Ô nhiễm nấm mốc và độc tố vi nấm trong ngũ cốc Nguy cơ về sức khỏe của người dân tỉnh Lào Cai

Ô nhiễm nấm mốc và độc tố vi nấm trong ngũ cốc Nguy cơ về sức khỏe của người dân tỉnh Lào Cai Ô nhiễm nấm mốc và độc tố vi nấm trong ngũ cốc Nguy cơ về sức khỏe của người dân tỉnh Lào Cai Ô nhiễm nấm mốc và độc tố vi nấm trong ngũ cốc Nguy cơ về sức khỏe của người dân tỉnh Lào Cai luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

MỞ ĐẦU

Hiện nay, ngộ độc thực phẩm hiện đang là một vấn đề được xã hội đặc biệt quan tâm Nấm mốc và độc tố vi nấm trong ngũ cốc là nguyên nhân gây ngộ độc thực phẩm ở nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam Đặc biệt là độc tố aflatoxin và fumonisin Aflatoxin là nhóm hợp chất mang nhân difuranocumarin có độc tính và gây ung thư mạnh nhất trong các mycotoxin đã được phát hiện Nó là

sản phẩm trao đổi chất thứ cấp chủ yếu của hai loài nấm mốc Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus Khi bị ngộ độc cấp tính, người bệnh có biểu hiện nôn mửa, đau bụng, phù phổi, co giật, hôn mê, và chết với phù não to gan, thận và tim Ngoài hiệu ứng cấp tính thì theo một số nghiên cứu, aflatoxin có thể gây đột biến gen Một

số báo cáo ở Nam Á và Châu Phi còn cho thấy aflatoxin gây ra một loạt các hậu quả tiêu cực tới sức khoẻ như: ung thư gan, ảnh hưởng tới thần kinh trung ương, tim mạch, hệ hô hấp và đường tiêu hoá cũng có thể gây ức chế miễn dịch, hội chứng Reye’s, bệnh sơ gan ở trẻ suy dinh dưỡng và gây chứng suy dinh dưỡng ở trẻ em [46]

Các fumonisin được tổng hợp chủ yếu do nấm Fusarium moniliform trong đó

furmoinsin B1 là có độc tính cao nhất Fumonisin cũng có khả năng gây ung thư gan, phổi, và gây bệnh bạch cầu ở người Các nghiên cứu trên động vật thí nghiệm cho thấy fumonisin có khả năng gây ung thư thực quản

Aflatoxin và fumonisin được tìm thấy nhiều ở ngô, nhưng đã được phát hiện trong lúa mì, gạo, hạt có dầu và các sản phẩm và sản phẩm chế biến Chúng là nguy

cơ ngộ độc cấp và mãn tính cho người sử dụng các lọai ngũ cốc đã bị ô nhiễm Hơn thế nữa, khi những ngũ cốc này được dùng để chế biến thức ăn chăn nuôi, độc tố vi nấm sẽ tích lũy trong phủ tạng, mô cơ, mô mỡ của động vật và trở thành nguồn độc

tố tiềm ẩn khi con người ăn các sản phẩm có nguồn gốc động vật này

Ngô là ngũ cốc được người dân các tỉnh miền núi phía Bắc tiêu thụ nhiều thứ

2 sau gạo và là nguồn lương thực chính trong thời giáp hạt Theo thống kê của Hiệp hội ngô Việt Nam, hàng năm cả nước sản xuất khoảng trên 2 triệu tấn Miền núi

phía bắc là vùng sản xuất có sản lượng cao nhất với 653 nghìn tấn Trong đó ngô dành làm lương thực cho người chiếm từ 10 đến 13 %, tỷ lệ này là 40% ở khu vực miền núi phía Bắc Ở nước ta trong điều kiện canh tác nhỏ lẻ, thiếu thốn về phương tiện bảo quản cất giữ cùng với khí hậu nóng ẩm là điều kiện rất thuận lợi để các loại nấm mốc độc phát triển và tổng hợp độc tố

Dựa trên cơ sở đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“ Ô nhiễm nấm mốc và độc tố vi nấm trong ngũ cốc: Nguy cơ về sức khỏe của người dân tỉnh Lào Cai ”

Nội dung nghiên cứu:

1 Xác định tỷ lệ và mức độ ô nhiễm nấm mốc độc và aflatoxin và fumonisin trong ngô tại khu vực Lào Cai

2 Ước tính mức phơi nhiễm aflatoxin và fumonisin do tiêu thụ ngô của người dân trong khu vực

3 Đánh giá các nguy cơ về mặt sức khỏe của người tiêu dùng do phơi nhiễm aflatoxin và fumonisin

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 AFLATOXIN

1.1.1 Cấu trúc hóa học của aflatoxin

Aflatoxin là những sản phẩm trao đổi chất bậc 2 dạng polyketide được sinh

ra do các thực phẩm và thức ăn gia súc nhiễm bệnh có chứa chi Aspergillus nhóm Flavi , đặc biệt là A flavus, A parasiticus Các aflatoxin hầu hết có khả năng gây

đột biến gen, gây quái thai, và gây ung thư [48]

Đến nay đã có ít nhất 16 cấu trúc hóa học gần nhau của aflatoxin được xác định song song với độc tính của chúng Dựa trên đặc tính lý hóa và tính độc khác nhau của các aflatoxin, các aflatoxin được chia thành nhiều nhóm: B (B1, B2); G (G1, G2); M (M1, M2); P1 và Q1 Các loại aflatoxin này khác biệt nhau về hóa học không nhiều nhưng khác biệt về độc tính là rất lớn Aflatoxin B1 và G1 có khả năng

gây ung thư cao hơn nhiều so với các aflatoxin còn lại A flavus chỉ tạo aflatoxin

B1, aflatoxin B2, còn A parasiticus tạo các sản phẩm trao đổi chất tương tự như aflatoxin G1, aflatoxin G2 [46]

Aflatoxin có nhiều loại và mỗi loại đều có các cấu trúc khác nhau Người ta phát hiện ra 16 loại aflatoxin Các loại này là các dạng biến đổi khác nhau của các aflatoxin B, G và M Phân tử aflatoxin nói chung có chứa nhân cumarin liên kết với hai vòng furan Công thức chung của các loại aflatoxin này được biểu diễn dưới dạng sau :

Hình 1.1 Công thức cấu tạo chung của các aflatoxin

Các nhánh R1, R2, R3, R4, R5 và nhóm X của các aflatoxin khác nhau được trình bày trong bảng sau [1.2]:

Bảng 1.1 Các nhánh trong cấu trúc của aflatoxin [2]

1.1.2 Tính chất lý hoá của aflatoxin

Các aflatoxin có dạng tinh thể màu vàng hòa tan trong các dung môi phân cực nhẹ như chloroform, methanol, aceton hoặc hỗn hợp các dung môi hữu cơ này [2] Các aflatoxin rất bền ở nhiệt độ cao, không bị phân hủy khi đun nóng thông thường mà chỉ mất tác dụng độc khi hấp ở 120oC trong 30 phút Do đó nó vẫn có thể tồn tại trong thực phẩm mà không cần sự có mặt của các mốc tương ứng Tuy nhiên khi để trong không khí đặc biệt là dưới tia tử ngoại aflatoxin lại tương đối không bền

Các aflatoxin có khả năng phát quang mạnh ở dưới ánh sáng cực tím (λ=365 nm)

Bảng 1.2 Công thức phân tử của một số aflatoxin và tính chất [2]

Aflatoxin Công thức

phân tử

Khối lượng phân tử

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

Màu huỳnh quang (λ 365 nm) AFB1 C17H12O6 312 268 - 269 Xanh lam (B) AFB2 C17H14O6 314 268 - 269 Xanh lam (B) AFG1 C17H12O7 328 244 - 246 Xanh lục (G) AFG2 C17H14O7 330 244 - 246 Xanh lục (G)

Điều này cho phép phát hiện các hợp chất này ở nồng độ rất thấp (0,5 ng hay thấp hơn trên một vết sắc ký bản mỏng) Từ đó, nó cung cấp một cơ sở lý thuyết cho phép việc phát hiện và định lượng các aflatoxin bằng các phương pháp hóa lý

Sự có mặt của vòng lacton ở phân tử aflatoxin làm chúng nhạy cảm với việc thủy phân trong môi trường kiềm, đặc tính này là quan trọng trong quá trình chế biến thực phẩm vì xử lý kiềm làm giảm sự nhiễm aflatoxin trong các sản phẩm thực phẩm Tuy nhiên nếu sau quá trình xử lý kiềm nếu axit hóa sẽ làm cân bằng phản ứng dịch chuyển theo chiều ngược lại để tạo aflatoxin ban đầu

Các aflatoxin khá bền với các enzyme tiêu hóa, AFB1 là phân tử ái mỡ có trọng lượng phân tử thấp dễ dàng được hấp thụ sau ăn Sự chuyển hóa AFB1 ở đường tiêu hóa chính là nhờ sự hoạt động tương tác giữa protein ở niêm mạc ống tiêu hóa tạo ra sản phẩm AFB1 – epoxi, AFB1 – dihydrodiol hoặc AFB2a

AFB1 và các sản phẩm chuyển hóa của nó được bài tiết qua ba con đường chính là: qua mật, nước tiểu và sữa (sản phẩm của AFB1 qua sữa là AFM1) Người

ta đã xác định có sự tương quan tuyến tính giữa AFB1 ăn vào và lượngAFM1 trong sữa (lượng AFM1 trong sữa ước tính khoảng 1% lượng AFB1 ăn vào) Chính vì vậy

mà khi động vật ăn các sản phẩm nhiễm aflatoxin thì sữa và các sản phẩm của chúng cũng bị nhiễm loại độc tố này

1.2 FUMONISIN

1.2.1 Cấu trúc hóa học của Fumonisin

Fumonisin là sản phẩm trao đổi chất bậc hai do nấm F moniliform sinh ra

lần đầu tiên được phân lập vào năm 1988 [7], là một nhóm có cấu trúc liên quan đến dẫn xuất polyketide tương tự như khung xương sống cơ bản sphingoid của sphingolipids

Hiện nay có ít nhất 16 cấu trúc của fumonisin đã được xác định [4] Cũng như aflatoxin dựa trên đặc điểm về cấu trúc, đặc tính tính lý hóa và tính độc khác

Nhóm A khác nhóm B bởi sự hiện diện của một nhóm N-acetyl thay vào nhóm amin ở vị trí C số 2 [9] Nhóm C có công thức hóa học tương tự như nhóm B, ngoại trừ ở vị trí C số 1 nhóm methyl được thay thế bằng H trong nhóm C [44] Nhóm P chứa

3-hydroxypyridinium ở vị trí C số 2 thay vì nhóm amin trong nhóm B [49]

Trong số các fumonisin thì fumonisin lớp B gồm fumonisin B1 (FB1), B2 (FB2) và B3 (FB3) là quan trọng nhất [51] Trong tự nhiên FB1 là phổ biến nhất, thường chiếm khoảng 70-80% tổng số fumonisin, FB2 chiếm khoảng 15- 25%, FB3 là 3-8% [45] Dựa trên đặc tính lý hóa và tính độc khác nhau của các fumonisin, các fumonisin được chia thành nhiều nhóm như bảng 1.3 [22]

Hình 1.2 Công thức cấu tạo chung của fumonisin [37, 39]

Bảng 1.3 Công thức phân tử của một số fumonisin

*Các fumonisin hình thành trong quá trình chế biến

Hình 1.3: Công thúc của fumonisin B 1

Hiện nay có 6 fumonisin được biết là sản phẩm trao đổi chất của F moniliform sinh ra là FB1, FB2, FB3, FB4 (R1 = R 2 = TCA, R3= R4 = H,

1.2.2 Tính chất lý hoá của Fumonisin

Fumonisin lớp B thì FB1 là phổ biến nhất và cho là độc nhất Cả hai fumonisin Bl và B2 được mô tả như là chất rắn vô định hình [14 ]; FB1 có điểm nóng chảy là 103-105 ° C [59 ] và mặt xoay quang [α]D là -28 ° (nồng độ 2 mg / ml nước)

Fumonisin là những hợp chất phân cực mạnh Chúng hòa tan trong nước, hòa tan nhiều hơn trong acetonitrit, và cũng rất hòa tan trong methanol, nhưng không hòa tan trong dung môi không phân cực

Với điều kiện nhiệt độ, fumonisin bị thuỷ phân bởi axit HCl 6M hoặc KOH 0,05M-2 M tạo tricarballylic acid (acid 1,2,3-propanetricarboxylic) và aminopolyol tương ứng ( FB1 tạo aminopentol, FB2, FB3 tạo aminotetra) [7, 23, 53]

FB 1 được coi là một hợp chất ổn định nhiệt, nồng độ FB1 không có sự thay đổi sau khi đun sôi trong nước 30 phút tiếp theo sấy ở 60 ° C trong 24 h [5] Tuy nhiên, nồng độ fumonisin trong ngô bột giảm đi 60% ở 190 ° C trong 60 phút và ở

220 ° C trong 25 phút thì fumonisin bị phân huỷ hoàn toàn [8, 47], ở 100-150 ° C trong bắp sấy khô FB1 đã bắt đầu phân hủy [26]

1 3 NẤM MỐC SINH AFLATOXIN VÀ FUMONISIN

Nấm mốc sinh độc tố aflatoxin chủ yếu thuộc chi Aspergillus và sinh fumonisin chủ yếu thuộc chi Fusarium Cả hai chi này phân bố rộng rãi trên khắp trái đất Trong đó người ta nhận thấy A flavus và A parasiticus là hai loài có khả năng sinh độc tố afltoxin mạnh nhất và F moniliform là loài có khả năng sinh fumonisin mạnh nhất và phổ biến nhất đặc biệt là trên ngô [29] Ngoài A flavus,

A parasiticus và F moniliform còn có một số loài khác có khả năng sinh một số aflatoxin, fumonisin nhưng yếu hơn

1.3.1 Đặc điểm hình thái

F moniliform, A flavus và A parasiticus có mặt ở khắp nơi trong tự nhiên: dưới đất, trên các chất hữu cơ và đặc biệt là các loại hạt có dầu Ngô và các sản phẩm từ ngô là nơi phát triển nhiều nhất của chúng Ngoài nguồn cơ chất này,

chúng còn được thấy nhiều trên gạo, lúa miến, kiều mạch, bông, cỏ khô, dăm bông, dồi thịt và nhiều thức ăn khác…

Hạt ngô có thể bị nhiễm nấm theo nhiều cách Có lẽ con đường phổ biến nhất

là nhiễm thông qua râu ngô Khi chúng tiếp xúc với hạt nó xâm nhập vào hạt thông qua các vết sẹo hoặc các vết nứt do sâu xanh hại ngô, sâu đục thân ngô và côn trùng khác hủy hoại gây ra và phá vỡ vỏ hạt Hoạt động của các loài sâu, côn trùng này cũng là nguyên nhân làm lây lan bào tử nấm

trên bề mặt khuẩn lạc A flavus có khả năng sinh AFB1, AFB2 và axit cyclopizoic (CPA)

Hình 1.4 Đặc điểm hình thái Aspergillus flavus

1.3.1.2 A parasiticus

A parasiticus có đặc điểm hình thái tương tự như A flavus song bào tử của

A parasiticus thường có màu xanh đậm, có khả năng sinh AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 nhưng không có khả năng sản sinh CPA

Mặc dù có sự tương đồng khá lớn về đặc điểm hình thái nhưng người ta vẫn

tìm ra được một số khác biệt nhỏ giữa A flavus và A parasiticus Sự khác biệt giữa

hai loài này có thể được tóm tắt ở bảng 1.4 [3]

Hình 1.5 Đặc điểm hình thái Aspergillus parasiticus

Bảng 1.4 So sánh đặc điểm hình thái của A flavus và A parasiticus

Dạng khuẩn lạc

Màu mặt sau Không màu, nâu hồng Kem, nâu nhạt

Đường kính trục lớn (µm) 3,0-6,0 3,5-5,5

Theo các kết quả đã nghiên cứu, không phải tất cả các loài A flavus và A parasiticus đều có khả năng sinh độc tố aflatoxin Ở Pháp, 25% số chủng A flavus

phân lập được từ lương thực thực phẩm và thức ăn gia súc có khả năng sinh tổng

hợp aflatoxin Các chủng A flavus sinh aflatoxin trên lạc chiếm 96%, ở hạt bông

chiếm 78%, ở lúa mạch chiếm 49% và ở gạo là 35% Người ta cho rằng các chủng độc tố bao giờ cũng có đầu bào tử đính màu xanh lục, ngay ở cả các giống nuôi cấy lâu ngày, có thể bình hai lớp, cuống bào tử đính có gai, những chủng sinh độc tố có

sự phình to một số phần của sợi nấm tạo thành những cục nhỏ Tuy nhiên, rất khó

có thể phân biệt một cách chắc chắn những chủng có sinh aflatoxin và những chủng không sinh aflatoxin

1.3.1.3 F moniliforme

Trên môi trường thạch khoai tây ở 25 ° C khuẩn lạc F moniliform

ban đầu có màu trắng Bào tử khi hình thành có màu kem tới màu da cam sau 5-6 ngày khuẩn lạc có đường kính bằng 4-5cm, hình thành các vòng tròn đồng tâm rìa

mép màu tím hồng F moniliform có khả năng sinh fumonsin, fusarin và

moniliformin

Dưới kính hiển vi sợi nấm có vách và trong suốt Cuống bào tử đính có chiều

dài trung bình (ngắn hơn F solani và dài hơn so với F oxysporum), phân nhánh

hoặc không Các bào tử đính lớn có hình lưỡi liềm đến thẳng với các bề mặt lưng và bụng gần như song song kích thước 31-58 x 2,7-3,6 μm Bào tử đính lớn có 5 vách ngăn và số lượng hình thành ít Bào tử đính nhỏ rất phong phú, có thể có 1 hoặc không có vách ngăn, hình bầu dục, hình chuỳ có kích thước là 7-10 x 2,5-3,2 μm.Các bào tử đính nhỏ có thể tập hợp lại trên đỉnh của thể bình hoặc tạo thành chuỗi

Hình 1.6 Đặc điểm hình thái bào tử của Fusarium moniliforme

1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của các loại nấm mốc sinh độc tố

Tuy nhiên mức ảnh hưởng này khác xa nhau ở các loại hạt khác nhau Người

ta chứng minh được rằng ở nhiệt độ 29,6oC khả năng bị nhiễm A flavus của lạc là

rất cao trong khi đó ở 26,3oC khả năng này lại rất thấp; với nhiệt độ 19,8-24,8 chỉ có 10-40% số hạt bị nhiễm aflatoxin, ở nhiệt độ 25,7-30,5oC tỉ lệ hạt bị nhiễm aflatoxin lên tới 40-95% [55]

1.3.2.2 Độ ẩm tối ưu

Độ ẩm tối ưu cho sự phát triển của A flavus, A parasiticus là 85- 95%, độ

ẩm tối thiểu là 82%, tối đa là 99,8% Và độ ẩm tối ưu cho sự phát triển của F moniliform là 93%, độ ẩm tối thiểu là 87%, tối đa là 99%

Cả A flavus, A parasiticus và F moniliform đều phát triển tốt trên các loại

cơ chất chứa dầu như các sản phẩm nông sản ngô, gạo, lạc, hạt điều, bông Hàm lượng nước trong cơ chất thích hợp cho sự phát triển của chúng là 18-23% Ở hàm lượng nước thấp hoặc cao hơn đều ức chế sự phát triển của chúng Như vậy, thu hoạch kịp thời, nhanh chóng sấy khô đến 16 phần trăm hoặc ít hơn trong vòng một hoặc hai ngày sau thu hoạch, và quản lý độ ẩm trong lưu trữ là một yếu tố quan trọng trong việc giảm nguy cơ ô nhiễm nấm

PDA là môi trường tối ưu và cũng là môi trường chủ yếu để định loại chúng

A flavus, A parasiticus và F moniliform có khả năng đồng hóa tốt các muối amoni và nitrat, Đôi khi nhiều loại vi nấm không phát triển được trên các môi trường chứa muối amon, do khi cơ thể đồng hóa NH4+, trong môi trường sẽ tích lũy các anion (SO42-, HPO42-, Cl-, v.v… làm hạ thấp pH của môi trưòng Ngược lại,

Ngoài các nguồn nitơ vô cơ, nhiều loài vi nấm còn sử dụng tốt nhiều nguồn nitơ hữu cơ (protein, pepton, peptid, acid amin…) [2, 3, 55]

Ngoài nguồn cơ chất chủ yếu trên để đảm bảo sự tồn tại của mình, các loài vi nấm này còn đòi hỏi một lượng cần thiết các nguyên tố khoáng, nguyên tố đa lượng (P, S, K, Mg, Ca), các nguyên tố vi lượng (Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Ni…) Các muối MgSO4, K2HPO4, KCl, FeSO4… rất cần thiết cho sự phát triển của A flavus và A parasiticus [2, 3]

1.4 TÌNH HÌNH NHIỄM AFLATOXIN VÀ FUMONISIN

Nấm mốc có mặt khắp mọi nơi trên trái đất và các sản phẩm lương thực, thực phẩm, thức ăn gia súc…là nguồn cơ chất rất phong phú cho sự phát triển của chúng Khi các sản phẩm này bị nhiễm nâm thì bên cạnh việc chúng bị hư hỏng, thối rữa, giảm chất lượng và giá trị sử dụng các sản phẩm này còn bị nhiễm các độc tố do nấm tiết ra Các độc tố như các mycotoxin (đặc biệt là các aflatoxin và fumonisin)

sẽ gây bệnh cho con người và vật nuôi tuỳ vào mức độ tiêu thụ Các fumonisin là

sản phẩm trao đổi chất chủ yếu của F moniliform còn các aflatoxin do hai loài nấm

A flavus và A parasiticus Đây là các hợp chất thứ cấp mang độc tính và có khả năng gây ung thư và có những tác động rất lớn đến sức khỏe con người và vật nuôi nếu ăn phải các sản phẩm chứa các độc tố này

Đặc biệt ở ngô tỉ lệ nhiễm alflatoxin và fumonisin rất cao(ở một vài nghiên cứu cho thấy ngô chuyển gen Bt tỉ lệ nhiễm thấp hơn so với ngô không chuyển gen) (Munkvold et al., năm 1997, 1999) Trong hạt ngô phần mầm của hạt có hàm lượng fumonisin cao nhất vì vậy khi xay ngô thì hàm lượng fumonisin giảm dần theo từng phân đoạn: cám, bột còn vỏ cám và hàm lượng fumonisin thấp nhất là ở bột mịn(Stack & Eppley, 1992)

Các đối tượng lương thực thực phẩm dễ bị nhiễm fumonisin và aflatoxin gồm: Ngũ cốc và các chế phẩm của chúng: ngô, thóc, gạo, lúa mỳ, lúa mạch, lúa miến, kê…, các sản phẩm có nguồn gốc từ các loại ngũ cốc này như bột ngô, bỏng ngô, các loại bánh làm từ các nguyên liệu này; Các loại hạt có dầu và những chế phẩm của chúng: hạt lạc, hạt bông, hạt hướng dương, hạt dưa, đậu tương, hạt điều,

các loại khô dầu ép từ các loại hạt có dầu…; Các loại sữa và các sản phẩm chế biến

từ sữa: các loại sữa hộp, bột sữa, bơ, pho mát…; Thịt, trứng, rau quả, đồ uống( rượu, bia), chè đen,…và, thức ăn gia súc…

1.4.1 Tình hình nhiễm aflatoxin và fumonisin trên thế giới

Theo FAO khoảng 25% số cây lương thực trên thế giới có thể bị ảnh hưởng bởi mycotoxin mỗi năm Các aflatoxin và fumonisin được tìm thấy chủ yếu ở ngô, gạo, lạc

Nghiên cứu về ngô ở Thái Lan, mùa ngô năm 1992- 1994 có 19/ 27 mẫu nhiễm fumonisin với hàm lượng thấp nhất là 1,58 mg/kg và cao nhất là 18,8 mg/kg [64] và 35% mẫu ngô nhiễm AFB1 (mức trung bình là 400 µg/kg) Trong khi đó ở Inđônêxia có 7/ 12 mẫu nhiễm fumonisin với hàm lượng tối thiểu/ tối đa là 0,84/ 1,78 mg/kg [64], năm 1995 có 16/16 mẫu nhiễm fumonisin với hàm lượng tối thiểu/ tối đa là 0,79/ 2,44 mg/kg [6] Năm 1993 hàm lượng fumonisin cũng được tìm thấy

ở 113 mẫu ngô trắng, 117 mẫu ngô vàng với hàm lượng thấp nhất tương ứng là 0,32 mg/kg và 0,68mg/kg, cao nhất là 5,64 mg/kg và 11,77mg/kg ơở Nam Phi [51] Các mẫu ngô ở Brazil cũng phát hiện có hàm lượng FB1 là 20- 2168 µg/g, FB2 là 10- 380µg/g, AFB1 là 615- 30750 µg/kg AFB2 là 11- 22µg/kg, 97% mẫu ở đảo Cebu thuộc Philipin với mức nhiễm trung bình là 213 µg/kg Một nghiên cứu ở Đài Loan năm 1994 trên thị trường tỷ lệ nhiễm AFB1 ở bột ngô là 140- 1281ng/g

Gần đây nhất là mùa ngô 2004- 2005 ở Hàn Quốc tỷ lệ nhiễm AFB1 là 0,08ng/g

Các aflatoxin được tìm thấy ở 41% của 173 số mẫu lạc ở Sudan, 16 mẫu có trên 250 µg/kg và 9% số mẫu có trên 1000 µg/kg Ở Philipin, tất cả các mẫu bơ lạc được kiểm tra năm 1967-1969, có aflatoxin với giá trị 155 µg/kg

Bảng 1.5, thể hiện mức độ ô nhiễm fumonisin trong ngô và sản phẩm chế biến ở một số nước trên thế giới [22]

Bảng 1.5 Hàm lượng fumonisin trong ngô và các sản phẩm từ ngô ở các nước trên thế giới

1.4.2 Tình hình nhiễm aflatoxin và fumonisin ở Việt Nam

Cũng như nhiều nước trên thế giới ở nước ta mức độ nhiễm aflatoxin và fumonisin khá cao và có sự khác nhau giữa các vùng miền, kết hợp với đặc điểm khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, độ ẩm trong không khí thường cao, thời vụ canh tác và thu hoạch thường rơi vào mùa mưa Trong điều kiện canh tác nhỏ lẻ các phương tiện thu hoạch thô sơ, kho chứa không đảm bảo khô ráo thoáng mát tạo điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển gây nhiễm độc tố cho lương thực thực phẩm và thức ăn chăn nuôi

Một nghiên cứu ở thị trường bán lẻ ở Hà Nội phát hiện 14/15 mẫu ngô hạt, 15/17 mẫu ngô bột bị nhiễm aflatoxin, 77% mẫu ngô dành cho người bị nhiễm aflatoxin từ 11,3 đến 126,5 và 32% số mẫu nhiễm fumonisin [57]

Luco và cộng sự (1971) đã kiểm tra 193 mẫu gạo ở miền Nam-Việt Nam thấy

có 31 mẫu nhiễm aflatoxin

Theo báo cáo kiểm tra khả năng nhiễm aflatoxin của Viện Dinh dưỡng Quốc Gia năm 1994 – 1995 cho thấy: ở lạc có 23% nhiễm aflatoxin với nồng độ từ 1,6 - 17,4 ppb/kg Riêng lạc mốc có 100% nhiễm aflatoxin với nồng độ 26,3 -175 ppb/kg Ngoài ra trong sữa bò tươi cũng có 50% nhiễm aflatoxin với nồng độ 0,05- 0,1 ppb/kg

Viện Vệ sinh y tế công cộng tại TP Hồ Chí Minh đã kiểm nghiệm 115 mẫu thực phẩm lưu hành trên thị trường và phát hiện aflatoxin có trong 30% mẫu cà phê; 42,9% mẫu nước tương; 66,7% mẫu đồ hộp chay; 68,2% mẫu đậu phộng và sản phẩm từ đậu phộng

Ngoài ra, trong sữa, trong các loại sản phẩm và đồ uống lên men truyền thống và đặc biệt nhiều trong thức ăn gia súc mức độ nhiễm aflatoxin rất cao Điều này thực sự nguy hiểm khi người và động vật sử dụng các loại thực phẩm này

1.5 MỨC ĐỘ NGUY HẠI CỦA ĐỘC TỐ AFLATOXIN VÀ FUMONISIN 1.5.1 Độc tính của các aflatoxin

Aflatoxin liên kết với DNA trong tế bào ( một phân tử gam aflatoxin có mối liên kết với 600 phân tử gam DNA) Sự liên kết này gây ức chế các enzyme RNA, DNA polymerase Mặt khác, tác dụng hạn chế trong tổng hợp RNA và tác dụng ức chế t-RNA polymerase là nguyên nhân chính làm giảm sút sự tổng hợp protit trong

tế bào Người ta cũng chứng minh được vòng α, β lacton không bão hòa có trong phân tử aflatoxin làm cho hợp chất này có hoạt tính gây ung thư và cũng chính vòng lacton này gây ức chế tổng hợp DNA trong nhân tế bào, do đó làm rối loạn sự tăng trưởng bình thường của tế bào [3] Cơ chế tác động của aflatoxin trong cơ thể người cho đến nay vẫn chưa được xác định rõ ràng Các nghiên cứu gần đây chỉ tìm thấy

sự ảnh hưởng của các aflatoxin nhóm B đến việc đột biến trên codon 249 của gen

p53 Điều này dẫn đến nguy cơ gây ung thư cao do gen p53 là một gen có tác dụng

chế ngự việc tăng lên không bình thường của các tế bào, hình thành nên các dạng u, bướu trong cơ thể

1.5.2 Độc tính của các fumonisin

Cấu trúc hóa học của fumonisin tương tự như khung xương sống sphingolipid ngoại trừ fumonisin có hai axit tricarballylic Điều tương tự này đã dẫn đến giả thuyết cho rằng fumonisin hoạt động bằng cách phá vỡ sự tổng hợp, trao đổi chất của các sphingolipid [61], những hợp chất hoạt động hoá sinh quan trọng trong một số chức năng của tế bào [34, 61] Fumonisin ức chế tổng hợp ceramide - một enzyme thiết yếu chịu trách nhiệm về acyl hóa của sphinganine, spingosine và palmitat hoặc axit béo trong tế bào

Hậu quả của việc ức chết tổng hợp enzym ceramide là:

- Tăng nhanh sphinganine

-Tăng các sản phẩm thoái hóa sphinganine như phosphate sphinganine-1

-Giảm phức hợp sphingolipids

Sphingoid tự do là độc hại đối với hầu hết các tế bào bằng cách ảnh hưởng đến

sự phát triển tế bào và gây ra quá trình apoptosis hoặc hoại tử tế bào [44, 56] Sự tích lũy của sphinganine trong cơ thể sẽ gây tổn thương cho gan và thận [43] Phức hợp sphingolipids có vai trò rất quan trọng cho sự phát triển của tế bào, trong cấu trúc màng tế bào và lipoprotein cũng như sự điều hoà và truyền thông tin của tế bào [27, 42]

Hình 1.7 Công thức của fumonisin B1, Sphinganine, Sphingosine

Hình 1.8 Sự ức chế tổng hợp enzym ceramide 1.5.3 Ảnh hưởng lên sức khoẻ của độc tố aflatoxin và fumonisin

Cũng như các chất độc khác với một hàm lượng nhỏ cho phép, aflatoxin, fumonisin qua đường tiêu hóa vào một số tế bào gan, tích tụ và bị chuyển hóa thành các dẫn chất giảm độc tính hay mất hẳn độc tính, đồng thời, với một hàm lượng aflatoxin và fumonisin lớn nhất định, các tế bào này bị tổn thương, gây tổn thương gan

1.5.3.1 Aflatoxin

Khi nhiễm aflatoxin ở mức cao có thể dẫn đến ngộ độc cấp tính, người bệnh

có biểu hiện nôn mửa, đau bụng, vàng da, phù nề, xuất huyết, phù phổi, co giật, hôn

mê, và chết với phù não, to gan, thận và tim Ngoài hiệu ứng cấp tính thì theo một

số nghiên cứu, aflatoxin có thể gây đột biến gen Một số báo cáo ở Nam Á và Châu Phi còn cho thấy aflatoxin gây ra một loạt các hậu quả tiêu cực tới sức khoẻ như

ung thư gan, ảnh hưởng tới thần kinh trung ương, tim mạch, hệ thống phổi, và đường tiêu hoá cũng có thể gây ức chế miễn dịch, hội chứng Reye’s, bệnh sơ gan ở trẻ suy dinh dưỡng và gây chứng suy dinh dưỡng ở trẻ em [46]

Đã có nhiều báo cáo về ngộ độc cấp tính aflatoxin đối với người ở châu Phi, gần đây nhất là xảy ra ở phía đông và trung tâm tỉnh Kenya vào năm 2004 làm hơn

120 người chết [38, 40] Trong nhiều nghiên cứu chi tiết về những ảnh hưởng của aflatoxin, đáng chú ý nhất là các dữ liệu thu được về nhiễm độc gan và ung thư gan trên một loạt các loài động vật và các bằng chứng dịch tễ học ở người cho thấy mối liên hệ giữa phơi nhiễm aflatoxin và ung thư gan nguyên phát

Cơ quan quốc tế nghiên cứu về ung thư (IARC 1993) đánh giá aflatoxin như sau:''Có đủ bằng chứng ở người về khả năng gây ung thư của aflatoxin B1''và''cũng

có đủ bằng chứng ở người về khả năng gây ung thư của các aflatoxin có trong các sản phẩm lương thực, thực phẩm bị nhiễm độc tố '' Do đó, cả AFB1 và các aflatoxin có trong các sản phẩm lương thực, thực phẩm bị nhiễm độc tố được đánh giá là chất gây ung thư nhóm 1

Một số nghiên cứu gần đây còn cho thấy aflatoxin còn làm chậm phát triển và

ức chế miễn dịch, (Williams et al 2004) Bằng chứng trực tiếp về ức chế miễn dịch

do bị phơi nhiễm aflatoxin đã được tìm thấy ở ở trẻ em Gambian, cùng với hàm lượng IgA giảm là sự hiện diện của aflatoxin-albumin trong huyết thanh [58 ] Các nghiên cứu khác ở Ghana đối với người trưởng thành cho thấy có sự tương quan giữa sự thay đổi cấu trúc tế bào lympho với sự phơi nhiễm aflatoxin Điều này cho thấy aflatoxin có thể gây suy miễn dịch tế bào và giảm sức đề kháng (Jiang et al 2005)

Nghiên cứu gần đây tại Benin và Togo trẻ em từ 9 tháng đến 5 năm tuổi bị còi xương do tiêu thụ thực phẩm bị ô nhiễm aflatoxin [17, 18, 19] Gần đây hơn, một số nghiên cứu còn cho thấy người mẹ ăn phải thực phẩm bị nhiễm aflatoxin trong khi mang thai cũng có thể ảnh hưởng tới sự tăng trưởng của trẻ sơ sinh trong năm đầu

Trước những ảnh hưởng của aflatoxin đến sức khoẻ con người và vật nuôi hiện nay, nhiều quốc gia như Mỹ, Thái Lan, Trung Quốc… đã có chiến lược phòng chống giảm tổn thất do aflatoxin gây nên cho ngô và lạc ở các giai đoạn trước và sau thu hoạch cùng với việc điều chỉnh giới hạn lượng aflatoxin cho phép trong thực phẩm và thức ăn động vật ở hầu hết các nước trên thế giới [46]

Năm 2003 số lượng các nước quy định hàm lượng AFB1là 61 quốc gia và qui định hàm lượng aflatoxin tổng số là 76 nước So với năm 1995 số các quốc gia

có qui định về hàm lượng aflatoxin tăng lên đáng kể (33 quốc gia qui định hàm lượng AFB1, 48 quốc gia có qui định về hàm lượng aflatoxins tổng số) Liên minh châu Âu (EU) qui định mức AFB1 cao nhất là 2-8 μg / kg và 4-15 μg / kg đối với aflatoxin tổng số (B1 + B2 + G1 + G2) trong lạc, các loại hạt, trái cây sấy khô Codex qui định là 15 μg / kg đối với aflatoxin tổng số trong lạc chưa qua chế biến (Codex 2007), và Nhật Bản là 10 μg / kg đối với AFB1 trong lạc và các sản phẩm chế biến từ lạc (bơ đậu phộng, đậu phộng bột, vv ), ngô, hạt điều (MHLW 2007)

Cơ quan thực phẩm và Cục Quản lý dược Hàn Quốc (KFDA) qui định là 10 μg / kg đối với AFB1 trong ngũ cốc, đậu và các thực phẩm chế biến từ chúng (KFDA 2006)

Tổ chức dược phẩm và thực phẩm Mỹ quy định aflatoxin không vượt quá 20 µg/kg trong thực phẩm ăn và 30 µg/kg đối với thức ăn cho động vật Theo WHO và FAO, aflatoxin trong sữa nên dưới 0,5 µg/kg

Ở Trung Quốc mức aflatoxin có thể chấp nhận được là 20 µg/kg đối với ngô, lạc nhân, dầu lạc; 10 µg/kg đối với gạo, dầu ăn và đối với các thực phẩm khác là 5µg/kg…Việt Nam cũng đưa ra quy định giới hạn aflatoxin nhiễm trong thực phẩm

*LEM

Đối với động vật, ngựa là loài nhạy cảm nhất với độc tính của fumonisin

Fumonisin gây ra một hội chứng bệnh gọi là leukoencephalomalacia (LEM), một căn bệnh thần kinh của con ngựa, lừa và được đặc trưng bởi tổn thương ở não ( hình 1.9 ) hoại tử trong chất trắng của một hoặc cả hai bán cầu não [32] Các dấu hiệu đầu tiên là giảm lượng thức ăn, tiếp theo là co giật cho đến khi chết Từ các dấu hiệu lâm sàng cho đến khi chết có thể xảy cực kỳ nhanh (ít hơn 7 giờ), hoặc nó có thể kéo dài nhiều ngày [31] Mức fumonisin an toàn đối với ngựa là thấp hơn 0,2mg/ kg thể trọng/ ngày [29] Bệnh LEM ở ngựa được phát hiện ở rất nhiều nước như Mĩ, Arhentina, Braxin, Nhật Bản, Nam Phi, Trung Quốc

Hình 1.9 Não ngựa bị bệnh LEM

* Bệnh phù phổi lợn( PPE)

Dấu hiệu đầu tiên ở lợn bị nhiễm fumonisin thường là giảm lượng thức ăn Tiếp đến là các triệu chứng rối loạn hô hấp sau đó là cái chết do phù phổi cấp tính trong vòng từ 4-7 ngày

Phù phổi ở lợn (PPE) do ăn thức ăn có nhiễm F moniliform MRC 826 được

báo cáo đầu tiên vào năm 1981 [25] Các báo cáo tiếp theo về PPE xuất hiện vào năm 1990 [20 ] ở hai trang trại phía tây nam Georgia làm chết 34 con lợn trưởng thành với các dấu hiệu phù phổi, trong lồng ngực chứa nhiều dịch lỏng màu vàng Phân tích mẫu thức ăn là ngô trong mùa thu hoạch ngô năm 1989, ở cả 2 trang trại cho thấy nồng độ fumonisin B1 từ 105-155, µg /g trong các mẫu thức ăn ở cả hai trang trại [20].Tiến hành thí nghiệm với fumonisin B1 tinh khiết trên lợn bằng cách tiêm hàng ngày và kết quả là lợn chết vào ngày thứ 5 với các dấu hiệu phù phổi và tổn thương tương tự [20]

Một nghiên cứu khác gồm 9 mẫu thức ăn là ngô được lấy ở các trang trại

phía đông nam Iowa phát hiện thấy F moniliform có ở tất cả các mẫu với hàm

lượng độc tố fumonisin từ 960- 2350µg/g Trong đó 2 mẫu đã gây bệnh LEM, 5 mẫu gây bệnh PPE ở các trang trại và 2 mẫu chưa thấy có dấu hiệu ảnh hưởng tới sức khoẻ của vật nuôi

Mức fumonisin an toàn đối với lợn là thấp hơn 4,5 mg/ kg thể trọng/ ngày [35]

* Ung thư gan

Một nghiên cứu trong khoảng thời gian 26 tháng gồm 25 con chuột cho ăn với hàm lượng fumonisin B1 là 50µg/g và 25 con chuột là đối chứng trong chế độ

ăn không có fumonisin Kết quả sau 18 tháng 100% các con chuột ở gan đều xuất hiện các khối u ở gan và xơ gan 10 con chuột (66%) trong khoảng từ 18 đến 26 tháng phát triển thành ung thư gan, và di căn đến tim, phổi, thận xuất hiện ở 4 con chuột Không có bất kỳ thay đổi nào ở 25 con chuột thuộc nhóm đối chứng [30] trong khi đó fumonisin A1 và A2 lại không độc đối với chuột [15]

Một nghiên cứu khác cũng tiến hành trên chuột Một nhóm 12 con chuột đực Fischer 344 (trung bình trọng lượng cơ thể, 125 g) được cho ăn với một chế độ ăn

có ngô bị nhiễm nấm Fusarium verticillioides (F moniliform) tự nhiên trong

khoảng thời gian 4-6 tháng( các mẫu ngô này được thu thập từ một trang trại có 15 con ngựa bị chết vì bệnh LEM) Một nhóm đối chứng gồm12 con chuột được cho

ăn ngô không bị nhiễm nấm Trong các mẫu ngô đều không phát hiện có aflatoxin (giới hạn phát hiện <0,9 μg / kg), ) Một trong những con chuột trong nghiên cứu đã chết sau 77 ngày, 3 con đã chết vào ngày 123, 137 và 145, và 8 con còn lại đã bị giết vào ngày thứ 176 Ở tất cả các con chuột trong nghiên cứu đều xuất hiện các tổn thương ở gan, u gan Các con chuột ở nhóm đối chứng không phát hiện thấy có dấu hiệu tổn thương gan [16]

Ngoài ra fumonisin cũng độc hại đối với gà tây [63] làm giảm trọng lượng gà con, gà thịt [62] FB1 còn là nguyên nhân tăng cholesterol và thay đổi một số miễn dịch ở nhiều loài động vật [60]

* Ở người

Mặc dù ảnh hưởng của fumonisin ở người rất khó để xác định, nhưng đã có rất nhiều những nghiên cứu cho thấy độc tính của fumonisin đối với động vật Mà sinh lý học của nhiều loài động vật (ví dụ như, loài linh trưởng, hệ thống tim mạch của heo) cũng tương tự như người vì vậy độc tính của fumonisin có thể gây bệnh

Các nghiên cứu dịch tễ học cho thấy một mối tương quan giữa việc tiêu thụ

ngô bị nhiễm F moniliform và tỷ lệ người bị ung thư thực quản [28, 41] ở Trung

Quốc [10], Nam Phi [41], Zimbabwe [54], Hoa Kỳ [55], Ý [13], Iran [49, 50] và Brazil [12]

Tại Iran hàm lượng fumonisin trong ngô của Mazandaran (một khu vực có tỉ

lệ ung thư thực quản cao [24]), cao hơn rất nhiều so với mẫu ngô lấy ở khu vực Isfahan khu vực có nguy cơ thấp Isfahan [49, 50]

Tại quận Lin Xian, tỉnh Hà Nam, Trung Quốc( là một trong những vùng có nguy cơ ung thư thực quản cao nhất trên thế giới) [30] Người ta nhận thấy thực

phẩm ở đây chủ yếu bị nhiễm F moniliform 76 mẫu ngô dùng làm lương thực

được thu thập vào năm 1989, 1995 và 1997 từ nhà của bệnh nhân ung thư thực quản, chọn ngẫu nhiên tại Linxian và 55 mẫu từ vùng không có bệnh nhân ung thư thực quản tại Thương Khâu ( khu vực có nguy cơ bị ung thư thực quản thấp để so sánh) Trong ba năm nghiên cứu thu được nồng độ Fumonisin B1 tối đa là 2.960,

21 000 và 8.290 ng / g ở khu vực có nguy cơ cao và 1.730, 8.470 và 5.330 ng / g ở khu vực có nguy cơ thấp, Tỷ lệ mẫu với fumonisin phát hiện trong khu vực có nguy

cơ cao là 48% vào năm 1989, 79% vào năm 1995 và 73% vào năm 1997; các con số tương ứng trong khu vực có nguy cơ thấp là 25% vào năm 1981, 50% vào năm

1995 và 47% vào năm 1997 Căn cứ vào thói quen ăn uống của địa phương, ước tính lượng fumonisin B1 người dân tiêu thụ hàng ngày qua thực phẩm ở Lin Xian cao hơn 1,6-1,9 lần so với ở Thương Khâu.( aflatoxin B1 đã được phát hiện ở mức rất thấp trong các mẫu ngô từ cả hai khu vực) [65, 66]

Một nghiên cứu khác ở phía tây nam của Transkei ( Nam Phi) có tỉ lệ ung thư thực quản rất cao, trong khi tỷ lệ này ở khu vực đông bắc của Transkei là tương đối thấp [28, 32, 33] và ngô là lương thực thực phẩm chính ở cả 2 khu vực và

người ta nhận thấy rằng có sự tương quan về hàm lượng F moniliform với tỷ lệ ung

thư thực quản [30, 33, 53] Mặc dù ung thư thực quản xảy ra ở người không được

theo dõi trực tiếp, nhưng theo nghiên cứu bột ngô bị nhiễm F moniliform từ quận

Lin Xian đã tạo ra các khối u ở một số cơ quan khác nhau ở chuột, gây tăng sản

biểu mô, papillomas của thực quản và dạ dày của chuột qua đó có thể thấy được fumonisin có thể là nguyên nhân của ung thư thực quản ở người [30]

Dựa trên các số liệu về độc tính của fumonisin cơ quan quốc tế nghiên cứu

về ung thư (IARC 2002) đánh giá fumonisin do F moniliform sinh ra thuộc nhóm

gây ung thư 2B ( nhóm có khả năng gây ung thư cho người) [22] Tổ chức dược phẩm và thực phẩm Mỹ năm 2001 quy định fumonisin không vượt quá 2 ppm trong lương thực, thực phẩm JECFA khuyến cáo lượng fumonisin tiêu thụ tối đa là 2 µg/

kg thể trọng/ ngày [22]

1 6 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN AFLATOXIN VÀ FUMONISIN

Các phương pháp được sử dụng hiện nay để phát hiện aflatoxin, fumonisin bao gồm [46]:

- Sắc ký bản mỏng TLC (Thin layer chromatography)

- Sắc ký lỏng cao áp HPLC (High Performance Liquid

Chromatography)

- ELISA còn gọi là phương pháp hấp thụ miễn dịch enzyme liên kết

(Enzyme-linked immunosorbent assay) TLC là phương pháp cổ nhất, không cần thiết bị đắt tiền và đơn giản hơn các phương pháp sắc ký khác Nhưng tính chính xác thấp chỉ giới hạn trong nghiên cứu; HPLC là một phương pháp để phân tích và định lượng một chất trong hỗn hợp Nó

có độ nhạy cao, dễ tự động, sử dụng để phát hiện các hợp chất Phương pháp này nhanh, chính xác và có thể xác định nhiều mẫu cùng một lúc tuy nhiên thiết bị đắt, quá trình phức tạp, ít ứng dụng rộng rãi; ELISA là phương pháp được phát triển gần đây nhất để xác định aflatoxin, fumonisin trong thực phẩm và các sản phẩm thương mại khác Nó nhanh, đơn giản, độ nhạy cao, được sử dụng phổ biến trong phân tích aflatoxin và fumonisin

1.7 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

Ngô là một loại ngũ cốc quan trọng trên thế giới, đứng thứ ba sau lúa mì và lúa gạo Ngô có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu Ngành sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỉ 20 tới nay Vào năm

1960 năng suất ngô trung bình của thề giới chỉ chưa đến 20 tạ/ ha, năm 2004 đã đạt 49,9 tạ/ ha….Năm 2007 diện tích ngô đã vượt qua lúa nước với 157 triệu ha, năng suất 4,9 tấn/ ha và sản lượng đạt kỉ lục 766,2 triệu tấn Sản lượng sản xuất ngô ở thế giới trung bình hằng năm từ 696,2 đến 723,3 triệu tấn (năm 2005-2007) Trong đó nước Mỹ sản xuất 40,62% tổng sản lượng ngô và 59,38% do các nước khác sản xuất

Nhu cầu tiêu thụ nội địa ngô trên thế giới rất lớn, trung bình hằng năm từ 702,5 đến 768,8 triệu tấn Trong đó nước Mỹ tiêu thụ 33,52 % tổng sản lượng ngô tiêu thụ và các nước khác chiếm 66,48% Sản lượng ngô xuất khẩu trên thế giới trung bình hằng năm từ 82,6 đến 86,7 triệu tấn Trong đó, Mỹ xuất khẩu 64,41 % tổng sản lượng và các nước khác chiếm 35,59 % Sản lượng ngô trên thế giới năm

2007 tăng gắp đôi so với 30 năm trước đây (sản lượng khoảng 349 triệu tấn vào năm 1977)

Cũng giống như trên thế giới, diện tích và năng suất trồng ngô ở Việt Nam ngày một tăng Theo thống kê của Hiệp hội ngô Việt nam, những năm 1960 diện tích tròng ngô chỉ có hơn 200 nghìn ha nhưng đén năm 1991 diện tích trồng ngô đã tăng gấp đôi là hơn 400 nghìn ha và năm 2007 là hơn 1 triệu ha Năng suất trồng ngô tăng liên tục, năm 1980 năng suất trồng ngô của nước ta chỉ bằng 34% trung bình thế giới( 11/32 tạ/ ha), năm 1990 bằng 42%( 15,5/ 37 tạ/ ha), năm 2000 bằng 60%( 25/ 42 tạ/ ha ) và đến năm 2007 đã đạt 81%( 39,6/ 49 tạ/ ha) sản lượng vượt ngưỡng 4 triệu tấn ( 4 250 900 tấn)

Ở các tỉnh miền núi phía Bắc ngô là ngũ cốc được người dân tiêu thụ nhiều thứ 2 sau gạo và là nguồn lương thực chính trong thời giáp hạt Với sản lượng trên 4 triệu tấn (năm 2007 ) Miền núi phía bắc là vùng sản xuất có sản lượng cao nhất

trong đó ngô dành làm lương thực cho người chiếm từ 10 đến 13 %, tỷ lệ này là 40% ở khu vực miền núi phía Bắc

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 VẬT LIỆU

2.1.1 Điều kiện nghiên cứu

Các mẫu dùng để phân tích trong nghiên cứu này được lấy ở xã Tả Phời và

Hợp Thành huyện Lào Cai, tỉnh Lào Cai Đây là hai xã nghèo nhất của huyện Lào Cai có 7 nhóm dân tộc sống ở các xã này nhưng chủ yếu là dân tộc Kinh, Dao, Dáy,

Xa phó, Tày và H'mong còn người Trung Quốc chỉ có một vài hộ gia đình Vì vậy, lương thực, thực phẩm ở đây chủ yếu là tự cung, tự cấp

- Kit ELISA aflatoxin tổng số( Bioo Scientific, USA)

- Kit ELISA fumonisin tổng số( Romer Labs, Singapore)

2.1.3 Thiết bị

1 Box cấy nấm mốc Bio clean Bench

2 Tủ sấy

3 Nồi thanh trùng

4 Máy voltex Labnet VX-100

5 Máy li tâm Biofuge Pico Heraeus

6 Máy đo OD

7 Tủ lạnh

2.1.4 Các môi trường sử dụng trong quá trình nghiên cứu

2.1.4.1 Môi trường pha loãng mẫu

2.1.4.2 Môi trường phân lập

* Môi trường PDA (g/l)

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu

103 mẫu ngô hạt khô dùng làm lương thực đã được lấy ngẫu nhiên tại 2 xã Tả Phời và Hợp Thành ( Lào Cai) trong tháng 10 năm 2009 Các mẫu (khoảng 1kg mỗi

2.2.2 Phương pháp định lượng nấm mốc

2.2.2.1 Phương pháp pha loãng

* Chuẩn bị dung dịch mẫu thử 10-1

Cân chính xác 10g ngô đã được chuẩn bị (hoặc hút 25ml thực phẩm lỏng), cho vào bình nón chứa sẵn 90ml nước thạch Lắc đều 2-3 phút, thu được dung dịch mẫu thử 10-1

* Chuẩn bị dung dịch mẫu thử 10-2 , 10-3, 10-4 …

- Hút chính xác 1 ml dung dịch mẫu thử 10-1cho sang ống nghiệm chứa sẵn 9

ml nước thạch Lắc đều trong 2-3 phút, thu được dung dịch 10-2

- Tiếp tục làm tương tự như vậy, ta thu được các dung dịch mẫu thử tương ứng 10-3, 10-4 …

2.2.2.2 Phương pháp phân lập và tính kết quả

Quy trình phân lập các chủng A flavus, A parasiticus, F moniliform trên

môi trường PDA

* Chuẩn bị:

- Đĩa Petri sạch được thanh trùng khô ở nhiệt độ 140oC trong 4 giờ

- Môi trường PDA được thanh trùng ở 121oC trong 30 phút, sau đó được đổ lên các đĩa petri (thao tác trong box cấy vô trùng)

* Tiến hành:

Dùng pipet 1 ml vô trùng, hút chính xác 1 ml từ dung dịch mẫu ở từng đậm

độ cho vào giữa mỗi hộp lồng Mỗi mẫu được nuôi cấy ít nhất 3 đậm độ pha loãng Mỗi đậm độ pha loãng được nuôi cấy trong 2 hộp lồng vô trùng và dùng 1 pipet 1

ml vô trùng riêng

Đun Môi trường PDA trong điều kiện vô trùng chỉnh pH của thạch đến 4,5 ¸ 5,5 bằng dung dịch axit lactic 20 %, rót môi trường vào từng hộp lồng 12 -15ml, trộn đều dung dịch mẫu với thạch bằng cách xoay tròn sang phải và sang trái 3 lần

- Để các đĩa thạch đông tự nhiên trên mặt phẳng ngang Sau đó để các đĩa thạch vào

tủ ấm 28 ± 10C trong tối 5 ngày Không lật ngược các đĩa

- Thời gian từ khi bắt đầu pha loãng mẫu thử đến khi rót thạch vào hộp lồng không được quá 30 phút

Sau 5 ngày chọn hình thái khuẩn lạc nấm mốc trên môi trường PDA có khuẩn lạc màu xanh lục hay vàng lục, xanh lam và tím hồng được tiếp tục cấy chuyển sang môi trường Czapek Sau đó, để xác định tên nấm mốc dựa vào đặc điểm khuẩn lạc nấm mốc và vi thể về hình thái học của khuẩn lạc nấm mốc

- Chọn các đĩa có không quá 50 khóm nấm để sơ bộ đọc kết quả

- Đếm và ghi lại số khóm nấm nghi ngờ là A flavus, A parasiticus, F moniliform ở

từng đậm độ Sau đó dùng que cấy nhọn đầu lấy một ít bào tử từ khóm nấm nghi ngờ cấy ba điểm cách đều nhau trên đĩa thạch Czapek, ủ ấm 28 ± 10 C trong 6 ngày Không lật ngược các đĩa

*Tính kết quả

Để xác định tổng số bào tử nấm mốc có trong 1g (1ml) mẫu kiểm nghiệm, chọn những đĩa có không quá 50 khóm nấm của 2 đậm độ pha loãng liên tiếp Sự phân bố các khóm nấm phải hợp lý: độ pha loãng càng cao thì số khóm nấm càng ít Kết quả được tính theo công thức sau:

N = C / ( n 1 + 0,1 x n 2 )x d

C : Số khóm nấm mốc đếm được trên các đĩa đã chọn

n 1 , n 2 : Số đĩa ở 2 đậm độ pha loãng liên tiếp

d: Hệ số pha loãng của đậm độ pha loãng thấp hơn

1 Nếu chênh lệch các giá trị ở 2 đậm độ lớn hơn 2 lần thì lấy giá trị ở đậm độ pha loãng thấp hơn để tính kết quả bằng cách tính trung bình cộng

2 Nếu 2 đĩa của đậm độ pha loãng ban đầu có ít hơn 5 khóm nấm thì tính kết quả theo trung bình cộng

2.2.3 Phương pháp phân tích aflatoxin và fumonisin

Để định lượng aflatoxin và fumonisin chúng tôi dùng kỹ thuật ELISA gián