A mikotoxinok a penészgombák mérgező másodlagos anyagcseretermékei. Az általuk okozott gazdasági károkat jól tükrözi, hogy a FAO becslései szerint a globális mezőgazdasági termelés mintegy 25%-a mikotoxinokkal szennyezett.
Ezek a méreganyagok, elfogyasztásuk esetén, különböző megbetegedéseket tudnak előidézni; a daganatos betegségeken felül keringési, vese-, idegrendszeri és ivarszervi károsodást okozhatnak. Továbbá néhány mikotoxin képes az immunrendszer gyengítésére, utat nyitva ezzel a fertőző betegségeknek. Belátható tehát, hogy a gazdasági veszteségeken túl a mikotoxinok komoly állat- és humánegészségügyi kockázatokat jelentenek.
Számos törekvés született a mikotoxinokkal szemben történő kitettség mérséklésére. A világ sok országában törvényileg felső határértékekkel szabályozzák a mikotoxinok megengedett szintjét élelmiszerekben és takarmányokban. Ezeknek a határértékeknek a betartása az élelmiszerlánc kritikus pontjain hatékonyan alkalmazható vizsgálati hátteret igényel.
A mikotoxin-vizsgálati eljárások között általánosságban gyors módszereket és referenciamódszereket különböztetünk meg. A gyors vizsgálati eljárások közé soroljuk az ELISA-teszteket, a fluorimetriás, valamint az immunkromatográfiás teszteket. A referenciamódszerek a mikotoxinok esetében intenzív folyadékkromatográfiás (HPLC) vizsgálaton alapulnak, amelyek különféle detektálási technikákkal (pl. UV, FLD, MS, MSMS) egészülhetnek ki.
Az élelmiszerlánc kritikus vizsgálati pontjai közül az egyik legjelentősebb az alapanyag-átvétel helyszíne, hiszen itt tudja eldönteni egy feldolgozóüzem, hogy milyen mikotoxin-szennyezettséggel rendelkező anyagokat (pl. gabonát) enged be a létesítménybe, és használ fel a termékei előállítása során. Ez a vizsgálati pont sajátos igényeket támaszt az alkalmazott vizsgálati módszerrel szemben.
Kiemelt szempont a gyorsaság; néhány perc alatt elérhető eredményekre van szükség a valós idejű döntésekhez, hogy leboríthatja-e a teherautó a rakományát vagy sem. Nagy jelentősége van a módszer egyszerűségének, hogy az operátor személyzet könnyen és magabiztosan el tudja sajátítani a mérés elvégzését. Nem ritka, hogy egyidejűleg több különböző paramétert (pl. nedvességtartalom, tisztaság, fehérjetartalom stb.) kell vizsgálniuk a mikotoxinokon felül is, a rendelkezésre álló rövid idő alatt. Az alapanyag-átvétel helyszíne robusztus kialakítást kíván a tesztekkel és az elvégzésükhöz, kiértékelésükhöz szükséges műszerekkel szemben is. A szemes gabona beérkezése és darálása következtében egy laboratóriumhoz képest jóval nagyobb mértékű szennyeződéssel és porral kell számolni. A felhasznált eszközöknek ellenállónak kell lenniük ezekkel a körülményekkel szemben. Végül pedig a mérési eredmények kezelésével szemben is egyre komolyabb igények merülnek fel. Kezdetben elegendő volt leolvasni az eredményt a tesztcsíkról vagy az olvasókészülék kijelzőjéről, és írásban dokumentálni azt. Ma már az eredmények kinyomtatásán felül számos adatkezelési stratégiára van lehetőség: az eredmények számítógépre tölthetőek, közvetlenül betáplálhatóak laboratóriumi információs (LIMS) vagy egyéb vállalatirányítási rendszerekbe.
Ezeknek a sajátos szempontoknak jelenleg leginkább az immunkromatográfiás tesztek felelnek meg. Természetesen az élelmiszerlánc egyéb pontjain nagyon fontos szerepük van az ELISA-teszteknek és a kromatográfiás referenciamódszereknek, hiszen azokkal tudjuk hitelesen megerősíteni a gyorsvizsgálatok eredményeit, és nagy pontossággal garantálni, hogy a késztermékek megfelelnek a jogszabályi előírásokban szereplő felső határértékeknek.
Visszatérve az immunkromatográfiás gyorstesztekre, amelyekre a nemzetközi szakirodalom lateral flow device (LFD) néven hivatkozik, a mikotoxinok gyors vizsgálata során ez a legelterjedtebben alkalmazott mérési technika. A jelenleg is tartó pandémiás időszak során gyakran emlegetett gyorstesztek is immunkromatográfiás elven működnek. Ezek a tesztcsíkok viszonylag egyszerű technológiát képviselnek: a vizsgálati rendszer egy sor kapilláriságyból (porózus membránokból) áll. A membránok egyrészt szivacsként működnek, és biztosítják a mintaoldat áramlását a tesztcsíkon, ugyanakkor lehetővé teszik a gyártó által beépített bioaktív részecskék (konjugát és specifikus antitestek) találkozását a mintában lévő célkomponensekkel, ebben az esetben a vizsgált mikotoxinokkal. Ahogy a mintaoldat áramlik a tesztcsíkon, érintkezésbe kerül és reakcióba lép ezekkel a részecskékkel, majd a mikotoxinok szintjétől függően két különböző intenzitású vonal jelenhet meg a tesztcsík megfelelő zónáiban.
Léteznek még olyan immunkromatográfiás tesztek, amelyek az eredményeket kvalitatív formában jelenítik meg, azaz a teszten egy vagy két vonal jelenik meg, és az eredmény pozitív vagy negatív. Ez azt jelenti, hogy egy adott kimutatási küszöbértékhez (pl. 10 ppb aflatoxin) képest nagyobb vagy alacsonyabb a vizsgált mikotoxin jelenléte a mintában.
A piaci igények viszont megkövetelik a mennyiségi eredményeket még a gyorstesztek esetében is. Ezért több tesztgyártó is összehangolta az általa gyártott gyorstesztet egy olvasókészülékkel. A műszerek minden esetben egy kamerán alapulnak, amely egy nagy felbontású képet készít a tesztcsíkon megjelenő teszt- és kontrollvonalakról. Majd az előzetesen betáplált kalibrációs adatok felhasználásával meghatározza a vizsgált mikotoxin koncentrációját, és megjeleníti a készülék kijelzőjén. A gyorstesztek piacán a legújabb innovációt a Romer Labs által kifejlesztett AgraStrip Pro WATEX tesztek és a hozzájuk kapcsolódó AgraVision Pro olvasókészülék képviseli. A fejlesztés során az imént említett szempontok kivétel nélkül teljesültek. Valamennyi mikotoxinteszt egy minta-előkészítéssel elvégezhető; a víz alapú extrakcióval sikerült a szerves oldószerek jelentette kockázatot kiküszöbölni, és egy környezetbarát megoldást kidolgozni. Ami a vizsgálatot és a kiértékelést illeti, az AgraVision Pro olvasó az első olyan készülék, amely a lépések jelentős részét automatizálta, minimalizálva ezzel a lehetséges felhasználói hibákat, és leegyszerűsítve a betanítást.
A gyorsan elérhető mennyiségi eredmények természetesen kompromisszummal járnak, hiszen csak olyan áruféleségek vizsgálatára használhatóak megbízhatóan, amelyeket az adott teszt gyártója validált. Erről javasolt egyeztetni a tesztek gyártójával, mielőtt rutinszerűen elkezdjük azt alkalmazni.
Mikotoxin-megelőző és inaktiválási stratégiák a mai gyakorlatban
Az olyan módszerekkel, amelyekkel maximalizálható a növények teljesítménye, és csökkenthetők a növényeket érő stresszhatások, jelentősen mérsékelhető a mikotoxin-szennyezettség. Ezekkel a megelőző stratégiákkal azonban csak csökkenteni lehet a szennyeződés kockázatát, mivel az függ a környezeti tényezőktől (hőmérséklet, csapadék stb.) A megelőző megoldásokat betakarítás előtti (nemesítés, vetési idő, öntözés, vetésforgó, megfelelő talajművelés, gyomirtás), valamint betakarítás körüli és utáni eljárásokra oszthatjuk (megfelelő betakarítási idő és betakarítógépek, nedvességtartalom és hőmérséklet a tároláskor, gombaölő szerek).
Mivel az előző eljárások csak segítenek csökkenteni a mikotoxin-szennyeződést, szükség van más toxinsemlegesítő stratégiák alkalmazására. Ezek lehetnek: fizikai, kémiai, kötési és biológiai módszerek.
A fizikai (mechanikai válogatás, lézeres optikai válogatás, sűrűség szerinti elkülönítés, hőkezelés, túlnyomás, UV-sugár, oldószeres kivonás) és a kémiai (ózon, ammónia, klórgáz, formaldehid, kalcium-hidroxid, nátrium-biszulfit) módszereknek behatárolt a gyakorlati felhasználása, mivel gyakran magas gabonaveszteséggel járnak, drága eljárások, és kétséges az eredményességük. Ugyanakkor változhat a takarmány íze és a tápértéke, sőt toxikus melléktermékek is keletkezhetnek.
A harmadik, nagyon gyakran alkalmazott módszer a takarmányban lévő mikotoxinok megkötése adszorbens (toxinkötő) anyagokkal. Ezek a vegyületek (szerves és szervetlen kötőanyagok) megkötik a gyomor-bél traktusban lévő mikotoxinokat, ezáltal csökkentik a véráramba kerülő toxinok menynyiségét. A mikotoxinok hatékony megkötése az adott mikotoxin polaritásától és alakjától, valamint a toxin és a kötőanyag között létrejövő kötések típusától függ, így csak néhány mikotoxin köthető meg hatékonyan. A toxinkötők alkalmazása az aflatoxinok, az anyarozs-alkaloidák és az ochratoxinok esetében megfelelő stratégia, ugyanakkor a Magyarországon leggyakrabban előforduló toxinok: trichotecének (DON, T-2, HT-2, DAS stb.), fumonizinek és zearalenon ellen ez a módszer nem hatásos.
Napjainkban a leghatékonyabb megoldás a biotranszformáció, amely kémiai vegyületek (pl. mikotoxinok) kémiai módosítását jelenti, különböző mikroorganizmusok által termelt enzimek felhasználásával. A folyamat alapja a mikotoxinoknak közvetlenül a gyomor-bél traktusban való hatékony inaktiválása, specifikusan és visszafordíthatatlanul. Ez a stratégia különösen alkalmas a kevésbé vagy nem köthető mikotoxinok ellen. Mivel a módszer bizonyítottan sikeres, már két ilyen összetevőt is regisztráltak az EU-ban, mint „a takarmányok mikotoxin-szenynyezettségének csökkentésére alkalmas adalékanyag”-ot. Az egyik összetevő a Biomin® BBSH 797, mely a trichotecéneket, a másik pedig a FUMzyme®, amely a fumonizineket bontja enzimatikusan. A Biomin® BBSH 797 a legelső EU-engedélyes mikroorganizmus a trichotecének (pl. DON, T-2) ellen. Ez az egyik legelterjedtebb mikotoxincsoport az egész világon, ám molekuláris szerkezetük nem alkalmas arra, hogy a toxinkötők hatékonyak megkössék őket. A Biomin® BBSH 797-ben lévő aktív baktérium módosítja ezeknek a trichotecéneknek a szerkezetét, ezáltal ártalmatlanná teszi azokat. A fumonizinek a legártalmasabb toxinok közé tartoznak, a létfontosságú szervekre gyakorolt hatásuk, valamint a másodlagos fertőzésekre való megnövekedett érzékenység miatt. Az egyedülálló FUMzyme® összetevőt eredetileg egy fumonizint bontó talajbaktériumból (Sphingopyxis sp. MTA 144) izolálták és azonosították fumonizin észteráz enzimként. Az enzim hatékonyságát számos kísérletben bizonyította a szfinganin/szfingozin arány változása, amely a fumonizinmérgezés legérzékenyebb biológiai jele. Ma már a FUMzyme® nemcsak takarmányba keverhető formában érhető el, hanem vizes oldata abraktakarmányra is permetezhető, vagy a szilázskészítés során is kijuttatható.
A legújabb innováció a ZENzyme®, az első és egyetlen tisztított zearalenonbontó enzim, mely képes elbontani a szaporodásbiológiában hatalmas károkat okozó zearalenont, nem ösztrogén hatású metabolitokká. Az ázsiai régióban áprilistól már bevezetésre került ez a takarmányba keverhető adalékanyag, ám a sikeres EU-regisztráció után nálunk is használhatják ezt az állattartók a zearalenon okozta szaporodásbiológiai problémák leküzdésére.
A mikotoxinok semlegesítésének jövője az enzimatikus biotranszformáció. A helyszínen elvégezhető gyorstesztek egyre fejlettebbek, és rövid idő alatt számos mikotoxin meghatározását teszik lehetővé. Az ügyfelek azokat a mikotoxin-inaktiváló enzimeket fogják használni, amelyekre a tesztek eredményei alapján szükségük lesz. Könnyedén testre szabhatják a termékeket a telepeken, hogy mindig az aktuálisan leghatékonyabb megoldást tudják kiválasztani.
Tanyi Ervin
Romer Labs Diagnostic GmbH
Dr. Jakab Gábor
Biomin Magyarország Kft.
