بهترین توکسین بایندر را از کجا بخریم؟

امروزه آلودگی غلات به سموم قارچی یک چالش جدی برای سلامت دام و انسان ایجاد کرده است. در بررسی انجام شده توسط شرکت Biomin در سال ۲۰۱۹ مشخص شد که حدود ۷۵ درصد از نمونه های جمع آوری شده از سرار جهان حاوی بیش از یک سم بودند. در این بررسی جنوب و جنوب شرق آسیا دارای بیشترین خطر آلودگی هستند. در جنوب آسیا ۹۱ درصد نمونه ها حاوی آفلاتوکسین با میانگین آلودگی ۱۹ پی پی بی (ppb) بودند. همچنین فومونیسین و دئوکسی نیوالنون بیشترین میزان را پس از آفلاتوکسین به خود اختصاص داده اند. در اروپا بیش از ۶۰ درصد نمونه ها به DON و ZEN آلوده هستند. بنابراین استفاده از راهکارهایی از جمله استفاده از توکسین بایندر در خوراک دام و طیور برای کاهش اثرات مضر سموم قارچی امری ضروری می باشد.

قارچها گروهی از سبزیجات هستند که فاقد کلروفیل می باشند. عدم وجود کلروفیل نه تنها باعث تمایز قارچها از سبزیجات می شود، بلکه یک ویژگی مهم در فعالیت بیولوژیوی آنها است. فقدان کلروفیل باعث می شود قارچ قادر به استفاده از نور خورشید بعنوان منبع انرژی برای سنتز مواد آلی نباشد و در نتیجه قارچ باید بر روی یک ماده حاوی مواد آلی رشد کند. قارچها قادر به آلوده کردن بافتهای گیاهی هستند. همچنین بعضی از قارچ ها مجبور به تولید متابولیت های ثانویه به نام سموم قارچی هستند که می تواند باعث mycotoxicosis یا مسمومیت با سموم قارچی در انسانها و حیوانات مصرف کننده مواد غذایی آلوده به این قارچ ها شود. مهمترین قارچ های دخیل در تولید سموم قارچی عبارتند از:

الترناریا، آسپرژیلوس، سفالوسپوریوم، کلادوسپوریوم، فوزاریوم، مونیلیا، گلئوسپوریوم، موکور، پنیسیلیوم، ریزوپوس، اسپوروتریکوم، تریکوتسیوم و آبسیدیا.

سم قارچی (mycotoxin) چیست؟

سموم قارچی ترکیبات پلی کتونی ناشی از واکنش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاص است که زمانی ایجاد می شوند که احیای گروه های کتون در بیوسنتز اسیدهای چرب توسط قارچ، دچار اخلال شود. این اسیدهای چرب متابولیت های اولیه ای هستند که بعنوان منبع انرژی توسط قارچ مورد استفاده قرار می گیرند. تاکنون بیش از ۲۰۰ نوع سم قارچی شناسایی شده اما مهمترین و فراوان ترین سموم قارچی که غذاهای انسانی و خوراک دام را آلوده می کنند عبارتند از: آفلاتوکسین ها، اکراتوکسین ها، زیرالنون، فومونیسین ها، تریکوتسن ها (سم T2)، دئوکسی نیوالنول یا ومیتوکسین (Vomitoxin)، نیوالنول، پاتولین، پنیسیلیک اسید، استریگماتوسیستین، الترناریول، آلکالوئیدهای ارگوت (ارگوتامان، ارگوتوکسین، ارگومترین)، روبراتوکسین ها، ایسلندیتوکسین و ...

عوامل موثر در تولید سموم قارچی کدامند؟

۳ فاکتور اساسی در نمو قارچها و تولید سموم توسط آنها وجود دارند که عبارتند از:

  • فاکتور فیزیکی شامل رطوبت (آب آزاد و فعالیت آب یا aw)، درجه حرارت و میزان سالم بودن دانه ها.
  • فاکتور شیمیایی شامل pH، ترکیب ماده بستر یا سوبسترا، مواد معدنی موجود در ماده غذایی و پتانسیل اکسیداسیون و احیا در مواد اولیه.
  • فاکتور بیولوژیکی شامل وجود حشرات و گونه های خاص.

کمیت آب که شامل رطوبت موجود در اتمسفر و مواد غذایی می باشد، یکی از مهمترین فاکتورها در رشد قارچ ها و تولید مایکوتوکسین ها است. باید توجه داشت که نه تنها کمیت آب رشد و نمو این ارگانیسم ها را تحت تأثیر قرار می دهد، بلکه محل وجود آب که شامل آب آزاد و آب ترکیبی است نیز دارای اهمیت می باشد. آب آزاد، درون و اطراف بافتهای گیاهی و یا سلول های گیاهی وجود داشته و برای حذف آن نیازی به فرآیندهای دشوار نیست. آب ترکیبی در بافتهای گیاهی و حیوانی به صورت متصل به ترکیباتی نظیر پروتئین ها و کربوهیدراتها وجود دارد. وجود آب آزاد برای رویش اسپور های قارچی ضروری است. آب آزاد اغلب به عنوان رطوبت شناخته می شود که شامل رطوبت نسبی تعادل (RHE) و فعالیت آب (aw) می باشد. رطوبت نسبی تعادل به صورت درصد بیان شده و بر اساس میزان کربوهیدرات و چربی موجود در خوراکها، میزان آن متفاوت است. فعالیت آب بیانگر میزان آب موجود در مواد غذایی برای رشد و نمو میکرو ارگانیسم ها می باشد. چنانچه رطوبت منبع غذایی در تعادل با رطوبت نسبی محیط اطرافش باشد، فعالیت آبی در منبع غذایی معادل است با:

aw = RHE÷100

در واقع رطوبت نسبی تعادل، به تعادل میان محیط و ماده اشاره دارد اما فعالیت آب به خود ماده اشاره می کند. آب خالص دارای فعالیت آب ۱ بوده و در تعادل با رطوبت نسبی ۱۰۰ درصد محیط اطراف است. فعالیت آب مواد غذایی همواره کمتر از ۱ می باشد. رطوبت نسبی تعادل بسته به محتوای کربوهیدرات و چربی موجود در خوراک یا ماده غذایی متفاوت است. بعنوان مثال، ذرت (در یک سیلوی عمودی) دارای 13/5 درصد آب آزاد یا رطوبت، در تعادل با رطوبت نسبی تعادل ۷۰ درصد و در نتیجه فعالیت آب (aw) آن معادل 0/7 خواهد بود. در دمای مشابه، فول فت سویا (حاوی ۱۹ تا ۲۰ درصد چربی) دارای 13/5 درصد آب آزاد یا رطوبت، در تعادل با رطوبت نسبی تعادل ۷۵ درصد خواهد بود و در نتیجه فعالیت آب آن 0/75 است. در همان دما، دانه های آفتابگردان (حاوی ۴۱ درصد روغن) دارای 13/5 درصد رطوبت، در تعادل با رطوبت نسبی تعادل ۸۵ درصد بوده و فعالیت آب آن 0/85 خواهد بود. بنابراین نگهداری دانه های روغنی حتی با وجود رطوبت کمتر، به دلیل اینکه چربی موجود در آنها تبخیر آب آزاد درون آنها را آسان تر کرده و این آب می تواند به رطوبت اطراف دانه ها اضافه گردد، دشوارتر است. 

بطور کلی، با فعالیت آب 0/85 در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد که تقریباً معادل ۱۵ تا ۱۶ درصد رطوبت در ماده غذایی است، اسپورهای قارچ ظرف مدت ۵ تا ۱۲ روز ایجاد می شوند. از طرف دیگر، در دمای مشابه و فعالیت آب 0/75 (که تقریباً معادل ۱۳ تا ۱۴ درصد رطوبت در ماده است)، تشکیل اسپور قارچ بین ۴ تا ۱۲ هفته طول می کشد. با این حال چنانچه ذکر شد این مدت بسته به نوع ماده غذایی می تواند بسیار متفاوت باشد. بنابراین در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد، دانه های غلات نظیر ذرت، گندم و سورگوم در حالتی که رطوبت 12/5 درصد یا کمتر (تقریباً معادل فعالیت آب 0/65)، می توانند برای مدت طولانی بدون مشکل نگهداری شوند در صورتیکه همین شرایط برای فول فت سویا و دانه آفتابگردان نمی تواند وجود داشته باشد زیرا در همین شرایط، فعالیت آب برای آنها حدود 0/82 خواهد بود.

سموم قارچی آسپرژیلوس:

بطور کلی، حداقل دما و فعالیت آب برای رشد و تولید سم توسط قارچ های آسپرژیلوس به ترتیب ۱۰ تا ۱۲ درجه سانتی گراد و 0/75 تا 0/83 است. شرایط بهینه برای رشد قارچ آسپرژیلوس و تولید سموم قارچی، دمای ۲۵ درجه سانتی گراد و فعالیت آب 0/95 می باشد. با این وجود، سویه هایی از آسپرژیلوس فلیووس وجود دارند که در دمای ۶ تا ۴۵ درجه سانتی گراد بر روی موادی نظیر برنج رشد کرده و دمای بهینه رشد آنها ۳۷ درجه سانتی گراد بوده و در دمای بین ۱۱ تا ۳۶ درجه قادر به تولید سم هستند. در دما و فعالیت آب بهیته، میزان تولید مایکوتوکسین به سویه قارچ و نوع ماده غذایی بستگی دارد. بعضی سویه های آسپرژیلوس فلیووس (Aspergillus flavus) قادر به تولید سم آفلاتوکسین هستند. سموم اصلی تولید شده توسط قارچ آسپرژیلوس، آفلاتوکسین و اکراتوکسین هستند. سایر سموم نظیر پاتولین و پنیسیلیک اسید نیز توسط بعضی سویه های آسپرژیلوس تولید می شوند اما تمرکز بر روی ۲ سم اصلی می باشد زیرا قادر به ایجاد مشکل در حیوانات پرورشی و انسان بوده و خطر آنها بیشتر است.

آفلاتوکسین ها:

آفلاتوکسین ها عمدتاً توسط آسپرژیلوس فلیووس و آسپرژیلوس پارازیتیکوس تولید می شوند. تاکنون ۱۸ نوع آفلاتوکسین شناسایی شده که سمی ترین آنها آفلاتوکسین B1 و آفلاتوکسین M1 هستند. آفلاتوکسین M1 متابولیت هیدروکسیله شده آفلاتوکسین B1 است که در شیر و ادرار بعضی حیوانات وجود دارد. سایر آفلاتوکسین ها از نظر میزان سمی بودن به ترتیب عبارتند از آفلاتوکسین G1، آفلاتوکسین M2، آفلاتوکسین B2 و آفلاتوکسین G2. آفلاتوکسین M2 متابولیت هیدروکسیله شده حاصل از آفلاتوکسین B2 است که در شیر و ادرار بعضی حیوانات یافت می شود. آفلاتوکسین ها در غلات از جمله ذرت، گندم و برنج، محصولات جانبی غلات، کنجاله دانه های روغنی نظیر کنجاله پنبه دانه، کنجاله بادام زمینی، کنجاله کتان، کنجاله آفتابگردان و ... یافت می شوند. آفلاتوکسین ها خاصیت سرطان زایی بالایی دارند. اثر اصلی ایجاد شده توسط آفلاتوکسین ها مسمومیت کبدی است، اما این سموم قادر به ایجاد مشکلات کلیوی نیز می باشند. اندامهایی که بیشترین آسیب را در اثر مصرف آفلاتوکسین می بینند، کبد، کلیه ها و مغز می باشند. آفلاتوکسین ها سرکوب کننده سیستم ایمنی بوده و از طریق اختلال در سنتز DNA و RNA و همچنین سنتز پروتئین در ریبوزوم، مانع از فاگوسیتوز و تولید آنتی بادی ها می شوند. آفلاتوکسین ها از طریق سرکوب سیستم ایمنی بطور غیر مستقیم می توانند باعث مشکلات تولید مثلی شوند. سرکوب سیستم ایمنی، حیوان را در معرض بیماری های عفونی قرار می دهد که بعضی از آنها می توانند در ایجاد ورم پستان، التهاب رحم، کاهش تعداد اسپرم، افزایش تعداد اسپرم های ضعیف و افزایش اسپرم های غیر عادی نقش داشته باشند.

اکراتوکسین ها:

اکراتوکسین ها (Ochratoxins) توسط آسپرژیلوس اکراسئوس، پنیسیلیوم ویریدیکاتوم و پنیسیلیوم سیکلوپیوم تولید می شوند. ۷ نوع اکراتوکسین وجود دارد که اکراتوکسین A سمی ترین آنهاست. اکراتوکسین A بعنوان یک آلوده کننده طبیعی در غلات (عمدتاً جو و برنج) و محصولات جانبی غلات، کنجاله بادام زمینی و ... یافت می شود. اثر اصلی ناشی از اکراتوکسین، آسیب کلیوی است اما این سم قادر به ایجاد آسیب کبدی و تجمع گلیکوژن در کبد و بافتهای ماهیچه ای نیز می باشد. اکراتوسین نیز سرکوب کننده سیستم ایمنی است. اکراتوکسین A قادر است کیفیت اسپرماتوزوئید را تحت تأثیر قرار دهد. این سم پایداری غشاء اسپرم را در طول تولید اسپرم کاهش می دهد.

کاربرد توکسین بایندر در خوراک حیوانات:

افزودن مواد جاذب به خوراک حیوانات برای جلوگیری از مسمومیت با سموم قارچی بخصوص آفلاتوکسین، امری بسیار رایج می باشد. توکسین بایندرها موادی هستند که به خوراک حیوانات افزوده می شوند تا با ایجاد اتصالات قوی با سموم قارچی در دستگاه گوارش، مانع از جذب آنها در بدن حیوان شوند. این فرآیند که به آن جذب سطحی می گویند، شناخته شده ترین راه سم زدایی سموم قارچی در خوراک حیوانات پرورشی می باشد. جذب سطحی روشی کارآمد برای مقابله با آفلاتوکسین ها، آلکالوئیدهای ارگوت و اکراتوکسین بوده اما در مورد تریکوتسن ها، فومونیسین ها و زیرالنون کارایی لازم را ندارد. کارایی روش جذب سطحی به قطبیت و شکل سموم قارچی و نوع پیوندهای ایجاد شده بین سموم و ماده جاذب بستگی دارد. راندمان جذب سطحی برای سموم قارچی مختلف به ترتیب زیر است:

آفلاتوکسین ها، آلکالوئیدهای ارگوت، اکراتوکسین ها، فومونیسین ها، زیرالنون، سم T2 و DON.

مواد تشکیل دهنده توکسین بایندر چیست؟

بعضی از مواد دارای خواص جذب بالاتری نسبت به سایرین هستند. از بین مواد رایج در تولید توکسین بایندر می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • سیلیکات ها
  • رس ها
  • مخمر
  • ذغال فعال
  • آنزیم های ویژه

بنتونیت ها مواد بسیار مناسبی برای جذب آفلاتوکسین ب۱ (AfB1) هستند. باید توجه داشت که بنتونیت ها انواع مختلفی داشته و تنها تعدادی از آنها دارای راندمان جذب بالای آفلاتوکسین ها بوده و قدرت جذب بسیاری از آنها کمتر از حد مورد انتظار است. آفلاتوکسین به دلیل ساختار مسطحی که دارد بین لایه های بنتونیت به دام افتاده و بار الکتریکی بین لایه ها و آفلاتوکسین باعث اینجاد پیوند شده و اتصال بین آنها قوی تر می شود. بنتونیت ها مواد معدنی رسی هستند که از تجزیه خاکستر آتشفشانی ایجاد شده و عمدتا از ماده معدنی فیلوسیلیکات مونتموریلونیت (اسمکتیت) تشکیل شده اند. جاذب های رسی برای تمام سموم قارچی اصلی پاسخگو نیستند. بعنوان مثال سموم تولید شده توسط قارچ فوزاریوم به دلیل ساختار خاصی که دارند از طریق فرآیند جذب سطحی رس ها جذب نمی شوند. ساختار سمومی مانند دئوکسی نیوالنون و زیرالنون کمتر مسطح بوده و این امر کارایی روش جذب سطحی برای به دام انداختن آنها را کم می کند. ذغال فعال یک جاذب غیر اختصاصی می باشد به این معنا که علاوه بر سموم می تواند مواد مغذی رو نیز جذب کند که این یک ویژگی منفی به شمار می رود.

چگونه یک توکسین بایندر مناسب را انتخاب نماییم؟

یک توکسین بایندر خوب دارای حداقل ۵ معیار کلیدی به شرح زیر می باشد:

1) ظرفیت جذب بالا داشته باشد.

2) ایجاد اتصالات برگشت ناپذیر با سموم داشته و به راحتی از آنها جدا نشود.

3) بطور اختصاصی فقط سموم قارچی را جذب نماید.

4) ایمن بوده و برای سلامتی دام مشکلی ایجاد نکند.

5) اثرات آن از طریق آنالیز آزمایشگاهی و مطالعات فارمی به اثبات رسیده باشد.

جذب سموم داخلی (اندوتوکسین ها):

اندوتوکسین ها (سموم داخلی) که به آنها لیپوپلی ساکاریدها (LPS) نیز گفته می شود، ترکیبات موجود در دیواره باکاری های گرم منفی هستند که اثرات بسیار مضری بر سیستم ایمنی و فرآیندهای التهابی داشته و بنابراین تاثیر منفی بر عملکرد و تولید حیوانات پرورشی دارند. هنگامی که تعداد باکتری های گرم منفی در دستگاه گوارش افزایش پیدا کند، اندوتوکسین های آزاد شده از دیواره این باکتری ها باعث تضعیف سیستم ایمنی شده و از آنجایی که بدن حیوان باید با التهاب ناشی از آنها مقابله کند، افت عملکرد مشاهده می شود. اندوتوکسین ها به دلیل ساختار شیمیایی و قطبیتی که دارند می توانند از طریق قرار گرفتن بین لایه های بنتونیت، توسط بعضی از انواع رس ها جذب شوند. از اینرو برای یک توکسین بایندر خوب باید راندمان جذب از طریق هر دو نوع مطالعات آزمایشگاهی و فارمی ارزیابی شود.

دسته ها: وبلاگ

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاه پس از تائید مدیریت منتشر می شود.