Микотоксины в какао-продуктах и плодах рожкового дерева (кэроба), реализуемых на российском рынке

Резюме

Какао-напитки и кондитерские изделия на основе какао относят к продуктам повседневного потребления для большей части населения во всем мире. Во многих странах, включая Россию, приверженцы здорового образа жизни все чаще пьют напитки на основе заменителя какао - кэроба (порошка из плодов рожкового дерева).

Цель исследования - изучение загрязненности образцов какао-продуктов и кэроба, представленных на отечественном рынке, микотоксинами - вторичными метаболитами грибов родов Aspergillus, Penicillium, Fusarium и Alternaria, а также оценка нагрузки микотоксинами на человека за счет потребления этих групп продуктов.

Материал и методы. Методом ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с тандемной масс-спектрометрией (УВЭЖХ-МС/МС) в 63 образцах какао и кэроба определяли содержание 27 микотоксинов. В их число входили микотоксины, регламентируемые в пищевых продуктах (афлатоксины, охратоксин А, дезоксиниваленол, фумонизины, Т-2 токсин, зеараленон), их производные и структурные аналоги (трихотецены групп А и В), а также эмерджентные микотоксины: альтернариол, его метиловый эфир, альтенуен, тентоксин, цитринин, стеригматоцистин, циклопиазоновая кислота, микофеноловая кислота, энниатины, боверицин.

Результаты. Из числа эмерджентных микотоксинов в образцах какао были обнаружены боверицин (в 29 из 41 пробы, в количестве от 1,6 до 2184,8 мкг/кг), тентоксин, стеригматоцистин и метиловый эфир альтернариола (по 3 образца, на уровне 0,7-1,2; 1,5-3,3 и 4,0-7,8 мкг/кг соответственно). В образцах кэроба чаще обнаруживали альтернариол (в 14 из 22 образцов, 1,5-43,1 мкг/кг), тентоксин (в 13 пробах, 0,5-8,7 мкг/кг), микофеноловую кислоту (в 6 образцах, 6,9-8,2 мкг/кг) и метиловый эфир альтернариола (в 3 пробах, 1,0-1,2 мкг/кг). Среди регламентируемых в растительных продуктах микотоксинов в исследованных пробах какао обнаружили зеараленон (в 18 из 41 пробы, 2,1-24,6 мкг/кг), охратоксин А (в 14 пробах, 0,75-12,0 мкг/кг) и афлатоксин В1 (в 2 пробах, 0,59 и 0,86 мкг/кг), в кэробе - фумонизин В2 (в 7 из 22 проб, 4,2-5,2 мкг/кг), охратоксин А (в 5 пробах, 0,5-1,4 мкг/кг) и афлатоксин В1 (в 3 пробах, 0,15-0,18 мкг/кг). Содержание охратоксина А в 2 образцах растворимого какао превысило максимальный допустимый уровень (5 мкг/кг), установленный в других растительных продуктах.

Заключение. Впервые в России получены данные, свидетельствующие о загрязнении эмерджентными микотоксинами какао-продуктов и плодов рожкового дерева (кэроба). Высокая частота обнаружения микотоксинов афлатоксинов, боверицина и охратоксина А в этих продуктах свидетельствует о потенциальном риске здоровью человека при их потреблении и необходимости гигиенической оценки загрязненности какао-продуктов и кэроба не только регламентируемым в какао афлатоксином В1, но и другими микотоксинами, в том числе эмерджентными. При расчете потенциальной нагрузки микотоксинами для различных возрастных групп показана возможность поступления высоких уровней афлатоксинов, боверицина и охратоксина А при потреблении какао-продуктов (особенно растворимых какао-напитков) детьми старше 7 лет в организованных коллективах.

Ключевые слова:микотоксины; эмерджентные микотоксины; какао; кэроб; охратоксин А; афлатоксины; загрязнение; ультра-ВЭЖХ-МС/МС

Финансирование. Исследование выполнено за счет средств гранта Российского научного фонда (№ 18-16-00077-П "Эмерджентные микотоксины в пищевых продуктах растительного происхождения: разработка методов анализа, изучение контаминации, видовая характеристика микромицетов-продуцентов, разработка гигиенических нормативов").

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов.

Вклад авторов. Дизайн исследования - Седова И.Б.; сбор и обработка результатов исследований - Чалый З.А., Киселева М.Г.; статистическая обработка данных - Киселева М.Г., Седова И.Б.; написание текста - Седова И.Б., Ефимочкина Н.Р.; согласование концепции исследований - Тутельян В.А.; редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи - все авторы.

Для цитирования: Седова И.Б., Киселева М.Г., Чалый З.А., Ефимочкина Н.Р., Тутельян В.А. Микотоксины в какао-продуктах и плодах рожкового дерева (кэроба), реализуемых на российском рынке // Вопросы питания. 2022. Т. 91, № 5. С. 65-77. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2022-91-5-65-77

Какао-продукты получают при выращивании Theobroma cacao L. - многолетнего дерева из тропических лесов Южной и Центральной Америки. В настоящее время его культивируют примерно в 50 странах с тропическим и субтропическим климатом [1]. Большая часть производства какао сосредоточена в Западной Африке, значительные объемы также поступают из Азии, Центральной и Южной Америки [2]. За последние 60 лет его потребление в мире увеличилось более чем в 5 раз. Основными видами продукции, получаемой из какао-бобов, являются какао-порошок и какао-масло, широко используемые в пищевой промышленности для изготовления напитков, кондитерских изделий и других продуктов.

Тропический климат с высокой влажностью воздуха, благоприятный для произрастания многолетних бобовых растений, способствует росту потенциально токсигенных грибов родов Penicillium и Aspergillus и накоплению микотоксинов (МТ). Наиболее распространенным МТ, загрязняющим какао-бобы в Африке и Южной Америке, считается охратоксин А (ОТА), а основными продуцентами ОТА являются микромицеты видов Aspergillus carbonarius и Aspergillus niger [3]. Загрязнение плесенями и токсинами может происходить на любых этапах производства какао-продуктов, но наибольшие уровни контаминации ОТА связывают с оболочкой какао-бобов. Удаление оболочки позволяет снизить концентрацию токсина более чем на 65% [4]. Содержание ОТА в какао-бобах во многом зависит от состояния их стручков: бобы, полученные из здоровых стручков, практически не загрязнены МТ [5, 6], поврежденные стручки могут быть контаминированы токсинообразующими грибами не только рода Aspergillus, но и Penicillium [7] и их метаболитами. К другим факторам, способствующим контаминации какао-бобов, относят условия сбора урожая. Накопление токсинов происходит также на этапе ферментации, в процессе длительной сушки, транспортировки и хранения какао-бобов [8].

Преобладающими плесневыми контаминантами какао являются представители рода Aspergillus секций Nigri и Flavi. Согласно данным M. Sanchez-Hervas и соавт., 49,2% выделенных A. niger были охратоксигенными [9]. B. Mounjouenpou и соавт., изучавшие микобиоту какао на этапе послеуборочной обработки, установили, что выделенные штаммы - продуценты ОТА - преимущественно относились к виду A. carbonarius и в меньшей степени к A. niger [10].

Хотя наибольшее количество сообщений, связанных с контаминацией МТ какао-бобов из Бразилии, Африки и Америки, было посвящено загрязнению их ОТА [11, 12], имеются сведения о загрязнении какао-бобов афлатоксинами (АФЛ) групп В и G [13-15], а также цитринином (ЦИТ) [16]. Как уже указывалось, в сырьевых какао-продуктах (главным образом в какао-порошке), а также в шоколадных изделиях наиболее часто обнаруживают ОТА [11, 12], тогда как какао-масло практически не загрязнено этим токсином [17]. Зафиксированы случаи выявления в какао-продуктах АФЛ, фумонизинов В1 и В2 (ФВ1 и ФВ2) и дезоксиниваленола (ДОН) на уровне десятков и даже сотен мкг/кг, а в напитках из какао-порошка - зеараленона (ЗЕН), содержание которого достигало нескольких мг/кг [18].

Гигиенические регламенты содержания МТ в какао-продуктах в настоящее время установлены только в нескольких странах. В частности, в Бразилии Агентство санитарного надзора (ANVISA)1 установило ограничения (максимальный допустимый уровень, МДУ) по содержанию ОТА и суммы АФЛ для какао-бобов на уровне 10 мкг/кг, для продуктов их переработки и шоколада - 5 мкг/кг. В Российской Федерации согласно Техническому регламенту Таможенного союза 021/2011 "О безопасности пищевой продукции" МДУ АФЛ В1 в какао-порошке составляет 0,005 мг/кг.

1 Agancia Nacional de Vigilancia Sanitaria (ANVISA). Resolucao RDC n. 7, 18/02/2011. In Dispoe Sobre Limites Maximos Tolerados (LMT) Para Micotoxinas em Alimentos; Diario Oficial da Uniao: Brasilia, Brazil, 2011.

В качестве заменителя какао в последние годы все чаще используют кэроб - порошок высушенных плодов рожкового дерева (Ceratonia siliqua L. или Prosopis flexuosa). Благодаря наличию в составе кэроба растворимых углеводов его рекомендуют также в качестве заменителя обычного сахара [19]. Кроме того, потенциально кэроб может служить источником антиоксидантов (полифенолов, проантоцианидинов и др.) [20]. В настоящее время опубликованные данные о загрязнении кэроба МТ практически отсутствуют. В отдельных сообщениях [21] указывается об обнаружении в 8 из 11 образцов кэроба из Аргентины нескольких видов АФЛ в количестве до 19 мкг/кг. Скрининговые исследования, проведенные в 2021 г. ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии", позволили обнаружить в пробах кэроба, реализуемого в России, 17 видов МТ. Чаще выявляли МТ так называемых грибов хранения - АФЛ, стеригматоцистин (СТЦ), ОТА и ЦИТ, а также тентоксин (ТЕН), циклопиазоновую (ЦПК) и микофеноловую (МФК) кислоты, реже - альтернариол (АОН), его метиловый эфир (АМЭ) и альтенуен (АЛТ); почти в половине образцов был обнаружен ФВ2 [22]. Регламенты содержания МТ для кэроба в настоящее время отсутствуют как в Российской Федерации, так и за рубежом.

Для объективной оценки контаминации какао-продуктов и кэроба мало изученными токсинами микромицетов в перечень анализируемых МТ были включены эмерджентные микотоксины (ЭМТ) 11 видов, источниками которых могут быть как представители Fusarium sp., Aspergillus sp., Аlternaria sp., Penicillium sp., так и грибы других родов.

В связи с изложенным целью исследования было изучение частоты и уровней контаминации широким спектром МТ какао-продуктов и напитков на основе кэроба, реализуемых в России. В продуктах определяли МТ, регламентируемые в пищевых продуктах растительного происхождения, их производные и структурные аналоги, а также ЭМТ. Перечень исследованных токсинов включал 27 видов МТ и ЭМТ.

Материал и методы

Образцы какао-продуктов и кэроба отбирали на предприятиях розничной торговли Москвы и Московской области случайным образом. Исследовали 63 пробы продукции: 41 образец какао-продуктов, включая какао-порошок (18 проб), растворимое какао (11 проб), какао-бобы (8 проб), какао тертое (3 образца), шоколадную посыпку (1 проба); 22 образца порошка кэроба (обжаренного и необжаренного). Большинство образцов кэроба были произведены из сырья, выращенного в Испании и Алжире. Некоторые образцы какао-продуктов были изготовлены из сырья, выращенного в Колумбии, Индонезии и Гане, значительная часть проб не имела указаний на регион происхождения сырья.

Исследованные образцы какао и кэроба тщательно перемешивали, пробы какао-бобов перед проведением анализа измельчали (размалывали). Для подготовки проб применяли модифицированный метод QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe), включающий стадии жидкостной экстракции и твердофазной очистки экстракта [23]. Порошок какао растворяли в воде в соотношении 1 : 1,5. Для анализа использовали 7,5 г суспензии (эквивалент 3 г сухого какао). До анализа пробы хранили замороженными.

В образцах какао-продуктов и кэроба определяли МТ АФЛ B1, B2, G1, G2; OTA, ДОН, ФB1, ФB2, токсин T-2, ЗЕН, их производные и структурные аналоги, включая диацетоксискирпенол (ДАС), токсин HT-2, Т-2 триол, неосоланиол (НЕОС); производные ДОН - 3-ацетилдезоксиниваленол и 15-ацетилдезоксиниваленол (3- и 15-ацДОН), фузаренон Х (ФУЗ X), а также ЭМТ, включая ЦПК, ЦИТ, СТЦ, МФК, энниатины (ЭНН А и ЭНН В), боверицин (БО), ТЕН, токсины Alternaria sp. - АОН, АМЭ и АЛТ.

Подготовка проб какао

В центрифужную пробирку объемом 50 см3 помещали 7,5 г суспензии какао в воде, добавляли 18 см3 смеси ацетонитрил : вода : уксусная кислота (7 : 2,5 : 0,5% об.), перемешивали, затем смесь гомогенизировали на вортексе в течение 30 с при 3000 об/мин; добавляли 3 г хлорида натрия, повторно встряхивали на вортексе в течение 30 с при 3000 об/мин. После гомогенизации пробы перемешивали на шейкере в течение 60 мин при 700 цикл/мин. Готовые экстракты замораживали на 15 мин при -70 °C и центрифугировали 10 мин при 100 g и температуре 4 °C. Аликвоту объемом 1 см3 переносили в виалу для количественного определения. Пробы готовили для анализа в двух повторностях.

Подготовка проб кэроба

В центрифужную пробирку объемом 50 см3 отбирали навеску массой 1,0 г, добавляли 10 см3 дистиллированной воды, перемешивали и оставляли на 10 мин для набухания. Приливали 10 см3 ацетонитрила, подкисленного уксусной кислотой (1% об.), перемешивали и помещали в ультразвуковую ванну на 10 мин, далее встряхивали на шейкере в течение 10 мин. Затем в смесь добавляли 1 г хлорида натрия и 4 г безводного сульфата магния, тщательно перемешивали на вортексе в течение 30 с и центрифугировали с ускорением около 100 g. Ацетонитрильную фракцию объемом 3 см3 отдували в токе азота и перерастворяли последовательным добавлением 100 мкм3 метанола и 400 мкм3 воды (milliQ). Полученный раствор центрифугировали, супернатант переносили в хроматографическую виалу для анализа. Анализ образцов проводили в 3 повторностях.

Анализ образцов какао и кэроба на наличие МТ проводили с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) системы Vanquish UHPLC, соединенной с тройным квадрупольным масс-спектрометрическим детектором с подогреваемым источником (TSQ Endura), контролируемых программным обеспечением Xcalibur 4.0 QF2 Software (Thermo Scientific, США). Разделение аналитов осуществляли на колонке, заполненной силикагелем с привитыми группами октадецилсилана (Titan C18, 2,1×100 мм, 1,9 мкм, Supelco). Температура колонки - 25 °C. Скорость потока элюента - 0,4 см3/мин. Объем вносимой пробы - 10 мм3. Описание методики ВЭЖХ в сочетании с тандемной масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС/МС) представлено в [24].

Стандартные растворы МТ готовили из сухих стандартов (Sigma-Aldrich; Fermentek, Jerusalem, Израиль). Токсины АФЛ, СТЦ, ЦИТ, трихотецены групп A и B, ЗЕН и аналоги, OTA растворяли в ацетонитриле, токсины Alternaria, ЭНН А, ЭНН В, БО, МФК - в метаноле, ФB1, ФB2 - в смеси ацетонитрил : вода - 50 : 50 (% об.) в концентрации 100 или 500 мкг/см3. Из стандартных растворов готовили мультистандарты и калибровочные растворы. Все растворы хранили при -18 °C.

Для количественного определения МТ использовали внешние градуировки на "чистой" матрице. Минимальные определяемые концентрации (МОК) МТ, рассчитанные по 10-σ критериям, для образцов какао составляли соответственно: 0,4 мкг/кг для АФЛ В1, 0,45 мкг/кг для ЦПК, 0,5 мкг/кг для АФЛ G1, АФЛ B2 и АОН, 0,7 мкг/кг для ТЕН, 0,75 мкг/кг для ОТА, 0,8 мкг/кг для АФЛ G2, 1,25 мкг/кг для СТЦ, 1,5 мкг/кг для ДАС, НЕОС, ФВ2, ЭНН А, ЭНН В и БО, 2 мкг/кг для ЗЕН, 2,5 мкг/кг для ФВ1, 3,125 мг/кг для ЦИТ, ЦТВ и АМЭ, 6,38 мкг/кг для АЛТ и токсина НТ-2, 2,5 мкг/кг для токсина Т-2, 9,0 мкг/кг для МФК, 52 мкг/кг для ДОН, 3- и 15- ацДОН, 26 мкг/кг для ФУЗ Х, 12 мкг/кг для Т-2 триол. МОК для образцов кэроба составляли 0,5 мкг/кг для АФЛ В1, АФЛ G2, ЗЕН, ЭНН А, ЭНН В, БО и ЦИС, 1 мкг/кг для АФЛ В2, АФЛ G1, АМЭ, для ДАС, СТЦ и ТЕН - 0,2 мкг/кг, 1,6 мкг/кг для НЕОС, 0,3 мкг/кг для АОН, 0,25 мкг/кг для ОТА, 1,5 мкг/кг для ФВ2, 2 мкг/кг для Т-2, 4 мкг/кг для НТ-2 и ЦТВ, 10 мкг/кг для ФВ1 и АЛТ, 15 мкг/кг для ДОН, 27 мкг/кг для 3- и 15-ацДОН, 65 мкг/кг для ФУЗ Х, 80 мкг/кг для Т-2 триол, 15 мкг/кг для ЦПК. Степень извлечения МТ в какао и кэробе варьировала от 60 до 91%.

Результаты и обсуждение

Загрязненность микотоксинами какао-продуктов. В исследованных образцах какао-продуктов (n=41) обнаружен широкий спектр МТ: из общего перечня 27 анализируемых токсинов в пробах выявлено 13 видов МТ и ЭМТ, а именно БО, ЗЕН, ОТА, АФЛ G2, ТЕН, АМЭ, СТЦ, АФЛ В1, АОН, ЭНН В, НТ-2, ЦПК и ЦИТ (табл. 1).

Наиболее часто в какао-продуктах обнаруживали фузариотоксины: в большинстве проб присутствовал эмерджентный БО, количество которого варьировало в широком диапазоне, достигая уровня 2184,8 мкг/кг, почти в половине случаев выявляли ЗЕН, в 5% образцов присутствовали незначительные количества ЭНН В. Впервые получены данные о возможности загрязнения какао-продуктов ЭМТ, продуцируемыми грибами рода Alternaria: в 17% проб были выявлены альтернариатоксины ТЕН, АМЭ и АОН.

Кроме того, значительная часть (61%) какао-продуктов была загрязнена МТ, продуцируемыми "грибами хранения" (преимущественно родов Penicillium и Aspergillus) - ОТА, СТЦ, АФЛ В1, ЦИТ и ЦПК. В 2 образцах был найден фузариотоксин ЭНН В на низких уровнях загрязнения - 1,85 и 2,65 мкг/кг.

Обращает на себя внимание обнаружение в 6 (15%) пробах регламентируемого в какао-продуктах АФЛ В1 (без превышения МДУ 5 мкг/кг) и его производного АФЛ G2, количество которого было сопоставимо с таковым МДУ АФЛ В1 (2,38-6,63 мкг/кг). Полученные результаты подтверждают гигиеническую значимость дифференцированного регламентирования АФЛ и необходимость скрининговых исследований на наиболее значимые виды АФЛ в данной группе растительной продукции.

Детальное изучение характера загрязненности какао-продуктов показало, что 61% исследованных образцов был контаминирован сразу несколькими МТ. Чаще других встречались сочетания БО + ОТА (12% проб), или БО + ЗЕН (12% проб), 3 и более МТ одновременно регистрировали в 20% образцов.

Наиболее загрязненными МТ были какао-порошок, какао тертое и сухие растворимые какао-напитки (рис. 1).

Так, при анализе 3 образцов какао тертого были найдены 5 МТ (БО, ЗЕН, ОТА, АФЛ В1, СТЦ). Значительно реже МТ обнаруживали в какао-бобах (как обжаренных, так и в необжаренных). Однако именно в пробе необжаренных какао-бобов был найден БО на уровне более 2 мг/кг, что в несколько раз превышало содержание этого токсина в других продуктах из какао. В образцах обжаренных какао-бобов наряду с БО были обнаружены ОТА и СТЦ в количестве 0,61 и 1,00 мкг/кг соответственно.

Анализ полученных данных о загрязненности МТ отдельных видов какао-продуктов показал существенные различия, по-видимому, обусловленные их составом и технологией изготовления. В однокомпонентном какао-порошке наиболее часто обнаруживали БО, ЗЕН и ОТА (табл. 2), однако среднее содержание этих МТ было ниже, чем в целом по исследованной выборке какао-продуктов (см. табл. 1). Спектр выявляемых МТ также был представлен токсинами "грибов хранения" ОТА, АФЛ В1, СТЦ, ЦИТ и ЦПК, уровни загрязнения которыми были относительно низкими.

По сравнению с какао-порошком в образцах растворимых какао-напитков, содержащих какао-порошок, смешанный с другими компонентами (сахаром, мальтодекстрином, молочной сывороткой и др.), отмечена более высокая распространенность МТ (табл. 3).

Наиболее распространенным загрязнителем растворимых какао-напитков (как и всей исследованной группы какао-продуктов) оказался ЭМТ БО, частота его обнаружения составила 73% при среднем содержании 15,78 мкг/кг. Частота загрязнения ЗЕН (18% проб) была значительно ниже, чем в какао-порошке (67%). Ни в одном изученном образце растворимого какао не был выявлен регламентируемый АФЛ В1, однако в 2 пробах присутствовал АФЛ G2 на уровне около 6 мкг/кг, являющийся производным АФЛ В1 и оказывающий канцерогенное действие. ОТА в растворимом какао обнаруживали лишь в 27% случаев, но при этом среднее содержание токсина было в 2,5 раза выше, чем в общей выборке какао-продуктов; в 2 загрязненных пробах содержание ОТА превышало величину его МДУ, установленного в Бразилии (5 мкг/кг). Альтернариатоксины ТЕН, АМЭ и АОН были обнаружены (с частотой 27, 18 и 18% соответственно) именно в образцах растворимого какао, в других какао-продуктах эти ЭМТ не выявлены.

В целом полученные результаты свидетельствуют о подверженности какао-бобов и какао-продуктов контаминации широким спектром МТ. Видовой состав продуцирующих их грибов динамичен, зависит как от общего состояния окружающей среды, так и от условий хранения после сбора какао-бобов. Наиболее часто заражающие эти продукты микромицеты родов Fusarium, Penicillium, Alternaria, а также Aspergillus являются продуцентами как регламентируемых МТ, так и малоизученных ЭМТ.

Загрязненность микотоксинами кэроба. В исследованных образцах кэроба были найдены 12 видов МТ. Наиболее частыми загрязнителями оказались ТЕН, АОН и ФВ2 (табл. 4). Наряду с широко распространенными альтернариатоксинами ТЕН (64%) и АОН (59%) в нескольких образцах кэроба был найден также АМЭ (14%).

По перечню выявляемых МТ образцы кэроба существенно отличались от какао-продуктов (рис. 2). Наиболее частыми контаминантами кэроба были эмерджентные альтернариатоксины АОН и ТЕН. В отличие от какао-продуктов, в исследованных пробах кэроба была обнаружена МФК, являющаяся метаболитом грибов рода Penicillium и также относящаяся к ЭМТ. Кроме того, спектр выявляемых МТ свидетельствовал о контаминации сырья для изготовления порошка кэроба "грибами хранения": были обнаружены ОТА, СТЦ, АФЛ G1 и АФЛ В2. Уровни загрязнения ОТА не превышали 1,41 мкг/кг, что ниже регламента, установленного для ОТА в некоторых растительных продуктах в Российской Федерации. Предположительно продуцентами ОТА были Aspergillus секции Nigri, способные синтезировать их наряду с АФЛ [21, 25]. Следует отметить высокую частоту обнаружения в кэробе фузариотоксинов: ФВ1 и ФВ2 присутствовали в 41% изученных образцов, в 23% проб были найдены НТ-2 и ДАС на достаточно высоком уровне (7,85-9,11 и 0,21-1,43 мкг/кг соответственно).

Совместное присутствие в кэробе нескольких МТ обнаружено в 64% случаев, наиболее загрязнены были 3 из 22 проб кэроба, в них одновременно были обнаружены АОН + ТЕН + АМЭ + СТЦ + ОТА + МФК, или ФВ1 + НТ-2 + ДАС + АФЛ В1, а также ФВ1 + НТ-2.

В целом полученные в данном исследовании результаты, а также выявленные ранее особенности загрязнения МТ и ЭМТ напитков из кэроба свидетельствуют о наличии в них широкого спектра продуцируемых плесенями токсичных метаболитов, не регламентируемых в данной группе продукции, в том числе в количествах, представляющих потенциальный риск для здоровья потребителей. Это подтверждает целесообразность продолжения исследований по данной проблеме, которые позволят решить вопросы о необходимости гигиенической регламентации плесневых грибов и новых видов МТ в продуктах из кэроба.

Оценка риска здоровью, обусловленного загрязненностью микотоксинами какао-продуктов и кэроба. На основании результатов проведенных скрининговых исследований загрязнения МТ какао-продуктов и кэроба, представленных на отечественном потребительском рынке, рассчитан их вклад в поступление МТ с пищей.

Сведения о потреблении населением России какао и кэроба в 2020 г. получены из базы данных Федеральной таможенной службы2. Средняя численность населения России в 2020 г., по данным Росстата3, составляла 146 171 015 человек. Объем потребления какао достигал 102 878 т, кэроба - 1086,46 т. Соответственно, расчетное среднее суточное потребление какао населением в среднем составило 19,3 г, кэроба - 0,2 г.

2 Федеральная таможенная служба. Таможенная статистика внешней торговли РФ, URL: http://stat.customs.gov.ru

3 Росстат. Потребление продуктов питания в домашних хозяйствах в 2020 году по итогам выборочного обследования бюджетов домашних хозяйств. Москва, 2021. URL: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Potreb_prod_pitan-2020.pdf

Принимая во внимание данные о среднем потреблении населением России вышеперечисленных продуктов, среднем и максимальном содержании в них МТ, была рассчитана вероятная нагрузка выявленными в исследованной продукции МТ на население. Для МТ ЗЕН, ФB1 + ФВ2 в качестве референтных значений были взяты величины условно переносимого суточного поступления, установленные экспертами Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций по пищевым добавкам (JECFA) (в нг на 1 кг массы тела): 500 для ЗЕН и его метаболитов [26]; 2000 для суммы фумонизинов [27]; переносимого суточного поступления для токсинов ДАС, Т-2 и НТ-2 отдельно или в сочетании на уровне 25 [28] и условно переносимого недельного поступления (УПНП) - 112 для ОТА [29].

В качестве ориентировочных референтных значений для АФЛ, БО, суммы ЭНН использовали величины хронического суточного поступления с пищей [30, 31]; для альтернариатоксинов - порога токсикологической опасности (Threshold of Ttoxicological Concern, ТТС), рассчитанные по данным Европейского агентства по безопасности пищи (EFSA). В частности, ТТС АОН и АМЭ составили по 2,5 нг на 1 кг массы тела в сутки, для ТЕН - 1500 нг на 1 кг массы тела в сутки [32]; для СТЦ поступление, оказывающее незначительное влияние на здоровье человека (exposure of low health concern), - 16 нг на 1 кг массы тела в сутки [33]. Все используемые для оценки референтные (ориентировочные референтные) величины указаны в табл. 5 и 6. Средняя масса тела человека была принята за 70 кг.

Показано, что при регулярном потреблении какао-продуктов, загрязненных АФЛ на средних уровнях, их поступление может достигать 11,1% от референтного значения. При условии загрязнения продукции на максимальных уровнях, такая продукция оценивается как представляющая серьезный риск для здоровья населения. Расчетное поступление ЭМТ БО даже при расчете по средним уровням более чем в 6 раз превышает величину ориентировочного референтного значения (см. табл. 5). Среднее поступление остальных видов МТ было значительно ниже, чем их референтные величины для населения в целом. При этом при потреблении продукции из какао, загрязненной на максимальном уровне, риск для здоровья населения могут представлять АФЛ.

Для населения, регулярно потребляющего напитки из кэроба, рассчитали потенциальную нагрузку наиболее характерными для этой продукции видами МТ. Исходили из того, что в неделю человек употребляет от 1 до 7 стаканов напитка, а для приготовления 1 порции используют 2 чайные ложки (около 7 г порошка), которые растворяют в 200 мл воды. Показано, что среди обнаруженных токсинов только поступление АОН с кэробом, загрязненном на среднем уровне, могло вносить весомый вклад в нагрузку - от 59,4% (с 1 стаканом напитка) до 415,8% (с 7 стаканами напитка) от величины ТТС.

При расчете поступления МТ для детей, которые регулярно потребляют какао-напитки как в домашних условиях, так и в специализированных учреждениях, учитывали, что их масса тела может быть в несколько раз ниже массы тела взрослого человека. Согласно СанПиН 2.3/2.4.3590-20 "Санитарно-эпидемиологические требования к организации общественного питания населения", суточная порция какао-порошка для детей в возрасте от 1 года до 3 лет составляет 0,5 г, от 3 до 7 лет - 0,6 г; от 7 до 11 лет - 1 г, от 12 лет и старше - 1,2 г. В среднесуточные наборы пищевой продукции для питания детей, находящихся в организациях для детей, оставшихся без попечения родителей, и детей-сирот от 3 до 7 лет, порция какао-порошка составляет 0,5 г, от 7 лет и старше - 2 г (см. табл. 6). В среднесуточных наборах для организации питания детей, обучающихся в образовательных учреждениях кадетского типа, заложено потребление 6 г какао-порошка и кофейных напитков для учащихся 5-8-х классов; 8 г - для кадетов 9-11-х классов. В связи с этим в расчетах использовали в 2 раза меньшее значение (см. табл. 6).

Потенциальную нагрузку наиболее распространенными токсинами на детей при потреблении напитка из какао-порошка (см. табл. 6) рассчитывали с применением величин их среднего содержания (см. табл. 2).

Проведенные расчеты показывают, что наибольшая нагрузка МТ приходится на детей-сирот старше 7 лет и кадетов, учащихся в 5-11-х классах. Поступление АФЛ и ОТА не превышало 1,4 и 0,5% от референтных значений соответственно. Среди всех изученных МТ наибольшее поступление токсинов с продуктом приходилось на эмерджентный БО - до 23% от референтного значения.

В домашних условиях широко практикуется потребление растворимых какао-напитков (типа "Несквик" и т.п.). Учитывая, что этот вид продуктов (см. табл. 3) оказался загрязненным ОТА и АФЛ на более высоком уровне по сравнению с напитками из какао-порошка, был проведен расчет потенциальной нагрузки токсинами на детей разного возраста при потреблении этого вида какао-продукции (табл. 7).

Установлено, что МТ АФЛ G2, ОТА и БО по сравнению с альтернариатоксинами и ЗЕН вносят наибольшие вклады - до 70, 3 и 32% соответственно - в нагрузку ими на детей от 7 до 17 лет при потреблении растворимых какао-напитков. Следует отметить, что в случае потребления какао-напитков, загрязненных вышеперечисленными токсинами на максимальном уровне, возможное поступление АФЛ может достигать 30-90% от референтного значения, ОТА - 11%, а БО может превышать референтное значение, особенно для детей 7-10 лет.

Выводы

1. Установлено, что какао и кэроб - хорошие субстраты для роста и размножения плесневых грибов, о чем свидетельствует выявление из 27 видов исследованных вторичных метаболитов плесневых грибов в какао и какао-продуктах 13 МТ и ЭМТ: БО, ЗЕН, ОТА, АФЛ G2, ТЕН, АМЭ, СТЦ, АФЛ В1, АОН, ЭНН В, НТ-2, ЦПК и ЦИТ; в образцах кэроба - 12 МТ, включая АОН, ТЕН, ФВ1 и ФВ2, МФК, ОТА, АФЛ В1 и АФЛ G1, СТЦ, ДАС, НТ-2 и АМЭ.

2. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости организации гигиенического мониторинга содержания АФЛ, ОТА в этих видах продукции и ЭМТ БО в какао и какао-продуктах.

3. При расчете потенциальной нагрузки МТ для различных возрастных групп показана возможность поступления высоких уровней АФЛ, БО и ОТА при потреблении какао-продуктов (особенно растворимых какао-напитков) детьми старше 7 лет в организованных коллективах.

Литература

1. Lopes U.V., Pires J.L. Botany and production of cocoa // Cocoa and Coffee Fermentations / eds R.F. Schwan, G.H. Fleet. Boca Raton, FL : CRC Press, 2014. P. 43-70. ISBN 9781439847916.

2. Гаврилова Н.Г. Обзор и анализ мирового производства и потребления какао // Международный сельскохозяйственный журнал. 2021. Т. 64, ч. 2. С. 174-183. DOI: https://doi.org/10.24411/2588-0209-2021-10322

3. Turcotte A.-M., Scott P.M., Tague B. Analysis of cocoa products for ochratoxin A and aflatoxins // Mycotoxin Res. 2013. Vol. 29, N 3. Р. 193-201. DOI: https://doi.org/10.1007/s12550-013-0167-x

4. Amezqueta S., Gonzalez-Penas E., Murillo M., López de Cerain A. Occurrence of ochratoxin A in cocoa beans: Effect of shelling // Food Addit. Contamin. 2005. Vol. 22. P. 590-596. DOI: https://doi.org/10.1080/02652030500130160

5. Kedjebo K.B., Guehi T.S., Kouakou B., Durand N., Aguilar P., Fontana A. et al. Effect of post-harvest treatments on the occurrence of ochratoxin A in raw cocoa beans // Food Addit. Contam. Part A Chem. Anal. Control Expo. Risk Assess. 2016. Vol. 33, N 1. P. 157-166. DOI: https://doi.org/10.1080/19440049.2015.1112038

6. Dano S.D., Manda P., Dembélé A., Kouassi Abla A.M.-J., Gouet J.Z. et al. Influence of fermentation and drying materials on the contamination of cocoa beans by ochratoxin A // Toxins. 2013. Vol. 5, N 12. P. 2310-2323. DOI: https://doi.org/10.3390/toxins5122310

7. Copetti M.V., Iamanaka B.T., Nester M.A., Efraim P., Taniwaki M.H. Occurrence of ochratoxin A in cocoa by-products and determination of its reduction during chocolate manufacture // Food Chem. 2013. Vol. 136, N 1. P. 100-104. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.07.093

8. Copetti M.V., Pereira J.L., Iamanaka B.T., Pitt J.I., Taniwaki M.H. Ochratoxigenic fungi and ochratoxin A in cocoa during farm processing // Int. J. Food Microbiol. 2010. Vol. 143, N 1-2. P. 67-70. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2010.07.031

9. Sanchez-Hervas M, Gil J.V., Bisbal F., Ramon D., Martínez-Culebras P.V. Mycobiota and mycotoxin producing fungi from cocoa beans // Int. J. Food Microbiol. 2008. Vol. 125, N 3. P. 336-340. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2008.04.021

10. Mounjouenpou B., Gueule D., Fontana-Tachon A., Guyot B., Tondje P.R., Guiraud J.-P. Filamentous fungi producing ochratoxin a during cocoa processing in Cameroon // Int. J. Food Microbiol. 2008. Vol. 121, N 2. P. 234-241. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2007.11.017

11. de Magalhães J.T., Sodré G. A., Viscogliosi H., Grenier-Loustalot M.-F. Occurrence of ochratoxin A in Brazilian cocoa beans // Food Control. 2011. Vol. 22, N 5. P. 744-748. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2010.11.006

12. Brera C., Debegnach F., De Santis B., Iafrate E., Pannunzi E., Berdini C. et al. Ochratoxin A in cocoa and chocolate products from the Italian market: occurrence and exposure assessment // Food Control. 2011. Vol. 22, N 10. P. 1663-1667. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2011.03.026

13. Maciel L.F., de Souza Madureira Felício A.L., Miranda L.C.R. et al. Aflatoxins and ochratoxin A in different cocoa clones (Theobroma cacao L.) developed in the southern region of Bahia, Brazil // Food Addit. Contam. Part A. 2017. Vol. 35. P. 134-143. DOI: https://doi.org/10.1080/19440049.2017.1397293

14. Copetti M.V., Iamanaka B.T., Pitt J.I., Taniwaki M.H. Fungi and mycotoxins in cocoa: from farm to chocolate // Int. J. Food Microbiol. 2014. Vol. 178. P. 13-20. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2014.02.023

15. Coulibaly A., Dagnogo K., Sidibe D., Silue N., Dembele A., Biego G.H. Daily intake of aflatoxins from cocoa (Theobroma cacao) product in Cote D’ivoire // IJSR (International Journal of Science and Research). 2016. Vol. 5, N 5. P. 1517-1522. DOI: https://doi.org/10.21275/v5i5.nov163664

16. Akinfala T.O., Houbraken Jo., Sulyok M., Adedeji A.R., Odebode A.C., Krska R. et al. Moulds and their secondary metabolites associated with the fermentation and storage of two cocoa bean hybrids in Nigeria // Int. J. Food Microbiol. 2020. Vol. 316, N 2. Article ID 108490. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2019.108490

17. Turcotte A-M., Scott P.M., Tague B. Analysis of cocoa products for ochratoxin A and aflatoxins // Mycotoxin Res. 2013. Vol. 29, N 3. P. 193-201. DOI: https://doi.org/10.1007/s12550-013-0167-x

18. Egbuta M.A., Chilaka C.A., Phoku J.Z., Mwanza M., Dutton M.F. Co-contamination of Nigerian cocoa and cocoa-based powder beverages destined for human consumption by mycotoxins // Stud. Ethno Med. 2013. Vol. 7, N 3. P. 187-194. DOI: https://doi.org/10.1080/09735070.2013.11886460

19. Stavrou I.J., Christou A., Kapnissi-Christodoulou C.P. Polyphenols in carobs: a review on their composition, antioxidant capacity and cytotoxic effects, and health impact // Food Chem. 2018. Vol. 269. P. 355-374. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.06.152

20. Durazzo A., Turfani V., Narducci V., Azzini E., Maiani G., Carcea M. Nutritional characterisation and bioactive components of commercial carobs flours // Food Chem. 2014. Vol. 153. P. 109-113. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.12.045

21. Mom M.P., Romero S.M., Larumbe A.G., Iannone L., Comerio R., Smersu C.S.S. et al. Microbiological quality, fungal diversity and aflatoxins contamination in carob flour (Prosopis flexuosa) // Int. J. Food Microbiol. 2020. Vol. 326. Article ID 108655. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2020.108655

22. Киселева М.Г., Чалый З.А. Определение микотоксинов в кэробе. В книге: Здоровье и окружающая среда // Сборник материалов международной научно-практической конференции / редкол. : С.И. Сычик (гл. ред.) и др. Минск, 2021. С. 424-426. ISBN: 978-985-553-711-4.

23. Bessaire Th., Perrin I., Tarres A., Bebius A., Reding F., Theurillat V. Mycotoxins in green coffee: occurrence and risk assessment // Food Control. 2019. Vol. 96. P. 59-67. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2018.08.033

24. Седова И.Б., Киселева М.Г., Чалый З.А. Микотоксины в кофе и цикории: от регламентируемых к эмерджентным // Анализ риска здоровью. 2022. № 2. С. 64-72. DOI: https://doi.org/10.21668/health.risk/2022.2.06

25. Frisvad J.C., Larsen T.O., Thrane U., Meijer M., Varga J., Samson R.A. et al. Fumonisin and ochratoxin production in industrial Aspergillus niger strains // PLoS One. 2011. Vol. 6, N 8. Article ID e23496. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0023496

26. JECFA, 2000. Safety evaluation of certain food additives and contaminants: prepared by the Fifty-third meeting of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA). (WHO Food Additives Series: 44). Zearalenone. Geneva : World Health Organization, 2000.

27. JECFA, 2010. Safety evaluation of certain contaminants in food: prepared by the Sixty-eighth meeting of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) (WHO Food Additives Series, No. 47)

28. JECFA, 2022. Summary and conclusions of Ninety-third meeting FAO/WHO Expert Committee on Food Additives Joint. Virtual meeting, 24, 25, 29, 30 March and 1 April 2022. URL: https://www.jecfa93-summary-and-conclusions-april2022.pdf

29. JECFA, 2008. Safety evaluation of certain contaminants in food: prepared by the Sixty-eighth meeting of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) (WHO Food Additives Series, No. 59). Geneva : World Health Organization, 2008. P. 357-429.

30. Schrenk D., Bignami M., Bodin L., James Kevin Chipman J. K., del Mazo J., Grasl-Krauppet B. et al. Scientific opinion - risk assessment of aflatoxins in food // EFSA J. 2020. Vol. 18, N 3. Abstr. 6040. 112 p. DOI: https://doi.org/10.2903/j.efsa.2020.6040

31. EFSA CONTAM Panel (EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain), 2014. Scientific Opinion on the risks to human and animal health related to the presence of beauvericin and enniatins in food and feed // EFSA J. 2014. Vol. 12, N 8. Abstr. 3802. 174 p. DOI: https://doi.org/10.2903/j.efsa.2014.3802

32. Arcella D., Eskola M., Gómez R., Jose A. Dietary exposure assessment to Alternaria toxins in the European population // EFSA J. 2016. Vol. 18. 48 p. DOI. https://doi.org/14.10.2903/j.efsa.2016.4654

33. EFSA CONTAM Panel (EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain), 2013. Scientific Opinion on the risk for public and animal health related to the presence of sterigmatocystin in food and feed // EFSA J. 2013. Vol. 11, N 6. Abstr. 3254. 81 p. DOI: https://doi.org/10.2903/j.efsa.2013.3254

SCImago Journal & Country Rank
Scopus CiteScore
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Тутельян Виктор Александрович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»
Вскрытие
Медицина сегодня
Ждем вас 2-3 декабря 2022 года на Зимней школе РОРР "Визуализация в педиатрии и неонатологии"

Новые знания от ведущих экспертов на Зимней школе РОРР "Визуализация в педиатрии и неонатологии"! Современная педиатрическая практика неотделима от научного и технического прогресса, достижения которого зачастую меняют подходы к диагностике и определению лечебной тактики. В...

Уважаемые коллеги, до XI-го Национального конгресса с международным участием имени Н.О. Миланова "Пластическая хирургия, эстетическая медицина и косметология" осталось 3 дня

Уважаемые коллеги, до XI-го Национального конгресса с международным участием имени Н.О. Миланова "Пластическая хирургия, эстетическая медицина и косметология" осталось 3 дня! С 29 ноября по 1 декабря 2022 года в Москве пройдет XI Национальный конгресс "Пластическая хирургия,...

X конференция с международным участием "Креативная кардиология и кардиохирургия. Новые технологии диагностики и лечения заболеваний сердца"

6-7 декабря 2022 года состоится юбилейная X конференция с международным участием "Креативная кардиология и кардиохирургия. Новые технологии диагностики и лечения заболеваний сердца", которая будет проходить в очном и онлайн-формате в ФГБУ "НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева"...


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»