Контаминация плодово-ягодной продукции микотоксигенными плесневыми грибами

Введение. Оценка риска воздействия микотоксинов, загрязняющих плодово-ягодную продукцию, в том числе малоизученные в этом отношении свежие ягоды и плоды, предполагает в качестве обязательного этапа идентификацию вегетирующих на плодах плесневых грибов, определение уровней их содержания и условий, способствующих формированию токсигенного потенциала.

Материалы и методы. Контаминацию плесневыми грибами ягод и плодов изучали культуральными методами с микро- и макроморфологической идентификацией видов. Определение 28 микотоксинов (МТ) проводили методом ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (УВЖХ-МС/МС) в режиме мультидетекции.

Результаты. В 87 образцах ягод и плодов, не имеющих признаков порчи, изучены видовой состав микрофлоры, её количественные уровни и содержание МТ. В большинстве проб (80%) содержание плесеней и общая микробная обсеменённость не превышали установленных нормативных значений для аналогичной обработанной быстрозамороженной плодово-ягодной продукции. Наиболее загрязнёнными были образцы клубники и малины, наименее загрязнёнными – слива и кизил. Анализ таксономического состава эпифитной микофлоры показал доминирование грибов рода Alternaria (крыжовник, смородина и слива); Aspergillus spр. (клубника); грибов порядка Mucorales (малина). Следует отметить, что при химическом анализе в образцах клубники, красной смородины и сливы обнаружены опасные фузариотоксины, продуценты которых (Fusarium spр.) в поверхностной микофлоре не выявлены. В целом в ягодах и плодах выявлены опасные МТ (фузариотоксины, патулин, афлатоксины, охратоксин В) и эмерджентные МТ (альтернаритоксины, боверицин, энниатины и др.), уровни присутствия которых были ниже нормируемых в пищевой продукции. Сравнение уровней микробной загрязнённости свежих ягод и плодов и подвергнутых технологической обработке (конвекционная сушка и шоковая заморозка) показало, что микробиологическая чистота продукции при таких способах переработки обеспечивается преимущественно качеством исходного сырья, поскольку условия конвекционной сушки и шоковой заморозки не приводят к инактивации микрофлоры.

Ограничения исследования. В рамках настоящей работы видовая принадлежность микромицетов проведена микологическими методами без применения ПЦР-анализа, что может быть предметом дальнейших исследований.

Заключение. Показано, что отсутствие видимой порчи ягод и плодов не означает отсутствия в них МТ, а микотоксигенные виды плесеней могут не обнаруживаться в микофлоре плодов. Выявлена контаминация плодово-ягодной продукции многообразными регламентируемыми и эмерджентными МТ, что подтверждает необходимость углублённого изучения загрязнения этих видов продукции микотоксинами, представляющими опасность для здоровья человека, с целью последующей оценки риска их поступления в организм.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов:
Минаева Л.П. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка результатов микробиологических исследований и фенотипической идентификации плесневых грибов, написание текста, редактирование, ответственность за целостность всех частей статьи;
Евсюкова А.Д. — сбор и обработка результатов микробиологических исследований и фенотипической идентификации плесневых грибов;
Кольцов В.А. — сбор и представление образцов для исследований, технологическая обработка образцов;
Жидехина Т.В. — разработка концепции селекции сортов плодов и ягод, полученных с использованием современных ресурсосберегающих агротехнологий, отбор образцов плодов и ягод;
Седова И.Б., Чалый З.А. — сбор и обработка результатов исследований методом УВЭЖХ-МС/МС;
Ефимочкина Н.Р. — подбор образцов, сбор и обработка результатов микробиологических исследований;
Шевелева С.А. — согласование концепции исследования, редактирование.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи.

Благодарность. Авторы выражают благодарность сотрудникам лаборатории биобезопасности и анализа нутримикробиома ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», принимавшим участие в сборе первичного материала микробиологических исследований, и заведующему лабораторией биохимии и пищевых технологий ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина» доктору сельскохозяйственных наук М.Ю. Акимову за организацию сбора и передачи объектов исследований.

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

Финансирование. Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (проект № 18-16-00077-П) «Эмерджентные микотоксины в пищевых продуктах растительного происхождения: разработка методов анализа, изучение контаминации, видовая характеристика микромицетов-продуцентов, разработка гигиенических нормативов».

Поступила: 07.11.2022 / Принята к печати: 24.03.2023 / Опубликована: 20.04.2023

1. Fernández-Cruz M.L., Mansilla M.L., Tadeo J.L. Mycotoxins in fruits and their processed products: Analysis, occurrence and health implications. J. Adv. Res. 2010; 1(2): 113–22. https://doi.org/10.1016/j.jare.2010.03.002

2. Oyarzabal O., Backert S., eds. Microbial Food Safety. Springer Science+Business Media; 2012.

3. 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: 141–73. https://doi.org/10.1016/j.simyco.2014.07.004

4. Visagie C.M., Houbraken J., Frisvad J.C., Hong S.B., Klaassen C.H., Perrone G., et al. Identification and nomenclature of the genus Penicillium. Stud. Mycol. 2014; 78: 343–71. https://doi.org/10.1016/j.simyco.2014.09.001

5. Ганнибал Ф.Б. Мониторинг альтернариозов сельскохозяйственных культур и идентификация грибов рода Alternaria. СПб.; 2011.

6. Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. Определитель патогенных и условно патогенных грибов. Пер. с англ. М.: Мир; 2001.

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

8. Petrasch S., Knapp S.J., van Kan J.A.L., Blanco-Ulate B. Grey mould of strawberry, a devastating disease caused by the ubiquitous necrotrophic fungal pathogen Botrytis cinerea. Mol. Plant Pathol. 2019; 20(6): 877–92. https://doi.org/10.1111/mpp.12794

9. Дьяков Ю.Т., ред. Фундаментальная фитопатология. М.: Красанд; 2012.

10. Полунина Т.С., Выборнова М.В., Лавринова В.А. Фитопатогены на ягодах малины. Научные труды Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия. 2020; 29: 210–3. https://doi.org/10.30679/2587-9847-2020-29-210-213

11. Минаева Л.П., Полянина А.С., Киселева М.Г., Чалый З.А., Ефимочкина Н.Р., Шевелева С.А. Изучение контаминации сухофруктов токсигенными плесневыми грибами. Гигиена и санитария. 2021; 100(7): 717–23. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-7-717-723

12. Lugauskas A., Stakeniene J. Toxin producing micromycetes on fruit, berries, and vegetables. Ann. Agric. Environ. Med. 2002; 9(2): 183–97.

13. Waśkiewicz A., Irzykowska L., Bocianowski J., Karolewski Z., Weber Z., Goliński P. Fusariotoxins in asparagus – their biosynthesis and migration. Food Addit. Contam. Part A Chem. Anal. Control. Expo. Risk Assess. 2013; 30(7): 1332–8. https://doi.org/10.1080/19440049.2013.796095

14. Enikova R. Biological Health of Fruits and Vegetables. Prevention of Well-Known Storage Damage. Union of the Processors of Fruit and Vegetables; 2018. (in Bulgarian)

15. Montet D., Ray R.C. Fermentedoods. Part I: Biochemistry and Biotechnology. CRC Press of Taylor & Francis Group; 2015.

16. Jay J.M., Loessner M.J., Golden D.A. Modern Food Microbiology. Springer Science+Business Media. Inc.; 2005.

17. Enikova R.K., Stoynovska M.R., Karcheva M.D. Mycotoxins in fruits and vegetables. J. IMAB. 2020; 26(2): 3139–43. https://doi.org/10.5272/jimab.2020262.3139