پاتولین

اولین بار ویلیام هاپکینز در سال 1943 در شورای تحقیقات پزشکی بریتانیا، به دنبال درمان سرما خوردگی از ترکیبی به نام پاتولین که از قارچ پنی سیلیوم پاتولینوم استخراج شد، استفاده کرد. البته پاتولین به عنوان عامل مؤثر برای درمان سرماخوردگی ثابت نشد.
پاتولین یک گروه دیگر از سموم قارچی یا مایکوتوکسین ها است که می تواند در اثر رشد حدود 60 گونه مختلف از قارچ های متعلق به آسپرژیلوس مانند آسپرژیلوس کلاواتوس و قارچ های متعلق به پنی سیلیوم بویژه پنی سیلیوم اکسپنسوم تولید شود. 
قارچ آسپرژیلوس کلاواتوس به رنگ سبز مایل به آبی- خاکستری بیشتر روی غلات مانند برنج، گندم، جو در شرایط دمایی و رطوبتی مناسب و بیشتر در هنگام انبارداری رشد می کند در نتیجه این محصولات کشاورزی و مواد غذایی حاصل از فرآوری آنها مانند نان، آرد و ... می تواند به پاتولین آلوده شوند. 
قارچ پنی سیلیوم اکسپنسوم به رنگ سبز-آبی در شرایط دمایی و رطوبتی مناسب، در درجه اول روی میوه هایی مانند سیب، به، گلابی رشد می کند. البته این قارچ قادر است میوه هایی مانند انگور، زردآلو، هلو، توت فرنگی، ازگیل، انجیر، گیلاس، کیوی، زیتون،گوجه فرنگی و فندق را نیز آلوده کرده و پاتولین تولید کند. اگرچه اسپورهای قارچ تولید کننده پاتولین می توانند در میوه هایی که روی درخت هستند، وجود داشته و در میوه های دچار بیماری یا آفت زدگی یا میوه های روی زمین افتاده، رشد کرده و تولید پاتولین کنند اما عموماً رشد قارچ و تولید پاتولین مربوط به بعد از برداشت است.
قارچ پنی سیلیوم اکسپنسوم علاوه بر اینکه می تواند میوه هایی که زخمی و آسیب دیده و دارای سوراخ و ترک هستند را آلوده کند، از طریق منافذ طبیعی میوه مانند فرورفتگی کاسه مانند میوه (کالیکس) وارد شده و آن را آلوده می کند. پوسیدگی ناشی از این قارچ به صورت لکه های دایره ای نرم و آبکی به رنگ زرد روشن تا قهوه ای تیره شروع شده و به سرعت در سطح و درون میوه پخش می شود و سپس کپک هایی به رنگ سبز-آبی روی قسمت های پوسیده میوه ظاهر شده که به مرور زمان بیشتر می شود.
پاتولین در میوه هایی که کاملاً سالم هستند، وجود ندارد ولی در میوه هایی که دارای بافت های آلوده هستند، می تواند به بافت های سالم اطراف نفوذ کنند.
 

شرایط رشد قارچ و تولید پاتولین

دمای لازم برای تولید پاتولین تقریباً برابر با رشد قارچ است و در جدول زیر نمایش داده شده است. دما و رطوبت نسبی بهینه برای رشد پنی سیلیوم و تولید پاتولین به ترتیب دمای 25 درجه سانتی گراد و رطوبت 90 درصد می باشد.

قارچ پنی سیلیوم اکسپنسوم می تواند در دمای 0 تا 30 درجه پاتولین تولید کند و از آنجا که این قارچ سرما دوست است حتی در دمای یخچال هم می تواند رشد کرده و پاتولین تولید کند.
معمولاً تولید پاتولین در شرایط تاریکی بیشتر از شرایط روشنایی است به دلیل اینکه در حضور نور، چرخه رشدی قارچ پنی سیلیوم اکسپنسوم روی میوه کامل نمی شود.

 ویژگی های پاتولین

پاتولین ترکیبی بی رنگ است که به راحتی در آب حل می شود و نسبت به حرارت و شرایط اسیدی مقاوم است، در نتیجه بعد از پاستوریزاسیون از بین نمی رود. پاتولین در pH کمتر از 5/5 پایدار نیست.
خطرات پاتولین روی سلامت انسان:
با توجه به مصرف بالای فرآورده های بر پایه میوه مانند آبمیوه و لواشک توسط کودکان در مقایسه با بزرگسالان، و با توجه به مصرف مقدار غذای بیشتر نسبت به وزن کمتر بدنشان، کودکان بیشتر از بزرگسالان در معرض خطر پاتولین هستند. علاوه بر کودکان، ریسک پاتولین در زنان باردار نیز بالا است.
مسمومیت حاد با پاتولین در انسان می تواند باعث تشنج، اضطراب و پریشانی، ورم و التهاب روده، حالت تهوع شده و مواجهه مزمن نیز می تواند باعث آسیب به سیستم عصبی و ایمنی بدن شده و با آسیب به DNA باعث ایجاد جهش و ناهنجاری در جنین شود. طبق اعلام آژانس سرطان، به دلیل نبود اطلاعات کافی درباره توانایی سرطان زا بودن، پاتولین در سیستم رده بندی در دسته 3 قرار می گیرد که برای انسان سرطان زا نیستند. علاوه بر این، پاتولین با آسیب به DNA اسپرم و کاهش تحرک آن، می تواند باعث ناباروری در مردان شود. این سم قارچی می تواند باعث ورم مغزی، وجود خون در ریه، اختلال در خون رسانی به کبد، کلیه و طحال شود.
البته انسان می تواند از طریق استنشاق و لمس سطوح کپک زده در معرض پاتولین قرار بگیرد. مشخص شده است که پاتولین حتی از طریق لمس میوه های کپک زده هم می تواند جذب پوست شود. 

چرا خطر پاتولین در آبمیوه ها بیشتر است؟

پاتولین دریافتی از نوشیدنی های بر پایه میوه نسبت به غذاهای جامد دارای میوه بیشتر است که این ممکن است به این مربوط باشد که در غذاهای جامد پاتولین به اجزای غذا متصل شده است و این باعث کاهش جذب پاتولین نسبت به آبمیوه می شود. از طرفی پاتولین در شرایط اسیدی پایدار است و pH آبمیوه هم اسیدی است.
در سال 2003 با توجه به خطرات پاتولین، اتحادیه اروپا حد مجاز این سم را در آبمیوه ها برای بزرگسالان، ppb 50 و برای غذای کودکان بر پایه میوه، آبمیوه سیب و محصولات غذایی حاصل از سیب مانند کمپوت و پوره سیبppb  10 مشخص کرد. این استاندارد در ایران روی محصولات بر پایه سیب مانند آبمیوه سیب، کمپوت و لواشک سیب، ppb 50 و برای غذای کودک بر پایه میوه ppb  10  در نظر گرفته شده است. 
سازمان جهانی بهداشت (WHO) و سازمان خواروبار و کشاورزی ملل متحد (FAO)، حد مجاز دریافت روزانه پاتولین را 4/0 میکروگرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن تعیین کرده است. به دلیل اینکه کودکان وزن کمتری دارند و میزان مصرف سیب و فرآورده های آن مانند آبمیوه ، کمپوت و لواشک سیب بیشتر است، مصرف این محصولات تولیدی با استاندارد ppb 50 برای کودکان نگران کننده است.
میزان غلظت پاتولین در سیب و میزان آسیب دیدگی:

راهکارهای کاهش پاتولین:

کاهش آلودگی پاتولین در آبمیوه ها، نیازمند عملیات خوب کشاورزی (GAP) و شرایط خوب تولید (GMP) می باشد.
الف- برخی از توصیه های بر پایه عملیات خوب کشاورزی
قبل از برداشت :

• در فصل خواب درخت، چوب های بیمار و میوه های خشکیده و مومیایی شده، جمع و نابود شود.
• درختان هرس شود به گونه ای که اجازه عبور هوا به خوبی وجود داشته باشد.
• کنترل آفات و بیماری ها که باعث آسیب و پوسیدگی سیب می شود مانند کرم سیب
• آب و هوای مرطوب و بارندگی در حوالی زمان ریزش گلبرگ و برداشت، می تواند باعث افزایش خطر پوسیدگی میوه شده و اقدامات لازم مانند استفاده از قارچ کش برای پیشگیری از رشد قارچ باید در نظر گرفته شود.
• تنظیم نسبت پتاسیم به کلسیم که باعث افزایش سفتی بافت میوه و کاهش احتمال پوسیدگی میوه و افزایش طول انبارداری آن می شود از طریق مصرف مناسب کود

بعد از برداشت

•  میوه ها در تمام مراحل برداشت و انبارداری، باید به گونه ای مدیریت شوند که کمترین آسیب را ببینند.
• برای اطمینان از جمع آوری میوه های سالم و رسیده، قبل از تکان دادن درخت برای برداشت میوه، باید سیب هایی که روی زمین افتاده و دارای پوسیدگی و آسیب دیدگی هستند جدا و جمع آوری شوند.
• میوه های برداشت شده بهتر است همان روز به سردخانه منتقل شوند. در صورتی که امکان انتقال سریع به سردخانه میسر نبود، باید سیب ها در محل برداشت در جای خنک نگهداری شوند. اگر این امکان نیز وجود نداشت، نباید میوه های برداشت شده در باغ رها شود و بهتر است در اتاق های زیرزمینی، قسمت های مسقف و زیر سایبان نگهداری شود تا در اسرع وقت به سردخانه منتقل شوند. علاوه براین، به دلیل احتمال وجود اسپور قارچ در خاک، از تماس میوه ها با خاک جلوگیری شود.
•  تمام کانتینرها و جعبه های حمل و نقل میوه باید کاملاً تمیز و شسته شده و فاقد بقایای گیاهی و فاقد نقاط تیز و آسیب زننده باشد. 
• رشد کپک در شرایط گرم اتفاق می افتد، بنابراین سرد کردن سریع و نگه داشتن در شرایط مناسب در دمای کمتر از 5 درجه سانتی گراد و علاوه براین اتمسفر اصلاح شده و کاهش میزان اکسیژن (کمتر از 8/1 درصد) می تواند به کنترل آلودگی کمک کند.
•  میوه های انبار شده باید هر چند وقت یکبار، حداقل یه بار در ماه برای میزان پوسیدگی، ارزیابی شوند. 
• حداقل فاصله جعبه های سیب از سقف 60 سانتی متر و از دیوارها، 15 سانتی متر است و جعبه ها به گونه ای قرار بگیرند که هوا در بین آنها بتواند جریان داشته باشد.
•  هر گونه آسیب به میوه، شرایط را برای تولید پاتولین فراهم می کند. به این دلیل، باید هر گونه آسیب به میوه به حداقل برسد به خصوص موقعی که قرار است میوه ها به مدت بیشتر از 24 ساعت در دمای محیط قبل از آبگیری، انبار شوند. استفاده از وسایل نقلیه مجهز به سرد کننده برای انتقال سیب لازم است به خصوص اگر فاصله مبدأ تا سردخانه زیاد باشد. چنانچه مسیر انتقال به سردخانه، ناهموار باشد باید از راننده درخواست کرد طوری وسیله نقلیه را براند که موجب ایجاد لرزشها و حرکات شدید که سبب خسارت به سیب می شود، نگردد.  

ب- برخی از توصیه های بر پایه شرایط خوب تولید 

•  در مرحله فرآوری و قبل از آبگیری، میوه ها باید به دقت انبار شوند و فقط میوه های سالم انبار شود و از اختلاط آن با میوه های لهیده، آفت زده، زیر درختی خودداری شود. میوه های داخل انبار به صورت تصادفی چک شوند و با برش دادن میوه از نظر آلودگی های داخلی هم میوه ها بررسی شده و میوه های آلوده حذف شوند.
• دستگاههای آبگیری و دیگر تجهیزات باید کاملاً تمیز و عاری از آلودگی باشند که معمولاً با شلنگهای فشار قوی شسته و با استفاده از ضدعفونی کننده های مناسب ضدعفونی می شوند و سپس با آب سرد و آشامیدنی، آبکشی شوند. در برخی کارخانه ها که به طور مداوم فعال هستند بهتر است بعد از اتمام شیفت کاری یا یک بار در روز، عملیات تمیز کردن صورت بگیرد. 
•  بعد از آبگیری، بهتر است، نمونه هایی از آبمیوه برای بررسی میزان پاتولین به آزمایشگاه فرستاده شوند.
•  آبمیوه ها باید در دمای کمتر از 5 درجه سانتی گراد تا مراحل بسته بندی و پاستوریزه کردن، نگهداری شوند.
•  آبمیوه ها باید در طی فرآیند گرمایی قرار بگیرند. اگرچه این مرحله تأثیری روی کاهش پاتولین ندارد اما می تواند با از بین بردن اسپور و میسلیوم های رویشی قارچ، از افزایش آلودگی های پاتولینی جلوگیری کند. 
• هرس کردن مناسب درختان باعث جریان داشتن هوا و نفوذ نور کافی در میان درختان می شود.
•  آفات و بیماری هایی که باعث پوسیدگی میوه و یا ایجاد محلی برای ورود قارچ های مولد پاتولین می شود باید کنترل شوند. این بیماری ها شامل لکه سیاه سیب، پوسیدگی تلخ سیب، پوسیدگی مغز سیب و لکه تلخی سیب می باشد. عوامل قارچی، و کرم سیب نیز نمونه هایی از آفات سیب هستند. استفاده از قارچ کش ها برای جلوگیری از جوانه زنی و رشد کپک، استفاده از کودهایی بر پایه کلسیم و فسفر به منظور بهبود ساختار و کاهش آسیب پذیری و پوسیدگی میوه نیز می توانند موثر باشند.
• محدودیت‌های مربوط به سمیت قارچ‌کش‌ها و ایجاد مقاومت قارچی در برابر آنها، تلاش ها را به سوی یافتن عوامل کنترل جایگزین، مانند ضدعفونی‌کننده‌ها، عوامل طبیعی و ... هدایت کرده است و مشخص شده است که محلولهای اسید استیک 2-5% در مهار رشد اکسپنسوم و تولید پاتولین موثر بوده اند لذا روش هایی از این قبیل را می توان به عنوان جایگزین ایمن تر و ارزان تر برای جلوگیری یا کنترل تولید پاتولین در زمان خارج کردن میوه ها از یخچال تا فرآوری در نظر گرفت.  

در طول برداشت: 

• برداشت سیب نباید در هنگام بارندگی انجام شود. هوای بارانی در طول برداشت نیز از دیگر عواملی است که در افزایش آلودگی ناشی از کپک ها مرتبط است پس میوه ها باید در هوای خشک برداشت شوند و سریعا به محل های نگهداری خنک منتقل شوند.
• برای به حداقل رساندن آسیب های فیزیکی حین برداشت، کارگران باید آموزش های تئوری و عملی لازم را ببینند. 
•  هنگام چیدن میوه از انجام هر عملی که موجب آسیب دیدن سیب می شود مانند فشار انگشت، زخمی کردن و پرتاب میوه درون ظروف، باید خودداری شود. برای پیشگیری از آسیب احتمالی به میوه، کف و دیواره های ظروف، باید فاقد بست های فلزی و زوایا و برجستگی های تیز باشد. 
• احتمال آلودگی میوه هایی که پیش از برداشت به زمین افتاده اند نسبت به میوه هایی که هنگام برداشت از روی درخت جدا می شوند،  بیشتر است. بنابراین باید در طول جمع آوری از تماس میو های پوسیده با میوه های سالم جلوگیری شود.
• برای اطمینان از جمع آوری میوه های سالم و رسیده، قبل از تکان دادن درخت برای برداشت میوه، باید سیب هایی که روی زمین افتاده و دارای پوسیدگی و آسیب دیدگی هستند جدا و جمع آوری شوند.
• برای کاهش تماس میوه با خاک، قبل از تکان دادن درخت، از زیراندازهای مناسب استفاده شود. 
• ظروف مورد استفاده برای برداشت میوه باید در محلی تمیز و به دور از آفات، پرندگان و حشرات نگهداری و پیش از استفاده تمیز شوند.
• نگهداری و انبارداری:
•   برای نگهداری میوه ها در کارخانه، سیب ها باید در طول مدت نگهداری، در یخچال قرار بگیرند و چنانچه این امکان وجود نداشت، نگهداری در دمای اتاق نباید بیش از 48 ساعت طول بکشد. بدلیل اینکه با کاهش دما، آزاد شدن گاز اتیلن در محصول (گازی بی بو و بی رنگ است و بطور طبیعی در هنگام رسیدن میوه تولید می شود)، کاهش پیدا می کند و در نتیجه سرعت رسیدن میوه و گسترش آلودگی با نگهداری سیب در یخچال و سردخانه، افزایش می یابد. 
• با توجه به اینکه برخی از رقم های سیب مانند رقم های زرد لبنانی و قرمز لبنانی  که دارای کاسه گل باز هستند، نسبت به پوسیدگی از درون حساس تر می باشند و درچنین مواری لازم است میوه ها مرتباً از نظر پوسیدگی مغزی و داخلی مورد بررسی قرار بگیرند.  
•  کاهش دما از 22 به 4 درجه سانتی گراد، باعث کاهش قابل توجهی در سطح پاتولین می شود. از آنجاییکه کاهش فعالیت آبی و دمای نگهداری هر دو باعث کاهش تولید پاتولین می شوند، همکاری این دو فاکتور می تواند تأثیرگذار باشند. (فعالیت آبی با دما افزایش پیدا میکند.)
•   ترکیب گاز به ویژه گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن در مکان های ذخیره سازی و انبارها تأثیر مهمی بر رسیدن سیب و تولید پاتولین توسط قارچ پنی سیلیوم اکسپنسوم دارد. مقدار مایکوتوکسین تولید شده زمانی که در اتمسفر کنترل شده نگهداری می شود، نسبت به زمانی که فقط در یخچال نگهداری می شود، کمتر است و همچنین هر گونه افزایش در غلظت O2 می‌تواند با افزایش تولید پاتولین توسط برخی از گونه های قارچی همراه باشد. استفاده از هوای بهینه شده جهت نگهداری مواد غذایی توصیه شده است. استفاده از کربن دی اکسید یا نیتروژن با اکسیژن کم، توانایی کنترل رشد کپک ها در سیب را دارد.
•  سیب ها در بسته بندی های پلی اتیلن دارای توانایی بالایی در جلوگیری از رشد قارچ هستند. حتی بدون استفاده از هوای کنترل شده، پلی اتیلن باعث کاهش رشد قارچ تا 68% و کاهش تولید سم تا 5/99 درصد می شود.

شرایط نگهداری سیب: 

1.    سیب ها باید حداکثر 18 ساعت پس از برداشت به انبار سرد با دمای حدود 5 درجه سلسیوس منتقل شوند. 
2.    به طور معمول رشد قارچ در شرایط محیطی گرم و مرطوب اتفاق می افتد و سرد کردن سریع میوه و حفظ شرایط جوی انبار، باعث بهبود شرایط نگهداری میوه می شود. برای حفظ شرایط ایده آل بهتر است میوه ها در مدت 3 تا 4 روز پس از برداشت، در درجه حرارت بهینه (کمتر از 5 درجه) قرار بگیرند. 
3.    در صورتیکه سیب ها در انبارهایی با اتمسفر کنترل شده نگهداری شوند، باید از غیرقابل نفوذ بودن انبارها اطمینان حاصل گردد. شرایط جوی کنترل شده با میزان اکسیژن کم (برای مثال کمتر از 1.8 درصد) باید طی مدت 7 تا 10 روز از زمان شروع بارگذاری قابل حصول باشد و در 7روز بعدی بدون تغییر باقی بماند.  
4.    ظروف نگهداری سیب در سردخانه باید دارای منافذ کافی برای رسیدن هوای سالن سردخانه به میوه های محتوای آن باشد. 
5.    سیب های له شده نیز باید تا حد امکان جداسازی شوند زیرا لهیدگی از عوامل موثر در ایجاد پاتولین است. 
6.    سیب های نگهداری شده در انبار باید به صورت دوره ای حداقل هر ماه یکبار از نظر میزان پوسیدگی، شرایط کلی میوه و مدت زمان ماندگاری مورد بررسی قرار گیرد. در انبارهایی که زمان نگهداری میوه ها به دلیل شرایط رشد و یا برداشت نامناسب، کمتر از 3ماه است، فواصل زمانی کوتاه تر توصیه میشود.