Küflerin doğal toksinleri: Mikotoksinler ve sağlık üzerindeki etkileri

Mikotoksinlerle ilgili olarak zararlı etkileri önleme veya oluşturabilecekleri riskleri azaltmaya yönelik olarak yapılan çalışmalarda; fiziksel tekniklerin, doğal ve sentetik yöntemlerin yaygın olarak kullanılabildikleri görülmektedir.

Öğr. Gör. Nazan KAVAS1 Yrd. Doç. Dr. Gökhan KAVAS2 1 Ege Üniversitesi Ege Meslek Yüksekokulu ,Süt ve Ürünleri Teknolojisi 2 Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Süt Teknolojisi Bölümü Mikotoksinler; Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaria ve Claviceps gibi küf cinslerinin belirli nem ve ısı koşullarında sekonder metabolizması sonucu oluşan, düşük molekül ağırlıklı, çok çeşitli kimyasal yapıya sahip doğal toksinlerdir. Bu toksinler günümüzde halk sağlığını tehdit etmenin yanı sıra, ekonomide de ciddi kayıplara neden olmakta ve konuyla ilgili olarak özellikle tahıl, çocuk mamaları, süt ve süt ürünlerinde kapsamlı araştırmalar yapılmaktadır. Ayrıca, anne sütü ve insan serumunda mikotoksin düzeylerinin saptanmasıyla ilgili projeler ve güncel çalışmaların da devam ettiği gözlenmektedir. Küfler, uygun koşullarda ham ve işlenmemiş materyalde çoğalarak bir yandan ürünün nitelik ve niceliğini bozmakta, diğer yandan da insan sağlığı üzerinde olumsuz etkilere sahip toksik maddeleri oluşturmaktadırlar. Farklı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip mikotoksinler, insan ve hayvanlar üzerinde çeşitli toksikolojik etkilere sahip bulunabilmektedirler (Watson, 1998). Günümüzde küflerden kaynaklanan çok sayıda mikotoksinin tanısı yapılmış ve özellikle Aflatoksin, Sterigmatosistin ile Patulin’in insan sağlığı üzerindeki etkilerinin önemli olduğu ifade edilmiştir (Soyoz ve ark. 2005, Tanker ve ark. 1995) Bu mikotoksinlerin sağlık üzerindeki etkilerinin belirlenebilmesi amacıyla laboratuvar koşullarında denek hayvanları üzerinde yapılan çalışmalarda, bu metabolitlerin insanda birdenbire ortaya çıkan zehirlenmelerin, genetik anlamdaki değişikliklerin, kanserin, doğuştan meydan gelen eksikliklerin (zeka geriliği, uzuv eksikliği gibi), değişik halüsünasyonların ve bağırsak iltihabı gibi biyolojik etkilerin kaynağı olabileceği tespit edilmiş ve mikotoksin alımına bağlı olarak gelişen klinik tabloya “mikotoksikoz” adı verilmiştir. Mikotoksikozda görülen belirtilerin şiddeti, hastalıkların tipi, maruz kalınan mikotoksin türü, miktarı, birden fazla mikotoksin varlığının yanı sıra, vücut ağırlığı, fiziksel ve beslenme durumu gibi kişisel özelliklere bağlı olarak farklılıklar gösterebilmektedir. Mikotoksin çeşitleri ve sağlık üzerindeki etkileri şu şekilde özetlenebilmektedir (Anonymous, 1979; Girgin ve ark., 2001). a-) Aflatoksin (AF): Günümüzde 18 tip AF bilinmekle birlikte bunlar arasında en önemlileri; B1, B2, G1, G2 ve M1 olarak sayılabilir. AF’ler, tüm canlı organizmalarda karsinojenite, teratojenite (fetüste gelişimsel anomali oluşturabilme) ve mutajeniteye (DNA molekülünün baz çiftlerinde değişiklik oluşturabilme) neden olabilmektedirler. DNA, RNA ve protein sentezi inhibisyonu, çeşitli enzim aktivitelerinde azalma, glukoz metabolizması depresyonu, fosfolipidler, serbest yağ asitleri, trigliseritler ve kolesterol ile esterleri dahil olmak üzere lipid sentezi inhibisyonu ve pıhtılaşma faktörü inhibisyonu gibi metabolik etkileri bulunmaktadır. Bazı hayvan türlerinde akut nekroz (bir veya daha fazla sayıda hücrenin, dokunun ya da organın ani olarak geri dönüşümsüz hasar görmesi sonucu görülen patolojik ölüm) , siroz ve karaciğer kanserine yol açan AF’ lerden AFB1, Uluslararası Kanser Araştırma Vakfı (IARC) tarafından Grup I karsinojen olarak sınıflandırılmıştır. Bazı gıdalarda AF’ler için Türk Gıda Kodeksi tarafından kabul edilen limitler Çizelge 1’ de görülmektedir (Girgin ve ark., 2001; Topal 1987). b-)Okratoksin A (OTA): Aspergillus ochraceus tarafından üretilen okratoksin-A en önemli toksik metabolit olarak tespit edilmiştir. Bu mikotokosin türünün oluşturdukları klinik tablo okratoksikoz olarak tanımlanmaktadır. OTA, böbrek hücrelerinde belli bölgeleri inhibe edebilmekte ve bu hücrelerdeki lezyonun (tam olarak niteliği tespit edilmemiş bozukluk) nedeni olabilmekte, sporlarının solunması ise bir başka hastalığın nedeni olabilmektedir. OTA’nın immünosüpresif (bir bireyin, kendisine veya çevresine ait birtakım faktörlerin etkisiyle enfeksiyonlara daha açık hale gelmesi), teratojenik, apoptoz (hücrelerin su kaybederek küçülmesi, büzülmesi, şekillerinin bozulması ve komşu hücrelerle bağlantılarını kaybederek ölmesi) indükleyicisi, genotoksik ve lipit peroksidasyonu (LPO) artırıcısı olduğu yapılan çalışmalar ile ortaya konmuş, ayrıca OTA’nın DNA kırılmaları, protein sentezi inhibisyonu ile kanın pıhtılaşmasının engellenmesine neden olmasıyla da insan sağlığı için büyük önem taşıdığı tespit edilmiştir. OTA insan sütünde de gözlenmiş ve emziren annelerin toksini kontamine yiyeceklerden alabildiği ifade edilmiştir. Çok sayıda çalışmada insan kanında, sütünde ve böbreğinde OTA tespit edilmiş ve insanlarda sadece doğum sonrası dönem değil, aynı zamanda doğum öncesi olarak anneden kaynaklı OTA varlığının söz konusu olduğu ortaya konmuştur. Gıda ve Tarım Organizasyonu (FAO) tarafından OTA üzerinden belirlenen limitler Çizelge 2’de belirtilmiştir. Avrupa Birliği tarafından ise bebek mamaları için müsaade edilen düzey 1 µg/kg; tahıllar için ise 5 µg/kg olarak belirlenmiştir. Günlük tolere edilebilir düzey (TDI) olarak ise 5 ng/kg vücut ağırlığı olarak tespit edilmiştir (Girgin ve ark., 2001; Topal, 1987). Çizelge 1. Bazı gıdalarda aflatoksinler için Türk Gıda Kodeksi tarafından kabul edilen limitler (Girgin ve ark., 2001). Aflatoksin Tipi Gıda Maddesi Kabul Edilebilir En Yüksek Değer (mg/kg) B1 Baharatlar 0,005 B1 Hububatlar 0,002 B1 Hububat Unları 0,002 B1 Tüm Gıda Maddeleri 0,005 M1 Peynir 0,00025 M1 Süt ve Süt Ürünleri 0,00005 M1 Bebek Mamaları ve Devam formülleri 0,00002 B1+B2+G1+G2 Bebek Gıdaları ve Hazır Karışımlar 0,00001 B1+B2+G1+G2 Tüm Gıda Maddeleri 0,010 Çizelge 2. Farklı satış ürünlerindeki okratoksin A limitleri (Girgin ve ark., 2001) Ürün Limit (µg/kg) Çocuk ve bebek mamaları 0,5-5 Yiyecekler 2-50 Hayvan yemi 5-300 Şarap 0,2-1 Bira 0,2 Yeşil kahve tohumu 8 Kavrulmuş kahve ve kahve ürünleri 4 c-)Trikotesenler: Çoğu trikotesen hem mikotoksik hem de zootoksik ajanlardır. Bazı trikotesenler antifungal, antiviral ve antibakteriyel özellik göstermekte, metabolizmada ciltte yanma, kaşıntı, şişlik, kanama, kuruma, çatlama, pul pul dökülme, kusma, oral nekroz, gastroenterik nekroz gibi toksisite belirtileri göstermektedir. Bu grup mikotoksinlerin bazıları ise hayvanlarda, nefrotoksik (böbrekte toksik kimyasalların yol açtığı zehirleyici etkiler), immünosüpresif, teratojenik ve karsinojenik etkiler gösterebilmektedir. Genel olarak bu mikotoksinlerin DNA, RNA ve protein sentez inhibisyonu gibi pek çok farklı mekanizma ile immünosüpresyondan sorumlu olduğu gösterilmiştir. Yapılan çalışmalarda Fusarium mikotoksinlerinden olan trikotesenlerin, potansiyel protein sentezi inhibitörleri olduğu tespit edilmiştir (Atasayar ve ark., 2008; Pitt, 2000; Soyoz ve Özçelik, 2002). d-)Fumonisinler: Doğada küfler tarafından üretilen ve günümüze kadar 10 adet tipi tanımlanan mikotoksinler grubunu oluşturmaktadır. Bu mikotoksinlerden en tanınanı fumonisin B1 (FB1) adı ile bilinmekte ve genel toksisiteleri, ribozom fonksiyonlarını etkilemeye ve protein biyosentezini inhibe etmeye dayanmaktadır. Fumonisinler, çeşitli türlerdeki farklı hastalıkların etiyopatojenezinden (hastalıkların nedenleri ve gelişme sürecinde yol açtığı çeşitli belirtiler) sorumlu nongenotoksik karsinojenlerdir (Atasayar ve ark., 2008). e-)Sterigmatosistin: Biyolojik ve kimyasal özellikleri bakımından Aflatoksin B1'e benzemekle birlikte, daha az toksik ve kanserojenik özellik göstermektedir. Sterigmatosistin biyolojik olarak aflatoksine benzemekle birlikte, toksik gücünün Aflatoksin B1'in toksik gücünden daha aşağıda olduğu ifade edilmektedir (Kavas ve Kınık, 2002). f-)Rubratoksin-B: Bu mikotoksin türü esas olarak P.rubrum tarafından üretilmektedir. (Kavas ve Kınık, 2002). g-)Penisilik asit: Kanser etmeni olması söz konusu ürünün orijinine göre değişiklik göstermektedir. En fazla Penicillium türleri tarafından üretilen bu toksini üreten küf türlerinin genellikle paraziter olmayıp, ikincil bir bulaşıcı oldukları belirlenmiştir (Topal, 1987). h-)Patulin: Özellikle meyvelerden elma, kiraz, üzüm, ayva, armuttan izolasyonu yapılabilen ve çok sayıda canlı için toksik bir madde niteliğinde olan patulinin, sıçanlarda lenfosit sayısında ve kapiller permeabilitede (kılcal damarların geçirgenliği) artma gibi değişikliklere neden olabildiği tespit edilmiştir. Toksisitesi nedeniyle, sağlık otoriteleri patulin kontaminasyonunu önemli bir problem olarak görmüş ve pek çok ülkede elma sularında maksimum izin verilebilir konsantrasyon (MAK) olarak 20-50 µg/l arası değişen değerler belirlenmiştir. Ülkemizde Türk Gıda Kodeksi tarafından belirlenen en yüksek kabul edilebilir değer 0,05 mg/kg, Dünya Sağlık Örgütü tarafından tavsiye edilebilir limit ise 50 µg/l konsantrasyonu olarak önerilmektedir (Atasayar ve ark., 2008; Kavas ve Kınık, 2002). ı-)Sitrinin: Bu mikotoksin özellikle P.citrinum başta olmak üzere çok sayıda küf tarafından üretilmekte ve insanlarda çok önemli rahatsızlıkların nedeni olabilmektedir (Topal, 1987). i-)Tremorgenler: Söz konusu mikotoksinler farklı küf gruplarından izole edilebilmektedir (Topal, 1987). j-)Zearalenon (ZEN) (F2 toksini): Bu küf metaboliti bir toksin olmaktan çok hormon benzeri kimyasal bir yapı göstermekte, tahıllar, mısır ve domates için çok önemli sorun yaratan hastalıkların nedeni olabilmektedir (Atasayar ve ark., 2008; Kavas ve Kınık, 2002). Mikotoksinlerin hayvan yemlerinden et ya da yumurta, süt ya da süt ürünleri gibi hayvansal ürünlere geçmesi neticesinde, insan sağlığı önemli bir tehlike ile karşı karşıya kalabilmektedir. İnsan sağlığı açısından oldukça önemli bir gıda olan süte mikotoksinlerin geçişi ile ilgili olarak yapılan çalışmalarda, AFB1 ile bulaşmış inek sütlerinde, AFM1 metaboliti tespit edilmiştir. Çalışmalarda AF’lere ilave olarak, Penicillium ve Aspergillus türlerinin sentezleyebildiği miktokonsinlerin de (Okratoksin A ve Sterigmatoksistin gibi) süte geçişi ile ilgili önemli veriler tespit edilmiştir. Fusarium türü küflere ait toksinlerin süte geçişi ilgili olarak yapılan çalışmalarda ise, Fumonisin B1, Zearolenon ve T-2 toksin gibi toksinlerin süt ile ilgili küçük boyutta sorunların kaynağı olabileceği bildirilmektedir. AFM1’in süt ve ürünlerindeki varlığı, esas olarak süt ineklerinin AFB1 ile bulaşmış yemleri tüketmesine bağlı olarak ortaya çıkmakta ve AFB1, sıcaklık, su aktivitesi, besin gereksinmeleri gibi belli koşullar altında sentezlenebilmektedir. AFB1’in inek sütlerine kalitatif geçişleri ile ilgili olarak yapılan araştırmalarda, söz konusu bu geçişin seviyesi mg ve mg düzeylerinde olduğu tespit edilmiştir. Günümüzde işlem sırasında sütten diğer süt ürünlerine AFM1 geçişi ile ilgili olarak yapılan çalışmalarda farklı sonuçlar ortaya çıkmakla birlikte, sütteki AFM1’ in peynire yüzde 40 ile yüzde 60, tereyağına ise yüzde 2’den daha azının geçtiği kesinlik kazanmıştır. Tereyağı üretimi sırasında AFM1’in sütten ürüne çok az miktarlarda geçişi ile ilgili olarak uzmanlar, AFM1’in bir kısmının kaymağa, bir kısmının tereyağına ve bir kısmının da tereyağlı süte dağıldığını ve buna göre toksinin toplamda yüzde 8-28’inin tereyağına geçtiğini ifade etmektedirler. AFM1’in süt ve ürünlerindeki varlığının araştırılması ile ilgili olarak yapılan araştırmalarda, bu toksinin süttozlarında da bulunduğu tespit edilmiştir. 41 yağlı süttozu ile yapılan bir araştırmada bu süttozlarının 11 adedinde 0.2 mg/kg, 24 adedinde 0.2 ile 1.8 mg/kg ve 6 örnekte de 1-2 mg/kg düzeyinde AFM1 bulunduğu tespit edilmiştir. Özellikle, süt endüstrisinde önemli sorunlar yaratan AF’in kontaminasyon kaynakları ile ilgili olarak yapılan araştırmalarda, ahır havasının, ineğin pisliğinden geçen mikropların, ineğin beslenmesinde kullanılan yemlerin, süt sağım makinelerinin, mandırada bulunan aletlerin, ayrıca süt fabrikalarında bulunan üretim bantlarının bir bulaşma kaynağı olabileceği, bunlara ilave olarak, tanklar ile paketleme makinelerinin de bu anlamda etken olabileceği belirlenmiştir. Süt ürünlerinde ortaya çıkan mikotoksinlerin bulaşma düzeyleri düşük gibi görünse de, insanlar tarafından tüketildiğinde vücutta toksik etki meydana getirmekte ve günümüzde AFM1’in laboratuvar hayvanlarındaki toksik etkisi ile ilgili farklı çalışma sonuçları bulunmaktadır. Ancak AFM1’in, AFB1 ile kıyaslandığında toksik aktivitesinin daha düşük olduğu bilinmektedir. Günümüzde AFM1’in karaciğer hastalıklarına ve kansere neden olan etkilerinin bulunduğu kesinlik kazanmış, ticari süt ürünlerinin fazla miktarlarda tüketilmesi sonucu AFM1’in muhtemel kanserojen özelliği nedeniyle, bu ürünlerde çok düşük düzeylerde de olsa AFM1’in bulunması endişe verici olarak görülmektedir (Bullerman, 1979; El-Deep ve ark., 1992). Sonuç olarak günümüzde, mikotoksin oluşumunun ve zararlı etkilerinin önlenebilmesi için karsinojenlerin oluşturabilecekleri tümör riskini önlemek veya azaltmak amacıyla genel yaklaşım; kemoprotektif ajanların kullanımıdır. Bunun yanı sıra bazı mikotoksinlerin karsinojenik etkilerine karşı koruma, önleme veya bu toksinleri parçalama veya oluşumlarını engelleme çalışmaları da üzerinde çalışılan önemli konulardan biridir. Mikotoksinlerle ilgili olarak zararlı etkileri önleme veya oluşturabilecekleri riskleri azaltmaya yönelik olarak yapılan çalışmalarda; fiziksel tekniklerin (ısı uygulaması, radyasyon uygulaması), doğal (vitamin kombinasyonları, melatonin, likopen, propolis ve bal, yeşil çay, sarımsak, kahve, su yosunu türleri ve kil mineralleri) ve sentetik yöntemlerin yaygın olarak kullanılabildikleri görülmektedir. Kaynaklar 1-Anonymous, 1979, Environmental Health Criteria. Mycotoxins World Health Org., Geneva. 2-Atasayar S.S., Baydar, T., Giray, B ve Şahin, G., 2008, Mikotoksinler: Toksik Etkileri, Degredasyonları, Oluşumlarının Önlenmesi ve Zararlı Etkilerinin Azaltılması, Hacettepe Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi Dergisi, Cilt 28(1), s. 63-92. 3-Bullerman, L.B., 1979, Significiance of Mycotoxins to Food Safety and Human Health. Journal of Food Protection. 42. 4-El-Deep, S.A., Zaki, N., Shoukry, Y.M.R. ve Kheadr, E.E., 1992, Effect of Some Technological Proceses On Stability And Distribution Of Aflatoxin M1 in Milk. Egyptian Journal of Food Science, 20: Supplement, 29-42. 5-Girgin, G., Başaran, N ve Şahin, G., 2001, Dünya’da ve Türkiye’de İnsan Sağlığını Tehdit Eden Mikotoksinler, Türk Hij Dern. Biyol Derg, 58 (3), s : 97 - 118 6-Kavas, G. ve Kınık, Ö., 2002, “Süt ve Ürünlerinde Mikotoksinlerin Önemi”, Tarım ve Köy Dergisi (Türktarım), 146, 61-67 7-Pitt, J.I., 2000, Toxigenic Fungi: Which Are Important, Med. Myology., Supp I,17. Soyoz, M. ve Ozcelik, N., 2002, Okratoksin A’nın Toksik Etkileri ve Eliminasyonu, T. Klin. J. Med. Sci., 22, 421. 8-Tanker, M., Soner, O., Sahin, A.A., Kaya, S., Dulger, G., Ersoy, O., Omurtag, G. ve Yurdun, T., 1995, Aflatoksinler ve Besinlerle Sağlığımız Üzerinde Oluşturabileceği Tehlikeler, Eczacı Dergisi, Nisan, s. 16. 9-Topal, M.,1987, Bazı Önemli Mikotoksinler ve Özellikleri. Gıda Teknolojisi Derneği, 12(5), Eylül-Ekim, s:283-291. 10-Watson, D.,1998, Natural Toxicants in Foods. CRC Press, Smith Square,London.