Мікотоксини крадуть ваш прибуток

Потенційна небезпека, яку певні види мікотоксинів становлять для здоров’я людини і тварин, зазвичай є причиною того, що заражений урожай стає непридатним для вживання людиною й використання на корм тваринам.

Працівникам харчової промисловості та спеціалістам з виробництва кормів відомо, що пов’язані з мікотоксинами поєднані втрати призводять до зростання вартості фермерської продукції та зменшення її обсягу. Можливо, ви знаєте про те, що наявність мікотоксинів у сільськогосподарській продукції — це затрати на проведення досліджень, створення регуляторних механізмів, забезпечення захисту від мікотоксинів, лабораторні аналізи й забезпечення контролю якості.

Та чи замислювались ви коли-небудь над конкретними можливими економічними втратами, пов’язаними з мікотоксинами? Автори доповіді, недавно опублікованої Радою з сільськогосподарських наук та технологій (CAST), котрі представляють собою групу висококваліфікованих учених з різних країн, включаючи загальновизнаних авторитетів у галузі дослідження мікотоксинів, наводять експериментальну оцінку можливих втрат для економіки США, пов’язаних з ураженням мікотоксинами. Можливий щорічний збиток оцінюється як сума показників втрат під час виробництва продуктів харчування, кормів і затрат на боротьбу з мікотоксинами, котра варіюється від 418 млн. до 1,66 млрд. доларів США, становлячи в середньому приблизно 932 млн. доларів. Крім того, затрати на боротьбу з мікотоксинами, а також зменшення поголів’я домашньої худоби можуть призвести до додаткового збільшення середнього показника економічних втрат на 472 млн. доларів. Ці цифри чітко показують, що наявність в урожаї мікотоксинів може завдати величезних економічних збитків, тож украй необхідна подальша розробка методів боротьби з ними.

Новий підхід до регуляції вмісту мікотоксинів у кормах для тварин

Дані деяких досліджень свідчать про те, що економічні втрати, пов’язані з мікотоксинами, відбуваються на всіх рівнях виробництва кормів і продуктів харчування, включаючи рослинну й тваринну продукцію, процес виготовлення та реалізацію. Навіть у сприятливі погодні періоди внаслідок зараження урожаю втрачаються мільйони доларів (на прикладі США).

Профілактика грибкових інфекцій у період росту рослин, збирання врожаю, зберігання та реалізації сільськогосподарської продукції має бути найбільш раціональним та ефективним способом недопущення появи мікотоксинів у продуктах і, отже, всіх їх негативних впливів.

Однак ураження зернових мікотоксинами відбувається, попри рішучі заходи з відвернення їх появи, й економічні втрати відчувають виробники як рослинної та тваринної сільськогосподарської продукції, так і кормів та продуктів харчування.

Фізичне та хімічне знезаражування — шанси на успіх недосить великі

Для боротьби з мікотоксинами застосовували низку фізичних та хімічних підходів, однак лише кілька способів увійшли в практику. Ефективність фізичних методів значною мірою залежить від ступеня зараження та площі ураження зернових мікотоксинами. Одержані згодом результати нечіткі й нерідко пов’язані з високими втратами продукції. Попри те, деякі з цих способів потребують відносно високих затрат і можуть призвести до видалення чи руйнування необхідних поживних речовин у кормах. Тож очевидно, що їх практичне застосування дуже обмежене.

Хімічні методи потребують не тільки відповідних умов для проведення реакції, а й додаткових процедур (сушіння, очищення), що робить їх дорогими й надто тривалими. Тільки обмежене число протестованих хімічних препаратів виявилось ефективним, не викликаючи при цьому зменшення поживної цінності чи погіршення смакових якостей, а також не утворюючи побічних токсичних продуктів.

Використання адсорбуючих речовин — успішне рішення в боротьбі з афлатоксикозом

Вартість та обмеженість застосування фізичних і хімічних способів обробки кормів стимулювали вчених до пошуку інших рішень для знешкодження мікотоксинів. З’явилися технології, основані на дезактивації мікотоксинів безпосередньо у шлунково-кишковому тракті тварин. На сьогодні найширше вивченим методом у цій галузі є додавання хімічних сорбентів, здатних міцно зв’язувати та іммобілізовувати мікотоксини в шлунково-кишковому тракті тварин, що дає істотне зменшення біодоступності токсинів.

Дані деяких досліджень підтвердили, що гідратовані натрійкальційалюмосилікати (HSCAS) є найбільш багатообіцяючими адсорбентами. Та коли при нейтралізації афлатоксинів одержали хороші й науково обгрунтовані результати, адсорбція інших мікотоксинів була обмежена (приміром, зеараленону, охратоксину А) або навіть неефективна в польових умовах (наприклад, адсорбція трихотеценів, таких як деоксиніваленол).

Мікробна детоксикація — новий метод, який уже довів свою ефективність

Для мікотоксинів, меншою мірою чи взагалі не адсорбовуваних, знайшли альтернативний спосіб детоксикації. Однак ферментативне розщеплення мікотоксинів («біотрансформація») було предметом досліджень упродовж більш як 30 років.

Є чимало літератури про трихотецени, тому що ці мікотоксини належать до одних із найнебезпечніших токсинів для сільського господарства в усьому світі.

На сьогодні добре відомо, що 12,13-епоксидний цикл цих сполук зумовлює їх токсичну дію і що відновлювальне де-епоксидування, викликане або ферментами, або живими мікроорганізмами, приводить до значної втрати токсичності.

Хоча деякі мікроорганізми, котрі розщеплюють мікотоксини, вже виділили в минулому, американський учений Біндер та його колеги були першими, хто розробив харчову добавку на основі живих мікробів, які дезактивують мікотоксини.

У дослідженнях in vitro з використанням кишечника поросят було виявлено, що цей мікроорганізм добре функціонує в шлунково-кишковому тракті тварин і тому може використовуватися як добавка до корму для детоксикації трихотеценів у кишечнику. Щоб підтвердити in vivo ефективність нейтралізаторів мікотоксинів, у Віденському університеті ветеринарної медицини провели наукові експерименти в процесі годування. Під час годівлі поросят одержали показові результати (P<0,001) при зараженні корму 2,5 ppm (частин на мільйон) DON (деоксиніваленол). За 45 днів тварини, яким давали заражений корм, додали у вазі лише до 16,4 кг (коефіцієнт конверсії корму 2,0), тоді як групи тварин, що одержували заражений корм та нейтралізатори в різних концентраціях, важили від 22,3 до 23,6 кг (коефіцієнт конверсії корму — 1,6).

Експерименти на поросятах з нижчими концентраціями DON (0,5-1,5ppm) не дали статистично достовірних результатів, показавши недостатньо чіткі тенденції або їх відсутність (таблиця 1).

Таблиця 1. Результати експериментів на поросятах при використанні раціонів, що містять 0,5 та 1,5 ppm DON. Контрольна група: заражений корм без нейтралізаторів мікотоксинів, експериментальна — із їх додаванням.

Остання розробка в цій галузі стосується охратоксину А (ОТА), який є мікотоксином з нефро- і гепатотоксичними, а також канцерогенними й імуносупресивними властивостями.

У тваринництві OTA викликає економічні втрати, головним чином, через зниження темпів приросту ваги. Проте крім впливу на продуктивність є ризик присутності токсину в слідових кількостях у тваринних тканинах і можливість їх перенесення людині під час споживання зараженого м’яса, що, в кінцевому підсумку, привело до посиленого пошуку способів нейтралізації. Через те що «зв’язуючі агенти» неефективні стосовно OTA, науковці здійснили проект з метою виявлення мікроорганізмів, здатних дезактивувати цей мікотоксин у кишковому тракті тварин.

Хоч багато авторів зазначали, що детоксикацію ОТА в рідкому середовищі всередині рубця забезпечують, головним чином, найпростіші, Д. Шацмайєр зі співавторами продемонструвала, що бактерії відіграють важливу роль у розщепленні охратоксину А. Два види бактерій (Clostridium sporogenes і Lactobacillus vitulinus), здатних розщеплювати OTA до нетоксичних метаболітів, можна виділити з рідкого середовища всередині рубця. Та ж група дослідників шукала мікроорганізми, які могли б знешкоджувати ОТА, в різних сегментах кишечника поросят. У підсумку було отримано три бактеріальні штами (Streptococcus pleomorphus, Eubacterium callanderi, E. ramulus), котрі, порівняно з бактеріями, які живуть у рубці, швидше дезактивували токсин. Більш того, кілька аеробних бактерій, що метаболізують ОТА, виділили зі зразків грунтів. Найактивніші з них належать до родів Sphingomonas, Stenotrophomonas, Rhodococcus, Ralstonia та Ochrobactrum.

Крім бактеріальних штамів, Діана Шацмайєр зі співавторами вивчала детоксикуючу активність стосовно охратоксину в дріжджових грибів, що належать до родів Trichosporon, Rhodotorula і Cryptococcus. Усі вищеперераховані штами було вивчено з метою їх можливого використання як кормових добавок. В результаті широкої селекційної роботи одержано нові види дріжджових грибів (Trichosporon sp. nov.),.

Висновки

Біологічні методи, описані вище, можуть стати переважною технологією в сфері дезактивації мікотоксинів, тому що ферментативні реакції — це специфічний, необоротний, ефективний і екологічний спосіб детоксикації, який не дає ані токсичних залишків, ані небажаних побічних продуктів. Дослідники, які працюють у цій сфері, переконані, що комбінація вибраних адсорбуючих агентів та методів біотрансформації забезпечить ефективний спосіб обробки заражених кормів від мікотоксинів.