum / volum). Ammoniumformiat fremmer protonering av molekylet studert under spektrometrisk analyse. Elueringshastigheten er 1,0 ml / min, som tillater en analyse på 8 minutter. Detektoren, som nevnt tidligere, er et massespektrometer. Denne typen påvisning krever positiv eller negativ ionisering av analyttene ved utløpet av den kromatografiske kolonnen. Dette gjøres ved hjelp av ionisk elektro-forstøvning (ESI). Når det gjelder aflatoksiner, foretrekkes positiv ionisering i form [MH] + med et godt signal / støy-forhold (S / N). Metoden for analyse ved massespektrometri er nå en metode for valg for analyse av aflatoksiner. I løpet av det siste tiåret har denne metoden gjort det mulig å forbedre deteksjonsgrensene ved å filtrere for eksempel massene av urenheter som forstyrrer spektrofotometriske detektorer.
| Mat | Gjenkjenning | AFB1 (μg / kg) | AFB2 (μg / kg) | AFG1 (μg / kg) | AFG2 (μg / kg) | Land | Henvisning |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Peanøtter | 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. |
| Kokosnøtt | 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 | Spania | Matkjemi 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. |
Mengden aflatoksiner som finnes i forskjellige matvarer, avhenger av flere faktorer. Avhengig av standardene i hvert land og lagringsmetodene, er det vanlig å se en variasjon i mengden av aflatoksiner oppdaget.
Mange land rundt om i verden har satt standarder for den maksimale mengden aflatoksiner som skal finnes i mat.
Europeisk lovgivning, utstedt i 1998 og endret i 2006, tar sikte på ikke å overskride en skadelig mengde aflatoksin daglig, fra 253 til 441 ng / kg, ifølge en amerikansk studie. For eksempel setter den således en reguleringsgrense på 2 μg / kg aflatoksiner i peanøtter, valnøtter, tørket frukt og korn for direkte konsum, og en grense på 15 μg / kg for "mandler og pistasjenøtter før de gjennomgår en operasjon før bruk som en matingrediens ” .
I Canada og USA er det noen ganger mindre strenge standarder, men dekker all mat beregnet på konsum. Det fastsettes også standarder for mengden aflatoksiner som finnes i mat gitt til husdyr. Disse er 20 μg / kg i Canada, mens de i USA varierer fra 20 til 300 μg / kg.
| Land | Maksimal mengde (μg / kg) | Produkt |
|---|---|---|
| Canada | 15 | Nøtter |
| forente stater | 20 | All maten |
| Den Europeiske Union | 2 | Peanøtter, nøtter, tørket frukt og frokostblandinger |
| Argentina | 0 | Peanøtter, mais og produkter |
| Brasil | 15 | All maten |
| Kina | 10 | Ris og spiselig olje |
| Tsjekkisk Republikk | 5? | All maten |
| Ungarn | 5? | All maten |
| India | 30 | All maten |
| Japan | 10 | All maten |
| Nigeria | 20 | All maten |
| Polen | 0 | All maten |
| Sør-Afrika | 5 | All maten |
| Zimbabwe | 5 | All maten |