Aflatoxină | |
Identificare | |
---|---|
N o CAS | |
PubChem | 14421 |
ZÂMBETE |
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 / h 4-6,8,17H, 2-3H2,1H3 |
Proprietăți chimice | |
Formulă |
C 17 H 12 O 6 [Izomeri] |
Masă molară | 312,2736 ± 0,0162 g / mol C 65,39%, H 3,87%, O 30,74%, |
Precauții | |
Clasificarea IARC | |
Grupa 1: cancerigen pentru oameni | |
Ecotoxicologie | |
DL 50 | 1,75 mg · kg -1 maimuță, orală |
Unități de SI și STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel. | |
Aflatoxinei este o micotoxină produsă de anumite ciuperci astfel proliferează pe semințele depozitate în atmosferă caldă și umedă (în acest caz , adesea produsă de microfungus Aspergillus flavus ).
Aflatoxinele sunt un grup de 18 compuși înrudiți structural (un amestec de cumarină și 3 furani ); unele sunt toxice pentru oameni sau alte animale; în doze mari pot provoca moartea în câteva ore până la câteva zile, în funcție de doză și de sensibilitatea animalului. La doze mai mici, acestea inhibă metabolismul (și, prin urmare, creșterea) și au o putere cancerigenă ridicată.
Multe produse alimentare destinate oamenilor sau altor animale îl pot conține, uneori în cantități mari: semințe de arahide, porumb (în cereale, siloz etc.), grâu, diverse cereale, migdale, alune, nuci, fistic, smochine, curmale, cacao , cafea, manioc, soia, orez etc. Așa-numitele aflatoxine B1 și B2 (AFB1 și AFB2) sunt cele mai frecvent întâlnite în alimente.
A fost descoperit în 1960 în Anglia .
La interfața critică „agricultură-sănătate” (în special în țările în curs de dezvoltare , prezența micotoxinelor în alimente prezintă probleme semnificative de igienă publică și sănătate animală (probabil subestimate), dar și de natură socioeconomică, deoarece pe lângă efectele dăunătoare asupra sănătății, unele ferme otravitoare de aflatoxine animalele care consumă furaje infectate, provocând pierderi agricole estimate la 270 milioane dolari pe an doar pentru Statele Unite (costul este mult mai mare în țările în curs de dezvoltare inclusiv în Africa, unde sănătatea copiilor este direct afectată.) Organismele solului care joacă un rol ecologic important, cum ar fi springtail-urile pot fi afectate de aflatoxine.
AFB1 este considerat cel mai toxic dintre aflatoxine.
Aceste toxine sunt produse de mai multe ciuperci din genul Aspergillus : Aspergillus flavus (care produce , de asemenea, aflatrem , a acidului cyclopiazonic , acidul aspergi ), Aspergillus parasiticus și Aspergillus nomius .
Aceste microorganisme relativ omniprezente au puține cerințe de creștere: o temperatură între 6 și 50 ° C , o sursă de carbon și azot și o activitate a apei mai mare de 80%. În anumite condiții ( stres oxidativ / producția de radicali liberi , atac fizic (mecanic) asupra ciupercii, temperatură între 13 și 45 ° C , umiditate ridicată, prezența anumitor acizi grași), pot produce apoi metaboliți toxici secundari: aflatoxine (care sunt deci micotoxine ).
Printre cele mai frecvente aflatoxine se numără AFB1, AFB2, AFM1, AFG1 și AFG2.
Un studiu recent (publicat la sfârșitul anului 2017) a arătat că anumite insecte stimulează producția de aflatoxină de către mucegaiul A. flavus (ceea ce sugerează noi posibilități de a proteja o parte din stocul alimentar mondial împotriva acestei ciume agricole).
Producerea acestei toxine are probabil un cost energetic (și nutritiv) pentru această ciupercă, dar din moment ce mai mult de două treimi din A. Flavus au studiat produc aflatoxină, se presupune că această toxină trebuie să aibă și beneficii adaptative pentru ciupercă. Drosophila și aceste ciuperci folosesc aceleași plante gazdă aceeași prăsilă și consuma aceleasi alimente. Larvele acestor muște consumă ocazional această ciupercă.
Patologul vegetal Mickey Drott de la Universitatea Cornell și echipa sa s-au întrebat dacă această insectă ar putea induce într-o mucegai producerea de aflatoxine pentru a proteja (ea însăși și substratul său alimentar) împotriva insectelor. Primele lor experimente au confirmat că da: adăugarea de aflatoxină în hrana larvelor mustei fructelor îi ucide, promovând în același timp creșterea ciupercii. Producția de aflatoxină se triplează atunci când ciuperca a fost deteriorată mecanic și crește (în medie de 1,5 ori) în prezența unei singure larve de Drosophila ... dar autorii mai observă că creșterea ciupercii începe doar dacă și când zboară larvele sunt prezente în apropiere. În plus, „versiunile micotoxice” cresc mai mult (și secretă efectiv mai multe toxine) atunci când insectele sunt prezente în apropiere. Nu este încă clar dacă acest lucru este valabil și pentru alte insecte (cum ar fi omida știuleței de porumb). Unele organisme (de exemplu Helicoverpa zea ) au capacități de detoxifiere față de această toxină.
O strategie actuală pentru controlul biologic al acestei toxine este introducerea versiunii nepatogene a ciupercii pe plantele cultivate; studiul recent realizat de Drott și colab. arată că va fi probabil și necesar să se țină cont mai bine de insectele prezente pe plantele cultivate.
De obicei, rezultă moartea, uneori în câteva ore, adesea precedată de simptome de depresie, anorexie , diaree , icter sau anemie .
Leziunile hepatice în principal (necroză, ciroză ) progresează pe termen lung către hepatom sau carcinom .
Acestea se manifestă prin creșterea redusă a animalelor de fermă, anemie , icter ușor și dezvoltare canceroasă în timp.
Metabolizate de diferite enzime microsomale, aflatoxinele sunt eliminate în forme conjugate cu glucurono și sulfo prin urină, lapte sau bilă.
Metabolismul aflatoxinelor este în principal hepatic,
În timpul metabolismului acestor toxine, pot apărea anumiți derivați epoxidici foarte reactivi. Extrem de electrofile , reacționează cu grupările nucleofile din ADN prin intercalarea între baze sau proteine. Aflatoxinele au, prin urmare, un efect teratogen puternic ;
De asemenea, au un rol în fosforilări și lipogeneză , precum și proprietăți imunosupresoare. În cele din urmă, aflatoxinele sunt recunoscute ca fiind cele mai puternice substanțe cancerigene naturale, prin formarea de aductivi la ADN .
Specii de animale | LD 50 (mg / kg) |
---|---|
Iepure | 0,3 |
Pisică | 0,6 |
Câine | 0,5-1,0 |
Porc | 0,6 |
Babuin | 2.0 |
Șobolan (mascul) | 5.5 |
Șobolan (femeie) | 17.9 |
Maimuță macaca | 7.8 |
Șoarece | 9.0 |
Hamster | 10.2 |
Uman | 5.0 * |
LD 50 pentru om este derivat dintr - o extrapolare de la un studiu molecular și biologic. Provine dintr-un caz de epidemie prin otrăvire în 1975 în India. Din 1000 de persoane care au fost contaminate cu aflatoxine din porumb, 10% au murit. Cu toate acestea, cazurile de otrăvire cu aflatoxine sunt rare. Pe de altă parte, toxicitatea cronică a aflatoxinelor este îngrijorătoare, având în vedere efectele lor cancerigene. Prin urmare, evaluarea cantității acestor toxine în alimente a făcut obiectul unor studii internaționale de câteva decenii.
La bovine, aflatoxina B1 absorbită cu furaje contaminate este metabolizată în ficat la un derivat 4-hidroxi - numit aflatoxină M1 - care se găsește la animalele de lapte (în special vaci, oi și capre) excretate în lapte . Există, de asemenea, o relație liniară între concentrația de AFM1 excretată și cantitatea de AFB1 ingerată. Astfel, s-a arătat, la vacile de lapte, că 0,5 până la 4% din aflatoxina B1 ingerată se găsește sub formă de aflatoxină M1 în lapte. Această micotoxină păstrează - într-o măsură mai mică, desigur - importante proprietăți cancerigene ale aflatoxinei B1. De asemenea, efectul cumulativ asociat cu ingestia regulată și iterativă a acestor toxine prezintă riscuri mari pentru copii și sugari care consumă cantități mari de lapte și produse lactate. Acest risc este cu atât mai important cu cât aflatoxina M1 este rezistentă la tratamentele obișnuite pentru conservarea și prelucrarea produselor lactate (căldură, frig, liofilizare etc.). Aproape toată aflatoxina M1 se găsește în laptele degresat și în produsele obținute prin precipitații lactice (iaurturi, brânzeturi de vaci, creme de lapte etc.), în timp ce foarte puțin se găsește în unt. Acest lucru este legat de prezența interacțiunilor hidrofobe între aflatoxina M1 și cazeine și , de fapt, este obișnuit să se observe o îmbogățire a brânzeturilor contaminate inițial cu aflatoxină M1 în timpul drenării (AFM1 se leagă de proteinele laptelui și, prin urmare, sunt mai concentrate în caș decât în laptele și zerul proaspăt). În prezent, nivelul maxim de AFM1 permis în lapte este de 50 ng / kg. Pentru a limita concentrația de aflatoxine în lapte, pot fi luate diferite măsuri în amonte de producția de furaje destinate animalelor de lapte:
Analiza regulată a laptelui și a produselor lactate (detectarea și / sau cuantificarea AFM1 din probe de lapte proaspăt, lapte praf reconstituit sau brânză) face posibilă limitarea riscului de otrăvire.
Deoarece aflatoxinele se găsesc într-o gamă largă de alimente și având în vedere efectele lor toxice la oameni și animale, devine foarte important să existe metode adecvate de detectare pentru a îndeplini diferitele standarde stabilite în mai multe țări. Mai multe metode sunt utilizate pentru detectarea aflatoxinelor în produsele agricole. De exemplu, există cromatografie în strat subțire, metode HPLC cuplate cu fluorescență și tehnici imunologice. Una dintre cele mai recente și eficiente este cromatografia lichidă cuplată cu spectrometria de masă (LC-MS) sau cuplată cu spectrometria de masă tandem (LC-MS / MS).
Următoarea tehnică analitică este utilizată pentru a analiza aflatoxinele B1, B2, G1 și G2 în probe de produse agricole.
Pregătirea probeiProbele trebuie mai întâi preparate înainte de a continua analiza aflatoxinelor. Acestea trebuie pregătite astfel încât extracția aflatoxinelor să fie optimă. Probele precum cerealele, orezul, fructele uscate sau nucile sunt omogenizate în pulbere folosind un mixer. Se utilizează 0,5 g de pulbere cu o cantitate cunoscută de standard intern, aflatoxina AFM1, pentru a reduce erorile experimentale. Aflatoxina AFM1 este un standard intern de alegere, deoarece nu se găsește în produsele agricole. Întregul este supus extracției lichid-lichid cu 80% metanol și apoi este agitat, apoi centrifugat. În cazul condimentelor, este necesară o tratare prealabilă pentru a îndepărta grăsimea prezentă în probă. Acest tratament constă în extracția cu hexan. Probele sunt filtrate apoi un volum de probă este plasat în eșantionare automată, același volum al unui tampon tris-HCI (pH 7,2), iar volumul este terminat cu apă distilată.
PurificareO metodă propusă pentru extragerea aflatoxinelor din probă este o micro-extracție „on-line” în fază solidă (SPME), adică extracția se face automat de dispozitiv chiar înainte de cromatografie. Mai mulți parametri sunt foarte importanți pentru ca extracția să aibă un randament bun. Faza staționară a coloanei capilare (de exemplu: Supel-Q PLOT) este condiționată de două cicluri de aspirație / ejectare a metanolului și a apei. Probele sunt supuse apoi 25 de cicluri de aspirație / ejectare la un debit de 100 uL / min. În cele din urmă, probele sunt transportate automat cu faza mobilă a LC-MS.
Separare și analizăAnaliza este apoi efectuată prin cromatografie lichidă cuplată la un spectrometru de masă. În primul rând, cromatografia se face în fază inversă (de exemplu: coloana Zorbax Eclipse XDB-C8). Faza mobilă este compusă din Metanol / Acetonitril (60/40, v / v): 5mM formiat de amoniu (45:55 v / v). Formatul de amoniu promovează protonarea moleculei studiate în timpul analizei spectrometrice. Rata de eluare este de 1,0 mL / min ceea ce permite o analiză de 8 minute. Detectorul, așa cum am menționat anterior, este un spectrometru de masă. Acest tip de detectare necesită ionizarea pozitivă sau negativă a analiților la ieșirea coloanei cromatografice. Acest lucru se face folosind electro-nebulizarea ionică (ESI). În cazul aflatoxinelor, ionizarea pozitivă, sub forma [MH] + , este favorizată cu un bun raport semnal-zgomot (S / N). Metoda de analiză prin spectrometrie de masă este acum o metodă de alegere pentru analiza aflatoxinelor. În ultimul deceniu, această metodă a făcut posibilă îmbunătățirea limitelor de detecție prin filtrarea maselor de impurități care interferează în detectoarele spectrofotometrice, de exemplu.
Alimente | Detectare | AFB1 (μg / kg) | AFB2 (μg / kg) | AFG1 (μg / kg) | AFG2 (μg / kg) | Țară | Referinţă |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Arahide | LC / MS | 0,48 | n / A | 0,84 | 1.12 | Japonia | Jurnal de cromatografie A. 1216 ( 2009 ) 4416–4422. |
Migdale | LC / MS | n / A | 0,11 | n / A | 0,34 | Japonia | Jurnal de cromatografie A. 1216 ( 2009 ) 4416–4422. |
Nucă de cocos | LC / MS | 0,65 | n / A | n / A | 1,06 | Japonia | Jurnal de cromatografie A. 1216 ( 2009 ) 4416–4422. |
Dar | LC / MSMS | 2.7 | 2.2 | 3.3 | 3.4 | Spania | Food Chemistry 117 ( 2009 ) 705–712. |
Fig | LC / FD | 5.6 | 0,5 | 2.8 | 2.3 | Danemarca | Z Lebensm Unters Forsch A. 206 ( 1998 ) 243-245. |
Cantitățile de aflatoxine găsite în diferite alimente depind de mai mulți factori. În funcție de standardele fiecărei țări și de metodele de depozitare, este frecvent observată o variație a cantităților de aflatoxine detectate.
Multe țări din întreaga lume au stabilit standarde pentru cantitatea maximă de aflatoxine care ar trebui găsită în alimente.
Legislația europeană, emisă în 1998 și modificată în 2006, își propune să nu depășească zilnic o cantitate dăunătoare de aflatoxină, de la 253 la 441 ng / kg, potrivit unui studiu american. De exemplu, stabilește astfel o limită de reglementare de 2 μg / kg de aflatoxine în arahide, nuci, fructe uscate și cereale pentru consum direct uman și o limită de 15 μg / kg pentru „migdale și fistic înainte de a fi supuse unei operații înainte de utilizare ca un ingredient alimentar ” .
În Canada și Statele Unite, există uneori standarde mai puțin stricte, dar care acoperă toate alimentele destinate consumului uman. De asemenea, sunt stabilite standarde privind cantitatea de aflatoxine găsite în alimentele date animalelor. Acestea sunt 20 μg / kg în Canada, în timp ce în Statele Unite acestea variază de la 20 la 300 μg / kg.
Țară | Cantitate maximă (μg / kg) | Produs |
---|---|---|
Canada | 15 | Nuci |
Statele Unite | 20 | Toată mâncarea |
Uniunea Europeană | 2 | Arahide, nuci, fructe uscate și cereale |
Argentina | 0 | Arahide, porumb și produse |
Brazilia | 15 | Toată mâncarea |
China | 10 | Orez și ulei comestibil |
Republica Cehă | 5? | Toată mâncarea |
Ungaria | 5? | Toată mâncarea |
India | 30 | Toată mâncarea |
Japonia | 10 | Toată mâncarea |
Nigeria | 20 | Toată mâncarea |
Polonia | 0 | Toată mâncarea |
Africa de Sud | 5 | Toată mâncarea |
Zimbabwe | 5 | Toată mâncarea |