Bacterii in Morarit

RISCURI DE NATURA BIOLOGICA IN INDUSTRIA DE MORARIT SI PANIFICATIE

Marea majoritate a microbilor produc toxine. toxine. Se consideră că doar cinci microorganisme microorganisme  pot fi considerate considerate sigure, din punct punct de vedere toxicologic. toxicologic. Acestea sunt: o bacterie  Bacillus subtilis), două drojdii ( Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces fragilis) şi ( Bacillus oryzae). două specii de mucegaiuri ( Aspergillus niger, Aspergillus oryzae oxinele bacteriene se clasifică !n endo- şi exotoxine . Exotoxinele au mase moleculare mici şi pot părăsi bacteria prin peretele de peptidoglican peptidoglican (la bacteriile "ram#po$itive) sau  prin membrana externă externă (la bacteriile "ram#negative), "ram#negative), fără probleme. Endotoxinele  sunt lipoglicoproteine lipoglicoproteine legate intim de membrana externă a bacteriilor "ram#negative, "ram#negative, iar eliberarea lor implică distrugerea microbului. %e multe ori, intoxica&iile apar prin utili$area unor produse alimentare !n care bacteria nici nu poate fi depistată, dar toxina continuă să existe. %e altfel, toxinele sunt eliberate ca pretoxine, care nu pre$intă toxicitate. ' dată cu eliberarea !n mediu, apar reorgani$ări moleculare, clivări, pierderi de aminoaci$i etc, evenimente care declanşa$ă manifestarea toxicită&ii. Marea majoritate a toxinelor bacteriene pre$intă proprietă&i antigenice, respectiv stimulea$ă producerea anticorpilor anticorpilor !n organismele !n care au pătruns. S#a constatat că uneori, exotoxinele !şi pierd spontan toxicitatea, dar !şi conservă antigenitatea. ' astfel de toxină transformată a fost denumită toxoid (sau anatoxină). ransformarea toxinelor !n toxoi$i este stimulată de formaldeidă, acidul a$otos, acidul ascorbic (care este folosit ca aditiv oxidant !n corectarea calită&ilor reologice ale făinii), exametilentetraamina exametilentetraamina etc. *acteriile din genul  Bacillus utili$ate pe scară largă !n industrie (industria (industria alimentară, farmaceutică, a detergen&ilor etc) sunt mari producătoare de en$ime şi antibiotice. ' serie Bacillus popilliae, Bacillus sphaericus produc de specii precum:  Bacillus thuringiensis, Bacillus toxine proteice (cristale proteice), utili$ate cu succes drept insecticide. Acest tip de toxine nu au formulele elucidate !n !ntregime, dar distrug at+t larvele, c+t şi insectele adulte. %e asemena, multiplicarea Salmonella constituie factor de risc, datorită biosinte$ei enterotoxinei, enterotoxinei, cu urmări grave asupra sistemului digestiv şi omeosta$iei. Alte bacterii contaminante produc toxine deosebit de puternice, de origine proteică. Spre exemplu,  Escherichia coli formea$ă enterotoxina enterotoxina termolabilă, Shigella sp. produce toxina Siga (enterotoxină), Pseudomonas aeruginosa este responsabilă de apari&ia toxinei A, Streptococcus pyrogenes sinteti$ea$ă toxine pirogene (toxina %ic, streptoina$a, streptoina$a, emoragina). ' serie dintre exotoxinele exotoxinele bacteriene (de natură proteică) au proprietă&i citolitice, fiind sinteti$ate !n fa$a de multiplicare microbiană logaritmică şi !n fa$a sta&ionară timpurie. Acestea au greută&i moleculare mari şi poartă numele generic de emoli$ine ( Bacillus cereus sinteti$ea$ă cereoli$ina, Staphylococcus aureus sinteti$ea$ă a#toxina, a#li$ina b# toxina, d#toxina, Streptococcus sp. sinteti$ea$ă streptoli$ina, streptoli$ina, Bacillus thuringiensis sinteti$ea$ă turingioli$ina turingioli$ina etc), datorită capacită&ii de li$ă asupra ematiilor. Au fost semnalate ca$uri de infec&ii provocate de o serie de drojdii, cum ar fi  Kluyveromyces sp. la bolnavi cu capacită&i imunologice scă$ute. Alte specii, precum Candida utilis (utili$ată pe scară largă ca aditiv furajer şi produc&ie de biomasă) pot fi implicate !n infec&ii mamare (mastite), diferite abcese, alături de stafilococi. Men&ionăm că toxicitatea şi patogenitatea acestor drojdii este !n general redusă, dar se manifestă

efecte sinergice !n pre$en&a altor microbi. Mucegaiurile, multe dintre ele toxigene, necesită o aten&ie specială. -n afara faptului că toxinele lor ac&ionea$ă puternic, ciar !n cantită&i mici, se pune problema sinergismului sinergismului acestor toxine o dată ajunse !n organismele superioare. u va conta prea mult c+te p.p.m. dintr#o toxină s#au găsit !ntr#un produs, ci c+te tipuri de toxine ce#şi poten&ea$ă efectele (ciar fiind !n cantită&i mai mici) se află !n acesta. oxinele fungilor se cunosc sub numele de micotoxine şi sunt metaboli&i secundari ai acestor microbi. Afec&iunile declanşate de micotoxine se numesc micotoxico$e.  A. flavus, A. parasiticus, A. zonatus, A. clavatus, A. soae, A. Speciile de Aspergillus ( A. to!icarius, A. nidulans etc.) produc micotoxine puternice cunoscute sub denumirea de aflatoxine. Al&i metaboli&i cu ac&iune antibiotică elabora&i de  Aspergillus flavus sunt aspertecina, flavacolul şi acidul aspergilic. Aceşti compuşi !şi manifestă ac&iunea toxică asupra altor microorganisme. -n general fungii galbeni#ver$ui, galbeni#ver$ui, cum a fost denumit genul Aspergillus sunt nelipsi&i de pe toate cerealele şi furajele, datorită abilită&ii lor de a invada substraturile substraturile solide. Aflatoxinele sunt toxigene, carcinogene (cele mai puternice carcinogene naturale cunoscute), mutagene şi teratogene. /le au fost descoperite !n 0123, moment ce a marcat aşa#numita revolu&ie a micotoxinelor. micotoxinelor. Aflatoxinele, compuşi cu structură cumarinică, au fost notate ini&ial !n ordinea descrescătoare a activită&ii biologice şi toxicită&ii, după cum urmea$ă: aflatoxina *0, aflatoxinele "0, "4, aflatoxina *4 (produse !n spe&ă de Aspergillus parasiticus, parasiticus, extrem de toxigen, urmat de  Aspergillus flavus). /le sunt grupate !n trei categorii: aflatoxine majoe , aflatoxine mono!idoxilate  şi aflatoxine di!idoxilate . 5ercetăriile ulterioare au identificat al&i 06 metaboli&i toxici precum: parasiticolul, aflatoxicolul, aflatoxicolul, aflatoxinele "M0, "M4, " M4, aflatoxina 70, aflatoxina M4A şi altele. 8n alt metabolit secundar toxic este sterigmatocistina, carcinogenă, sinteti$ată !n  principal, de Aspergillus versicolor  şi  şi Aspergillus nidulans: Aflatoxinele pre$intă fluorescen&ă !n 89. %e altfel, primii patru compuşi i$ola&i au fost denumi&i !n func&ie de culoarea fluorescen&ei la 4; nm şi 622 nm, albastră sau verde, respectiv * (blue) şi " (green). Aceste substan&e produc afec&iuni grave organismelor superioare, mai ales la nivelul ficatului şi al ve$icii biliare, dar nu par a avea efecte toxigene asupra bacteriilor. %impotrivă, bacteriile lactice precum:  "actobacillus delbruec#ii (ssp. bulgaricus) şi  "actococcus lactis pot degrada aflatoxina *0. %etoxifierea şi degradarea acesor toxine  poate avea loc !n special !n stomacul ierbivorelor ierbivorelor (!n special ovine), ovine), sub influen&a influen&a florei microbiene. Aflatoxinele pot fi distruse de aci$i şi ba$e tari, de ipoclori&i, ipoclori&i, de permanganatul de  potasiu, de apa oxigenată, oxigenată, de clor, de o$on etc. etc. 4 ale proteinelor proteinelor şi aminoaci$ilor. /ste  perturbat astfel metabolismul metabolismul celulei celulei epatice, av+nd ca urmare necro$area ficatului. ficatului. Aproximativ 23 de specii de  Penicillium sunt producătoare de micotoxine, dintre care opt

 P. citrininum, P. e!pansum, P. claviforme, P. patulum, P. cyclopium, P. islandicum, P. ( P. viridicatum, P. rubrum), contaminea$ă sistematic cerealele, furajele, fasolea, soia etc. %intre micotoxinele cele mai frecvente amintim: citrinina, patulina, acidul ciclopia$onic, acidul penicilic, ocratoxina, ocratoxina, rubratoxina, rubratoxina, cicloclorotina, cicloclorotina, islanditoxina islanditoxina şi luteosirina. luteosirina. Aceste micotoxine sunt nefro# şi epatotoxice, dar afectea$ă şi glanda tiroidă, musculatura, sistemul circulator, cordul, provoc+nd tumori locali$ate. 5itrinina (sinteti$ată de  P. citrininum) este nefrotoxică !n special, iar patulina (sinteti$ată de P. patulum) a fost utili$ată ini&ial ca antibiotic, descoperindu#se ulterior efectul mitostatic asupra cromo$omilor. A"id#l "i"lo$ia%oni"  este un nefrotoxic, nefrotoxic, fiind produs de  P. cyclopium, care infectea$ă !n mod constant cerealele şi f+nul. A"id#l $eni"ili"  (două forme tautomere), alt metabolit al  P. cyclopium provoacă tumori locali$ate la rinici, ficat şi tiroidă. I&landitoxina  şi "i"lo"lootina  sunt epatotoxice, fiind produse de  P. islandicum. Acest fung sinteti$ea$ă de asemenea, o serie de alte toxine antracinonice precum: &'(ina , l#teo&'(ina  etc.  Penicillium viridicatum produce metaboli&i diidroi$ocumarinici, diidroi$ocumarinici, cunoscu&i sub numele de o"!atoxin)  (acest metabolit este adeseori asociat cu  Aspergillus ochraceous), cu efecte nefrotoxice. -n sf+rşit,  Penicillium rubrum sinteti$ea$ă un metabolit cu efect epatotoxic, nefrotoxic şi emoragipar, numit #*atoxin) . ?ubratoxina se găseşte !n două forme, anume rubratoxina A şi rubratoxina rubratoxina *. Studiile asupra rubratoxinelor rubratoxinelor au indicat efectul sinergic al acestora cu aflatoxinele, a căror activitate o poten&ea$ă (rubratoxina (rubratoxina * sinergică cu aflatoxina *0). 7roblema sinergismului sinergismului micotoxinelor este extrem de delicată, deoarece !n acest context, ele ac&ionea$ă !n cantită&i extrem de mici. %e multe ori, deşi apar simptomele micotoxico$elor, micotoxico$elor, toxinele ce au provocat fenomenele nu pot fi depistate nici măcar !n urme. ' altă categorie de substan&e cu poten&ial toxic sunt alcaloi$ii ergotici. ergotici. 5aracteristic  pentru aceşti alcaloi$i alcaloi$i este faptul că au !n structură structură nuclee indolice. indolice. /i pot fi utili$a&i !n !n do$e corespun$ătoare pentru reducerea emoragiilor emoragiilor postpartum, precum şi pentru calmarea migrenelor, cefaleelor, nevralgiilor de trigemen, prin faptul că inibă sistemul nervos simpatic. 7ot provoca contractura musculaturii netede. Al"aloi%ii e+oti"i  sunt produşi de o gamă largă de fungi, dintre care se remarcă specii de Claviceps (C. purpurea, C. paspali etc), specii de Aspergillus, de Penicillium şi de  $hizopus. Claviceps (aprox. 62 specii) para$itea$ă aproximativ 233 specii de graminee,  bine cunoscute fiind fiind intoxica&iile intoxica&iile provocate de infestarea infestarea lanurilor de de secară cu acest microb. Simptomele intoxica&iei, numită ergotism (intoxica&ia nu se datorea$ă numai alcaloi$ilor ergotici, ci şi unor micotoxine micotoxine produse de Claviceps ca metaboli&i secundari), se manifestă prin convulsii, gangrene, alucina&ii. alucina&ii. Se crede ciar că celebrul proces al vrăjitoarelor din Salem, !n 0214, a fost ini&iat de alucina&iile unor persoane care consumaseră secară para$itată. -ntrebările asupra scopului sinte$ei alcaloi$ilor !n anumite microorganisme nu au primit !ncă un răspuns clar. Se consideră că alcaloi$ii repre$intă p+rgii pentru supravie&uirea speciei !n condi&ii vitrege de via&ă, prin posibilitatea de a conserva anumite căi metabolice. 7utem aminti c+&iva dintre alcaloi$ii ergotici cei mai cunoscu&i, anume: acidul lisergic, ergolina, clavina şi ergotamina. Se constată că absen&a fosfatului anorganic repre$intă o condi&ie restrictivă pentru sinte$a

anibioticelor de mai sus. Speciile de %richoderma (%richoderma viride, %. polysporum, %. reesei, %. ha rzianum, % hamatus, %. #oningii etc) sunt fungi cu atribu&ii industriale, producători producători de en$ime extracelulare (spre ex. celula$e: celobioidrola$e, celobioidrola$e, endoglucana$e şi celobia$e). Metaboli$ea$ă substraturi variate, precum o$e, poli$aaride (celulo$ă, amidon), pectine etc, drept sursă de carbon. %richoderma poate fi utili$ată drept control biologic !n evaluarea fungicidelor (biocontrolul (biocontrolul asupra nivelului microorganismelor patogene ale plantelor), respectiv a de$voltării altor microbi, deoarece este antagonică fa&ă de numeroşi al&i fungi. Antagonismul Antagonismul acestei specii se poate datora mai multor factori, anume: competi&ia pentru mediu nutritiv, interac&ia ifală urmată de li$ă ( %richoderma ac&ionea$ă ca un para$it) şi  produc&ia de antibiotice antibiotice (bacteriocine). (bacteriocine). %in punct de vedere toxicologic, amintim că %richoderma produce o gamă variată de micotoxine, subdivi$ate subdivi$ate !n trei clase principale: ti"ot!e"ene (tricodermin), (tricodermin), i%o"ianide (tricoviridin) şi $e$tide "i"li"e "# $o$iet),i anti*ioti"e  (alameticina). 7e această  ba$ă, preparate din %richoderma polysporum sunt utili$ate ca fungicide, !n vederea  prevenirii mico$elor. mico$elor. Alături de %richoderma, alte genuri de fungi sunt producătoare de tricotecene, precum:  &usarium, Cephalosporium, %richotecium, Stachybotrys, 'igrospora, Cladosporium,  (yrothecium etc, dintre care unele au valoare biotenologică. biotenologică. "rupul tricotecenelor

cuprinde aproximativ 03 de repre$entan&i, dintre care = sunt elabora&i !n cantită&i semnificative (toxina #4, toxina >#4, diacetoxiscirpenolul, diacetoxiscirpenolul, neosolaniolul, fusarenona# @, nivalenolul şi deoxinivalenolul, deoxinivalenolul, cunoscut sub denumirea de vomitoxină). Aceste toxine provoacă gastroenterite emoragice grave.  &. roseum, &. graminearum, &. solani, &. o!ysporium) se găsesc Speciile de &usarium ( &.  pe cereale, fructe, legume, iar micotoxinele micotoxinele lor sunt sunt deosebit de periculoase. periculoase. -n cereale şi şroturi de soia se găsesc !n mod constant tricotecene produse de  &usarium precum: omitoxina. f#moni&ina. %eaalenona /i monilifomina  (extrasă din  &usarium moniliforme şi folosită ca ierbicid). 0eaalenona  spre exemplu, ca şi majoritatea deriva&ilor ei, are activitate estrogenică şi anabolică. /ste un anticoncep&ional anticoncep&ional şi inibă spermatogene$a. 7oten&ial toxic pre$intă şi a"id#l f#&ai"  (acid #butilpicolinic) prin ac&iunea sinergică cu aflatoxinele. %eşi acidul fusaric !n sine este relativ netoxic, s#a constatat că modifică neurocimia creierului. S#a raportat de asemenea, o sinergie toxicologică !ntre acidul fusaric şi vomitoxină. ?+nce$irea grăsimilor poate avea loc şi prin reac&ii de autooxidare autooxidare la aer, fenomen !nt+lnit !n biotenologia produselor produselor de panifica&ie, unde se utili$ea$ă diferite făinuri cerealiere. Astfel, !n făina de gr+u are o pondere mărită acidul linoleic (acid gras nesaturat). ipoxigena$ele proprii făinii şi cele microbiene utili$ate !n panifica&ie, deşi contribuie la maturarea făinii, au o ac&iune oxidativă (de r+nce$ire) asupra acestui acid. -n afară de peroxi$i se pot forma prin procese complexe (scindări, polimeri$ări, oxidări etc), mul&i al&i compuşi poten&ial toxici (lactone, alcooli, esteri, aldeide, compuşi aromatici epoxida&i), !ntre care predomină aldeidele. "răsimile (gliceridele) suferă de asemenea, procese de idroli$ă şi de idrogenare (cele nesaturate). 7rin idroli$a gliceridelor se eliberea$ă glicerolul, care la tratamente termice, prin desidratare, trece !n acroleină (substan&ă cancerigenă).

ransformările suferite suferite de lipide pot avea loc şi pe cale en$imatică, sub influen&a unor microorganisme microorganisme de contaminare ale produselor ( Bacillus, Aerobacter ). ). 7rodusele vegetale con&in !n mare măsură fenoli. Sub influen&a polifenoloxida$elor polifenoloxida$elor (catecoloxida$e, laca$e), diverşii fenoli suferă procese de !mbrunare en$imatică, prin transformare !n cinone (o#Buinona, p#idroxi#Buinona, p#idroxi#Buinona, dimer cinonic etc), care  polimeri$ea$ă ob&in+ndu#se ob&in+ndu#se compuşi colora&i. colora&i. Aceşti compuşi compuşi de !mbrunare !mbrunare modifică aspectul şi calitatea produselor produselor biotenologice vegetale şi sunt relativ toxici, datorită  poten&ialul oxidant oxidant pe care#l de&in. de&in. -mbrunarea en$imatică poate poate fi !ncetinită prin adaosuri de substan&e reducătoare (acid ascorbic spre exemplu).  u trebuie desconsiderată desconsiderată problema purificării purificării en$imelor en$imelor care se utili$ea$ă !n ameliorarea calită&ii făinurilor din gr+u. Activită&ile Activită&ile en$imatice para$ite, ale unor en$ime care nu au fost !ndepărtate la purificarea preparatului en$imatic dorit, catali$ea$ă sinte$a unor compuşi nedori&i, nedori&i, dintre care o parte pot fi toxici. -n germenii de gr+u, se găseşte o clasă de substan&e proteice numite fito!ema+l#tinine (lectine), care au capacitatea de a aglutina eritrocitele, de a iniba creşterea şi !n unele ca$uri de a produce guşă endemică. %eoarece favori$ea$ă eliminarea exagerată a ormonilor ormonilor tiroidieni prin intestin, fitoemaglutininele fitoemaglutininele se cunosc sub denumirea de tirotoxină. tirotoxină. ectinele pot fi inactivate prin tratament termic. A"id#l fiti"  este o substan&ă care influen&ea$ă nivelul absorb&iei diferitelor metale. Acest compus se găseşte !n rădăcinile, frun$ele şi semin&ele cerealelor, leguminoaselor, oleaginoaselor oleaginoaselor etc. Acidul fitic formea$ă săruri numite fita&i, cu metalele preluate din alimente. Cita&ii alcalini sunt solubili, iar fita&ii de 5a, Mg, Ce, 5u, Dn, 7b sunt insolubili ciar şi la p> foarte acid. -n consecin&ă, un exces de acid fitic va produce o caren&ă de metale bivalente cu rol fi$iologic important, precum 5a sau Mg. Spre exemplu, 433 g  p+ine neagră, bogată !n acid acid fitic, determină eliminarea eliminarea sub formă de fitat fitat a 5a oferit de 433 ml lapte. ' serie de cereale cultivate pe terenuri selenifore con&in aminoaci$i cu seleniu, anume: &eleno"i&tationina. metil-&eleno"i&teina. &eleno"i&tina. &elenometionina .