tổng quan về độc tố mycotoxin trong thực phẩm

Nấm mốc phát triển trênlương thực không những sử dụng các chất dinh dưỡng của hạt như : protein,carbohydate, lipid và các vitamin, mà phần lớn các loại độc tố do nấm mốc sản sinh ra đều

Chương 1: GIỚI THIỆU1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Lương thực, thực phẩm, đặc biệt là các nông sản chính như thóc, gạo, ngô,khoai, sắn, đậu, đỗ và lạc là nguồn năng lượng chính nuôi sống loài người Vì thế,việc nghiên cứu để nâng cao chất lượng nông sản là một vấn đề được các tổ chứcquốc tế cũng như các cơ quan khoa học về lương thực thực phẩm của thế giới đặc biệtquan tâm

Việc nâng cao chất lượng nông sản bao gồm các kĩ thuật bảo quản gìn giữ cácgiá trị dinh dưỡng, ngăn chặn các chất độc hại nhiễm trên các nông sản đó đồng thờichế biến nông sản thành những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao là một trongnhững phần cần thiết đối với ngành nông nghiệp nước ta

Nước ta là nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, là điều kiện thuận lợi cho nấmmốc phát triển Do các hoạt động hết sức mạnh mẽ của các vi sinh vật có hại đã gây

ra tổn thất lớn cho nông sản ở giai đoạn sau thu hoạch, trong đó tổn thất gây nên donấm mốc chiếm một phần đáng kể

Ngoài việc gây tổn thất về lượng cho nông sản nấm mốc còn sinh ra các độc tốđặc biệt nguy hiểm với sức khoẻ con người và động vật Nấm mốc phát triển trênlương thực không những sử dụng các chất dinh dưỡng của hạt như : protein,carbohydate, lipid và các vitamin, mà phần lớn các loại độc tố do nấm mốc sản sinh

ra đều gây ra những tác hại rất lớn cho con người và động vật tiêu thụ Những độc tố

do nấm mốc sinh ra phần lớn gây ra ung thư đối với động vật và con người Chính vìthế, việc tìm hiểu và đánh giá đúng tác hại của từng loại độc tố đóng vai trò quantrọng trong việc phòng chóng độc tố nấm mốc Với tầm quan trọng và ý nghĩa thựctiễn nêu trên và được sự chấp nhận của Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học,chúng tôi thực hiện đề tài “Tổng quan về độc tố Mycotoxin trong thực phẩm.”

Tìm hiểu một số loại vi khuẩn gây bệnh trong thực phẩm gây ảnh hưởng đếnsức khoẻ của con người và các biện pháp phòng ngừa ngăn chặn sự xâm nhập củachúng vào thực phẩm.

Tìm hiểu một số loại mycotoxin điển hình như: Aflatoxin, Fumonisin,Ochratoxin, Patulin và các biện pháp kiểm soát mycotoxin

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỘC TỐ MYCOTOXIN

TRONG THỰC PHẨM2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘC TỐ VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM

2.1.1 Độc tố do Staphylococcus aureus

2.1.1.1 Đặc điểm vi khuẩn

Tụ cầu khuẩn (Staphylococcus) có hình cầu, đường kính khoảng từ 0,8 – 1,5

µm, Gram dương, không di động, không sinh nha bào, một số chủng có giáp mô, sắpxếp không có thứ tự nhất định, thường tụ lại thành đám

Vi khuẩn Staphylococcus aureus có mặt khắp nơi trong không khí, nước, niêm mạc mũi, họng, bàn tay Tốc độ phát triển và khả năng sinh độc tố S aureus phụ

thuộc vào điều kiện môi trường, nhiệt độ độ ẩm Đây là loại vi khuẩn kỵ khí tuỳ nghi,chịu được nồng độ muối và đường cao Khi có sự cạnh tranh của các vi khuẩn khácthì tụ cầu khuẩn này chỉ phát triển mà không sinh độc tố Còn trong môi trường cạnhtranh yếu như thức ăn đã nấu chín kỹ thì tụ cầu khuẩn lại phát triển và sinh độc tốmạnh

Vi khuẩn S aureus bị tiêu diệt ở 80 – 850C sau 20 – 25 phút, nhưng độc tố của

tụ cầu khuẩn này rất bền với nhiệt độ, các enzyme phân giải protein chịu được môitrường acid Để phá huỷ độc tố này phải đun sôi ít nhất 2h

Hình 2.1: Vi khuẩn Staphylococcus aureus

2.1.1.2 Độc tố

Trên lâm sàng việc phân biệt các chủng tụ cầu có khả năng gây bệnh và khônggây bệnh thường dựa vào sự hiện diện của enzyme Coagulase Enzyme này gắn vớiprothrombin trong huyết tương và hoạt hóa quá trình sinh fibrin từ tiền chất

fibrinogen Enzyme này cùng với yếu tố kết cụm (clumping factor), một enzyme vách

vi khuẩn, giúp tụ cầu vàng tạo kết tủa fibrin trên bề mặt của nó Tính chất này là yếu

tố sinh bệnh cực kỳ quan trọng và yếu tố cũng đóng vai trò quan trọng trong chẩnđoán

Ngoài coagulase và yếu tố kết cụm, tụ cầu còn sản xuất một số độc tố quantrọng góp phần tạo nên độc lực mạnh mẽ của chủng vi khuẩn này

a) Exfoliative toxin

Là độc tố phá hủy lớp thượng bì Độc tố này gây tổn thương da tạo các bọngnước Ví dụ điển hình là hội chứng Lyell do tụ cầu

 Cơ chế tác dụng như sau:

- ET gây ra sự phân ly bên trong lớp biểu bì giữa các lớp tế bào sống và chế làm

da phồng lên và làm mất dần đi những lớp biểu bì làm da mất nước và cứ thế tiếp tụcnhiễm trùng

- Những độc tố này có khả năng esterase và protease và nó tấn công nhữngprôtêin có chức năng duy trì sự nguyên vẹn của các tế bào biểu bì

- Bệnh thường bắt đầu với sự nhiễm trùng da tại một vị trí xác định nhưng sau

đó vi khuẩn bắt đầu sinh sản độc tố ảnh hưởng đến da trên toàn bộ cơ thể

- Trẻ phát sốt, phát ban và phồng da Phát ban bắt đầu từ miệng lan rộng đếnbụng, tay, chân Khi vết phồng bị bể ra thì phát ban kết thúc Lớp da ngoài cùng bịtróc ra và bề mặt trở nên đỏ, đau giống như một vết bỏng

Đặc điểm chính là có vòng cystein ở giữa làm ổn định cấu trúc phân tử và kháng

sự phân giải protein

Có các chuỗi aa, trong đó nhiều nhất là aspartic, glutamic, lysin, tyrosine

 Tính chất

SE là những protein đơn giản, hút ẩm, dễ tan trong nước và nước muối, lànhững protein cơ bản, độ đẳng điện pI là 7-8,6, trừ SEG và SEH có độ đẳng điện pItuần tự là 5,6 và 5,7 Độ ẩm cao nhất là 277 nm, cao hơn so với những protein thôngthường Dù có một mức độ tương đồng giữa các SE, nhưng vẫn có sự khác nhau giữacác trình tự amino acid làm cho các độc tố có các vị trí kháng nguyên khác nhau(Merlin S Bergdoll, 2000)

SE giàu lysine, acid aspartic, acid glutamid và tyrosine Hầu hết có vòng cystinetạo cấu trúc thích hợp có thể liên quan đến hoạt tính gây nôn Chúng có tính ổn địnhcao, kháng với hầu hết các enzyme phân hủy protein và vì thế chúng giữ được hoạttính trong ống tiêu hóa sau khi được ăn vào bụng Chúng còn kháng vớichymotrypsine, rennin và papain (Yves Le Loir và ctv, 2003) Đặc biệt, tính bền nhiệt

là một trong những tính chất quan trọng nhất của các SE trong lĩnh vực an toàn thựcphẩm Chúng không bị phân hủy ở 100oC trong 30 phút (Trần Linh Thước, 2002),thậm chí ở 121oC trong 28 phút thì những SE vẫn giữ đươc hoạt tính sinh học (khi thínghiệm trên mèo) (Naomi Balaban và Avraham Rasooly, 2000), tính kháng nhiệt của

SE trong thực phẩm cao hơn so với trong môi trường nuôi cấy (Yves Le Loir và ctv,2003)

 Hoạt tính của SE

 Hoạt tính siêu kháng nguyên

Hoạt tính siêu kháng nguyên là do tác động trực tiếp của SE với thụ thể khángnguyên tế bào T và phức hợp hòa màng của tế bào nhận diện kháng nguyên (Yves LeLoir và ctv, 2003)

Sự nhận diện của kháng nguyên là bước đầu tiên trong đáp ứng miễn dịch tế bào

và đó cũng là vấn đề then chốt quyết định mức độ chuyên biệt của đáp ứng miễn dịch.Một kháng nguyên thông thường nhận diện được thụ thể tế bào T bằng cách hình

Histocompatibility Complex) lớp I hoặc II Chỉ một vài tế bào T có thể nhận diệnđược một kháng nguyên chuyên biệt trên phức hợp hòa màng của tế bào nhận diệnkháng nguyên (Yves Le Loir và ctv, 2003).

Trong khi đó, các độc tố siêu kháng nguyên tác động trực tiếp lên nhiều tế bào Tbằng cách nhận diện các chuỗi Vβ chuyên biệt của thụ thể kháng nguyên tế bào T.Các độc tố này có thể liên kết chéo với thụ thể kháng nguyên tế bào T và phức hợptương đồng lớp 2 của tế bào nhận diện kháng nguyên Chính sự liên kết chéo này dẫnđến việc hoạt hóa không chuyên biệt làm tăng nhanh lượng tế bào T và lượnginterleukin khổng lồ là những yếu tố có thể liên quan đến cơ chế gây độc của SE(hình 2.2) Do đó các SE có thể hoạt hóa 10% tế bào T của chuột, trong khi nhữngkháng nguyên thông thường kích hoạt ít hơn 1% tế bào T (Merline S Bergdoll, 2000)

Hình 2.2 Hoạt tính siêu kháng nguyên

c) Toxic shock syndrome toxin-1( TSST-1 )

Độc tố shock nhiễm độc thường gặp ở những người phụ nữ có kinh dùng bôngbăng dày bẩn hoặc những người bị nhiễm trùng vết thương, hay còn gọi là nhiễmtrùng huyết Độc tố này khó phân biệt với enterotoxin F của tụ cầu vàng

Trong một số trường hợp nhiễm khuẩn gram âm, các nội độc tố bản chất làpolysaccharide kích thích hoạt hóa đại thực bào giải phóng TNF ( Tumor necrosis

factor, yếu tố hoại tử u ) và các interleukin 1,2 Các cytokine này tham gia vào cơ chếsốc do nhiễm khuẩn huyết, cách thức gây độc y như nội độc tố LPS

Trong các trường hợp nhiễm độc thức ăn do S.aureus và hội chứng sốc do

nhiễm độc lượng cytokine cao cũng gây ra những triệu chứng nhất định

Trong hội chứng sốc nhiễm độc cũng xuất hiện các triệu chứng như của nhiễmđộc do độc tố ruột như:

- Các độc tố ruột hoạt dộng như những chất kích thích phân bào hoạt hóa tất cảcác tế bào T biểu hiện một họ gene Vβ (thụ thể của tế bào T)

- Các cytokine do các tế bào T giải phóng ra khi được hoạt hóa bởi các siêukháng nguyên SE sẽ gây nên nhiều triệu chứng sốt, tiêu chảy, sốc trong nhiễm độc

thức ăn do S.aureus

Trong trường hợp này ngoại độc tố của tụ cầu được gọi là độc tố 1 gây hộichứng sốc, hoạt động như 1 siêu kháng nguyên kích thích các tế bào T hoạt hóa đạithực bào tiết ra nhiều TNF

Các vi khuẩn sống bên trong tế bào thực bào có khả năng hoạt hóa tế bào T dẫntới phá hủy các mô Các cytokine do các tế bào T hoạt hóa tiết ra sẽ tập trung các đạithực bào và hoạt hóa chúng để hình thành các khối u

Các enzyme lysosom được giải phóng từ các khối u này sẽ gây ra hoại tử đáng

kể các mô

2.1.1.3 Khả năng gây bệnh

Các biểu hiện của ngộ độc do độc tố tụ cầu khuẩn thường xuất hiện sau khoảng

từ 1 – 6h với các triệu chứng phổ biến là đau bụng quặn, nôn mửa dữ dội, tiêu chảy

Có thể đau đầu, mạch nhanh nhưng ít bị tử vong Bệnh sẽ khỏi sau 1 – 2 ngày

2.1.1.4 Các thực phẩm liên quan

Các thực phẩm dễ bị nhiễm tụ cầu khuẩn là sữa, thịt, cá… Ở chế độ thanh trùng

trong chế biến có thể tiêu diệt được vi khuẩn S aureus nhưng không phá huỷ được

độc tố của chúng

2.1.1.5 Biện pháp phòng ngừa

Thực phẩm bị nhiễm tụ câu khuẩn thường không có biểu hiện thay đổi các tínhchất cảm quan nên người sử dụng khó nhận biết.Vì vậy các biện pháp phòng ngừa làrất quan trọng.

Thực hiện nghiêm ngặt các nguyên tắc đảm bảo vệ sinh trong khâu sản xuất chếbiến và phân phối thực phẩm nói chung, đặc biệt là các loại thực phẩm giàu protein,các loại bánh nhiều cream, sữa…

Kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho người chế biến thực phẩm Những người bị bệnhngoài da, viêm họng, viêm mũi không được tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm cho tớikhi được xác định là khỏi bệnh

2.1.2 Độc tố botulin

2.1.2.1 Đặc điểm vi khuẩn Clostridium botulinum

C.botulinum là trực khuẩn Gram dương, kỵ khí bắt buộc, tồn tại ở trong đất,

phân động vật, ruột cá Chúng là vi khuẩn hình que sinh độc tố botulin là nguyên

nhân gây tê liệt cơ Clostridium botulinum phát triển thuận lợi ở nhiệt độ 26-280C.Tiết ra độc tố botulin, sinh khí hydro sulfur (H2S) và sinh hơi Clostridium botulinumkhông thể phát triển ở pH acid thấp hơn 4.5 Nồng độ muối trên 1% có thể ngăn cản

sự phát triển của vi khuẩn Clostridium botulinum không thể sử dụng lactose như một

nguồn carbon chính

Vi khuẩn Clostridium sống trong đất, nước, trong ruột gia súc, ruột cá, ruột

người, trong thịt, rau quả nên thực phẩm dễ bị nhiễm trong quá trình sản xuất Đây là

loại vi khuẩn kị khí, chịu lạnh và cả nhiệt độ cao Do đặc tính kị khí nên C botulinum

sinh trưởng tốt trong đồ hộp

Hình 2.3: Vi khuẩn Clostridium botulinum

2.1.2.2 Độc tố Botulin

a) Cấu trúc của Botulin

Độc tố botulin do Clostridium botulinum sinh ra và nó là một phức hợp protein

gồm có độc tố thần kinh botulin và các protein không độc khác

Độc tố botulin chứa một chuỗi nặng và một chuỗi nhẹ được liên kết bằng mộtcầu nối disulfide

Độc tố này được tổng hợp dưới dạng một chuỗi polypeptide đơn bất hoạt cótrọng lượng phân tử khoảng 150 kDa

Nó chỉ trở thành dạng hoạt động khi chuỗi polypeptide này bị phân cắt thành 1chuỗi nặng có trọng lượng phân tử 100 kDa và 1 chuỗi nhẹ có trọng lượng phân tử 50kDa

Độc tố thần kinh botulin gồm có 7 serotype khác nhau tên là A, B, C, D, E, F và

G Mặc dù tất cả các serotype này ức chế sự giải phóng acetylcholine ở điểm cuối dâythần kinh, các protein đích nội bào, cơ chế hoạt động của chúng về cơ bản là rất khácnhau Trong số các độc tố botulin thì BT-A được nghiên cứu nhiều nhất

b) Cơ chế tác dụng độc tố Botulin

Khi hoạt động của dây thần kinh vận động tạo nên sự khử cực ở đầu cuối củasợi trục (axon), acetylcholine sẽ được phóng thích từ tế bào chất vào khe synapse Sựphóng thích acetylcholine được thực hiện bởi một chuỗi protein vận chuyển, phứchợp soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor (SNARE)(yếu tố có thể hòa tan nhạy với N-ethylmaleimide gắn lên thể nhận protein)

Khi BT xâm nhập vào mô đích, chuỗi nặng của độc tố thần kinh botulin này sẽgắn chuyên biệt lên phân tử glycoprotein được tìm thấy ở điểm cuối của dây thầnkinh tác động kiểu cholin

Sự gắn chuyên biệt này là nguyên nhân cho tính chọn lọc cao của độc tố botulinđối với synapse tác động kiểu synapse Sau khi xâm nhập, chuỗi nhẹ của độc tố thầnkinh botulin gắn chuyên biệt lên trên phức hợp SNARE Tùy các kiểu BT khác nhau

sẽ có các protein đích khác nhau BT-A được tách thành SNAP-25, BT-B được táchthành VAMP

Sự phân cắt chuỗi nhẹ của phức hợp protein SNARE ngăn cản quá trình sựchuyển acetylcholine vào các lỗ trên bề mặt bên trong trong màng tế bào và kết quả làdẫn đến sự khóa chặt các lỗ hổng

Khi mô đích là một phần cơ, xảy ra sự liệt nhẹ do xảy ra sự cắt bỏ dây thần kinhhóa học Khi mô đích là tuyến ngoại tiết thì sự tiết các chất ở các tuyến này bị khóachặt Sự ức chế quá trình xuất bào của acetylcholine bị loại bỏ bằng cách khôi phụclại sự thay thế của phức hợp protein SNARE

Hình 2.5: Cơ chế hoạt động của độc tố Botulin

2.1.2.3 Khả năng gây bệnh

Khi ăn thức ăn có độc tố botulin, thời gian ủ bệnh và thời gian phát bệnh rấtkhác nhau Có thể từ vài giờ hoặc vài ngày phụ thuộc vào lượng độc tố vào cơ thểĐộc tố botulin tác động trực tiếp đến thần kinh trung ương làm giảm sự điềuphối của mắt, nhìn một thành hai Có thể gây liệt hệ tuần hoàn, hô hấp và tử vong.Botulinum toxin dường như không qua được hàng rào máu-não Vì vậy các chức năng hệ thần kinh trung ương vẫn còn nguyên vẹn

số này mỗi ngày một tăng thêm lên đến trên 300 loại độc tố mycotoxin Sự nhiễm độc

tố nấm trong nông sản đã trở thành vấn đề toàn cầu

Aflatoxin được phát hiện đầu tiên ở bệnh gà Thổ Nhĩ Kỳ Sau đó hàng loạt cácvật nuôi khác cũng được phát hiện là có thể bị nhiễm aflatoxin Bao gồm chuột, lợn,chó, thỏ…

Năm 1960, một dịch lợn xảy ra làm chết hơn 10 vạn gà con 3 – 6 tuần tuổi ởmiền đông nam nước Anh, với các triệu chứng biếng ăn, xã cánh, xù lông và chế saumột tuần, được đặt tên là bệnh X của gà Hàng loạt các dịch nhiễm aflatoxin bùngphát do tiêu thụ sắn củ bị mốc tại Uganda, gạo bị mốc tại Đài Loan năm 1967, ở Ấn

Độ năm 1975, ở Kenya năm 1982 Các bệnh này được xem là hậu quả của việc hấpthụ aflatoxin của các sản phẩm bị mốc

Từ 1996 nhiều tác giả đã công bố phát hiện OTA trong nhiều sản phẩm khácnhau như nho, một số ngũ cốc, café… Mới đây nghiên cứu của các nhà khoa họcPháp cho thấy rằng trong số 450 mẫu rượu nho của Châu Âu, vang đỏ được phát hiệnnhiễm OTA nhiều hơn so với vang trắng hay vang hồng.

2.2.2 Khái niệm mycotoxin

Mycotoxin là hợp chất trao đổi bậc hai của một số loại nấm mốc có khả nănggây bệnh hoặc chết ở người và động vật qua các con đường tiêu hóa, hô hấp hoặc tiếpxúc Điểm mấu chốt của mycotoxin là chúng có thể gây hại ở nồng độ thấp

Hình 2.6: Cấu trúc hoá học của một số loại Mycotoxin

Nấm sợi tồn tại khắp nơi trong tự nhiên và luôn luôn hiện diện trong sản phẩmnông sản dù đã có các biện pháp kiểm soát

2.2.3 Phân loại

Có thể phân loại mycotoxin theo bản chất và cấu trúc hoá học theo tác nhântổng hợp mycotoxin hoặc theo bệnh lý do mycotoxin gây nên.

- Mycotoxin gây nhiễm độc thận: citrinin, ochratoxin

- Mycotoxin gây hội chứng nhiễm độc tim: axit penicilic

- Mycotoxin gây nhiễm độc thần kinh: clavanin

- Mycotoxin gây sảy thai, động đực: zearalenon

- Mycotoxin gây xuất huyết

Phân loại mycotoxin theo bệnh lý thường không chính xác do một độc tố có thểgây nhiều hội chứng khác nhau, ngược lại, một hội chứng có thể do nhiều độc tố cùnggây nên

2.2.4 Điều kiện phát triển và tổng hợp mycotoxin của nấm mốc

Sự phát triển nấm mốc trên nông sản thực phẩm bao gồm:

- Bản chất môi trường dinh dưỡng – nông sản thực phẩm

- Ảnh hường của một số chất tan đặc biệt

- Chất bảo quản

Trong quá trình bảo quản nông sản thực phẩm, một vài yếu tố trên có thể được

cố định hoặc ổn định Thông thường các sản phẩm ở trạng thái rắn, pH gần trung tính

là môi trường thích hợp cho nấm mốc phát triển Do vậy, các yếu tố còn lại như hoạt

độ của nước, nhiệt độ, khí, chất bảo quản là các yếu tố quyết định sự phát triển củanấm mốc trong nông sản thực phẩm

a) Hoạt độ của nước

Hoạt độ nước (aw) là yếu tố quan trọng định lượng quan hệ giữa hàm lượngnước trong thực phẩm và vi sinh vật phát triển trên chúng Về mặt giá trị, aw bằng độ

ẩm tương đối ở trạng thái cân bằng của một sản phẩm biểu diễn ở dạng thập phân (ví

dụ 0,30) Nếu như một thực phẩm được giữ tại một nhiệt độ ổn định trong một bao bìkín, sau một thời gian, hàm lượng nước trong thực phẩm sẽ đạt tới cân bằng với hơinước trong môi trường khí bao quanh, khí ấy: aw = HRkk/100

Trong rất nhiều trường hợp, aw là nhân tố môi trường chủ yếu kiểm soát sự pháttriển của nấm mốc và xác định độ ổn định của sản phẩm bảo quản Như mọi sinh vậtkhác, nấm mốc cần có nước để tồn tại và sinh sản Khả năng chịu đựng môi trường cóhoạt độ nước thấp của nấm mốc thường cao hơn các vi sinh vật khác Trong số cácnấm mốc, có nhóm nấm mốc thuộc vào nhóm sinh vật ưa khô Một vài loài nấm mốc

có khả năng phát triển ở aw = 0,75 hoặc thấp hơn trong vòng sáu tháng

Như vậy các thực phẩm nông sản nếu được bảo quản trong không khí 75% hoặc

- Nấm mốc ưa băng giá (dưới 100C)

Hầu hết các nông sản đặc biệt là ngũ cốc đều được bảo quản ở nhiệt dộ thíchhợp cho sự phát triển của các nhóm nấm mốc Nông sản thực phẩm bảo quản của các

nước nhiệt đới thường bị các Aspergillus tấn công vì các Aspergillus phát triển thích

hợp trong điều kiện nhiệt độ ấm (300C) và không khắc khe về độ ẩm (85%)

c) Môi trường khí điều tiết

Giảm hàm lượng oxy hoặc tăng hàm lượng cacbonic trong khí quyển bảo quảnnông sản thực phẩm đều có tác dụng hạn chế sự đáng kể sự phát triển của nấm mốc

d) Chất bảo quản

Thông thường các chất chống mốc, chống sâu hại thường có tác dụng hạn chế

sự phát triển của nấm mốc Tuy nhiên không được phép áp dụng các dạng chế phẩmnày cho các sản phẩm dùng cho người Đôi khi trong thức ăn gia súc, người ta có thể

sử dụng các chất bảo quản gốc axit như propionat

e) Phối hợp các yếu tố

Thường thì các yếu tố không tác động riêng rẽ tới sản phẩm, mà ảnh hưởng củacác yếu tố là đồng thời thông thường nếu phối hợp các yếu tố hạn chế đồng thời bảoquản sản phẩm thì các sản phẩm có thể được bảo quản trong một thời gian dài hơn

Ví dụ, bảo quản ở aw thấp, nhiệt độ thấp, khí quyển điều tiết sẽ kéo dài thời gian bảoquản sản phẩm Trong điều kiện bảo quản tự nhiên, aw là yếu tố chủ đạo xác định thờigian bảo quản của một sản phẩm “nhanh chóng sấy khô sản phẩm và bảo quản sảnphẩm khô ráo” trở thành phương pháp hiệu quả nhất đảm bảo sản phẩm không bị nấmmốc tấn công, vì vậy khả năng không bị nhiễm mycotoxin cũng được đảm bảo

Trong nhiều trường hợp, điều kiện phát triển của nấm mốc trên nông sản thựcphẩm không trùng với điều kiện tối ưu cho tổng hợp mycotoxin của chúng.

2.2.5 Độc tính Mycotoxin

Những bệnh do mycotoxin gây nên trước tiên biểu hiện ở tổn thương gan vàthận Có thể quan sát được sự xuất hiện các u gan, thoái hoá tế bào nhu mô gan, xơhoá và tăng sinh ống dẫn mật của các tác động vật hấp thu các độc tố Ngoài ra, cóthể nhận thấy có triệu chứng tăng ure huyết, albumin niệu và viêm cầu thận

Một số mycotoxin gây hội chứng chảy máu, triệu chứng ngưng kết hồng cầuhoặc hiện tượng tiêu máu rất nguy hiểm thường gặp ở động vật và người bị nhiễmđộc tố nấm mốc Mycotoxin còn có thể làm suy yếu hệ thống miễn dịch của cơ thể.Nhiều mycotoxin như aflatoxin, ochratoxin, funomisin có thể là các chất gây biến dị,gây hội chứng ung thư, quái thai

Ngoài ra, mycotoxin còn có thể gây mất cân bằng trong chuyển hoá thức ăn vàgiảm tỉ lệ sinh sản của vật nuôi Bên cạnh đó, các dẫn xuất của mycotoxin thường độcđối với hệ thần kinh và do vậy gây tổn hại hệ thống cơ và gây rất nhiều hội chứngkhác như: bện ngoài da, chứng tăng sừng hoá, tác động gây động đực sẩy thai

Ngoài các tác động trực tiếp, mycotoxin còn có khả năng gây các hội chứnggián tiếp như ức chế vitamin, ăn không

miệng, hoặc biến đổi các chất khác thành các chất độc Tuy nhiên, bệnh domycotoxin gây nên không có tính di truyền, không lây nhiễm, không gây nhiễmtrùng

2.2.6 Các biện pháp kiểm soát mycotoxin

Nếu điều kiện môi trường thuận lợi thì nấm sẽ phát triển, và rất khó tránh khỏitình trạng thực liệu bị nhiễm độc tố Tuy nhiên nếu ngăn chặn sự phát triển của nấm

có hiệu quả thì tất nhiên sẽ hạn chế được sự tác động của độc tố

Việc ngăn chặn có thể được thực hiện trước khi thu hoạch, luân canh hợp lý, lựachọn hạt giống tốt (chất lượng hạt giống, thích nghi trong nhiều điều kiện trồng trọt),mật độ trồng thích hợp, bón phân đúng cách, tất nhiên ta sẽ ngăn chặn được côn trùng

và nấm

Thu hoạch đúng thời gian và trong điều kiện tốt thì sẽ tránh làm hư hại sảnphẩm, sau đó loại các hạt bị hư và bị ẩm, sau đó dự trữ các hạt còn lại càng sớm càngtốt Cuối cùng, trong suốt quá trình dự trữ, cần điều chỉnh đúng nhiệt độ, độ ẩm, côntrùng, các loài gặm nhấm, và sử dụng hiệu quả chất ức chế nấm mốc sẽ ngăn chặnđược độc tố có trong thức ăn như: Aureofugin, thiramtan, Orthophenyl phenat,Bordeaux mixture Các acid hữu cơ như: Propionic, Sorbic, Lactic, acetic và Benzoic.Nhưng nên lưu ý rằng, ngăn chặn không có nghĩa là loại bỏ được độc tố có trong thứcăn.

Có rất nhiều phương pháp được thử nghiệm nhằm để loại bỏ độc tố nấm mốcnhư: xử lý với ammonia, cùng với nhiệt và áp suất, xử lý bằng ozone, khí chlorine,ammonium hydroxide, hydrogen peroxide, acid hydrochloric và khí sulphur dioxide,formaldehyde, sấy nhiệt, xử lý bằng tia UV Các phương pháp như tách vỏ, đánhbóng, sàng lọc cũng được áp dụng

2.3 CÁC MYCOTOXIN ĐIỂN HÌNH

2.3.1 Aflatoxin

Aflatoxin là độc tố được nghiên cứu kỹ nhất trong số tất cả các độc tố nấm mốc

Là hợp chất trao đổi thứ cấp của một số nấm mốc điển hình như Aspergillus flavus và

A parasiticus, aflatoxin nhiễm rất phổ biến trên các nông sản nông nghiệp trước và

sau thu hoạch Mặc dù được phát hiện chỉ từ đầu những năm 1960, nhưng tác hại doaflatoxin gây ra đã được biến đến từ trước đó

Aflatoxin thường có trong các loại hạt có dầu như lạc đậu nành, hạt điều, hạthướng dương, vừng, kẹo lạc, kẹo hạt điều, lạc muối, lạc rang…hay trên các loại hạtngũ cốc, bột dinh dưỡng, thức ăn gia súc có nguồn gốc từ hạt ngũ cốc

2.3.1.1 Nguồn gốc Aflatoxin

Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus thuộc họ nấm cúc, là loại nấm sản

sinh ra aflatoxin trong tự nhiên và trong môi trường nuôi cấy nhân tạo Đây là loàinấm khá phổ biến Hai loài nấm mốc này có thể phát triển trên nhiều loại cơ chất, trêncác lọai hạt có dầu, thậm chí có trên cả bột cá và thịt giàu protein

Nguyên liệu làm thức ăn chăn nuôi là những đối tượng thích hợp nhất cho sựphát triển và sản sinh độc tố Các chủng nấm mốc tổng hợp aflatoxin chủ yếu thuộc

loài Aspergillus, tập trung chủ yếu vào 3 chủng A flavus, A parasiticus và A nomius.

Người ta xác định được rằng sự tổng hợp các aflatoxin là sự tác động qua lại của

genotip của chủng nấm mốc và điều kiện môi trường ngoài A flavus là chủng nấm

mốc điển hình của hệ nấm mốc không khí và đất, được tìm thấy hầu hết các nông sảnbảo quản như ngô, lúa gạo, lúa mì, hạt bông, lạc, đậu tương, ớt…

Chủng nấm mốc này rất thích hợp với điều kiện khí hậu ẩm và nóng như ViệtNam và các nước nhiệt đới Chúng thậm chí có thể phát triển ở điều kiện độ ẩm thấp

hơn 75 – 80% Ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao khả năng tổng hợp aflatoxin của A flavus rất cao.

Hình 2.7: Nấm mốc A flavus Hình 2.8: Nấm mốc A parasiticus

Việc chuyển hoá aflatoxin trong cơ thể bị nhiễm độc khá nhanh Chỉ sau 48h,phát hiện thấy 85% lượng aflatoxin được chuyển hoá trong sữa và bài tiết trong nướctiểu của động vật được cho ăn một liều duy nhất 0.05 mg/kg aflatoxin (aflatoxin B1:44%, aflatoxin G1: 44% và aflatoxin B2: 2%) Không phát hiện thấy aflatoxin sau 4ngày trong sữa, sau 6 ngày trong phân và nước tiểu

Việc nhiễm aflatoxin không chỉ gây nhiễm độc chuỗi thực phẩm và những hậuquả trầm trọng trong sức khoẻ người tiêu dùng mà còn gây ra tổn thất về kinh tế vàthương mại

Hình 2.9: Ngô bị nhiễm mốc Aflatoxin

2.3.1.2 Cấu trúc của Aflatoxin

Năm 1962, người ta phát hiện cấu trúc đa dạng khác nhau của aflatoxin baogồm 18 dạng hợp chất đa vòng bifuran như B1, B2, G1, G2, GM1, M1, M2, P1, Q1,… vàcác dẫn xuất methoxy, ethoxy và acethoxy Tuy vậy chỉ có một số ít trong aflatoxin,đặc biệt là aflatoxin B1, được nấm mốc tổng hợp trên nông sản, là các hợp chất tựnhiên Các chất còn lại là chất trao đổi chất hoặc là dẫn xuất

Các aflatoxin có khả năng phát huỳnh quang và hấp thụ mạnh tia tử ngoại (365nm) ở các mức độ khác nhau Aflatoxin B1, và B2 phát tia huỳnh quang xanh da trờitrong khí G1 và G2 phát huỳnh quang màu xanh nước biển Aflatoxin M1, M2 là mộtdẫn xuất từ aflatoxin B1 và B2 được tìm thấy trong sữa, các sản phẩm từ sữa hoặcthịt Chúng được hình thành do quá trình trao đổi chất của B1 và B2 trong cơ thểđộng vật sau khi chúng ăn phải thức ăn bị nhiễm nấm mốc

Hình 2.10: Cấu trúc hoá học của một số loại Aflatoxin

b) Ở động vật

Các triệu chứng nhiễm độc aflatoxin được nghiên cứu thông qua các vụ nhiễmđộc tự nhiên và qua thử nghiệm phòng thí nghiệm trên động vật Sự nhiễm độcaflatoxin được thể hiện qua hàng loạt các triệu chứng cấp tính hay mãn tính Sựnhiễm độc mãn tính aflatoxin có tính di truyền theo ba kiểu: gây ung thư, quái thai,gây đột biến Hậu quả của việc nhiễm aflatoxin phụ thuộc rất nhiều vào tuổi, giớitính, loài, tình trạng dinh dưỡng, mức và tần suất tiếp xúc

Nhiễm độc cấp tính aflatoxin có thể làm chết vật bị nhiễm Mức độ nhiễm độcaflatoxin thay đổi theo thời gian tuỳ vào tính mẫn cảm của vật thử nghiệm Gan củavật bị nhiễm độc aflatoxin có màu nhợt và sưng to Có thể có hoại tử ở mô gan, chảymáu ở một số gia cầm Ở mức độ nhẹ hơn, có thể quan sát thấy hiện tượng tụ máu ởphổi hoặc sự tăng sinh tế bào của tế bào biểu mô của ống dẫn mật, những rối loạn donhiễm độc mãn tính aflatoxin thể hiện đầu tiên ở sự chán ăn, chậm lớn, sụt cân,nhưng rối loạn lớn nhất xảy ra ở gan Người ta đã tìm thấy các bằng chứng về mối

liên quan giữa việc nhiễm aflatoxin và ung thư gan tiên phát, một trong những bệnhgây tử vong cao ở khu vực Châu Á và Châu Phi

Ngoài u ở gan, aflatoxin có thể gây tổn thương ở mọi cơ quan khác Mức độnhạy cảm với aflatoxin tuỳ vào tình trạng sinh lý của cơ thể nhiễm aflatoxin Con vậtcàng non thì khả năng mẫn cảm với tác nhân ung thư càng cao, chỉ cần cho tiếp xúc 2– 3 tuần với liều lượng 0,2 – 0,5 mg aflatoxin, khả năng hình thành các khối u nhỏ ởgan kéo dài 12 – 18 tháng Afatoxin B1 là độc tố quan trọng nhất và là chất gây ungthư nguy hiểm nhất trong số các aflatoxin Aflatoxin B1 có thể cảm ứng tạo các khối u

ở gan, thận, dạ dày và hệ thống thần kinh

2.3.1.4 Sự chuyển hoá của Aflatoxin trong cơ thể

Aflatoxin B1 là phân tử ái mỡ, có trọng lượng phân tử thấp, dễ dàng được hấpthu sau khi ăn Khi đến ruột non, aflatoxin B1 sẽ được nhanh chóng hấp thu và máutĩnh mạch mạc treo, sự hấp thu ở ruột non và tá tràng là nhiều nhất

Niêm mạc ống tiêu hóa có khả năng chuyển dạng sinh học aflatoxin B1 nhờ sựgắn kết với protein – đây là con đường chính để giải độc aflatoxin B1 cho gan Từống tiêu hóa, theo tĩnh mạch cửa, aflatoxin được tập trung vào gan nhiều nhất ( chiếmkhoảng 17% lượng aflatoxin của cơ thể ) tiếp theo là ở thận, cơ, mô mỡ, tụy, lách…Trong vòng 24h có khoảng 80% bị đào thải theo đường tiêu hóa qua mật, đường tiếtniệu qua thận

Cơ chế tác động của aflatoxin gây ung thư gan ở người là do sự gắn kết củaaflatoxin B1 với DNA của tế bào gan ở những bệnh nhân bị ung thư gan nguyên phát

 Cơ chế gây đột biến của aflatoxin như sau: Aflatoxin B1 khi xâm nhập vào

cơ thể được chuyển hóa nhờ hệ thống cytochrome P450 hình thành nên một số lượnglớn chất chuyển hóa được hydroxyl hóa và sau đó được glutathione tạo phức hợptrong quá trình chuyển hóa tạo nên dạng ưa nước hơn cần thiết cho quá trình bài tiếtqua nước tiểu Không may, một trong những sản phẩm chuyển hóa là aflatoxin – 8,9– epoxide được hình thành ở 2 dạng là endo và exo Glutathione – S – transferase(GST) có thể tiếp hợp và giải độc (detoxify) phản ứng này ngay lập tức

Các loài khác nhau có thể mẫn cảm với tác động của AFB1 liên quan đến sựchuyên biệt của GST để có thể gắn kết epoxide vào glutathione Exo epoxide có thể