Научная статья на тему 'Результаты скрининга зернового сырья на содержание микотоксинов'

Результаты скрининга зернового сырья на содержание микотоксинов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
272
53
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Пиво и напитки
ВАК

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Волкова Т. Н., Исаева В. С.

Введение в практику регулярных анализов зернового сырья, особенно солода, на содержание микотоксинов поможет улучшить санитарно-гигиенические показатели готового пива, а также контролировать процесс соложения и условия хранения зернового сырья.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Results of scrinning of grain raw materials for content of micotoxines

Introducing in practice of regular analysis of grain raw materials, especially malt, for micotoxines content might improve sanitary-hygienic norms of final beer as well as control the process of malting and conditions of storage of grain raw materials.

Текст научной работы на тему «Результаты скрининга зернового сырья на содержание микотоксинов»

Результаты скрининга зернового сырья на содержание микотоксинов

1Т.Н. Волкова, В.С. Исаева

МИЦ «Пиво и напитки XXI век»

Качество пива существенным образом зависит от качества основного сырья — пивоваренного ячменя и приготовляемого из него солода. За последние двадцать лет к пивоварам пришло осознание того факта, что для поддержания высокого и стабильного качества пива необходимо добиваться не только высоких физико-химических показателей зернового сырья, но также следить за его микробиологическим состоянием, так как зерно, пораженное микроскопическими плесневыми грибами, может быть причиной многих пороков как солода, так и получаемого из него пива [1, 2, 3].

Поражение зерна пивоваренного ячменя, а также получаемого из него солода микроскопическими мицелиальными грибами может привести к ухудшению орга-нолептических показателей зерна (почернению, появлению плесневелого запаха); поражению зародыша и снижению показателей прорастаемости ячменя; потере сухой массы зерна; ухудшению технологических показателей солода из-за происходящего под действием активных ферментных систем грибов «перерастворения» эндосперма; появлению в готовом пиве склонности к гашингу; накоплению в зерновой массе микотоксинов, переходящих затем в готовое пиво, а также спосбных угнетающе воздействовать на пивоваренные дрожжи в процессе брожения.

Микотоксины — вторичные метаболиты микроскопических мицелиальных грибов, оказывающие выраженное токсическое действие по отношению к человеку, животным или растениям. Отрицательное воздействие микотоксинов в процессе пивоварения может проявляться, по крайней мере, в двух аспектах: в санитарно-гигиеническом, приносящем вред здоровью человека, и в технологическом, нарушающем процессы приготовления пива (на стадии соложения — замедляющем проращивание ячменя, на стадии брожения — угнетающем дрожжи вплоть до полной остановки брожения). Более подробно о микоток-синах применительно к процессам соложения и приготовления пива можно ознакомиться в нашем обзоре [4].

В целях безопасности для здоровья человека во многих государствах мира введены ограничительные нормы — предель-

но допустимые концентрации (ПДК) на содержание в зерновом сырье, пищевых продуктах, а также животных кормах наиболее опасных и наиболее часто встречающихся микотоксинов. К их числу отнесены микотоксины, образуемые фузариями: дезоксиниваленол (ДОН), Т-2 токсин, зе-араленон, фумонизин; микотоксины, образуемые грибами хранения пенициллами и аспергиллами: афлатоксины охратоксин А, патулин и некоторые другие. Эти нормы, а также сам список микотоксинов в разных государствах несколько различаются.

В Российской Федерации ПДК на содержание микотоксинов в зерновом сырье введены с 1996 г., определены в Сан-ПиН 2.3.2.1078-01 (прежний номер 2.3.2.560-96) и составляют (мг/кг): афла-токсин В1 — 0,005; дезоксиниваленол (ДОН) — 0,7 (пшеница), 1,0 (ячмень); Т-2 токсин — 0,1; зеараленон — 1,0.

В Международном исследовательском центре «Пиво и напитки XXI век» в течение осенне-зимнего сезона 2001-2002 гг. был проведен скрининг зернового сырья отечественного происхождения, полученного с ряда российских пивоваренных заводов, на содержание в нем микотоксинов. Образцы для анализа заводы выбирали по своему усмотрению и высылыли в МИЦ под шифром.

Было обследовано 107 образцов: 28 образцов пивоваренного ячменя урожая 2001 г. (области заготовок: Курская, Бел-

городская, Воронежская, Ростовская, Ставропольский край) и 79 образцов солода (из них 77 — производства отечественных солодовен, 2 — импортных).

В каждом образце, за некоторым исключением, определяли 5 микотоксинов: дезоксиниваленол (ДОН), Т-2 токсин, зеараленон, афлатоксин Вр охратоксин А.

Микотоксины количественно определяли методом непрямого твердофазного конкурентного иммуноферментного анализа (ИФА), выполняемого в ячейках полистироловых планшетов, используя тест-наборы RIDASCREEN FAST DON, RIDA-SCREEN FAST T-2 Toxin, RIDASCREEN FAST Zearalenon, RIDASCREEN FAST Aflatoxin, RIDASCREEN FAST Ochrato-xin A фирмы R-Biopharm AG, (Германия).

Пробоподготовку проводили точно в соответствии с методиками, приведенными в руководствах к тест-наборам.

Кроме того, еще 10 образцов из тех же источников (2 образца ячменя и 8 образцов солода) были направлены нами на анализ в Российский центр испытаний и сертификации РОСТЕСТ-МОСКВА, который определяет содержание афлатоксина В1 де-зоксиниваленола и зеараленона, используя методы, регламентированные Санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами РФ (СанПиН 2.3.2.1078-01, Приложение 10): афлатоксин В1 — двухмерной тонкослойной хроматографией с визуальным детектированием или высокоэффективной жидкостной хроматографией с флу-орометрическим детектированием по ГОСТ 30711-2001; дезоксиниваленол — высокоэффективной жидкостной хроматографией со спектрофотометрическим детектированием в УФ-области по ГОСТ Р 51116-97; зеараленон — двухмерной тонкослойной хроматографией с детектированием по флуоресценции в ультрафиолетовом излучении по МУ 5177-90.

Результаты анализов приведены в табл. 1, 2 и 3.

В 10 образцах (2 образца ячменя и 8 образцов солода), обследованных в Российском центре испытаний и сертификации

Образец импортного карамельного солода, перенесшего длительную транспортировку. Зерно контаминировано охратоксином А (40 мкг/кг, 8 ПДК).

Внутренняя микрофлора зерна (после поверхностной его стерилизации раствором гипохлорита натрия). Сусло-агар.

Возраст колоний — 7 сут.

Почти вокруг всех зерен видны выросшие колонии Aspergillus glaucus (колонии зеленовато-голубых тонов, желтые участки на них — скопления желтых клейстокарпиев). Вокруг двух зерен — слизистый бактериально-дрожжевой рост.

ПИВО и НАПИТКИ

' 1 •2003

30

Таблица i

Всего обследовано образцов Число образцов ячменя, которых

Микотоксин микотоксин не обнаружен микотоксин присутствует в количествах ниже ПДК микотоксин присутствует в количествах выше ПДК

ДОН 28 26 (93 %) 2 0

Т-2 токсин 28 26 (93 %) 1 1 (1,5 ПДК)

Зеараленон 28 26 (93 %) 2 0

Афлатоксин B1 28 26 (93 %) 2 0

Охратоксин А 9 9 (100 %) 0 0

Таблица 2

Всего обследовано образцов Число образцов солода, которых

Микотоксин микотоксин не обнаружен микотоксин присутствует в количествах ниже ПДК микотоксин присутствует в количествах выше ПДК

ДОН 79 67 (85%) 12 0

Т-2 токсин 69 33 (48%) 34 2 (2, 3 ПДК)

Зеараленон 79 54 (68%) 25 0

Афлатоксин B1 68 41 (60%) 24 3 (1, 1, 3 ПДК)

Охратоксин А 79 77 (97%) 0 2 (6, 8 ПДК)

Примечание. При расчетах использовали значения ПДК для ДОН, Т-2 токсина, зеараленона и афла-токсина, приведенные в «Гигиенических требованиях безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (СанПиН 2.3.2.1078-01, п. 1.4.1. Зерно продовольственное. Стр. 36); значения ПДК для охра-токсина А — рекомендованные Зерновой ассоциацией стран Евросоюза (RIDA News, III/01), а именно 5 мкг/кг (5 ppb) для необработанного зерна, 3 мкг/кг (3 ppb) для очищенного зерна.

Таблица 3

Показатель Ячмень Солод

Всего обследовано образцов 30 (100%) 87 (100%)

Число образцов, в которых не обнаружено микотоксинов 25 (83%) 37 (42,5%)

Число образцов, в которых микотоксины обнаружены 5 (17%) 50 (57,5%)

в том числе в количествах выше ПДК 1 (3,3%) 7 (8%)

РОСТЕСТ-МОСКВА на содержание трех микотоксинов: афлатоксина В1, дезоксини-валенола и зеараленона, не было обнаружено перечисленных микотоксинов в количествах, превышающих чувствительность применявшихся методов. Отметим, что нижний предел обнаружения упомянутых микотоксинов при использовании как хроматографических методов, так и имму-ноферментного анализа одинаков или близок.

Общие результаты анализа микотокси-нов в образцах ячменя и солода приведены в табл. 3.

Следует отметить, что среди образцов, содержавших микотоксины, большей частью встречались содержавшие один какой-нибудь микотоксин, однако были и содержавшие два или даже три разных микоток-сина одновременно.

На основе полученных результатов были сделаны следующие наблюдения.

В образцах солода микотоксины встречаются значительно чаще, чем в образцах ячменя. Так, были контаминированы мико-токсинами 17 % образцов ячменя и 57,5 % образцов солода; количество микотоксинов превышало ПДК лишь в одном образце ячменя из 30 обследованных (3,3 %), но в 7 образцах солода из 87 обследованных (8 %).

Микотоксины, концентрация которых в обследованных образцах превышала ПДК, — это Т-2 токсин, найденный в одном образце ячменя и в двух образцах солода, афлатоксин В1, обнаруженный в трех образцах солода, и охратоксин А, найденный в двух образцах солода.

Одновременное определение состава грибной микрофлоры зерна методом, рекомендованным Европейской пивоваренной конвенцией [5] в тех образцах солода, в которых содержание афлатоксина В1 или охратоксина А превышало ПДК, показало стопроцентный уровень зараженности зерна этих образцов пенициллами или аспер-гиллами. В качестве примера на фотографии представлен образец импортного карамельного солода, перенесшего длительную транспортировку. Солод содержал 40 мкг/кг (40 ppb) охратоксина А, что составляет 8 ПДК, и был практически на 100 % заражен Aspergillus glaucus.

Продуцентом Т-2 токсина являются многие виды фузариума, в частности Fusarium poae и F.sporotrichioides [6], которые, по данным В.Г. Иващенко и др. [7], а также по нашим 12-летним наблюдениям, наиболее часто встречаются в областях заготовок пивоваренного ячменя в средней полосе европейской части России. Возможно, именно поэтому из трех регламентиро-

ванных фузариозных микотоксинов обнаружение Т-2 токсина оказалось наиболее вероятным.

Присутствие в образцах солода афлатоксина Bj и охратоксина А — микотоксинов, синтезируемых грибами хранения пенициллами и аспергиллами, — свидетельствует о частом нарушении санитарного состояния солодовенного производства и зернохранилищ. В процессе соложения возможно и накопление фузариозных мико-токсинов в том случае, если на стадии проращивания происходит вторичное развитие фузариума. Так, имеются экспериментальные доказательства повышения уровня ДОН в зерне при соложении [8].

Проведенный скрининг даже не очень большого количества образцов зернового сырья с отечественных пивоваренных заводов показал, что, к сожалению, бывают случаи контаминации как ячменя, так и солода различными микотоксинами. Причем если ячмень урожая 2001 г., отличавшегося жарким сухим летом, был сравнительно мало инфицирован фузариями и соответственно было мало случаев содержания фузариозных микотоксинов, то образцы солода оказались в гораздо большей степени контаминированы и фузариозны-ми микотоксинами, и токсинами грибов хранения.

Введение в практику регулярных анализов зернового сырья, особенно солода, на содержание микотоксинов поможет улучшить санитарно-гигиенические показатели готового пива, а также контролировать процесс соложения и условия хранения зернового сырья.

ЛИТЕРАТУРА

1. Schildbach R. Zur Problematik des Mikroorganismenbefalles an Braugerste und Malz. //Brauwelt. 1988. N.47. 2244-2250.

2. Dilly Peter. Gushing — eine Bestandsaufnahme. //Brauwelt, n. 45, (1988), 2062-2072.

3. Narziss L., Back W., Reicheneder E, Simon A, Grandi R. Untersuchungen zum Gushing-Probleme.// Monatschrift fur Brauwissenschaft. 1990. 43. № 9. 296-305.

4. Волкова Т.Н., Исаева В.С. Микотоксины и проблемы, вызываемые ими в пивоварении // Спутник пивовара. Весна 2002. № 12. С. 17-23, 24.

5. EBC ANALYTICA MICROBIOLOGICA: PART II. Method 2.4.7. Fungi.// J. Inst. Brew. 1981. September-October. Vol. 87. РР. 317-318.

6. Marasas W.F.O., Nelson P.E., Tousson T.A. Taxonomy of toxigenic fusaria//In: Trichothecenes and OtherMycotoxins. Ed. John Lacey. Chichester-New York. 1985. 3-14.

7. Иващенко В.Г., Шипилова Н.П., Нефедова Л.И., Гагкаева Т.Ю., Назаровская Л.А., Хло-пунова Л.Б. Биоэкологические и фитосанитар-ные аспекты исследования фузариоза колоса. // Микология и фитопатология. 1997. 31. Вып. 2. С. 58-63.

8. Papadopoulou-Bouraoui Andri, Vrabcheva Teri, Stroka Joerg, Anklam Elke. Survey of deo-xynivalenol in beer using a commercially available enzyme immunoassay method.// European Commission, DG Joint Research Centre, Institute for Health and Consumer Protection — Food Products Unit, 2002.

1•2003

1ПИ

НАПИТКИ

31

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.