Πλήρης ανάλυση αφλατοξίνης και πιστοποίηση από το χημείο

• Εισαγωγικά για τις αφλατοξίνες

• Φυσικές και χημικές ιδιότητες

• Το πρόβλημα των αφλατοξινών στην Ελλάδα - Αναλύσεις και έρευνα

• Τοξικές, καρκινογόνες και μεταλλαξιγόνες ιδιότητες των αφλατοξινών 

Εισαγωγικά για τις αφλατοξίνες

 Οι αφλατοξίνες (aflatoxins) αποτελούν μια ομάδα από τις πιο τοξικές ουσίες που βρίσκονται στη φύση. Οι ισχυρότατα τοξικές και καρκινογόνες αφλατοξίνες παράγονται από μύκητες (μούχλα), που αναπτύσσονται κυρίως σε ξηρά φρούτα, ξηρούς καρπούς (ιδιαίτερα στα αράπικα φυστίκια και αμύγδαλα), μπαχαρικά, σιτηρά και σε τυριά, όταν υπάρξουν κατάλληλες συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας. Επίσης μπορεί να εμφανισθούν στο γάλα ζώων που έχουν τραφεί με ζωοτροφές (καλαμπόκι κ.λπ.), στα οποία είχαν αναπτυχθεί μύκητες (ευρωτίαση, μούχλα)

Χαρακτηριστική φυσικοχημική ιδιότητα των αφλατοξινών είναι ο έντονος φθορισμός των διαλυμάτων τους υπό την επίδραση υπεριώδους ακτινοβολίας (λex,max = 365 nm). Από την ιδιότητα αυτή προκύπτει το γράμμα που χαρακτηρίζει τις αφλατοξίνες B και G, έτσι οι αφλατοξίνες B (B1, B2, B2a) χαρακτηρίζονται από έντονο κυανό (B: blue) φθορισμό (λem,max = 425 nm), ενώ οι αφλατοξίνες G (G1, G2, G2a) από έντονο πράσινο (G: green) φθορισμό (λem,max = 450 nm). Οι αφλατοξίνες M1 και Μ2 είναι μεταβολίτες των αφλατοξινών Β1 και Β2 και βρίσκονται στο γάλα (M: milk) ανθρώπων και θηλαστικών ζώων που έχουν τραφεί με τροφές μολυσμένες με αφλατοξίνες. Συντομογραφικά οι αφλατοξίνες συμβολίζονται ως: AFB1, AFB2, AFG1, AFG2, ... κ.λπ. 

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Η επίδραση διάφορων φυσικών και χημικών παραγόντων στις αφλατοξίνες έχει εξετασθεί αρκετά ώστε να διαπιστωθεί το κατά πόσο είναι δυνατόν να απαλλαχθούν οι τροφές  από αυτές με κάποια φυσική ή χημική διαδικασία. Συνοπτικά η επίδραση των παραγόντων αυτών έχει ως εξής:

Θερμότητα: Σε ξηρά κατάσταση είναι σταθερές μέχρι το σημείο τήξης τους. Αντίθετα, παρουσία υγρασίας σύντομα καταστρέφονται, πιθανώς με υδρόλυση της λακτονικής ομάδας και στη συνέχεια με αποκαρβοξυλίωση.

Αλκάλια: Καταστρέφουν τις αφλατοξίνες με υδρόλυση του λακτονικού δακτυλίου. Ωστόσο φαίνεται ότι η υδρόλυση αυτή είναι αντιστρεπτή. Παρουσία οξέος επανασχηματίζεται ο λακτονικός δακτύλιος. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες τα αλκάλια αποσπούν τη μεθοξυλική ομάδα (CH3O-) από τον αρωματικό δακτύλιο.

Οξέα: Ισχυρά ανόργανα οξέα μετατρέπουν τις αφλατοξίνες B1 και G1 στις B2a και G2a, αντιστοίχως, με προσθήκη ύδατος στο διπλό δεσμό του ακραίου φουρανικού δακτυλίου.

Οξειδωτικά μέσα: Οξειδωτικά μέσα όπως υποχλωριώδες νάτριο, υπερμαγγανικό κάλιο, χλώριο, υπεροξείδιο του υδρογόνου, υπερβορικό νάτριο φαίνεται ότι αλλοιώνουν τα μόρια, γεγονός που καταφαίνεται από τον εξαφανισμό του χαρακτηριστικού φθορισμού τους. Τα προϊόντα οξείδωσης δεν έχουν ταυτοποιηθεί συστηματικά.

Αναγωγικά μέσα: Με υδρογόνωση οι αφλατοξίνες B1 και G1 μετατρέπονται στις αφλατοξίνες B2 και G2, αντιστοίχως. Με ισχυρότερα αναγωγικά μέσα, όπως το τετραϋδροβορικό νάτριο (NaBΗ4) ανάγεται η κετονική ομάδα (-CO-) του κυκλοπεντενικού δακτυλίου των αφλατοξινών B1 και B2 (προς -CΗ2-) παρέχοντας τις αφλατοξινές RB1 και RB2 (Reduced B1, B2).

Το πρόβλημα των αφλατοξινών στην Ελλάδα

Οπως και στις άλλες χώρες, στην Ελλάδα υπάρχει σοβαρό πρόβλημα αφλατοξινών στα γεωργικά προϊόντα. 'Ελληνες επιστήμονες εξετάζουν εδώ και δεκαετίες τις σωστές πρακτικές για την αποφυγή της μόλυνσης των σιτηρών, των ξηρών καρπών κ.λπ., από μύκητες, όπως και τις συγκεντρώσεις των αφλατοξινών στο γάλα και σε άλλα τρόφιμα. Συστηματικά ελέγχονται οι εισαγωγές σιτηρών και ξηρών καρπών (φυστίκια) από χώρες της Ασίας και Αφρικής, όπου η εμφάνιση των αφλατοξινών είναι συχνή λόγω της υγρασίας στους καρπούς και των υψηλών θερμοκρασιών. Σημειώνεται ότι με διάφορες ανοσοχημικές τεχνικές, όπως η ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbant Assay), ο προσδιορισμός των αφλατοξινών στα τρόφιμα αποτελεί πλέον μια σχετικά απλή αναλυτική διαδικασία, ενώ ακριβέστερες μετρήσεις πραγματοποιούνται κατά κανόνα με υγροχρωματογραφία (HPLC).

Οι επίσημοι φορείς ελέγχου δεν δημοσιεύουν στοιχεία για την παρουσία της αφλατοξίνης Β1 (AFB1), εφόσον οι τιμές της δεν υπερβαίνουν τα ανώτερα επιτρεπτά όρια. Από έρευνες όμως που πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων του του Τμήματος Χημείας στο Πανεπιστημίου Αθηνών, γνωρίζουμε τα εξής: Κατά το χρονικό διάστημα 1995-1996 ελέγχθηκαν 81 δείγματα γάλακτος από την Ελληνική Αγορά. Τα 32 δείγματα γάλακτος περιείχαν ΑFΜ1 (παράγωγο της ΑFΒ1) σε επίπεδα από 2,5 έως 5 ng/L, 31 περιείχαν μόνο ίχνη ενώ μόνο 9 υπερέβαιναν τα 5 ng/L, που ορίζει η νομοθεσία για την AFM1 . Από το 2003 έως το 2006 και με αφορμή έρευνες σχετικές με τη βιοσύνθεση της AFΒ1 σε τρόφιμα Ελληνικού ενδιαφέροντος, όπως είναι οι ελιές, εξετάστηκε ένας μεγάλος αριθμός δειγμάτων ελιάς, όπου η παρουσία της AFΒ1 θεωρείται αμελητέα. Υψηλές συγκεντρώσεις AFΒ1 βρέθηκαν σε δείγματα που ήταν εμφανώς μουχλιασμένα.

Οι έρευνες αυτές απέδειξαν ότι από μόνες τους οι ελιές δεν αποτελούν ευνοϊκό υπόστρωμα βιοσύνθεσης των αφλατοξινών. Κατά την περίοδο 1995-1996 εξετάστηκαν 50 δείγματα ελαιολάδου και η AFB1 βρέθηκε σε 36 δείγματα, αλλά σε πολύ χαμηλά επίπεδα (2,8-15,7 ng/Kg) και μόνο ένα δείγμα περιείχε 46 ng/Kg. Κατά την περίοδο 1998-2001 εξετάστηκαν άλλα 50 δείγματα ελαιολάδου, 11 περιείχαν ίχνη AFB1 και μόνο ένα δείγμα υπερέβαινε τα όρια (60 ng/Kg). Αυτό αποτελεί πολύ σημαντική βελτίωση δεδομένου ότι παλαιότερες μετρήσεις που είχαν γίνει στο εξωτερικό (1977) είχαν δείξει πολύ υψηλότερες συγκεντρώσεις AFB1 (5-10 μg/Kg) στα Ελληνικά και Ισπανικά ελαιόλαδα. Η βιοσύνθεση της AFΒ1 στα τρόφιμα είναι ένα εξαιρετικά πολύπλοκο φαινόμενο (π.χ. συμβάλλουν σε αυτό: το είδος του μύκητα, το είδος του τροφίμου, οι συνθήκες του περιβάλλοντος, η παρουσία άλλων συστατικών.

Επομένως, εκτός από τον συστηματικό έλεγχο, το σύστημα HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Point: Ανάλυση Κινδύνων και Κρίσιμα Σημεία Ελέγχου) πρέπει να εφαρμόζεται σε κάθε παραγωγική διαδικασία στον αγρό, στο εργοστάσιο, αλλά και κατά τη συσκευασία των τροφίμων.

Τοξικές, καρκινογόνες και μεταλλαξιγόνες ιδιότητες των αφλατοξινών

Συνοπτικά, ο μηχανισμός της τοξικής δράσης των αφλατοξινών έχει ως εξής: Οι αφλατοξίνες στον οργανισμό με την επίδραση των ενζύμων της ομάδας του κυτοχρώματος P450 μεταβολίζονται στο ήπαρ προς διάφορα προϊόντα μεταξύ των οποίων βρίσκεται και μια εποξειδική ένωση. Ο μεταβολίτης αυτός σχηματίζει ένωση προσθήκης (adduct) με τη γουανίνη (G) του DNA και του RNA, γεγονός που οδηγεί σε αποπουρίνωση και θραύση της αλυσίδας των νουκλεϊνικών οξέων με αποτέλεσμα να διακοπεί η σύνθεση απαραίτητων πρωτεϊνών και DNA σε ιστούς ζωτικών οργάνων, όπως στο ήπαρ, στα έντερα και στον μυελό των οστών

Η επικινδυνότητα των αφλατοξινών αυξάνεται ιδιαίτερα σε περιπτώσεις ατόμων που πάσχουν από ηπατικές νόσους. 'Ερευνες έδειξαν ότι κατά τη μόλυνση με τον ιό ηπατίτιδας (Hepatitis B virus, HBV), η έκθεση σε αφλατοξίνες αυξάνει τον κίνδυνο για ηπατοκυτταρικό καρκίνο (hepatocellular carcinoma, HCC). Ο ιός HBV καθιστά δύσκολο τον μεταβολισμό των αφλατοξινών από τα ηπατοκύτταρα και έτσι η ένωση προσθήκης αφλατοξίνης Μ1-DNA παραμένει για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα στο ήπαρ αυξάνοντας την πιθανότητα βλάβης του ογκοκατασταλτικού γονιδίου p53. Θεωρείται ότι ο εμβολισμός κατά της ηπατίτιδας των κατοίκων περιοχών της Ασίας και της Αφρικής όπου ενδημεί ο ιός HBV, θα μειώσει σημαντικά τις ηπατικές βλάβες σε πληθυσμούς που συχνά τρέφονται με μουχλιασμένα τρόφιμα

ΠΗΓΗ:

http://www.chem.uoa.gr/chemicals/chem_aflatoxins.htm