اُکراتوکسین ها، ترکیبات سمی هستند که در انتهای مرحله رشدی قارچ های آسپرژیلوس و پنی سیلیوم در محصولات غذایی مختلف مانند حبوبات، ادویه جات، قهوه، کاکائو، بادام، پسته، گردو، انجیر خشک، میوه های خشک، کشمش و غلات در هنگام رشد در مزرعه، در مرحله برداشت به دلیل آسیب دیدن محصول، در حین حمل و نقل و انبارداری به خصوص در صورتی که محصولات به درستی خشک نشده باشند، در شرایط رطوبتی و دمایی مناسب، تولید می شوند.
اکراتوکسین ها دومین گروه اصلی مایکوتوکسین ها یا سموم قارچی هستند که بعد از کشف آفلاتوکسین ها مورد توجه قرار گرفتند. اکراتوکسین A در سال 1965 در آفریقاي جنوبی در پژوهش هاي آزمایشگاهی براي یافتن ترکیبات سمیِ جدیدِ قارچ آسپرژیلوس اُکراسئوس کشف شد و به دلیل نام قارچی که از آن گرفته شده بود، اُکراتوکسین نامیده شد.
قارچ آسپرژیلوس اُکراسئوس، اولین بار توسط گیاه شناس و قارچ شناس آلمانی به نام کارل ویلهلم در سال 1877 کشف شد که اُکراسئوس به معنای به رنگِ اُکر یا اُخرایی رنگ یا زرد مایل به قهوه ای روشن است که رنگ کلنی این قارچ هم به رنگ گندمی مایل به زرد روشن است.
اکراتوکسین ها در سه نوع A، B و C هستند که در این بین، اکراتوکسین A بدلیل داشتن یه قسمتِ آمینو اسیدی، که در ساخت پروتئین استفاده می شود (فنیل آلانین) با مهار آنزیم ها می تواند از تولید پروتئین در سلول های ایمنی بدن جلوگیری کند و از طرفی اکراتوکسین A، به دلیل داشتن کلر (cl) قادر است به DNA (ترکیبی که تمام اطلاعات ژنتیکی و وراثتی موجود زنده روی آن قرار دارد)، متصل شود که در نتیجه سمی تر از بقیه انواع اکراتوکسین ها است.
آلودگی های اکراتوکسینی به عنوان یک مشکل در سراسر جهان هم در کشورهای توسعه یافته و هم در کشورهای در حال توسعه می باشد.
مشکلات اکراتوکسین محدود به آلودگی محصولات کشاورزی نیست، بلکه احتمال آلودگی مواد غذایی با منشأ حیوانی مانند گوشت، شیر و تخم مرغ هم در صورت آلودگی خوراک دام و طیور به این سم وجود دارد.
البته نشخوارکنندگان در برابر سمیت اکراتوکسین A حساسیت کمتری دارند به دلیل اینکه در شکمبه آنها، میکروارگانسیم ها (یا میکروب ها) وجود دارد که قادرند اکراتوکسین A را به ترکیبات غیر سمی به نام (آلفا اکراتوکسین) تجزیه کنند با این حال، ممکن است سم اکراتوکسین به شیر وارد شود. البته ردپای کوچکی از آلودگی های اکراتوکسینی در ماهی ها مانند تیلاپیا و سالمون دیده شده که منبع خطرناکی از اکراتوکسین محسوب نمی شوند.
از دیگر معضلات اکراتوکسین A که می توان به آن اشاره کرد این است که در صورت آلوده بودن محصولات غذایی به این سم قارچی، به دلیل مقاومت اکراتوکسین در برابر حرارت، با پخت و پزهای معمولی و فرآوری مواد غذایی که اغلب در محدوده دمایی 80 تا 120 درجه سانتی گراد صورت می گیرد، از بین نمی رود.
تأثیر اکراتوکسین روی سلامت انسان
اگرچه انسان می تواند از طریق استنشاق یا تماس پوستی در معرض اکراتوکسین A قرار بگیرد، مواجهه شغلی در اثر استنشاق گرد و غبار در محل نگهداری محصولات کشاورزی، رایج نیست و برای انسان، منبع اصلی دریافت اکراتوکسین A، مصرف مواد غذایی آلوده است.
آژانس بین المللی تحقیقات روی سرطان (IARC)، اکراتوکسین A را در گروه 2B یعنی به عنوان ترکیبی که احتمالاً در سرطان زایی روی انسان نقش دارد، طبقه بندی کرد. اکراتوکسین A قادر است به DNA متصل شده و این فرآیند می تواند شروع سرطانی شدن یک سلول (کوچکترین واحد حیاتی بدن هر موجود زنده) باشد.
با مصرف مواد غذایی آلوده به اکراتوکسین A، این سم به راحتی از طریق دستگاه گوارش بدن جذب شده و با اتصال به پروتئین اصلی خون (آلبومین) به سمت بخش های مختلف بدن از جمله کلیه و کبد رفته و در بافتهای چربی بدن ذخیره می شود. طبق تحقیقات اکراتوکسین A، می تواند تا مدتها در خون باقی بماند.
اثر مخرب و سمی اکراتوکسین A بیشتر روی کلیه است اما روی سایر اندام ها مانند کبد و همینطور سیستم ایمنی بدن نیز تأثیر گذار است. علاوه بر این، اکراتوکسین A قادر به عبور از جفت و ایجاد نقایص مادرزادی در جنین از جمله اختلال در رشد اندام های بدن و همینطور مرگ جنین است.
بر اساس تحقیقات سازمان ایمنی مواد غذایی اروپا (EFSA)، مشخص شد که تجمع اکراتوکسین A می تواند بیشتر در خون، کبد و کلیه اتفاق بیفتد و مقدار کمتری از آن در بافت ماهیچه ای، چربی و شیر یافت می شود.
اکراتوکسین A روی سلامت مردان هم اثرات منفی می گذارد و با جلوگیری از ترشح هورومون تستوسترون (هورمون جنسی) و با بدشکلی، کاهش تعداد و تحرک سلول اسپرم باعث ناباروری در آقایان شده و ممکن است باعث سرطان بیضه شود.
سم اکراتوکسین A، با جلوگیری از تولید پروتئین در سلولهای ایمنی، باعث سرکوب سیستم ایمنی بدن می شود. تحقیقات روی حیوانات نشان داده است که این سم می تواند باعث کاهش اندازه اندام های ایمنی بدن مانند طحال، اندام لنفاوی (تیموس) و غدد لنفاوی شده و از این طریق عملکرد سیستم ایمنی را کاهش دهد و با گذاشتن اثرات مخرب روی سلول های لوزالمعده، ممکن است منجر به دیابت شود.
در صورت مصرف مواد غذایی آلوده به اکراتوکسین در زنان شیرده، این سم از طریق شیر به نوزاد منتقل می شود. کودکان با توجه به وزن کمتری که دارند و تعداد دفعات بیشتری که غذا مصرف می کنند، بیشتر در معرض خطر اکراتوکسین A قرار می گیرند. علاوه بر مادران و نوزادان، افراد مسن که سیستم ایمنی ضعیف تری دارند هم از گروه های پرخطر محسوب می شوند.
قارچ های مولد اکراتوکسین A
اکراتوکسین A در اثر رشد قارچ های آسپرژیلوس (آسپرژیلوس اکراسئوس، آسپرژیلوس نایجر، آسپرژیلوس کربوناریوس) و پنی سیلیوم (پنی سیلیوم وروکوزوم) تولید می شود. قارچ های تولید کننده اکراتوکسین بر اساس رنگ کلونی تا حدودی قابل تشخیص از هم هستند. رنگ کلونی اکراسئوس از گندمی تا زرد روشن و نایجر به رنگ قهوه ای تیره و سیاه رنگ است. کلنی کربوناریوس دارای رنگ خرمایی پُر رنگ تا سیاه و پنی سیلیوم وروکوزوم سبز مات تا سبز تیره است.
شرایط رشدی قارچ ها در جدول زیر دسته بندی شده اند.
شرایط تولید اکراتوکسین A
آلودگی مواد غذایی به اکراتوکسین A، در مناطق گرمسیری بیشتر توسط قارچ آسپرژیلوس اکراسئوس تولید می شود در حالی که اکراتوکسین A در مناطق آب و هوای معتدل بیشتر توسط قارچ پنی سیلیوم وروکوزم تولید می شود. دانه های قهوه و کاکائو، انگور و ادویه جات برای رشد به شرایط گرم تری نیاز دارند، بنابراین، آلودگی با اکراتوکسین در این محصولات بیشتر با قارچ آسپرژیلوس اکراسئوس صورت می گیرد.
و از طرفی، برای رشد غلات، آب و هوای خنک نسبت به آب و هوای گرم مناسب تر است، در نتیجه آلودگی غلات به اکراتوکسین بیشتر توسط رشد قارچ پنی سیلیوم وروکوزم اتفاق می افتد.
آسپرژیلوس اکراسئوس در دانه های روغنی مانند سویا و بادام زمینی بهتر از دانه هایی مانند گندم و ذرت رشد می کند اما پنی سیلیوم وروکوزوم روی ذرت و گندم بهتر رشد می کند.
برای رشد قارچ پنی سیلیوم وروکوزم و تولید اکراتوکسین A روی غلات، به میزان رطوبت دانه، 18 تا 22 درصد نیاز است. برای رشد قارچ آسپرژیلوس اکراسئوس و تولید اکراتوکسین A روی دانه قهوه، به رطوبت دانه بالای 13 درصد نیاز است.
مقادیر حد مجاز اکراتوکسین A در بدن انسان:
از نظر کمیته مشترک سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO) و سازمان جهانی بهداشت (WHO)، مقدار جذب موقت هفتگی قابل تحمل برای انسان (PTWI)، 100 نانوگرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در هفته است. هر دانه نمک وزنی حدود 50 هزار نانوگرم دارد که وزن یک دانه نمک حدود 500 برابر میزان توصیه شده و حد مجاز دریافت هفتگی اکراتوکسین A توسط انسان است.
مقادیر حد مجاز اکراتوکسین A در محصولات کشاورزی:
مقادیر حد مجاز برای محصولات مختلف متفاوت است که این مقادیر بر اساس آخرین تغییرات استانداردهای ملی ایران در سال 1399و اروپا در سال 2022 در جدول زیر آمده است.
راههای کنترل آلودگی اکراتوکسین A:
مواد غذایی مستعد به آلودگی با اکراتوکسین A در درجه اول غلات و به دنبال آن انگور و قهوه برشته شده می باشد.
غلات:
نگهداری و انبارداری مناسب اولین فرآیندی است که می تواند تولید اکراتوکسین A را در غلات و فرآورده های آن کاهش دهد و این عملیات عبارتند از نگهداری و بهداشت خوب در انبار، خشک کردن سریع دانه ها تا رسیدن به رطوبت کمتر از 18 درصد، سردکردن سریع دانه ها، نگهداری دانه ها در رطوبت پایین، بازرسی و کنترل مداوم دانه ها است.
در انبارداری طولانی مدت، دانه باید تا رطوبت کمتر از 12 درصد خشک شود. اگرچه تولید اکراتوکسین A در رطوبت کمتر از 18 درصد اتفاق نمی افتد با این حال توصیه می شود که غلات در رطوبت کمتر از 12 درصد ذخیره شوند تا فعالیت حشرات و کنه ها نیز کاهش یابد. زیرا آفات باعث تولید حرارت، رطوبت و آسیب دیدن میوه ها می شوند که شرایط را برای رشد قارچ و تولید اکراتوکسین فراهم می شود.
شرایط و طراحی مناسب انبار حائز اهمیت است. از طراحی و نگهداری خوب انبارها اطمینان حاصل کنید. انبارها باید دارای فضای خالی کافی بالای سطح دانه ها بوده و دارای تهویه مناسب باشند تا رطوبت دوباره جذب نشود. تهویه مناسب و هوا دهی غلات می تواند در کاهش رطوبت انبار مؤثر باشد.
بازرسی و کنترل مداوم دانه ها و حذف دانه های کپک زده برای جلوگیری از گسترش آلودگی در انبار ضروری است.
به طور معمول حمل و نقل محصولات کشاورزی به کشورهای وارداتی با کشتی انجام می شود که معمولاً رطوبت بالا است و وجود حشرات و جوندگان نیز رایج است، بنابراین انبارهای کشتی ها باید تحت شرایط رطوبتی مناسب قرار بگیرند، مکان های ذخیره سازی باید تمیز و ضدعفونی شده باشند و از ورود جوندگان و حشرات باید جلوگیری شود.
صندوق های حمل بار باید به دور از دیوارها نگهداری شوند و کیسه ها بالاتر از زمین قرار بگیرند تا از خیس شدن مجدد محصول جلوگیری شود.
ماشین آلات انبار و تجهیزات برداشت را تمیز کنید زیرا پنی سیلیوم وروکوزوم در بین توده دانه ها و گردو غبار باقیمانده روی ماشین آلات و در انبار زندگی می کند. تمیز کردن ماشین آلات، می تواند انتقال این قارچ را در بین فصل ها کاهش دهد. ماشین آلات و انبارها، پس از اتمام استفاده در پایان هر فصل باید کاملا تمیز شوند. و از انبار کردن طولانی مدت مواد غذایی، باید پرهیز شود.
انگور:
با رعایت فاصله بین درخت انگور، جلوگیری از تماس خوشه های انگور با خاک (چون اسپور یا سلول تولید مثلی قارچ که برای رشد قارچ لازم است، در خاک وجود دارد)، کاربردهای مناسب کودهای نیتروژن دار برای کاهش آلودگی مؤثر است. آبیاری بصورت منظم انجام شود تا از شکافته شدن حبه ها و ایجاد ترک روی پوست که راه نفوذ و گسترش قارچ، بویژه در مناطق گرم از جلوگیری شود.
حذف برگ ها در اطراف خوشه انگور برای هوا دهی به خوشه ها به خصوص در شرایط آب و هوایی گرم و مرطوب و در هنگام رسیدن انگور، امری ضروری است.
میوه های برداشت شده نباید بیش از حد گنجایش در ظروف حمل قرار داده شوند. از انباشتگی بیش از حد محصول روی یکدیگر و درنتیجه لهیدگی آن باید پرهیز شود.
خشک کردن سریع و مناسب کشمش های آفتابی در جلوگیری از آلودگی اهمیت دارد، زیرا در برخی موارد باران های پاییزه باعث بهم چسبیدن کشمش ها، انتقال آلودگی قارچی و تولید اکراتوکسین می شود.
قهوه:
معمولاً رطوبت کمتر از 12 تا 13 درصد در قهوه سبز توصیه شده است و چون قهوه یک ترکیب جاذب رطوبت است در نتیجه در هنگام انبارداری و حمل و نقل می تواند آب را جذب کند. بنابراین سطح رطوبت دانه قهوه نباید از 12/5 درصد تجاوز کند.
برای کاهش آلودگی اکراتوکسین A در هنگام ذخیره سازی قهوه، باید رطوبت نسبی 50 تا 70 درصد و دمای زیر 20 درجه سانتی گراد رعایت شود.
پیشنهادات در مورد کاهش خطرات اکراتوکسین بعد از مصرف مواد غذایی:
نتایج تحقیقات نشان می دهند مصرف ویتامین های E و C می تواند باعث کاهش سمیت اکراتوکسین A شود.
علاوه بر این، عسل به دلیل داشتن ترکیبات آنتی اکسیدانی مانند کوئرستین ممکن است تا حدی با سمیت اکراتوکسین A مقابله کند.
اثرات سمی آفلاتوکسین B1، داکسی نیوالنول، اکراتوکسین A و زیرالنون در اثر برهمکنش با ویتامین A می تواند کاهش پیدا کند.