Определение уровня микотоксинов в рамках исследовательской программы

Вне всякого сомнения, микотоксины являются неизбежным фактором риска вследствие значительной порчи корма и непредсказуемого характера контаминации в процессе их биосинтеза, что обусловлено преимущественно факторами окружающей среды.

В этом контексте, для понимания характера контаминации кормов различными микотоксинами, необходимо использовать комплексные методы исследований, учитывающие многообразие кормовых материалов, применяемых в кормлении животных. Применение таких новых методов может быть использовано для проведения мониторинга общего уровня содержащихся в корме микотоксинов, а эти данные будут служить основой для оценки степени риска, обусловленного наличием микотоксинов.

Определение микотоксинов

Согласно опубликованным научным данным и в соответствие с разработанными на данный момент методами исследований 500 веществ могут быть отнесены к группе микотоксинов.

Однако на практике, из-за отсутствия приемлемых методов определения широкого спектра микотоксинов, проводится мониторинг содержания от одного до 6 микотоксинов с целью оценки степени угрозы, обусловленной наличием в кормах вторичных метаболитов грибков.

В США с целью обеспечения соответствия качества законодательно установленным в различных регионах максимально допустимым уровням или рекомендациям обычно проводят определение афлатоксинов, деоксиниваленола (ДОНа или вомитоксина), фумонизинов, Т-2 токсина и зеараленона. Эти исследования обычно проводят методами тонкослойной хроматографии и ИФА, позволяющими быстро оценить степень контаминации сырья в соответствие с установленным планом отбора проб.

Хотя эти методы эффективны для быстрого мониторинга входящего сырья, они не позволяют адекватно оценить общий уровень риска, обусловленного одновременным наличием в кормовых материалах различных групп микотоксинов.

Проводились попытки изучения популяций микроорганизмов на предмет наличия среди них токсигенных видов, продуцирующих микотоксины. Однако корреляция между наличием плесеней и уровнем контаминации микотоксинами была слабой.

Комплексный подход к определению распространённости микотоксинов обладает рядом преимуществ. Поскольку один вид плесневых грибков может продуцировать несколько микотоксинов, и в корме может одновременно присутствовать несколько видов плесеней, вполне вероятно, что в корме присутствует гораздо большее количество различных микотоксинов, чем принято определять в исследованиях.

Например, если проба содержит ДОН, скорее всего, в ней также будут содержаться и его метаболиты, в том числе 3-ацетил-ДОН, 15-ацетил-ДОН и фузаренон-Х, а также скрытые формы ДОН, например ДОН-3-глюкозид. Эти токсины увеличивают токсичность ДОН, поскольку в организме происходят процессы деацетилирования и дегликозилирования, приводящие к увеличению количества молекул ДОН.

Игнорирование наличия этих метаболитов может привести к недооценке токсичности ДОН. А недооценка уровня токсичности корма 

может явиться причиной необъяснимых и/или незаметных нарушений продуктивности и здоровья.

Возможность точного, быстрого и недорогого анализа на наличие широкого спектра микотоксинов может облегчить борьбу производителей с микотоксинами.

Программа

Компания Оллтек разработала программу 37+, позволяющую обнаружить более 37 микотоксинов с использованием комплексного подхода. Целью программы является проведение исследования кормов в США на наличие различных микотоксинов  при помощи метода сверхэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с тандемной масс-спектрометрией, разработанного в Глобальном Научном Центре Оллтек в Кентукки. 

Этот подход в сравнении с другими коммерческими методами, способными определять лишь малый спектр микотоксинов, является революционным, поскольку микотоксины, контаминирующие корма, могут быть весьма разнообразны.

Ещё более важно то, что эта методология позволяет обнаруживать микотоксины одновременно с большей избирательностью и чувствительностью и в различных рецептурах кормов.

Конечно, активность каждого микотоксина, содержащегося в корме, варьирует весьма значительно. Концентрации микотоксинов в корме следует оценивать в практическом аспекте – насколько они могут привести к снижению продуктивности или возникновению заболеваний.

Методика исследования

Был проведён анализ ста двадцати восьми проб урожая 2011 года из различных регионов США на наличие микотоксинов. Основными критериями для изучения именно этих микотоксинов явились данные об их распространённости и установленном токсическом воздействии на животных.

Для облегчения интерпретации общей токсичности для животных токсины были объединены в группы в соответствии с их химическими и токсикологическими свойствами (Таблица 1). Количество отобранных проб различного сырья показано в Таблице 2.

​

Результаты

Только в восьми из 128 происследованных проб не было обнаружено микотоксинов (их содержание было ниже предела определения), то есть 94% проб были контаминированы микотоксинами (Таблица 3).

Трихотецены типа В были обнаружены в 81% проб, фумонизины – в 58%, микотоксины типа А – в 45%, зеараленон – в 38% проб (Рисунок, страница 20, Таблица 4). Афлатоксины, охратоксины, токсины спорыньи и пеницилловых грибов (силосные микотоксины) были обнаружены в 16 – 23% происследованных проб.

В результате анализа всего массива данных было установлено, что в среднем наибольшей была концентрация фумонизинов – 16,612 мкг/кг, несколько меньшей – концентрация трихотеценов типа В – 2,326 мкг/кг и токсинов спорыньи – 972 мкг/кг (Таблица 4). Максимальная концентрация микотоксинов в одной пробе составила 1,157,644 мкг/кг для фумонизинов, 106,284 мкг/кг для токсинов спорыньи и 41, 356 мкг/кг для трихотеценов типа В.

Хотя концентрации микотоксинов других групп были меньше, следует иметь ввиду, что токсические концентрации для микотоксинов различных групп значительно отличаются. Например, в соответствии с установленными американским Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств (FDA) максимально допустимыми уровнями, содержание афлатоксина В1 в кормах для дойных коров допускается на уровне до 20 мкг/кг, а ДОН – 5,000 мкг/кг.

Наличие трихотеценов группы В было ожидаемо вследствие сложившихся температурных погодных условий на Северо-Востоке и Среднем Западе, которые способствовали росту плесеней рода Fusarium. Известно, что мелкие зерновые, например, ячмень, часто поражаются микотоксинами спорыньи.

Хотя фумонизины часто обнаруживаются в кукурузе из юго-западных штатов, стало неожиданностью их обнаружение в таких высоких концентрациях в кукурузе из штатов Среднего Запада. Плесени рода Fusarium, продуцирующие фумонизины, растут в поле, особенно после тёплого лета в умеренных зонах. Наличие предрасполагающих факторов, таких как повреждение насекомыми или паразитами, град или дождь при уборке урожая, ещё более увеличивают степень поражения микотоксинами.

Поскольку большие количества зерна экспортируются из Среднего Запада как внутри США, так и за пределы страны, вероятность контаминации корма несколькими микотоксинами в импортирующих регионах значительно возрастает. Эти данные в очередной раз подчёркивают необходимость не только проведения анализа на наличие большого количества микотоксинов, но и внедрения соответствующих стратегий борьбы с несколькими микотоксинами.

Характеристика обнаруженных микотоксинов

Только 6,25% проверенных проб не содержали микотоксинов в определяемых концентрациях (Таблица 3), один микотоксин был обнаружен в 7,81% происследованных проб.

В Таблице 4 представлены подробные результаты анализа различных образцов на микотоксины. Например, в кукурузе наиболее распространёнными микотоксинами оказались трихотецены группы В, обнаруженные в 74% проб, фумонизины были обнаружены в 51% проб. Средняя концентрация фумонизинов составила 49,915 мкг/кг, трихотеценов группы В – 2,658 мкг/кг, трихотеценов группы А – 235 мкг/кг.

В Таблице 5 представлена информация о содержании различных микотоксинов в различных кормовых ингредиентах.

Выводы

Использование программы компании Оллтек 37+ позволило провести оценку наличия различных микотоксинов в кормах в США. В дальнейшем получаемые в рамках программы данные позволят лучше изучить распространённость микотоксинов.

Одновременное наличие нескольких микотоксинов часто встречается в практике, и часто сопровождается взаимодействиями между ними, в результате возрастает риск нарушения здоровья животных и снижения продуктивности.

Внедрение программы борьбы с микотоксинами, основанной на принципах анализа риска и контрольных критических точек на фермах и комбикормовых предприятиях представляет собой комплексных подход к борьбе с микотоксинами.

Продукты и решения:

• Микосорб
• Микосорб А+
• Программа 37+

Другие материалы на тему микотоксинов:

• Каковы истинные потери от микотоксинов?
• Лаборатория Alltech по менеджменту микотоксинов
• Советы по хранению силоса для минимизации риска микотоксинов
• ​Чтобы не иметь проблем с микотоксинами зимой, проводите оценку риска заранее
• Адсорбент микотоксинов нового поколения — Микосорб А+
• Не позволяйте микотоксинам снизить вашу прибьль
• Скрытое влияние микотоксинов на родительское стадо