Результаты скрининга зернового сырья на содержание микотоксинов

Результаты скрининга зернового сырья на содержание микотоксинов

1Т.Н. Волкова, В.С. Исаева

МИЦ «Пиво и напитки XXI век»

Качество пива существенным образом зависит от качества основного сырья — пивоваренного ячменя и приготовляемого из него солода. За последние двадцать лет к пивоварам пришло осознание того факта, что для поддержания высокого и стабильного качества пива необходимо добиваться не только высоких физико-химических показателей зернового сырья, но также следить за его микробиологическим состоянием, так как зерно, пораженное микроскопическими плесневыми грибами, может быть причиной многих пороков как солода, так и получаемого из него пива [1, 2, 3].

Поражение зерна пивоваренного ячменя, а также получаемого из него солода микроскопическими мицелиальными грибами может привести к ухудшению орга-нолептических показателей зерна (почернению, появлению плесневелого запаха); поражению зародыша и снижению показателей прорастаемости ячменя; потере сухой массы зерна; ухудшению технологических показателей солода из-за происходящего под действием активных ферментных систем грибов «перерастворения» эндосперма; появлению в готовом пиве склонности к гашингу; накоплению в зерновой массе микотоксинов, переходящих затем в готовое пиво, а также спосбных угнетающе воздействовать на пивоваренные дрожжи в процессе брожения.

Микотоксины — вторичные метаболиты микроскопических мицелиальных грибов, оказывающие выраженное токсическое действие по отношению к человеку, животным или растениям. Отрицательное воздействие микотоксинов в процессе пивоварения может проявляться, по крайней мере, в двух аспектах: в санитарно-гигиеническом, приносящем вред здоровью человека, и в технологическом, нарушающем процессы приготовления пива (на стадии соложения — замедляющем проращивание ячменя, на стадии брожения — угнетающем дрожжи вплоть до полной остановки брожения). Более подробно о микоток-синах применительно к процессам соложения и приготовления пива можно ознакомиться в нашем обзоре [4].

В целях безопасности для здоровья человека во многих государствах мира введены ограничительные нормы — предель-

но допустимые концентрации (ПДК) на содержание в зерновом сырье, пищевых продуктах, а также животных кормах наиболее опасных и наиболее часто встречающихся микотоксинов. К их числу отнесены микотоксины, образуемые фузариями: дезоксиниваленол (ДОН), Т-2 токсин, зе-араленон, фумонизин; микотоксины, образуемые грибами хранения пенициллами и аспергиллами: афлатоксины охратоксин А, патулин и некоторые другие. Эти нормы, а также сам список микотоксинов в разных государствах несколько различаются.

В Российской Федерации ПДК на содержание микотоксинов в зерновом сырье введены с 1996 г., определены в Сан-ПиН 2.3.2.1078-01 (прежний номер 2.3.2.560-96) и составляют (мг/кг): афла-токсин В1 — 0,005; дезоксиниваленол (ДОН) — 0,7 (пшеница), 1,0 (ячмень); Т-2 токсин — 0,1; зеараленон — 1,0.

В Международном исследовательском центре «Пиво и напитки XXI век» в течение осенне-зимнего сезона 2001-2002 гг. был проведен скрининг зернового сырья отечественного происхождения, полученного с ряда российских пивоваренных заводов, на содержание в нем микотоксинов. Образцы для анализа заводы выбирали по своему усмотрению и высылыли в МИЦ под шифром.

Было обследовано 107 образцов: 28 образцов пивоваренного ячменя урожая 2001 г. (области заготовок: Курская, Бел-

городская, Воронежская, Ростовская, Ставропольский край) и 79 образцов солода (из них 77 — производства отечественных солодовен, 2 — импортных).

В каждом образце, за некоторым исключением, определяли 5 микотоксинов: дезоксиниваленол (ДОН), Т-2 токсин, зеараленон, афлатоксин Вр охратоксин А.

Микотоксины количественно определяли методом непрямого твердофазного конкурентного иммуноферментного анализа (ИФА), выполняемого в ячейках полистироловых планшетов, используя тест-наборы RIDASCREEN FAST DON, RIDA-SCREEN FAST T-2 Toxin, RIDASCREEN FAST Zearalenon, RIDASCREEN FAST Aflatoxin, RIDASCREEN FAST Ochrato-xin A фирмы R-Biopharm AG, (Германия).

Пробоподготовку проводили точно в соответствии с методиками, приведенными в руководствах к тест-наборам.

Кроме того, еще 10 образцов из тех же источников (2 образца ячменя и 8 образцов солода) были направлены нами на анализ в Российский центр испытаний и сертификации РОСТЕСТ-МОСКВА, который определяет содержание афлатоксина В1 де-зоксиниваленола и зеараленона, используя методы, регламентированные Санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами РФ (СанПиН 2.3.2.1078-01, Приложение 10): афлатоксин В1 — двухмерной тонкослойной хроматографией с визуальным детектированием или высокоэффективной жидкостной хроматографией с флу-орометрическим детектированием по ГОСТ 30711-2001; дезоксиниваленол — высокоэффективной жидкостной хроматографией со спектрофотометрическим детектированием в УФ-области по ГОСТ Р 51116-97; зеараленон — двухмерной тонкослойной хроматографией с детектированием по флуоресценции в ультрафиолетовом излучении по МУ 5177-90.

Результаты анализов приведены в табл. 1, 2 и 3.

В 10 образцах (2 образца ячменя и 8 образцов солода), обследованных в Российском центре испытаний и сертификации

Образец импортного карамельного солода, перенесшего длительную транспортировку. Зерно контаминировано охратоксином А (40 мкг/кг, 8 ПДК).

Внутренняя микрофлора зерна (после поверхностной его стерилизации раствором гипохлорита натрия). Сусло-агар.

Возраст колоний — 7 сут.

Почти вокруг всех зерен видны выросшие колонии Aspergillus glaucus (колонии зеленовато-голубых тонов, желтые участки на них — скопления желтых клейстокарпиев). Вокруг двух зерен — слизистый бактериально-дрожжевой рост.

ПИВО и НАПИТКИ

' 1 •2003

30

Таблица i

Всего обследовано образцов Число образцов ячменя, которых

Микотоксин микотоксин не обнаружен микотоксин присутствует в количествах ниже ПДК микотоксин присутствует в количествах выше ПДК

ДОН 28 26 (93 %) 2 0

Т-2 токсин 28 26

Зеараленон 28 26 (93 %) 2 0

Афлатоксин B1 28 26 (93 %) 2 0

Охратоксин А 9 9 (100 %) 0 0

Таблица 2

Всего обследовано образцов Число образцов солода, которых

Микотоксин микотоксин не обнаружен микотоксин присутствует в количествах ниже ПДК микотоксин присутствует в количествах выше ПДК

ДОН 79 67 (85%) 12 0

Т-2 токсин 69 33

Зеараленон 79 54 (68%) 25 0

Афлатоксин B1 68 41

Охратоксин А 79 77

Примечание. При расчетах использовали значения ПДК для ДОН, Т-2 токсина, зеараленона и афла-токсина, приведенные в «Гигиенических требованиях безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (СанПиН 2.3.2.1078-01, п. 1.4.1. Зерно продовольственное. Стр. 36); значения ПДК для охра-токсина А — рекомендованные Зерновой ассоциацией стран Евросоюза (RIDA News, III/01), а именно 5 мкг/кг (5 ppb) для необработанного зерна, 3 мкг/кг (3 ppb) для очищенного зерна.

Таблица 3

Показатель Ячмень Солод

Всего обследовано образцов 30

Число образцов, в которых не обнаружено микотоксинов 25

Число образцов, в которых микотоксины обнаружены 5

в том числе в количествах выше ПДК 1

РОСТЕСТ-МОСКВА на содержание трех микотоксинов: афлатоксина В1, дезоксини-валенола и зеараленона, не было обнаружено перечисленных микотоксинов в количествах, превышающих чувствительность применявшихся методов. Отметим, что нижний предел обнаружения упомянутых микотоксинов при использовании как хроматографических методов, так и имму-ноферментного анализа одинаков или близок.

Общие результаты анализа микотокси-нов в образцах ячменя и солода приведены в табл. 3.

Следует отметить, что среди образцов, содержавших микотоксины, большей частью встречались содержавшие один какой-нибудь микотоксин, однако были и содержавшие два или даже три разных микоток-сина одновременно.

На основе полученных результатов были сделаны следующие наблюдения.

В образцах солода микотоксины встречаются значительно чаще, чем в образцах ячменя. Так, были контаминированы мико-токсинами 17 % образцов ячменя и 57,5 % образцов солода; количество микотоксинов превышало ПДК лишь в одном образце ячменя из 30 обследованных (3,3 %), но в 7 образцах солода из 87 обследованных (8 %).

Микотоксины, концентрация которых в обследованных образцах превышала ПДК, — это Т-2 токсин, найденный в одном образце ячменя и в двух образцах солода, афлатоксин В1, обнаруженный в трех образцах солода, и охратоксин А, найденный в двух образцах солода.

Одновременное определение состава грибной микрофлоры зерна методом, рекомендованным Европейской пивоваренной конвенцией [5] в тех образцах солода, в которых содержание афлатоксина В1 или охратоксина А превышало ПДК, показало стопроцентный уровень зараженности зерна этих образцов пенициллами или аспер-гиллами. В качестве примера на фотографии представлен образец импортного карамельного солода, перенесшего длительную транспортировку. Солод содержал 40 мкг/кг (40 ppb) охратоксина А, что составляет 8 ПДК, и был практически на 100 % заражен Aspergillus glaucus.

Продуцентом Т-2 токсина являются многие виды фузариума, в частности Fusarium poae и F.sporotrichioides [6], которые, по данным В.Г. Иващенко и др. [7], а также по нашим 12-летним наблюдениям, наиболее часто встречаются в областях заготовок пивоваренного ячменя в средней полосе европейской части России. Возможно, именно поэтому из трех регламентиро-

ванных фузариозных микотоксинов обнаружение Т-2 токсина оказалось наиболее вероятным.

Присутствие в образцах солода афлатоксина Bj и охратоксина А — микотоксинов, синтезируемых грибами хранения пенициллами и аспергиллами, — свидетельствует о частом нарушении санитарного состояния солодовенного производства и зернохранилищ. В процессе соложения возможно и накопление фузариозных мико-токсинов в том случае, если на стадии проращивания происходит вторичное развитие фузариума. Так, имеются экспериментальные доказательства повышения уровня ДОН в зерне при соложении [8].

Проведенный скрининг даже не очень большого количества образцов зернового сырья с отечественных пивоваренных заводов показал, что, к сожалению, бывают случаи контаминации как ячменя, так и солода различными микотоксинами. Причем если ячмень урожая 2001 г., отличавшегося жарким сухим летом, был сравнительно мало инфицирован фузариями и соответственно было мало случаев содержания фузариозных микотоксинов, то образцы солода оказались в гораздо большей степени контаминированы и фузариозны-ми микотоксинами, и токсинами грибов хранения.

Введение в практику регулярных анализов зернового сырья, особенно солода, на содержание микотоксинов поможет улучшить санитарно-гигиенические показатели готового пива, а также контролировать процесс соложения и условия хранения зернового сырья.

ЛИТЕРАТУРА

1. Schildbach R. Zur Problematik des Mikroorganismenbefalles an Braugerste und Malz. //Brauwelt. 1988. N.47. 2244-2250.

2. Dilly Peter. Gushing — eine Bestandsaufnahme. //Brauwelt, n. 45, (1988), 2062-2072.

3. Narziss L., Back W., Reicheneder E, Simon A, Grandi R. Untersuchungen zum Gushing-Probleme.// Monatschrift fur Brauwissenschaft. 1990. 43. № 9. 296-305.

4. Волкова Т.Н., Исаева В.С. Микотоксины и проблемы, вызываемые ими в пивоварении // Спутник пивовара. Весна 2002. № 12. С. 17-23, 24.

5. EBC ANALYTICA MICROBIOLOGICA: PART II. Method 2.4.7. Fungi.// J. Inst. Brew. 1981. September-October. Vol. 87. РР. 317-318.

6. Marasas W.F.O., Nelson P.E., Tousson T.A. Taxonomy of toxigenic fusaria//In: Trichothecenes and OtherMycotoxins. Ed. John Lacey. Chichester-New York. 1985. 3-14.

7. Иващенко В.Г., Шипилова Н.П., Нефедова Л.И., Гагкаева Т.Ю., Назаровская Л.А., Хло-пунова Л.Б. Биоэкологические и фитосанитар-ные аспекты исследования фузариоза колоса. // Микология и фитопатология. 1997. 31. Вып. 2. С. 58-63.

8. Papadopoulou-Bouraoui Andri, Vrabcheva Teri, Stroka Joerg, Anklam Elke. Survey of deo-xynivalenol in beer using a commercially available enzyme immunoassay method.// European Commission, DG Joint Research Centre, Institute for Health and Consumer Protection — Food Products Unit, 2002.

1•2003

1ПИ

НАПИТКИ

31