Изучение контаминации сухофруктов токсигенными плесневыми грибами

Введение. Сухофрукты – ценный источник пищевых волокон, ряда витаминов и минеральных элементов в рационе питания населения. Однако высокое содержание легкодоступных углеводов делает этот вид продукции уязвимым к контаминации плесневыми грибами, наибольшую опасность среди которых представляют токсигенные виды. Но научной информации о загрязнённости сухофруктов, представленных на российском рынке, плесневыми грибами – продуцентами микотоксинов практически нет, что не позволяет судить об этом аспекте безопасности пищи.

Материалы и методы. Культуральными методами анализа изучена контаминация плесневыми грибами и бактериями 57 образцов сухофруктов 7 популярных в России видов. Из сухофруктов выделены моноспоровые изоляты плесневых грибов, токсинообразование которых исследовано в условиях in vitro, анализ микотоксинов проводили методом УВЭЖХ-МС/МС в режиме мультидетекции.

Результаты. В целом микробная загрязнённость сухофруктов, в большинстве обусловленная плесневыми грибами, была низкой: 87,7% образцов отвечали установленным микробиологическим нормативам. При этом наибольшей степенью загрязнённости отличались финики. В микофлоре всех видов сухофруктов доминировали виды Aspergillus. Среди выделенных 33 изолятов плесеней 45,5% оказались токсигенными, способными в условиях in vitro к биосинтезу значительных количеств нескольких видов микотоксинов, включая эмерджентные. У штаммов Aspergillus секции Nigri обнаружена фумонизин- и охратоксин-продуцирующая активность. На модельных средах у отдельных штаммов накопление микотоксинов превышало значения, нормируемые в пищевой продукции, в том числе (в мкг/кг): для афлатоксинов B₁ – более 32 000 и B₂ – 3230, фумонизина B2 – более 3100, охратоксина А – до 4,3; для эмерджентных накопление достигало: стеригматоцистина – до 6 218 220 и цитреовиридина – 153.

Заключение. Плесневые грибы являются основным видом микрофлоры, контаминирующей сухофрукты. Установлена способность плесневых изолятов из сухофруктов к образованию микотоксинов, среди которых выявлены высокотоксигенные штаммы. Это свидетельствует о наличии потенциального риска загрязнения данного вида пищевой продукции микотоксинами, в том числе не нормируемыми в ней, и возможном увеличении их содержания в рационах потребителей за счёт данного источника. Полученные результаты обосновывают необходимость широкого мониторинга продуцентов микотоксинов в сухофруктах для прогноза риска токсинообразования и связи конкретных микотоксинов с определёнными видами сухофруктов. Наличие токсигенной активности у плесневых грибов, выделенных из сухофруктов, показано в России впервые.

Участие авторов:

Минаева Л.П. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка результатов микробиологических исследований, написание и редактирование текста, ответственность за целостность всех частей статьи;

Полянина А.С., Ефимочкина Н.Р. – сбор и обработка результатов микробиологических исследований;

Киселева М.Г., Чалый З.А. – сбор и обработка результатов УВЭЖХ-МС/МС исследований;

Шевелева С.А. – редактирование. Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование выполнено при финансировании РНФ (грант № 18-16-00077).

1. Анализ рынка сушеных овощей, грибов, сухофруктов и орехов в России в 2014-2018 гг., прогноз на 2019-2023 гг. Available at: https://businesstat.ru/images/demo/dried_vegetables_fruits_nuts_mushrooms_russia_2019_demo_businesstat.pdf

2. Исаева Е.В., Шестопал З.А. Атлас болезней плодовых и ягодных культур. Киев: Урожай; 1991.

3. Гарибова Л.В., Лекомцева С.Н. Основы микологии: Морфология и систематика грибов и грибоподобных организмов. М.: КМК; 2005.

4. Тутельян В.А., Кравченко Л.В. Микотоксины (Медицинские и биологические аспекты). М.: Медицина; 1985.

5. Agriopoulou S., Stamatelopoulou E., Varzakas T. Advances in occurrence, importance, and mycotoxin control strategies: prevention and detoxification in foods. Foods. 2020; 9(2): 137. https://doi.org/10.3390/foods9020137

6. RASF, The Rapid Alert System for Food and Feed. Reports and publications. Available at: https://ec.europa.eu/food/safety/rasff/reports_publications_en

7. Nielsen K., Mogensen J., Johansen M., Larsen T., Frisvad J. Review of secondary metabolites and mycotoxins from the Aspergillus niger group. Anal. Bioanal. Chem. 2009; 395(5): 1225-42. https://doi.org/10.1007/s00216-009-3081-5

8. Heperkan D., Moretti A., Dikmen C.D., Logrieco A.F. Toxigenic fungi and mycotoxin associated with figs in the Mediterranean area. Phytopathol. Mediterr. 2012; 51(1): 119-30. https://doi.org/10.14601/Phytopathol_Mediterr-9467

9. Samson R.A., Noonim P., Meijer M., Houbraken J.A.M.P., Frisvad J.C., Varga J. Diagnostic tools to identify black aspergilli. Stud. Mycol. 2007; 59: 129-45. https://doi.org/10.3114/sim.2007.59.13

10. Samson R.A., Visagie C.M., Houbraken J., Hong S.B., Hubka V., Klaassen C.H., et al. Phylogeny, identification and nomenclature of the genus Aspergillus. Stud. Mycol. 2014; 78, 141-173. https://doi.org/10.1016/j.simyco.2014.07.004

11. Han X., Jiang H., Xu J., Zhang J., Li F. Dynamic fumonisin B2 production by Aspergillus niger intented used in food industry in China. Toxins (Basel). 2017; 9(7): 217. https://doi.org/10.3390/toxins9070217

12. Чалый З.А., Киселева М.Г., Седова И.Б., Минаева Л.П., Шевелева С.А., Тутельян В.А. Изучение контаминации сухофруктов микотоксинами. Вопросы питания. 2021; 90(1): 33-9. https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-1-33-39

13. Ozer H., Imge H., Basegmez O., Ozay G. Mycotoxin risks and toxigenic fungi in date, prune and dried apricot among Mediterranean crops. Phytopathol. Mediterr. 2012; 51(1): 148-57. https://doi.org/10.14601/Phytopathol_Mediterr-9806

14. Vinson J.A., Zubik L., Bose P., Samman N., Proch J. Dried fruits: excellent in vitro and in vivo antioxidants. J. Am. Coll. Nutr. 2005; 24(1): 44-50. https://doi.org/10.1080/07315724.2005.10719442

15. Rico-Munoz E., Samson R.A., Houbraken J. Mould spoilage of foods and beverages: Using the right methodology. Food Microbiol. 2019; 81: 51-62. https://doi.org/10.1016/j.fm.2018.03.016

16. Trucksess M.W., Scott P.M. Mycotoxins in botanicals and dried fruits: A review. Food Addit. Contam. Part A Chem. Anal. Control Expo. Risk Assess. 2008; 25(2): 181-92. https://doi.org/10.1080/02652030701567459

17. Daskaya-Dikmen C., Heperkan D. Fumonisin production of black Aspergilli in vitro, fumonisin and ochratoxin A production in figs of positive strains and their growth assessment. Toxin Rev. 2013; 32(1): 10-7. https://doi.org/10.3109/15569543.2012.756524

18. Frisvad J.C., Hubka V., Ezekiel C.N., Hong S.B., Nováková A., Chen A.J., et al. Taxonomy of Aspergillus section Flavi and their production of aflatoxins, ochratoxins and other mycotoxins. Stud. Mycol. 2019; 93: 1-63. https://doi.org/10.1016/j.simyco.2018.06.001

19. Cary J.W., Ehrlich K.C., Beltz S.B., Harris-Coward P., Klich M.A. Characterization of the Aspergillus ochraceoroseus aflatoxin/sterigmatocystin biosynthetic gene cluster. Mycologia. 2017; 101(3): 352-62. https://doi.org/10.3852/08-173

20. Frisvad J.C., Skouboe P., Samson R.A. Taxonomic comparison of three different groups of aflatoxin producers and a new efficient producer of aflatoxin B1, sterigmatocystin and 3-O-methylsterigmatocystin, Aspergillus rambellii sp. nov. Syst. Appl. Microbiol. 2005; 28(5): 442-53. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2005.02.012

21. Moretti A., Susca A., eds. Mycotoxigenic Fungi: Methods and Protocols. Totowa, New Jersey: Humana Press; 2017.

22. de Souza Ferranti L., Fungaro M.H.P., Massi F.P., da Silva J.J., Penha R.E.S., Frisvad J.C., et al. Diversity of Aspergillus section Nigri on the surface of Vitis labrusca and its hybrid grapes. Int. J. Food Microbiol. 2018; 268: 53-60. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2017.12.027