سموم قارچی (مایکوتوکسین‌ها) و راه‌های مقابله با آنها

مقدمه:

غذا سوخت حیات است و همه ما نگران کیفیت و سلامت غذایمان هستیم. ترکیبات مضر موجود در غذاها می‌تواند توسط ترکیبات سمی گیاهان (تولید شده توسط گیاهان)، منابع مصنوعی یا میکروارگانیسم‌های تولید شده باشد. از میان این میکروارگانیسم‌ها، کپک‌هایی (قارچ‌ها) توانایی تولید سموم را در محیط دارند که می‌توانند به محصولات هجوم بیاورند و سمومی به نام مایکوتوکسین‌ها را تولید کنند. هر ساله میلیون‌ها تن محصول به دلیل رشد و فساد کپک‌ها و جهت پیشگیری از ورود این سموم به چرخه غذایی دور ریخته می‌شوند. حضور قارچ‌ها در مواد خوراکی کیفیت، خواص حسی (شامل ظاهر، طعم، بو و رنگ) و ارزش تغذیه‌ای اقلام خوراکی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. کپک‌ها نیز همانند سایر میکروارگانیسم‌ها مواد مغذی موجود در محیط رشد خود را تجزیه و مصرف می‌کنند، این فرایند ممکن است به اتلاف 5 تا 100 درصدی خوراک بیانجامد. دانه‌های غلات و محصولات فرعی آن یکی از اصلی‌ترین مواد تشکیل دهنده خوراک دام و طیور هستند. نظر به این که اغلب مواد اولیه مود نیاز برای تهیه خوراک دام و طیور، از کشورها و با مناطق جغرافیایی مختلف خریداری و عمدتاً توسط کشتی منتقل می‌شوند،آلودگی اقلام خوراکی خریداری شده به انواع مختلف سموم قارچی امر چندان عجیبی نبوده و پس از وارد شدن این اقلام خوراکی آلوده به جیره و مصرف آن‌ها توسط دام و طیور، بدن حیوان درمعرض این سموم قرار خواهد گرفت.

سموم قارچی (مایکوتوکسین‌ها) چیست؟

سموم قارچی (مایکوتوکسین‌ها) ترکیبات طبیعی هستند که توسط قارچ‌هایی که بر روی گیاهان در مزرعه یا در طول ذخیره‌سازی در انبار رشد می‌کنند، تولید می‌گردند. اگر چه، برخی قارچ‌ها که تحت مجموعه‌ای از شرایط محیطی ثابت رشد می‌کنند، همیشه سموم قارچی را تولید نمی‌کنند. بهر حال تحت شرایط مناسب، سموم قارچی می‌توانند به سرعت در مزرعه یا انبار تولید شوند. اغلب سموم قارچی می‌توانند برای سالها در خوراک ثابت باقی بمانند و حتی در فرایند سیلو کردن یا فراوری خوراک تغییری در آنها ایجاد نگردد. آنها چندین برابر در محصولات فرعی غلات و حدوداً سه برابر در محصولات تقطیری یا محصولات فرعی گلوتن ذرت وجود دارند. طبق اعلام سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد (FAO) در حدود 25 درصد غلات دنیا آلوده به مایکوتوکسین‌ها هستند. مایکوتوکسین‌ها گروهی ناهمگن از متابولیت‌های ثانویه قارچی هستند که تشکیل آنها در منابع خوراکی تحت تاثیر عوامل زیادی نظیر رطوبت، دما، pH، تراکم اکسیژن، نوع سوبسترا و حضور یا عدم حضور میکروارگانیسم‌های رقیب قرار می‌گیرد.

سموم قارچی برای تمام گونه‌های حیوانی و انسان‌ها خطرناک هستند. یکی از نگرانی‌های اساسی در زمینه تولید محصولات دامی انتقال این سموم از خوراک حیوانات به تولیدات آن‌ها (گوشت، شیر و تخم مرغ) است، زیرا انسان به عنوان مصرف کننده نهایی این تولیدات به صورت دائم در معرض این خطر جدی قرار دارد به طوری که به سموم قارچی لقب قاتلان پنهان انسان را داده‌اند و در رتبه بندی عوامل سرطان زا در درجه اول اهمیت قرار دارند. سموم قارچی در اکثر اقلام خوراکی حضور دارند، حتی اگر کپک در خوراک مشاهده نگردد، زیرا ممکن است در مراحلی از فراوری و یا جداسازی، کپک‌ها از خوراک خارج شده باشد اما سموم آنها قابل رویت نبوده و هنوز در خوراک وجود داشته باشند.

انواع سموم قارچی

مایکوتوکسین‌هایی که برای صنعت دام، طیور و آبزیان از اهمیت خاصی برخوردار هستند، توسط قارچ‌هایی از جنس فوزاریوم  (Fusarium)، آسپرژیلوس (Aspergillus) و پنی‌سیلیوم (Penicillium) تولید می‌گردند. از این مایکوتوکسین‌ها می‌توان به آفلاتوکسین‌ها، دی‌اکسی‌نیوالنول، زیرالنون، سم  T2، اکراتوکسین و فومونیسین اشاره کرد.

اثرات سموم قارچی در نشخوارکنندگان

علائم مایکوتوکسین‌ها در نشخوارکنندگان به سطح و ترکیب مایکوتوکسین‌ها در جیره و سطح تغذیه بستگی دارد. کاهش حرکات شکمبه، کاهش مصرف ماده خشک، کاهش اشتهاء، کاهش راندمان خوراک، کاهش فیبر قابل حل در اسید و هضم نشاسته  از اثرات منفی هضم خوراک‎‌های آلوده به سموم قارچی است. از طرفی وجود سموم قارچی در جیره به ناباروی، سیکل نامنظم فحلی، کیست‌های تخمدانی، سقط جنین، کاهش نرخ زایش، لنگش و التهاب  منجر می‌گردد. از طرفی مایکوتوکسین‌ها قادر هستند که مقدار تولید و ترکیبات شیر (چربی و پروتئین شیر) را تغییر دهند. همچنین تعداد سلول‌های سوماتیک شیر را افزایش دهند.

مایکوتوکسین‌های مختلف قادر به تغییر میکروفلورهای شکمبه هستند، زیرا آنها فعالیت ضد میکروبی، ضد پروتوزایی و ضد قارچی را اعمال می کنند. در شرایط عملی، مایکوتوکسین‌ها از سم‌زدایی در شکمبه فرار کرده و در روده جذب می‌گردند. به عبارت دیگر، مایکوتوکسین‌ها قبل از تاثیر بر خود حیوان، عملکرد شکمبه را  دچار اختلال می‌کنند. تغییرات شدید در ترکیب خوراک و درصد بالایی از کنسانتره های غنی از پروتئین در جیره روزانه به ظرفیت میکروارگانیسم‌های شکمبه آسیب می‌رساند.

از طرفی این سموم می‌‎توانند به اختلال در عملکرد سیستم ایمنی شامل اختلال در عملکرد واکسیناسیون و پاسخ به درمان آنتی‌بیوتیک‌ها منجر ‌شوند.

آفلاتوکسین M1 اصلی‌ترین محصول دفعی در شیر و ادرار است و می‌توان از طریق آنها مسمومیت با آفلاتوکسین را پیگیری کرد. آفلاتوکسین M1 به سرعت در شیر ظاهر می‌شود و دفع آن در شیر بسته به گونه حیوانی، وضعیت فردی، وضعیت شیردهی و تعداد دفعات شیردهی پس از مصرف جیره‌های آلوده به سموم قارچی متفاوت است. (سازمان غذا و دارو ایالت متحده حد مجاز این سم را در شیر 5/0 میکروگرم در کیلوگرم برآورد کرده است).

اثرات  سموم قارچی در طیور

امروزه مطالعات زیادی در زمینه وجود مایکوتوکسین‌ها در جیره مرغ‌های گوشتی، تخمگذار و مادر صورت می‌گیرد. آلودگی به مایکوتوکسین‌ها در فارم‌های پرورش مرغ‌های مادر، تخمگذار و گوشتی اجتناب ناپذیر است. مایکوتوکسین‌ها عمدتاً اثرات سمی بر روی دستگاه گوارش، کبد و کلیه دارند و در برخی بافت‌ها و بخصوص تخم مرغ تجمع می‌یابند. آلودگی به مایکوتوکسین‌ها در جیره مرغ‌های مادر، همیشه منجر به علائم قابل مشاهده مانند وجود ضایعات دهانی در صورت وجود آلودگی به سم T2 در پرنده نمی‌شود، اما احتمالاً به کاهش تولید تخم‌مرغ‌های بارور، کاهش قدرت جوجه درآوری، کاهش کیفیت پوسته تخم مرغ، افزایش تلفات جنینی در مراحل مختلف تفریخ، کاهش عملکرد سیستم ایمنی و آسیب به کبد می‌شود.

در مرغ‌های تخمگذار، مصرف غلات آلوده به سموم قارچی سبب کاهش تولید تخم‌مرغ، کاهش وزن تخم‌مرغ، کاهش کیفیت پوسته ،کاهش رنگ زرده تخم مرغ، آسیب به کبد و کلیه، کاهش قدرت جوجه‌درآوری، کاهش اسکور رنگ زرده تخم‌مرغ، کاهش سرعت رشد، راندمان پایین واکسیناسیون، اختلال در سیستم ایمنی دستگاه گوارش، ضریب تبدیل خوراک و مستعد شدن پرنده به بیماری‌های مختلف می‌شود. در جوجه‌های گوشتی سموم قارچی در جیره می‌تواند باعث کاهش رشد، افزایش ضریب تبدیل خوراک، کاهش عملکرد سیستم ایمنی و آنتی اکسیدانی بدن، آسیب به بافت کبد و کلیه، اختلال در انتقال دهنده‌های موادمغذی و آسیب به بافت روده شوند.

اثرات سموم قارچی در آبزیان

پرورش آبزیان یک صنعت رو به رشد در تولید مواد غذایی در جهان است. به دلیل نگرانی در مورد پایداری مواد مغذی جیره آبزیان، نیاز به جایگزینی پودر ماهی با جایگزین‌های پروتئینی گیاهی ضروری بنظر می‌رسد. با این حال، ترکیبات گیاهی اغلب به مایکوتوکسین‌ها آلوده بوده و سلامت آبزیان به خطر می‌افتد. اثرات مسمومیت مایکوتوکسین‌ها به نوع و کیفیت مایکوتوکسین در خوراک، سطح تغذیه، طول دوره در معرض قرار گرفتن سموم قارچی و گونه ماهی بستگی دارد که به کاهش رشد، سرکوب سیستم ایمنی و افزایش مرگ و میر منجر می‌شود. جیره‌های آلوده به سموم قارچی به نکروز بافت کلیه، کاهش تخم‌ریزی، تغییر نسبی در باروری، متورم شدن کبد، افزایش مقدار چربی، تضعیف سیستم ایمنی، کاهش راندمان خوراک و وزن بدن منتهی می‌شود.

راه‌های مقابله با سموم قارچی در خوراک

شناخت روش های سم‌زدایی و غربال‌گری مایکوتوکسین‌ها به منظور محدود کردن آلودگی برای بالا بردن سطح ایمنی و بهبود مواد خوراکی کمک قابل توجهی می‌تواند به صنعت دام و طیور داشته باشد. پیشگیری از رشد قارچ‌ها از طریق استراتژی‌های پیش و پس برداشت به روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم می‌شوند.

 روش‌های پیش از برداشت شامل کاهش چرخشی غلات، مدیریت خاک، استفاده از فراورده های ضد قارچی، استفاده از مهندسی ژنتیک جهت تولید واریته‌های گیاهی مقاوم به قارچ و کاهش پارامترهای مرتبط با کلونیزه شدن قارچ‌ها است. روش‌های پس از برداشت شامل بهبود روش‌های خشک کردن، سیلو کردن مناسب محصولات، حفاظت از محصول در مقابل رطوبت، حشرات و فاکتورهای محیطی با حذف محصولات آلوده به قارچ‌ها است. با این وجود تحت شرایط مناسب دما و رطوبت، آلودگی با مایکوتوکسین‌ها اجتناب ناپذیر است. بنابراین روش‌های مناسب برای سم‌زدایی انواع مایکوتوکسین‌ها از اهمیت خاصی برخوردار است. یکی از مهمترین راهکار برای کاهش اثرات منفی این سموم در بدن، افزودن ترکیباتی (توکسین بایندرها) به جیره حیوانات است تا بتواند از اثرات مخرب این سموم در بدن جلوگیری کند.

توکسین بایندرها (جاذب‌های سموم قارچی)

توکسین بایندرها یا جاذب‌های سموم قارچی ترکیباتی هستند که به جیره دام، طیور و آبزیان افزوده می‌شود، تا مانع جذب این سموم در بدن شوند. توکسین بایندرها باید بتوانند در دستگاه گوارش با سموم قارچی ترکیب شوند و باعث کاهش جذب این سموم در بدن گردند. از طرفی این ترکیبات باید در pH های مختلف دستگاه گوارش مقاوم باشند و کمپلکس توکسین بایندر- سم در طول دستگاه گوارش ثابت باقی بماند و از جذب سم جلوگیری کند.