Ученые нашли способ борьбы с микотоксинами в кукурузе рентгеном

Кукуруза — основная продовольственная культура, которую потребляют миллиарды людей и животных по всему миру, часто бывает заражена афлатоксином B1 — микотоксином, мощным канцерогеном, вырабатываемым грибом Aspergillus flavus.

Афлатоксин представляет серьезную опасность для здоровья людей и животных, а также создает экономические проблемы для сельскохозяйственной промышленности. Однако из-за высокой трансмиссивной природы A. flavus и токсичности афлатоксина В1 изучение и разработка методов борьбы с ним в лабораторных условиях может быть затруднена.

Афлатоксин известен с 1960-х годов, с тех пор он остается широко распространенной проблемой. Это один из видов микотоксинов, которые представляют собой ядовитые соединения природного происхождения, вырабатываемые плесенью или грибками, которые могут расти на различных сельскохозяйственных культурах. Микотоксины, в том числе афлатоксины, обладают мощными канцерогенными свойствами.

Афлатоксины вырабатываются видами Aspergillus и часто встречаются в сельскохозяйственных культурах, включая кукурузу, хлопковые семена и орехи, особенно в теплой и влажной среде. Грибы, продуцирующие афлатоксины, могут заражать сельскохозяйственные культуры на различных этапах, в том числе в поле, во время сбора урожая и хранения.

Заражение афлатоксинами представляет собой серьезную глобальную проблему, особенно во влажных, тропических и субтропических регионах. Оно наиболее распространено в Африке, Азии и некоторых частях Южной Америки, где теплые условия могут ускорить рост видов Aspergillus.

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций, микотоксины, в том числе афлатоксины, поражают около 25% мировых продовольственных культур. Нигерия, Кения, Индия и Китай особенно подвержены из-за особенностей климата и сельскохозяйственной практики.

Острое отравление афлатоксинами, называемое афлатоксикозом, может возникнуть при употреблении большого количества зараженной пищи. Симптомы включают поражение печени, тошноту, рвоту, боли в животе, в тяжелых случаях — смерть.

Афлатоксины, в частности, связаны с повышенным риском развития рака печени. Хроническое воздействие может также привести к задержке роста у детей и иммуносупрессии, повышающей восприимчивость к инфекционным заболеваниям.

Считается, что изменение климата усугубляет угрозу, исходящую от афлатоксинов, поскольку расширяет географический ареал грибов, продуцирующих афлатоксины, что потенциально повышает риск заражения в новых регионах.

Ученые из Университета штата Аризона продемонстрировали перспективный метод стерилизации с использованием рентгеновского облучения для снижения жизнеспособности A. flavus в зараженной кукурузе. Этот метод обеспечивает стерилизацию без разрушения вредного афлатоксина B1 (AFB1), производимого грибком.

Основной целью исследования было определение оптимальной дозы облучения, необходимой для уничтожения жизнеспособности грибов и сохранения концентрации афлатоксина B1 для последующих исследований в области детоксикации.

«Отключая» Aspergillus flavus, метод не позволяет грибу распространять споры и производить больше афлатоксинов. Стабилизация уровня токсинов позволяет ученым разрабатывать и тестировать методы, направленные на деградацию афлатоксинов без осложнений, связанных с продолжающимся ростом грибов.

Результаты показали, что даже небольшая доза радиации останавливает рост грибков Aspergillus flavus, что открывает новые возможности для безопасного обращения и изучения зараженных пищевых продуктов без ущерба для структурных и химических свойств, необходимых для научного анализа. Это способствует разработке новых подходов для масштабируемых и эффективных решений проблемы загрязнения микотоксинами, с возможностью применения в различных регионах, особенно в развивающихся странах, где меры по обеспечению безопасности пищевых продуктов зачастую ограничены.

В отделе обеззараживания Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») разрабатывают и оптимизируют методики фумигации против вредных организмов, позволяющие бороться с большинством вредителей запасов и успешно сохранять собранный урожай до момента потребления.

Источник: Hannah Glesener et al, X-ray Irradiation Reduces Live Aspergillus flavus Viability but Not Aflatoxin B1 in Naturally Contaminated Maize, Toxins (2024). DOI: 10.3390/toxins16080329