Formák (gombák)

Kapcsolódó kifejezések:

Mikroorganizmusok
Enzimek
Erjesztés
Gombák
Mutáció
Fehérjék
DNS
Élesztők

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Fusarium mikotoxinok az élelmiszerekben

14.1 A Fusarium nemzetség

A Fusarium nemzetségbe tartozó penészgombákat szisztematikusan hozzárendelik a hyphomyceteshez, az ascomycetesek egyik alcsoportjához (Desjardins, 2006). A Fusarium fajok micéliuma halvány színű és intenzív vörösesbarna színű lehet. A kialakult konidiosporákat a sarló- vagy orsó alakú morfológia jellemzi (Kück, 2009). Több mint 145 különböző Fusarium faj ismert, amelyeknek körülbelül egyhete méregtermelő (Moss és Thrane, 2004).

A fuzárium fejfájás (FHB) egy pusztító növénybetegség, amely világszerte minden gabonatermesztési területen előfordulhat. Különböző Fusarium fajok kapcsolódnak ehhez a betegséghez, ahol különösen a Fusarium graminearum, a Fusarium culmorum, a Fusarium avenaceum, a Fusarium poae és a Microdochium nivale társul az FHB-vel (Parry et al., 1995). Növényi kórokozóként a Fusarium fajok hatalmas gazdasági károkat és betakarítási veszteségeket okoznak (Windels, 2000). Az alacsonyabb hozam és a rosszabb szemminőség nyomon követhető a zsugorodott szemeknél, csökkent keményítő- és fehérjeminőséggel vagy meglehetősen megváltozott fehérje-összetétellel (Parry et al., 1995; Bai és Shaner, 2004). Sőt, a gabonafélék Fusarium fajokkal történő fertőzése többnyire mikotoxin szennyeződéssel jár. Általában az erősen toxinokkal terhelt élelmiszerek és takarmányok komoly kockázatot jelentenek az emberek és az állatok egészségére. A csökkent enzimaktivitás és csírázóképesség miatt a magas gombás fertőzés és a mikotoxin-szennyeződés problémákat okoz a feldolgozóiparban (pl. Maláta- és sörfőzés), és befolyásolja az élelmiszer-biztonságot (Parry et al., 1995; Schwarz et al., 2001).

Sör, kenyér és sajt

1.10 Sake és szójaszósz

A penészgombákat és enzimjeiket évszázadok óta használják Kelet-Ázsiában (Japán, Kína, Korea) a fehérjében gazdag előállítására szójabab és rizs alkoholos vagy tejsavas erjesztéssel történő további feldolgozáshoz.

Az érintett enzimek a keményítőt lebontó amilázok és a fehérjét lebontó proteázok. A készítmény szója szósz (shoyu) jól ismert példa (1.7. háttérmagyarázat). Évente fejenként körülbelül 2,6 gal termel és fogyaszt Japánban. Szója és búza keverékéből készül, beoltva A. oryzae vagy A. soyae. A gombaenzimek hasítják a szójabab fehérjét és a búza keményítőmolekuláit, és a romlás megelőzése érdekében nagy mennyiségű sót adnak hozzá. 8–10 hónap alatt az élesztőgombák és a Pediococcus baktériumok kifejlesztik és befejezik az erjedési folyamatot. A szójaszósz készen áll a szűrésre (1.29. Ábra).

Szaké, szójaszósz és egyéb erjesztett ázsiai termékek

Japán gyártása kedvéért inkább hasonlít a sörfőzéshez, mint a borászati folyamathoz, mert a rizsben gazdag a keményítő, amelyet az amilázok fermentálható cukrokká kell bontani. A főtt rizshez penészgomba spórákat adnak, amelyeket 35 napig 35 ° C hőmérsékleten tartanak 35 napig a koji előállításához. A Koji gazdag a gombák által kiválasztott amilázokban, és nagyobb adag rizshez és élesztő törzsek indító kultúráihoz (moto) adják, mint például az S. cerevisiae. Három hónapig erjedni hagyva a rizst szakévá alakítják, amelynek alkoholtartalma kb. 20%.

A gyártási módszer a szója szósz (shoyu Japánban, chiang-siu Kínában, siau Hong Kongban) nagyon hasonló. A Moromi szójababból, búzából és kojiból, valamint nagy mennyiségű sóból készül. 8–12 hónapig hagyjuk erjedni Aspergillus soyae és A. oryzae felhasználásával. A Pediococcus soyae baktérium és a Saccharomyces rouxii, Hansenula és Torulopsis élesztők kezdő tenyészeteit hozzáadják a tejsav és az alkohol előállításához. Az erjesztési folyamat végén a szójaszószt leszűrjük, és a szilárd maradványokat szarvasmarha-takarmányként használják. A szójaszósz nemcsak 18% sót, hanem 1% ízfokozó aminosav-sót is tartalmaz nátrium-glutamát (lásd: Fehér biotechnológia: A sejtek mint szintetikus gyárak) és 2% alkohol.

Miso fermentált szójapép, az egyik legfontosabb hagyományos japán fehérjeforrás. A koji ismét részt vesz az előzetes gyártási szakaszokban. Tofu (más néven sufu) savanyú túrós szójafehérjéből nyerik, amelyet Mucor sufu fermentál.

Saké hordók, halmozva egy japán templom előtt.

Natto, csípős ammóniaszagú, párolt szójababból készül, amelyet koji-val (A. oryzae) beoltott fenyőfa szeletekbe sodortak, és néhány hónapig állni hagyták, mielőtt Streptococcus és Pediococcus baktériumokkal ismét fermentálódtak volna.

Angkak (vörös rizs) párolt rizsből és a Monascus purpureus gombából készül. Forró fűszerként és pigmentként használják Kínában, Indonéziában és a Fülöp-szigeteken.

indonéz Tempeh Rhizopus penészbe oltott és banánlevelekbe csomagolt főtt szójababból állítják elő.

Penészgombákkal erjesztett szójabab: natto.

Szójaszósz wasabival (reszelt torma, amely peroxidázt tartalmaz, lásd: Enzimek: Molekuláris szuperkatalizátorok otthoni és ipari használatra).

1.29. Ábra. A kínai és japán szkriptek egyetlen jelet használnak a gombákra és baktériumokra. A jel a szemek fülét mutatja, amelyen a növények nőnek - a rizs erjedésének pontos leírása!

Rizsbor (kedvéért) hasonló módon állítják elő (1.30. ábra). Először a rizskeményítőt fermentálható cukrokká kell bontani, amelyet a gombák által felszabadított enzimek (amilázok) végeznek. Ezután a cukrokat Saccharomyces törzsek alkoholokká fermentálják. A szaké körülbelül 20 térfogatszázalék (40 bizonyíték) alkoholt tartalmaz - ez nem jelentéktelen dolog, szem előtt tartva, hogy sok ázsiai a májenzimek genetikai összetételében kissé eltér a kaukázustól. Molekulaváltozatot hordoznak (izoenzim) acetaldehid-dehidrogenáz, amely lassabban bontja az alkohol lebomlásából származó acetaldehidet (1.13. ábra), mint a kaukázusi izoenzim. Ennek eredményeként az ázsiaiaknál a kisebb mennyiségű alkoholnak ugyanaz a részegítő hatása van, mint a kaukázusiak által fogyasztott nagyobb mennyiségnek. Lehet, hogy ez nagyon gazdaságos, de a másnaposság rosszabb!

1.30. Ábra. Erjesztés, Shimizu professzor hallgatói korának rajzfilmje szerint (Kiotói Egyetem).

Fénymikroszkópia: alapelvek és alkalmazások az élelmiszerek mikrostruktúráihoz

Penészgombák, gombák és baktériumok

A penész, a gomba és a baktérium egyaránt jelen lehet az élelmiszerekben, előnyösen (joghurtokban, sajtokban, élesztőtésztákban és más erjesztett ételekben és italokban), szennyeződésként vagy bomlás eredményeként.

A gombákat és a penészeket egyaránt megfesthetjük a Trypan Blue laktofenolos oldatával (fenol és tejsav). A laktofenolos oldatban levő metilkék (más néven pamutkék) nagyon jól festi a gombák sejtfalait is. Felhívjuk figyelmét, hogy a fenoltartalmú anyagokat körültekintően kell kezelni, és a festéshez szükséges laktofenol alapú oldatok kezeléséhez megfelelő személyi védőfelszerelést (PPE) kell használni. Mindkét folt úgy működik, hogy a gomba sejtfalában kitinhez kötődik. A legtöbb penész hosszú, vékony, „hypae” néven ismert szerkezetet hoz létre, amelyek alakjuk alapján könnyen felismerhetők, és a termőtesten belüli gombaspórák is azonnal felismerhetők. Az egyes spórák felismerése bonyolultabb lehet, különösen akkor, ha a példány sok más, hasonló méretű kis gömb alakú tulajdonsággal rendelkezik. A Cotton Blue vagy a Trypan Blue használatával végzett szelektív festés tehát felhasználható a gombás hifák vagy spórák jelenlétének vagy hiányának megerősítésére.

Élesztők megfigyelhetők e foltok bármelyikének alkalmazásával is, mivel sejtfalukban kitint is tartalmaznak. Az élesztőket megkülönböztethetjük a penészektől a „rügyhegek” jelenlétével, amelyek gyűrű alakként láthatók a sejtfalon. Rügyhegek alakulnak ki, miután az új élesztősejtek „leváltak”, amikor a sejtek megosztódtak. Nagyobb élesztősejtek esetében a rügyek hegei DIC alkalmazásával láthatók, de ezek vizualizálásának jó módja az élesztők megfestése a Calcofluor White (a következő szakaszban tárgyalt fluoreszcens folt) alkalmazásával. Az élesztőknek és a gombasejteknek az érettségtől és a fajtól függően sokféle méretük lehet, ezért pusztán dimenzióik figyelembevételével nem azonosíthatók olyan könnyen, mint a baktériumok.

Paraziták és gombák

Steven R. Binder, Patrice D. Sarfati, The Immunoassay Handbook (negyedik kiadás), 2013

Etiológiai és klinikai megnyilvánulás

Szálas gombák (penészgombák) körülbelül egymilliárd éve léteznek; az állattartótól függetlenül a talajban és a lebomló növényzetben virágoznak. Az emberek rendszeresen lélegzik be az Aspergillus fajok spóráit, a gombás megbetegedések mégis ritkák. Invazív aspergillosis (IA) életveszélyes opportunista mycosis immunhiányos betegeknél, halálozási aránya 70% és 90% között 1 év alatt. Az IA akkor keletkezik, amikor a mindenütt jelenlévő Aspergillus fajok a tüdőből (leggyakrabban) a szomszédos szervekbe költöznek, mivel az immunrendszer nem képes leküzdeni a fertőzést. Míg az IA diagnózisának felállítása a fertőzés korai szakaszában javítja a túlélés esélyét, a klinikai tünetek és tünetek nem specifikusak. Az egyetlen referencia-módszer az IA megerősítésére a boncolás, boncolási mintákból származó tenyészettel kombinálva.

A fagocitákban található NADPH-oxidáz elengedhetetlen az aspergillosis elleni védekezésben, amelyet krónikus granulomatózus betegségben, a NADPH-oxidáz örökletes rendellenességében szenvedő betegek mutatnak be. Az IA kockázatának kitett egyéb betegek közé tartoznak az elhúzódó neutropeniában szenvedők, a hematopoietikus őssejt-transzplantáció vagy a szilárd szerv-transzplantátum befogadói, valamint az előrehaladott AIDS-ben szenvedő betegek.

Az aspergillózissal összefüggő halálozások száma négyszeresére nőtt az 1980-as és 1990-es években az Egyesült Államokban a boncolási jelentések alapján, ami az immunhiányos betegek számának növekedését tükrözi. Neutropeniában szenvedő betegeknél a neutropenia mértéke és időtartama megjósolja az invazív aspergillosis kockázatát. Az intenzív citotoxikus kemoterápia hosszan tartó neutropeniát okoz, és a refrakter leukémiában szenvedő betegeknél, akiket több ciklusú citotoxikus kemoterápiával kezelnek, különösen nagy az IA kockázata.

A fasejtek falainak gombás lebomlása

Geoffrey Daniel, a Másodlagos Xylem Biológiában, 2016

Kék folt (sapstain) és penészgombák a fán

8.1. Táblázat A fasejtek falainak gombatámadásának morfológiai hatásainak osztályozása

Bomlástípus A fasejtek falainak morfológiai változásai A sejtfal összetevői megtámadtak Taksonómiai csoportosítás Tipikus példák

Fehér rothadás (egyidejű)	A hifális furatok megnagyobbodnak A sejtfal elvékonyodik a lumenből A középső lamellák lebomlottak Üregek kialakulása egyes fajokban	Cellulóz, lignin, hemicellulózok Kivonatok	Basidiomycetes Magasabb ascomycetes	T. versicolor * Heterobasidium annosus Xylaria polymorpha Daldinia concentrica
Fehér rothadás (preferenciális)	A hifális furatok megnagyobbodnak A sejtfal támadása a lumenből	Hemicellulózok, lignin Kivonatok	Basidiomycetes	Cerioporiopsis subvermispora Heterobasidium annosum Phl. radiata Cel 26
A középső lamellák lebomlottak Rost szálasítás és elválasztás
Barna rothadás	A sejtfalak gyors támadása Sejtfal támadás lumenből	Cellulóz depolimerizációja, hemicellulózok; lignin módosítva	Basidiomycetes	C. puteana * Ol. (Postia) placenta *
I. típusú lágyrothadás	A hifális furatok kicsiek maradnak Hosszanti üregek A középső lamellák megmaradnak	Cellulóz, hemicellulózok lignin módosult/lebomlott	Ascomycetes Gombák imperfecti	Chaetomium globosum * Phialophora mutabilis
I. típusú lágyrothadás „Diffúz típus”	A hifális furatok kicsiek maradnak A hosszanti üregek koaleszcenciája	Cellulóz, hemicellulózok módosított/lebomlott lignin	Ascomycetes	Phi. dimorfoszpora Ch. globosum
A középső lamellák megmaradnak	Gombák imperfecti	Bispora betulina
II. Lágyrothadás	A hifális furatok kicsiek maradnak A sejtfal elvékonyodik a lumenből Középső lamella marad	Cellulóz, hemicellulózok módosított/lebomlott lignin	Ascomycetes Gombák imperfecti	Ch. globosum Phialop. mutabilis
Kék foltos gombák	Finom furatok Kis üregek/eróziós vályúk	Elsősorban nonlignifikált sejtek (sugárparenchima), extraktív anyagok	Ascomycetes Gombák imperfecti	Ophiostoma piceae L. theobromae
Penészgombák	Növekedés a felszíni régiókban	Oldható cukrok, extraktív anyagok	Ascomycetes Gombák imperfecti Zygomycetes	Ch. globosum Penicillium brevicompactum Aspergillus versicolor Rhizopus spp.

MYCOTOXINS | A mikotoxinok természetes előfordulása az élelmiszerekben

Absztrakt

A mikotoxinok, mint penészgombák anyagcseréjének termékei, számos mezőgazdasági termékben képződhetnek különböző szakaszokban, kezdve a növénynövekedési fázistól a betakarításon át a tárolásig. A toxinaktivitás széles spektruma és jellemzően magas hőállósága miatt a mikotoxinok jelenléte az élelmiszerekben és takarmányokban súlyos emberi egészségre és állatokra nézve veszélyt jelent. A mikotoxikózisok - a gombamérgek okozta mérgezések és betegségek - világszerte problémát jelentenek, ezért a nemzetközi szervezetek különös hangsúlyt fektetnek a növényi és állati eredetű élelmiszerek folyamatos minőségellenőrzésére a mérgező gombás metabolitok jelenléte szempontjából.