Poważnym problemem zagrażającym światowemu bezpieczeństwu żywnościowemu i bezpieczeństwu żywności są mikotoksyny, które mogą występować w artykułach spożywczych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Dostając się do łańcucha żywnościowego ludzi stwarzają zagrożenie dla ich zdrowia.

Bezpieczeństwo żywnościowe obejmuje działania państwa zapewniające społeczeństwu (obywatelom) dostęp do żywności bezpiecznej, odżywczej i różnorodnej oraz w odpowiedniej ilości. Natomiast bezpieczeństwo żywności, to zapewnienie odpowiednich warunków sanitarnych i weterynaryjnych na każdym etapie jej wytwarzania. Jednym z warunków ich zachowania jest m.in. czystość mikrobiologiczna pasz i żywności.

Mikotoksyny (mykotoksyny), czyli toksyny grzybowe są wtórnym produktem metabolizmu grzybów pleśniowych (gr. mycos, pol. grzyb; łac. toxicum, pol. toksyna). Mikroorganizmy te wytwarzają je w warunkach stresowych po zakończeniu namnażania się – przy wysokiej wilgotności i temperaturze, dużej zawartości wody aktywnej, uszkodzeniu i niedorozwoju nasion i ziarna. Do pasz szczególnie narażonych na skażenie pleśniami należą: kiszonki, wilgotne siano, śruty zbożowe, ziarno kukurydzy, poekstrakcyjna śruta sojowa, koncentraty białkowe.

Z najnowszych badań wynika, że ilość mikotoksyn na świecie zwiększa się wykazując przy tym pewien regionalizm. Na półkuli południowej odnotowano znaczny wzrost poziomu fumonizyn (FUM), których ilość przerosła dotychczas najczęściej wykrywany na świecie deoksyniwalenon (DON). Związek ten jest najczęstszym niepożądanym gościem w Ameryce Północnej, występując prawie w 70% wszystkich badanych prób różnych surowców. W Azji ponad 95% prób kukurydzy zawierało FUM, a aflatoksyny (AF) na tym kontynencie pojawiły się prawie w 45% prób pasz gotowych. W Europie najbardziej rozpanoszył się również DON, ale pasze mogą być skażone niewielkimi ilościami niwalenolu (NIV), toksyn T-2 i HT-2 oraz diacetoksyscirpenolu (DAS). W europejskich próbach kukurydzy i pszenicy stwierdza się najczęściej właśnie DON, w owsie natomiast – toksyny T-2 i HT-2, ale w ilościach mniejszych niż DON.

Polowe i przechowalnicze

Głównymi czynnikami decydującymi o rozwoju pleśni są: kontakt z ziemią, zwiększona wilgotność przed i w trakcie magazynowania oraz temperatura materiału paszowego i otoczenia. Stwierdzono, że zarodniki grzybów z rodzaju Penicillium (pędzlaka) i Aspergillus (kropidlaka) są stale obecne w powietrzu przez cały rok, a zimą ich przetrwalniki dominują na otwartej przestrzeni.

Pleśnie mogą być polowe i magazynowe (przechowalnicze). Pierwsze rozwijają się na roślinach podczas wegetacji, przy optymalnej wilgotności na poziomie 20-21%. Przede wszystkim są to następujące rodzaje: Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Diplodia, Gibberella i Helmitosporium. W trakcie  magazynowania pasze mogą zostać zainfekowane przez grzyby przechowalnicze takie jak: Aspergillus i Penicillium. Atakują one ziarna i nasiona oraz gotowe produkty – pasze objętościowe (kiszonki, siano) oraz mieszanki paszowe.

Skażone pasze zawierają zwykle więcej niż jedną mikotoksynę. Ich połączenie może mieć jednak niekorzystny wpływ na zdrowie zwierząt i produkcyjność, mimo że będą w stężeniach, które pojedynczo nie powinny wywoływać skutków negatywnych.

Przeżuwacze

Podstawowymi paszami objętościowymi w żywieniu bydła są kiszonki. W tych, które sporządzono z traw dominującymi liczebnie pleśniami są Penicillium, Mucoraceae, Aspergillus, Monascus i Dematiaceae oraz Scopulariopsis. Kiszonki z kukurydzy najczęściej zainfekowane bywają przez Penicillium, Monascus, Mucoraceae, Scopulariopsis, Aspergillus i Dematiaceae.

ępowanie stwierdzano na poziomie do 28,15 mg/kg kszonki.ch ołańcuchowe kwasy tłuszczowe. u. Najczęstszymi toksynami fuzaryjnymi wytwarzanymi przez Fusarium spp. oprócz fuzaryny (FU), stwierdzanymi w kiszonkach są ZON i DON. Pasze zawierające pierwszą z nich mogą powodować u bydła spadek owulacji i płodności. U owiec taką reakcję wywołało podawanie przez 10 dni paszy zawierającej 12 ppm tej mikotoksyny (ppm – ang. parts per milion, pol. jedna część na milion, np. mg/kg). W żwaczu dochodzi do rozkładu tego związku i wytworzenia zearalanolu (ZAL), będącego składnikiem niedopuszczonego w Unii Europejskiej hormonalnego stymulatora wzrostu. Jednak badania wykazały, że spotykane w praktyce zawartości ZON rzadko wpływają negatywnie na płodność jałówek i krów mlecznych.

            W kiszonkach głównie występuje DON o wysokiej stabilności na czynniki środowiskowe. Toksyny T-2 i HT-2 oraz DAS pod wpływem niskiego pH kiszonek, a także z powodu działania enzymów mikrobiologicznych podlegają szybkiej dezacetylacji (odłączeniu grupy acetylowej). Prowadzi to do powstania triolu T-2 oraz scirpentriolu, które wykazują mniejszą toksyczność niż związki wyjściowe. DON nie posiadający grupy acetylowej jest odporny na te procesy, więc stwierdza się jego obecność w kiszonkach.

            W porównaniu ze świniami niewielka wrażliwość przeżuwaczy na trichoteceny (m.in. toksyny T-2 i HT-2, DAS, NIV) wynika przede wszystkim z różnego sposobu ich metabolizowania. Mikroflora żwacza przekształca DON oraz toksynę T-2 i DAS. W jej efekcie oraz na skutek innych procesów zmniejsza się toksyczność tych związków. Szybki przebieg tej biotransformacji sprawia, że trichoteceny nie występują w mleku. W badaniach wykazano, że przeżuwacze, którym podawano paszę zawierającą do 10 ppm DON były na tę mikotoksynę odporne.

            Penicillium roqueforti, które w zależności od stadium rozwojowego tworzy przebarwienia białe do zielono−błękitnych należy do najczęściej stwierdzanych w kiszonkach pleśni odpornej na czynniki środowiskowe, w tym na krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe.

Pleśnie Penicillium spp. są grzybami magazynowymi, wytwarzającymi roquefortinę C, której występowanie stwierdzano na poziomie nieco ponad 28 mg/kg kiszonki. Jednak w badaniach na owcach wykazano, że spotykane w praktyce jej ilości nie wywołują istotnych objawów klinicznych.

            Penicillium spp. produkują też kwasy mikofenolowe, których największą ilość stwierdzono na poziomie 35 mg/kg paszy. Wykazują one stosunkowo niewielką ostrą toksyczność, ale nie mają działania hepato−, nefro− i neurotoksycznego, lecz działają immunosupresyjnie (obniżając zdolności aktywacji oraz skuteczność układu odpornościowego). W medycynie ludzkiej tę ostatnią możliwość wykorzystuje się w zapobieganiu odrzutom przeszczepów.

            W kiszonkach gołym okiem można zobaczyć pleśnie magazynowe – Monascus ruber, powodujący czerwone przebarwienia. Grzyb ten produkuje m.in. monakolinę K i cytryninę. Monakolina hamuje syntezę steroli, w związku z tym jest stosowana jako środek terapeutyczny hamujący syntezę cholesterolu. Działa też hamująco na wzrost różnych grzybów, np. anaerobowych grzybów żwacza (np. Neocallimastix sp.) odpowiedzialnych za rozkład włókna surowego, co pogarsza jego wykorzystanie. Natomiast cytrynina działa toksycznie na nerki – jest nefrotoksyną niebezpieczną zwłaszcza dla zwierząt monogastrycznych, ale u krów może powodować krwawienia, świąd i gorączkę. Jej ilości w kiszonce z kukurydzy na poziomie nawet nieco ponad 64 oraz w kiszonce z traw dochodzące do prawie 4,5 µg/kg świeżej masy nie miały wpływu na status zdrowotny zwierząt hodowlanych.

Mikotoksykozy układu oddechowego, przewodu pokarmowego, układu rozrodczego oraz wymienia powoduje obecny w kiszonkach Aspergillus fumigatus. Pleśn ta produkuje wiele toksyn o zróżnicowanych właściwościach, ale największe znaczenie mają neurotoksyczne fumitremorgeny i verruculozy zaburzające centralny układ nerwowy u bydła i koni oraz cytotoksyczna gliotoksyna działająca także immunosupresyjnie.

            Najczęściej obecność mikotoksyn w kiszonkach jest spowodowana obecnością tzw. grzybów polowych, wytwarzających ZON lub DON.

            Najgroźniejsze dla bydła mlecznego i mięsnego oraz owiec są AF. W świetle ultrafioletowym świecą na zielono (green) oraz na niebiesko (blue). Dlatego oznaczono je literami G i B, np. aflatoksyna B − AFB. Mikotoksyna ta dostaje się do mleka po 24 godzinach po podaniu paszy nią skażonej. Dla owiec śmiertelna dawka AF wynosi 1 mg/kg masy ciała.

W kiszonkach jest mało metabolitów grzybowych, jednak zwierzętom nie wolno podawać zapleśniałych kiszonek!

 Świnie

               Mikotoksyny, oprócz działania szkodliwego na organizmy żywe mogą też uaktywniać inne czynniki zakaźne poprzez osłabienie odporności i pogorszenie czynności nerek, co generuje problemy z oddawaniem moczu i zwiększa w nim obecność glukozy. Tak działa m.in. ochratoksyna A (OTA).

Prosięta i tuczniki są bardzo wrażliwe na AF hamujące ich wzrost, powodujące gorsze wykorzystanie paszy, uszkadzające nerki i wątrobę. Prosięta karmione mlekiem lochy spożywającej paszę z dużą ilością AFB1, która w jej organizmie ulega przekształceniu w mniej toksyczną AFM1 i tak są narażone na jej szkodliwe działanie. Jednak wyniki doświadczeń wskazują, że żywienie dawką zbilansowaną energetycznie powoduje mniejszą wrażliwość świń na AF. Według niektórych danych śmiertelna dawka tej toksyny dla świń wynosi 0,62 mg/kg masy ciała.

Skarmianie pasz naturalnie skażonych toksynami fuzaryjnymi jest bardzo niebezpieczne dla świń. Dawka DON już na poziomie 2 mg/kg paszy powoduje u nich spadek żerności i przyrostów, a tucznikom wystarczy nawet 1,3 mg/kg. Stężenie 5 mg/kg paszy zmniejszało jej zużycie o 30-50%, natomiast przy ilości 12 mg/kg paszy, zwierzęta w ogóle zaprzestały pobierania paszy, a przy stężeniu powyżej 20 mg/kg paszy wymiotowały. DON wywołuje u świń uszkodzenia błony śluzowej przewodu pokarmowego.

Obecność ZON w paszy na poziomie 1-5 mg/kg paszy wywołuje u loch zaczerwienienie i opuchnięcie narządów płciowych, a 3-10 mg/kg paszy – skłonność do urojonej ciąży. U loszek przed osiągnięciem dojrzałości płciowej obserwuje się zaczerwienienie i obrzęk sromu. Toksyna ta powoduje też wypadanie jelita grubego i macicy, przyczynia się do rodzenia martwych prosiąt, zwiększonej śmiertelności noworodków, mumifikacji płodów, rozkroczności poporodowej prosiąt, poronień, powtarzania rui.

Obecność w paszach MON i FUM wywołuje u świń immunosupresję – zmniejszenie liczby limfocytów we krwi. Poważnym zagrożeniem dla świń jest także cytrynina wytwarzana m.in. przez Penicillium citrinum. Pobierana przez świnie codziennie w dawce 200 mg/kg paszy przez 1 do 2 miesięcy prowadzi do nefropatii (choroby nerek). Ilość na poziomie 20-40 mg/kg masy ciała wywołuje utratę masy ciała, obecność glukozy i białka w moczu, a we krwi czasowy wzrost poziomu mocznika i kreatyniny.

Konie

Choć są monogastryczne (jednożołądkowe), podobnie jak świnie i drób, to specyficznie trawią pasze – podobnie jak przeżuwacze, co ma podłoże ewolucyjne – przemieszczanie się stad dzikich koni w poszukiwaniu paszy. Zalicza się je do fermentatorów pozażołądkowych. Po trawieniu enzymatycznym następuje fermentacja w jelicie ślepym, które jest komorą fermentacyjną o wielkości 25-30 litrów z mikroorganizmami odpowiedzialnymi za rozkład włókna i innych węglowodanów nierozłożonych w jelicie cienkim. Jelito ślepe jest dla konia swoistą „ciepłownią”, gdyż tu w procesie fermentacji powstaje ciepło. Dlatego w upalne dni konie mogą jeść mniej siana, a w zimnej porze roku więcej, regulując w ten sposób ciepłotę swojego organizmu. Ale jest ono bardzo wrażliwe na mikotoksyny zawarte w paszach, ponieważ jest głównym narządem wchłaniania.

W naszej strefie klimatycznej poważnym zagrożeniem jest DON pogarszający u koni pobranie paszy, wywołujący problemy trawienne – biegunki i kolki, przez co spada ich odporność. Inną szkodliwą toksyną jest ZON, który upośledza rozród, prowadząc u klaczy do zaburzeń cyklu rujowego, poronień lub rodzenia martwych źrebiąt, co jest związane z MRLS (ang. mare reproductive loss syndrom, pol. zespół utraty rozrodczości klaczy).

Z kolei OTA uszkadza nerki, wątrobę i może generować rozwój komórek rakowych. Ponadto związek ten przenika przez łożysko klaczy i wpływa negatywnie na rozwój płodu. Natomiast FUMB1, produkowana przez Fusarium spp., atakuje układ nerwowy, wątrobę i serce, wywołuje ELEM (ang. equine leukoencephalomalacia, pol. rozmiękanie mózgu koni) prowadzące do śmierci, powoduje depresję, nadpobudliwość, anoreksję, zaburzenia koordynacji ruchowej i pocenie się.

Drób

Najbardziej wrażliwe na mikotoksyny są w kolejności: kaczki, indyki, brojlery i nioski. Pierwsze są szczególnie wrażliwe na OTA, będącą głównie zanieczyszczeniem ziaren zbóż. Kolejno wrażliwe są: brojlery, pisklęta rasy leghorn, pisklęta indycze i pisklęta przepiórek japońskich. Oznakami toksycznego działania OTA u drobiu są: anemia, zmniejszone spożycie paszy, słabe upierzenie, zmniejszona szybkość wzrostu i produkcja jaj. Przy wyższych jej ilościach można zaobserwować biegunkę, drżenie mięśni, inne zaburzenia czynności nerwowych i wysoką śmiertelność.

Negatywne skutki działania FUM u drobiu obserwuje się przy stosunkowo wysokich jej ilościach w paszach. Badania in vivo nie wykazały negatywnych skutków pomimo poziomów od 25 do 50 ppm (25-50 mg/kg), podczas gdy poziomy od 100 do 400 ppm były szkodliwe w przypadku jednodniowych piskląt, powodując obniżone przyrosty masy ciała. Głównymi zmianami u kurcząt, kaczek i indyków były zmniejszenie przyrostu masy ciała i zmiany patologiczne w wątrobie. U indyków zaobserwowano zmniejszone wykorzystanie paszy i obniżenie przyrostów dobowych masy ciała o 30% przy 300 ppm FUMB1 w porównaniu z ptakami, które w paszy nie otrzymywały tej toksyny.

Najbardziej przebadaną u drobiu trichoteceną jest toksyna T-2. Skutki toksyczne trichotecen dotyczą zmian w błonie śluzowej dzioba, zahamowania tempa wzrostu, nieprawidłowego upierzenie, obniżonej produkcji jaj i jakości skorup, zmian w wątrobie oraz zaburzeń krzepnięcia krwi.

Detoksykacja

Proste zabiegi uszlachetniające takie jak śrutowanie czy mieszanie, a także podgrzewanie mieszanek paszowych tylko do 25-30 °C przy podwyższonej wilgotności sprzyjają rozmnażaniu się grzybów.

Skutecznym detoksykantem jest węgiel aktywny oraz specjalnie spreparowana glina. Mikotoksyny z pasz można usunąć stosując np. bentonity, glinokrzemiany, tlenki glinu, kaolin, modernit, zeolit, klinoptylolit, bentonit posiadające właściwości sorpcyjne. Działają one przede wszystkim w przewodzie pokarmowym odrywając mikotoksyny od cząsteczki paszy i je absorbując, przez co mikotoksyna nie ulega wchłonięciu, a „przechodzi” przez przewód pokarmowy i jest wydalana z kałem. Niestety, związki sorpcyjne wiążą także składniki mineralne oraz amoniak neutralizując środowisko jelita cienkiego, co jest szczególnie niebezpieczne dla młodych zwierząt, np. prosiąt. Detoksykanty nie mają okresu karencji, ale należy je stosować zgodnie z zaleceniami producentów.

Detoksykacja mikrobiologiczna

Skutecznym rozwiązaniem jest stosowanie drożdży piwnych (piekarniczych) Saccharomyces cerevisiae. Ich ściany zawierają beta-D-glukany wiążące AF, DON i ZON. Drożdże są bezpieczne dla środowiska. Mają status GRAS (ang. generally regarded as safe, pol. ogólnie uznane za bezpieczne). Po wydaleniu z kałem podlegają biodegradacji, a glukany nie reagują ze składnikami pokarmowymi. Do usuwania ZON można stosować bakterie Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii, które bardzo szybko usuwają większość tej mikotoksyny.

Zawartości mikotoksyn w paszach

            Od 1 lipca 2024 roku obowiązują nowe normy dotyczące obecności niektórych mikotoksyn w środkach spożywczych. Odnośnie do pasz nadal obowiązują dopuszczalne zawartości AFB1 oraz maksymalne poziomy DON, ZON, OTA oraz FUMB1 i FUMB2, które podano w tabelach.

Przy stosowaniu tych wartości orientacyjnych, państwa członkowskie powinny wziąć pod uwagę to, że odnośnie do zbóż i produktów zbożowych są one określane dla gatunków zwierząt charakteryzujących się największą tolerancją i dlatego należy je traktować jako górne granice wartości orientacyjnych. W odniesieniu do środków żywienia dla bardziej podatnych zwierząt, państwa członkowskie powinny dopilnować, aby producenci tych środków stosowali niższe wartości orientacyjne dla zbóż i produktów zbożowych, uwzględniając wrażliwość poszczególnych gatunków zwierząt i przestrzegając wartości orientacyjnych określonych dla mieszanek paszowych dla tych gatunków (Zalecenie Komisji z 17 sierpnia 2006 r.).

***

Zachowanie prawidłowego dobrostanu inwentarza żywego jest podstawowym kryterium utrzymania zwierząt w dobrym zdrowiu. Jedną z zasad jest żywienie ich czystymi niezapleśniałymi paszami!

Obecność pleśni w materiale paszowym (lub artykule spożywczym) nie musi oznaczać jego skażenia mikotoksynami, ale brak pleśni nie wskazuje na to, że jest on wolny od mikotoksyn. Mogą one być obecne w nim jeszcze długo po zniknięciu produkujących je grzybów.

Opracowano na podstawie:

1. Chełkowski J., Mikotoksyny, grzyby toksynotwórcze i mikotoksykozy. (chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/http://www.cropnet.pl/dbases/mycotoxins.pdf)
2. Grudzień W., 2012. Mikotoksyny. Znajdź skuteczny środek! Indyk Polski 3, 28-30.
3. Selwet M., 2010. Negatywne aspekty występowania wybranych mikotoksyn w paszach. Wiadomości Zootechniczne XLVIII, 1, 9-13.
4. Leibetseder J., 2008. Importance of feed hygiene to animal and human health. Acta Sci. Pol., Medicina Veterinaria 7(3), 3-10.
5. Zalecenie Komisji z dnia 17 sierpnia 2006 r. w sprawie obecności deoksyniwalenolu, zearalenonu, ochratoksyny A, T-2 i HT-2 oraz fumonizyn w produktach przeznaczonych do żywienia zwierząt.

dr hab. Piotr Dorszewski, KPODR