Hegyi Orsolya1 – Dublecz Fanni1 – György Márton1 – Pál László1 – Wágner László1 – Dublecz Károly1
Takarmányok mikotoxin tartalmának csökkentése ózonos kezeléssel Decreasing the mycotoxin contents of feedstuffs with ozone treatment
[email protected] 1Pannon
Egyetem Georgikon Kar, Állattudományi és Állattenyésztéstan Tanszék
Bevezetés A takarmányokban egyre gyakrabban előforduló mikotoxin szennyezettség adta kutatási témánk alapját. A toxinok jelenléte negatívan befolyásolja a gazdasági állatok termelési eredményeit – elsősorban a májat, vesét károsítja. Az éghajlatváltozás eredményeképpen a jövőben számolni kell a szélsőséges időjárási körülmények, a nagy esőzések, áradások és az aszályos időszakok egyre gyakoribb megjelenésével. Ezek a szélsőséges körülmények nagymértékben befolyásolják a szaprofita gombák szaporodását és az általuk termelt mikotoxinok mennyiségét. Minderre jó példa, hogy a nagyon száraz 2013-as évben Magyarországon az előző évekhez képest nagyobb arányban jelentkezett a kukorica aflatoxin szennyezettsége, majd ezt követte a 2014-es év extrém csapadékos időszaka, ami a szemes takarmányok átlag feletti dezoxinivalenol szennyezettségét okozta. A toxinokkal szennyezett takarmány etetése negatívan befolyásolja a gazdasági állatok egészségi állapotát, termelési eredményeit de megjelenik a különféle állati termékekben is. A tejtermelő állományoknál jelentkezhet a legnagyobb élelmiszerbiztonsági kockázat, miután a mikotoxinok és azok metabolitjai kiválasztódnak a tejben – ez a 2013-as évben az aflatoxin vonatkozásában komoly károkat okozott. A mikotoxinok jelenléte és hatásai miatt egyre fontosabb kérdés a megelőzés – megfelelő agrotechnológia, tárolási körülmények alkalmazása – és a gabonák toxinmentesítése. A takarmányadalékokkal történő toxinmentesítés vegyi kezelés (kémiai), toxin adszorpció (fizikai) vagy enzimes bontás (biológiai) elven alapul (Diao és mtsai., 2013) , de mindenféleképpen vegyi anyagokkal történik, amelyek vagy metabolitjaik megmaradnak a takarmányban és teljes toxinmentesítés sem érhető el a folyamat során. Alternatív megoldást jelenthet a mikotoxinok elleni harcban az ózon gáz alkalmazása, ami a fluorid után a második legerősebb oxidáló ágensként hat és a közegen átáramolva metabolitok hátrahagyása nélkül oxigén molekulára bomlik. Nem csak a takarmányok, vetőmagok toxinmentesítésénél, hanem különféle élelmiszeripari fertőtlenítéseknél, szennyvizek oxigénigényének csökkentésére, korházi veszélyes hulladék kezelésénél is egy vegyszermentes, környezetbarát megoldást jelent. Nemzetközi szervezetek, mint
WHO (World Health
676
Organisation), a FAO (Food and Agriculture Organisation) az ózont biztonságosan és hatékonyan alkalmazhatónak nyilvánították az élelmiszer iparban.
Irodalmi áttekintés Az ózonkezelés hatékonysága takarmányok toxinmentesítésénél számos paraméter függvénye: ilyenek a toxin kémiai szerkezete, annak koncentrációja, a termelő gombafaj esetleges jelenléte, a gabona fajtája, mennyisége, egyéb felületi szennyezettsége és a gabona nedvességtartalma. Külső paraméterek közül a környezet hőmérséklete, páratartalma és végül a rendelkezésre álló gépészeti lehetőségek (ózon koncentráció, légáram sebesség, behatási idő, tároló helyiség paraméterei) is befolyásolhatják a folyamat eredményességét (Tiwari és mtsai., 2010; Isikber és mtsai., 2014). A szakirodalomban számos publikáció található az ózon alkalmazhatóságáról élelmiszerek, takarmányok toxin – illetve kártevő mentesítésével kapcsolatban. Mivel maga az ózonozás egy rendkívül összetett folyamat – sok paraméter függvénye – ezért az irodalomban fellelhető kutatási témák is eléggé szerteágazóak. Először is több publikáció foglalkozik az alap kémiai kérdéssel, miszerint hogyan reagál a különböző toxinmolekulák szerkezete az ózon hatására. Ezeket a reakciókat legtöbbször a „toxinok vizes oldatába buborékoltatott ózon” rendszerben tanulmányozzák (Young és mtsai., 2006). A változó paraméterek száma így lényegesen korlátozódik (toxin-és ózonkoncentráció arány, az oldat pH-ja). Másik kutatási terület az ózon eloszlásának vizsgálata elraktározott gabonatárolókban (Mendez és mtsai., 2003). Az ózon gáz gabonában történő áramlásakor két fázisról beszélhetünk. Amikor a szemes takarmányt először kezelik ózonnal, a bevezetett gáz koncentrációja gyorsan lecsökken – a gabonaszemek felületén lévő anyagokkal reagálva az ózon elbomlik – majd a reaktív felületek megszűnése után az ózon szabadon áramlik át a gabonán (Hardin és mtsai., 2010). Ebben a témakörben a legfontosabb paraméterek a generátorban termelődő ózon koncentrációja és az alkalmazott légáram. A gabonaoszlop gázzal való telítettségét pedig a különböző mélységekben elhelyezett detektorokkal tudják monitorozni. Az, hogy az ózon gáz mennyi idő alatt, milyen mélyen tud a gabonába bejutni illetve mennyi felezési idővel tartózkodik ott, mindig az adott gépészeti paraméterek függvénye. A publikációk egyet értenek abban, hogy a kereskedelmi tároló helyiségekben az alkalmazott légsebesség nem lehet nagyobb, mint 0,02 – 0,03 m/s, mert a statikus ellennyomás legyőzéséhez a ventillátorok túlzottan nagy teljesítményére lenne szükség. Több napos kezeléseknél a betáplált koncentráció 50100 ppm körül lehet. Gépészetileg 100 ppm valósítható meg illetve 50 ppm-nél kisebb mennyiség már nem hatásos (3 napig tartó 50 ppm ózonnal kezelve a gabonát a gomba spórák 63%-a elpusztult, a 25 ppm-es 5 napig tartó kezelés pedig nem mutatott szignifikáns változást (Kells és mtsai., 2001). A harmadik kutatási terület a toxinnal szennyezett élelmiszer vagy gabona ózonos kezelésének vizsgálata. Ezekben a publikációkban is azt találjuk, hogy eltérő mennyiségű, toxinkoncentrációjú gabonát kezelnek eltérő,
677
677
akár három nagyságrenddel töményebb ózon koncentrációval. 7 g búzát, melynek dezoxynivalenol felületi szennyezettsége 205,91 µg/kg, belső szennyezettsége 424,73 µg/kg volt, 60 µmol/mol (ppm) ózonnal kezeltek 30, 60 és 120 percig, melynek hatására a DON szennyezettség teljesen lecsökkent nem befolyásolva az egész szemű búza fizikai és biokémiai karakterét (Savi és mtsai., 2014). 83 µg/kg aflatoxin B1-el szennyezett 13,47% és 20,37% nedvességtartalmú kukorica 100-100 g-ját kezelték 40 percig 40-65-90 mg/l (~20.000-33.000-46.000 ppm) ózonnal. A toxin bomlási sebessége az idővel és az ózon koncentrációjával növekedett és az alacsonyabb nedvességtartalmú kukoricán az aflatoxin B1 gyorsabb bomlása volt megfigyelhető. A kezelés végén mért toxinkoncentráció a kisebb nedvességtartalmú kukoricánál a kezdeti értékről 10 µg/kg-ra a nagyobb nedvességtartalmú kukorica esetén 20 µg/kg-ra csökkent (Lou és mtsai., 2014). 75 g 20 µg/kg aflatoxin B1-el szennyezett darált paprikát 60 percig kezeltek 16 mg/l és 33 mg/l (~8.000-17.000 ppm) O3-nal, mialatt a toxinkoncentráció 4 µg/kg-ra csökkent. A kísérlet második felében 75 g szeletelt paprikát hasonló paraméterekkel kezelve a kezdeti toxin szennyezettség 32 µg/kg-ról 2 µg/kg-ra csökkent. A 60 perces kezelések nem változtattak jelentős mértékben a pirospaprika színén (Inan és mtsai., 2007). A toxinos takarmány ózonos kezelésének hatékonyságát in vivo kísérletekben is tanulmányozták. Az aflatoxin B1 toxikus hatását fiatal pulykákon modellezték. 1220±73,3 ppb aflatoxin B1-el természetesen szennyezett kukorica 30 kg-os részleteit 92 órán keresztül 200 mg/perc töménységű O3-nal kezelték, amikor is az AFB1 95%-a elbomlott. A napos pulykákat 4 csoportra osztva (1) kontroll kukorica; (2) kontroll kukorica + ózon; (3) AFB1 szennyezett kukorica és (4) AFB1 szennyezett kukorica +ózon) etettek 3 hétig. A kontroll csoporttal összehasonlítva az AFB1 csoport tagjai kisebb relatív testtömeggel és kisebb relatív máj súllyal rendelkeztek, de az AFB1 + O3 csoport tagjai nem mutattak releváns eltérést a kontroll csoporthoz képest (McKenzie és mtsai., 1998). A következőkben az ózonozott aflatoxinnal szennyezett földimogyoró gasztrointesztinális hatásait vizsgálták 28 napig tartó etetéssel Wistar patkányokon. A 189,53 µg/kg AFB1-el szennyezett földimogyorót 60 és 120 órán át 50 mg/l (~25.000 ppm) ózonnal kezeltek, miután a toxinszint rendre 89,4% és 92,29 %-ra csökkent. A kezeletlen toxinos mogyoróval etetett patkányok testsúlyában szignifikáns csökkenés jelentkezett. A kezelt toxinos mogyoróval etetett állatoknál nem jelentkeztek negatív hatások. Az eredményeket összefoglalva az AFB1 káros hatásai nagy mértékben csökkenthetők és az ózon maga nem okoz szignifikáns toxikus hatást a kísérletek alapján (Diao és mtsai., 2013). Az ózonkezelés használatáról és hatásáról összefoglaló jellegű tanulmányok is megjelentek (Tiwari és mtsai., 2010; Isikber és mtsai., 2014), melyekben az áramlási karakterisztikáról, a változó paraméterekről és az ózon a mikotoxinokra és a beltartalmi értékekre kifejtett hatásáról számolnak be. Ezek alapján az ózon teljesen lebontva vagy kémiai szerkezetüket módosítva csökkenti a toxinok biológiai aktivitását, viszont a gabonák beltartalmi értékeit nem vagy csak nagyon kevés mértékben befolyásolja.
678
Célkitűzés Kutatási programunk keretében célunk volt az ország különböző pontjairól szennyezett takarmányok begyűjtése, azok mikotoxin szintjének vizsgálata gyorsteszt, ELISA és HPLC- rendszerekkel. Ezt követően azt határoztuk meg, hogy, hogy a gabonák mikotoxin (DON, T2, F2, OTA, Fumonizin B1 és Aflatoxin B1) tartalma milyen hatékonysággal csökkenthető az ózonkezelési technológia alkalmazásával illetve hatással van-e a kezelt takarmányok tápanyag- tartalmára.
Kísérleti anyag és módszer 1. Vizsgálati módszerek A vizsgálati módszereket alapvetően két fő csoportra a gyors- és referencia-módszerekre oszthatjuk. A gyors módszerek közül az Elisa (Rida Quick Scan) immunanalitikai módszer, amely a vizsgált komponenssel szemben
specifikus
antitesteket
tartalmaz
és
egy
enzimhez
kötött
színreakción
alapszik.
Az
immunkromatográfiás tesztcsík (Ridascreen) a vizsgált komponenst egy specifikus antitesthez kapcsolva mutatja ki a tesztzónában, ami mellett a működést igazoló kontroll zóna is jelen van – értékelése leolvasó műszerrel történik. Referenciamódszernek nevezik a HPLC méréseket, fluoreszcens, UV detektálással esetleg származékképzéssel. A mérésekhez használt teszteket, immunaffinitás oszlopokat az R-Biopharm Hungary Kfttől szereztük be és az alkalmazott minta előkészítési módszereket és mérési technikákat a cég által javasolt validált módszerek alapján végeztük. 2. A mintavétel fontossága Toxinvizsgálatoknál kulcsfontosságú és elsődleges dolog a reprezentatív mintavétel. Bizonyított tény, hogy az aflatoxin méréseknél a hibák 90%-a a mintavételhez köthető. Nehézséget okoz, hogy a toxinok koncentrációja igen alacsony és eloszlásuk sem egyenletes, mivel a nagy tömegű szemes takarmányban toxin – gócpontok alakulhatnak ki. A vizsgálandó tételből véletlenszerűen számos elemi mintát vettünk, majd ezek összekeverésével képeztük az átlagmintát, amit finom szemcseméretűre őröltük és amiből az analitikai mintát képeztük. A mikotoxinok kivonása általában extrakcióval történik, majd valamely immunkromatográfiás eljárással a toxinokat megkötve, mosás ás leoldás után történik a mennyiségi meghatározás. 3. Az ózon Az ózonról általánosságban elmondható, hogy az egyik legerősebb oxidálószer, instabil gáz, közönséges körülmények között O2 molekulára és egyatomos rendkívül reagens naszcensz oxigénre bomlik, ha oxidálható anyagokkal érintkezik, a bomlás már alacsony hőmérsékleten robbanásszerű. Kémia képlete O3, moláris tömege 47,998 g/mol, megjelenését tekintve kékes színű gáz, a 0°C-os gáz sűrűsége 2,144 g/l, oldhatósága vízben 0°Con 0,105 g/100 ml, -112°C alatt sötétkék folyadék, -193°C alatt sötétkék kristály. Az ózonnal szembeni
679
679
védelemről gondoskodni kell, a gázként előállított erős oxidálószer használatakor az orr és a tüdőszövetek oxidációjának veszélye is fenn áll. 0,1 ppm koncentrációig kellemes édes szagú, 2,5 ppm-nél már émelyítő és „fémes íz” érzete jellemzik a száj nyálkahártyáján, 10 ppm koncentrációnál pedig már elviselhetetlen maró szagú, bár a mérgezés tüneteinek fellépéséhez 10 ppm-es koncentrációnál 70 percig tartó ózonnak kitettség szükséges. Az ózonkezeléseket a személyzettől elzárt szobában folyamatos kifelé történő ventilláció mellett végeztük. 4. Az alkalmazott technológia Az ExOzone® technológiában a generátor egység a korlátozott ívkisüléssel megnövelt kapacitású váltott segédelektródás nagyfrekvenciás hideg töltés emisszió© (EXpanded capacity with a limited flashover highfrequency COld Charge EMission with changed auxiliary electrode - EXCOCEM©®) elvének felhasználásával működik. Ez az eljárás nem eredményez magas hőmérsékletű ívkisülést, így a tűzveszély kockázata kiküszöbölhető, amellett pedig rendkívül nagy mennyiségű ózon előállítására képes úgy, hogy kizárólag a környezeti levegőt használja fel az ózon előállítására. A környezeti levegőből a művelet során O3 és O (naszcensz oxigén) válik ki, mindkettő rendkívül oxidatív tulajdonságú és instabil gáz. Az oxidációs folyamat befejeztével a környezeti levegővel keveredve ezek a gázok újra molekuláris oxigénné (O2) alakulnak. ExOzone-LAB-10 laboratóriumi fertőtlenítő gép jellemzői: kibocsátott fertőtlenítő gázkeverék ózon – levegő keverék, a kibocsátott légteljesítmény: 10 m3/h, a kibocsátott ózon mennyiség: 0,5 - 1,93 g/h, ami ózon koncentrációban kifejezve 20-90 ppm töménységnek felel meg. A környezeti paraméterek monitorozása a TGM-100 Toxic gas detektor készülékkel történt, melynek mérési pontossága: gáz koncentráció érzékelésénél 0,025 ppm-től, gáz koncentráció kijelzési pontossága: 0,01 ppm, hőmérséklet érzékelés pontossága: 0,01 °C és a páratartalom érzékelés pontossága 0,01% -kal történt.
Eredmények és értékelésük 1. A begyűjtött takarmányminták jellemzői Az ország különböző területeiről (Sárbogárd, Kiskunfélegyháza, Szákszend, Nagyigmánd, Nyúl, Letkés, Bogyoszló, Somogyapáti, Környe, Mezőkövesd és Kecel) potenciálisan toxinokkal fertőzött szemes gabonamintákat gyűjtöttünk, majd meghatároztuk a minták toxin illetve táplálóanyag – tartalmát. Elvégeztük a begyűjtött takarmányminták mikotoxin tartalmának meghatározását, RidaQuick (1. táblázat) és ELISA (2. táblázat) gyorsteszt rendszerekkel. Az Európai Unióban megengedett, a takarmányokra vonatkozó maximális mikotoxin szinteket csak az aflatoxin B1 tekintetében mértünk, mely eltéréseket a táblázatokban sárgával emeltünk ki, a két mérési módszer összehasonlítását statisztikai módszerekkel elvégeztük. A Rida Quick gyorsteszttel a takarmányok alfatoxin-tartalma esetében közel 15%-al kisebb értékeket kaptunk az ELISA
680
módszerhez képest. A fumonizin tartalom ezzel szemben az ELISA méréseknél volt 10%-al nagyobb. A T-2 toxin és az ochratoxin esetében a két mérés között nem volt lényeges különbség.
2. Próba kezelések Az
ózonkezelési
technológiákról
és
azok
hatékonyságáról
rendelkezésre
álló
információk
ellentmondásosak az ózonkoncentráció és a szükséges kezelési idő szempontjából egyaránt. Mivel az aflatoxin tekintetében néhány órás kezeléseknél is pozitív hatásról számolt be néhány szerző, saját vizsgálatainkat is rövid idejű, egy napnál rövidebb kezelésekkel kezdtük. A modell ózongenerátorba beépített ózonszenzor lehetővé tette a készülék kijelzőjén az ózonkoncentráció, a hőmérséklet és a páratartalom folyamatos nyomon követését. Ezeket az értékeket folyamatosan regisztráltuk, majd a kezelés teljes időszakára vonatkozó átlagértékeket adtuk meg a táblázatokban. A kezelések során minden esetben 50 ppm-es ózonkoncentrációt használtunk. A hőmérsékletre és az aktuális relatív páratartalomra vonatkozó adatokat táblázatonként külön közöljük.
681
681
1. táblázat RidaQuick Scan gyorstesztekkel végzett mikotoxin mérések
Minta sorszáma
Megnevezés
Aflatoxin RQS (ppb)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
682
Ochratoxin A
Zearalenon RQS (ppb)
DON (ppm)
(ppb)
T-2 Toxin
Fumonisin (ppm)
(ppb)
kukorica
18,08
81,94
< 75
< 0,5
22,82
<0,8
kukorica
17,66
85,15
< 75
< 0,5
15,39
<0,8
árpa
<4
26,01
< 75
< 0,5
23,95
<0,8
zab
<4
<5
< 75
< 0,5
29,53
<0,8
búza
<4
<5
< 75
< 0,5
21,56
<0,8
kukorica
<4
171,10
< 75
< 0,5
71,36
<0,8
árpazab+tritikále
<4
27,17
< 75
< 0,5
23,46
<0,8
árpa
<4
<5
< 75
< 0,5
21,59
<0,8
búza
<4
<5
< 75
< 0,5
13,43
<0,8
rozs
4,1
<5
75
< 0,5
20,32
<0,8
kukorica
<4
<5
< 75
< 0,5
12,91
0,8
kukorica
<4
<5
< 75
< 0,5
18,76
0,8
kukorica
<4
<5
< 75
< 0,5
17,43
<0,8
kukorica
<4
<5
< 75
< 0,5
65,31
<0,8
kukorica
<4
<5
< 75
< 0,5
17,44
<0,8
kukorica
53,3
9,61
< 75
< 0,5
49,53
0,8
kukorica
<4
63,17
< 75
< 0,5
30,12
<0,8
kukorica
<4
<5
< 75
< 0,5
61,53
1,21
kukorica
35,8
119,50
< 75
< 0,5
20,84
4,83
1. táblázat ELISA (Ridascreen) rendszerrel végzett mikotoxin mérések eredményei Minta sorszáma
Megnevezés
Aflatoxin RQS (ppb)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Ochratoxin A
Zearalenon RQS (ppb)
DON
T-2 Toxin
(ppm)
(ppb)
Fumonisin (ppm)
(ppb)
kukorica
22,05
72,51
59,82
0,080
19,02
0,16
kukorica
20,78
78,12
25,54
0,023
14,59
0,34
árpa
<1
22,11
14,56
0,017
28,04
0,07
zab
1,47
< 2,5
10,80
0,031
26,13
0,03
búza
1,50
< 2,5
12,73
0,051
19,21
0,06
kukorica
3,45
157,41
12,88
0,029
77,78
0,09
árpa-zab +tritikále
1,06
30,70
22,33
0,065
21,34
0,03
árpa
1,57
2,87
20,65
0,048
18,87
0,02
búza
1,03
< 2,5
15,19
0,034
15,20
0,03
rozs
3,73
< 2,5
14,94
0,013
18,82
0,03
kukorica
1,50
< 2,5
14,22
0,057
14,82
0,68
kukorica
1,42
2,59
12,86
0,061
17,25
0,72
kukorica
1,60
4,69
10,62
0,054
15,03
0,27
kukorica
1,30
< 2,5
20,04
0,118
73,71
0,32
kukorica
2,63
< 2,5
17,81
0,012
15,55
0,07
kukorica
61,83
11,24
12,68
0,034
46,06
0,67
kukorica
2,23
73,00
23,07
0,030
29,11
0,34
kukorica
2,73
3,62
13,15
0,013
54,08
1,01
kukorica
36,29
121,64
4,24
0,015
19,82
4,43
A 2013-ban begyűjtött aflatoxinnal szennyezett kukorica minták mikotoxin tartalmát újfent meghatároztuk és több esetben az eredetit lényegesen meghaladó toxinszinteket mértünk. Ez azt bizonyítja, hogy a szennyezett kukorica tételekben a toxintermelő gombák szaporodása tovább folytatódott. A minták közül kiválasztottuk azokat a tételeket, amelyek a legnagyobb toxinkoncentrációval rendelkeztek (16 és 19-es minta) és ezekkel kezdtük meg az ózonkezelést. Az ózonkezelés közben vett mintákból gyorstesztekkel határoztuk meg a toxinkoncentráció változását. Ez az oka annak, hogy a táblázatokban nem csupán ténylegesen mérhető értékek, hanem a gyorstesztek mérési tartományát meghaladó értékekre történő utalások is szerepelnek. Előzetes kísérleteink alapján a kiválasztott 16-os mintán 24 órás kezelést alkalmaztunk 12 óra eltelte után 2 órás szünetet tartva 3 óránként vettünk mintát. A kezelés eredményét a 3. táblázat mutatja, mely 93%-os a toxinszint csökkenést mutat.
683
683
3. táblázat K16 kukorica minta 24 órás kezelése Kezelés ideje Aflatoxin gyorsteszt Százalékos csökkenés (óra)
koncentráció (ppb)
0h
272,8
12h
192,4
29,4%
15h
120,8
55,7%
18h
86
68,4%
21h
18,8
93,1%
24h
16,8
93,8%
Kezelési Körülmények: 25,7°C
54,9% 16,0°C
13,5 g/m3
A 19-es kukorica mintán is elvégeztünk egy hasonló kezelést (4. táblázat), ahol az aflatoxin koncentrációja szinte nem változott, az ochratoxin és a T2 toxin tartalom csökkent, a fumonizin mennyisége pedig feldúsult. 4. táblázat K19 kukorica minta 24 órás kezelése Kezelés ideje (óra)
AflatoxinB1 Ochratoxin A
T2
DON Fumonizin B1 Zearalenon
(ppb)
(ppb)
(ppb)
(ppm)
(ppm)
(ppb)
16
5,675
14,8
<0,5
4,0
<75
12h + 3 h szünet
16,8
0
10,86
<0,5
4,34
<75
15h
105,6
0
0
<0,5
5,14
<75
18h
80
22,74
0
<0,5
6,49
<75
21h
4,7
0
0,41
<0,5
6,08
<75
24h
20,3
0
0
<0,5
16
<75
0
Kezelési Körülmények: 25,7°C
54,9% 16,0°C
13,5 g/m3
Az ózonkezelés hatására bekövetkező toxinszint növekedés több lehetséges okkal is magyarázható. Az egyik az, hogy a mikotoxin termelő gombák a megváltozott körülményekre még több toxin termelésével reagálnak, a másik pedig egy méréstechnikai problémára vezethető vissza, miszerint felmerül a toxinok egyéb (amidált ill. glikolizált) származékainak hagyományos immunkromatográfiás eszközökkel történő esetleges mérési bizonytalansága.
684
3. Toxinos takarmányminták 24 órás kezelése Kiválasztott toxinos takarmányminták és 24 órás kezelését 55-65%-os páratartalom és 20-25°C hőmérséklet mellett 1-2 kg-os tételekben elvégeztük. A mintavételek minden egyes kiválasztott (K1, K2, K6, K19 és K21) kukorica mintából 3 óránként történtek. A természetesen szennyezett mintáknál az aflatoxin B1 esetében szignifikáns csökkenést tapasztaltunk mind az öt kiválasztott mintánál. A K1 minta koncentráció változását az 1. ábra mutatja. 1. ábra A K1 minta aflatoxin B1 tartalmának változása
A T2 toxin esetében a mért értékek kisebb mértékben csökkentek és a regressziós egyenesek megbízhatósága is kisebb volt az aflatoxin B1-hez képest. Az ochratoxin esetében sem sikerült egyértelmű trendet igazolni, sőt inkább dúsulás volt megfigyelhető például a 19. minta esetében. Ez a jelenség a már említett esetleges különféle toxinszármazékok méréstechnikai problémájára, vagy a penészgombák ózon hatására bekövetkező anyagcsere változására vezethető vissza. A begyűjtött minták közül csupán a K19. számú kukorica tartalmazott mérhető nagyságrendben fumonizin B1 toxint. A 2. ábrán látható, hogy a fumonizin toxin szintje a kezelés 12 óráját követőn csökkent. 2. ábra A K19 minta fumonisin B1 tartalmának változása
685
685
Összefoglalás és további kísérlet tervek Eddigi mérési eredményeinkből kiderül az ózonos kezelés szignifikáns hatása az aflatoxin B1, deoxynivalenol, T2 toxin és fumonizin B1 toxinok koncentrációjára. Mivel a 24 órás ózonozás hatására a toxinszintek nem csökkentek le teljesen, hosszabb ideig tartó kezelések folyamatban vannak modell és természetesen szennyezett takarmányokon, továbbá vizsgálni kívánjuk az ózonkezelés hatását a gabona beltartalmi értékeire őrölt illetve szemes kukorica esetén. Tervezzük a takarmányok különböző frakciói toxinszintjének összehasonlítását és aflatoxin M1-el szennyezett tej illetve tejpor ózonos kezelésének vizsgálatát.
Köszönetnyilvánítás Kutatási programunk a GOP-1-1-1-11-2012-0457 azonosító számú „Az ózon intenzív fertőtlenítő hatásán alapuló új fertőtlenítési és kezelési eljárások kifejlesztése, valamint alkalmazásuk hatásvizsgálata a takarmány –alapanyag és tejelőállítási technológia folyamatában” című projekt keretében valósul meg.
Irodalomjegyzék 1. Xiaohu Lou, Ren Wang, Li Wang, Youngfu Li, Yoanyuan Bian, Zhengxing Chen*. Effect of ozone treatment on aflatoxin B1 and safety evaluation of ozonized corn. Food Controll 37 (2014) 171-176 2. Geovana D. Savi*, Karim C. Piacentini, Karol O. Bittencourt, Vildes M. Scussel. Ozone tereatment efficiency Fusarium Graminearum and deoxynivalenol degradation and its effects on whole wheat grains (Triticum aestivum L.) quality and germination. Journal of Stored Products Research xxx (2014) 1-9 3. F. Mendez, D. E. Maier, L. J. Mason, C. P. Woloshuk*. Penetration of ozone into columns of stored grains and effects on chemical composition and processing perfomance. Journal of Stored Products Research 39 (2003) 33-44 4. B.K. Tiwari*, C.S. Brennan, T. Curran, E. Gallagher, P.J. Cullen, C.P.O’ Donell. Application of ozone in grain processing. Journal of Cereal Science 51 (2010) 248-255 5. Ali A. Isikber*, Christos G. Athanassiou. The use of ozone gas for the control of insects and microorganisms in stored products. Journal of Stored Products Research xxx (2014) 1-7 6. F. Inan, M. Pala*, I. Doymaz. Use of ozone in detoxification of aflatoxin B1 in red pepper. Journal of Stored Products Research 43 (2007) 425-429 7. J. A. Hardin*, C.L. Jones, E.L. Bonjour, R.T. Noyes, R.L. Beeby, D.A. Eltiste, S. Decker. Ozone fumigation of stored grain; closed-loop recirculation and the rate of ozone consumption. Journal of Stored Products Research 46 (2010) 149-154 8. Stephen A. Kells, Linda J. Mason, Dirk E. Maier, Charles P. Woloshuk*. Efficacy and fumigation characteristics of ozone in stored maize. Journal of Stored Products Research 37 (2001) 371-382
686
9. Enjie Diao, Hanxue Hou, Haizhou Dong*. Ozonolysis mechanism and influencing factors of aflatoxin B1: A review. Trends in Food Science Technology 33 (2013) 21-26 10. J. Christopher Young*, Honghui Zhu, Ting Zhou. Degradation of trichotechene mycotoxins by aqueous ozone. Food and Chemical Toxicology 44 (2006) 417-424 11. Steven D. White, Patrick T. Murphy, Carl J. Bern*, J. (Hans) van Leeuwen. Controlling deterioretion of high-moistrue maize with ozone treatment. Journal of Stored Products Research 46 (2010) 7-12 12. Zeynep B. Guzel-Seydim*, Annel K. Greene, A.C. Seidim. Use of ozone in the food industry. Lebensmittel- Wissenschaft und Technologie 37 (2004) 453-460 13. Enjie Diao, Hanxue Hou, Bin Chen, Changpo Shan, Haizhou Dong*. Ozonolysis efficiency and safety evaluation of aflatoxin B1 in peanuts. Food and Chemical Toxicology 55 (2013) 519-525 14. K. S. McKenzie, L.F. Kubena, A.J. Denvir, T.D. Rogers, G.D. Hitchens, R.H. Bailey, R.B. Harvey, S.A. Buckley, T.D. Phillips*. Aflatoxicosis in Turkey Poults is Prevented by Treatment of Naturally Contamined Corn with Ozone Generated by electrolysis. Poultry Science 77 (1998) 1094-1102
687
687
