Capacitatea biomaterialelor de a adsorbi micotoxine

Micotoxinele sunt substanțe toxice sintetizate de mucegaiuri care pot afecta grav sănătatea omului şi a animalelor. Aceste toxine sunt produse în plante (cereale, plante medicinale, boabe de leguminoase, fructe, condimente etc.) sau produse de origine animală (lapte, brânzeturi fermentate etc.). Contaminarea produselor animale este cauzată de hrănirea animalelor cu furaje contaminate cu micotoxine sau poate rezulta din contaminarea ulterioară a acestor produse cu mucegaiuri toxinogene.

În ciuda eforturilor pentru bune practici agricole, se estimează că 25% din producţia mondială de cereale este contaminată cu micotoxine. Contaminarea variază de la an la an în funcție de temperatură, zonă geografică etc.

Monitorizarea anuală a contaminării cu micotoxine în diferite materii prime furajere atestă prezența micotoxinelor în diferite concentrații. Astfel, necesitatea decontaminării micotoxinelor provine din interesul global din ce în ce mai ridicat care are ca țintă impactul toxic al acestora în urma consumului de hrană contaminată.

După ingerare, micotoxinele cauzează o gamă largă de efecte nocive asupra organismului, iar rezultatul final este în general unul letal.

Pentru a evita aceste efecte negative, s-a propus o serie de abordări care pot fi grupate astfel: practici de prevenție a contaminării, metode de decontaminare a materiilor ce alcătuiesc hrana și procedee care urmăresc reducerea adsorbției micotoxinelor de-a lungul tractului gastrointestinal.

În acest context, un interes ridicat este atribuit practicilor de biodegradare a micotoxinelor. Acestea presupun includerea unor adsorbanți în hrana animalelor și au ca scop legarea toxinei înainte de ingerare, dar mai ales în timpul digestiei.

Studiul de față analizează această problematică a decontaminării micotoxinelor, și a investigat potențialul unor biomateriale de diminuare a concentrației micotoxinelor, în special Aflatoxina B1 și Zearalenona.

Biomaterialele utilizate au rezultat în urma procesării în storcător convențional pentru obținerea sucurilor naturale a merelor, morcovilor, sfeclei și țelinei. Cartofii cu coaja roșie și cei cu coaja albă au fost curățați manual, iar cele două subproduse agroindustriale, și anume șrotul de semințe de struguri și șrotul de cătină, au fost obținute de la producători locali.

După ce au fost măcinate într-o pulbere fină, subprodusele au fost amestecate cu soluția de micotoxine și incubate timp de 2 ore la 37 de grade Celsius. După centrifugare, supernatantul rezultat a fost analizat pentru concentrația reziduală de micotoxine folosind cromatografia de lichide de înaltă performanță cuplată cu detecție în fluorescență și a fost exprimată în procente.

Experimentele de adsorbție in vitro au fost efectuate în 2 etape: prima a constat într-o evaluare preliminară pentru a determina efectul timpului de contact, al temperaturii, al pH-ului și al concentrației de biomateriale, iar a doua etapă a constat în optimizarea procesului de adsorbție utilizând modele matematice.

Astfel, rezultatele comparative privind eficiența de legare a biomaterialelor au arătat că șroturile de semințe de struguri și cel de cătină sunt cele mai eficiente în reducerea concentrației de micotoxine în mediu lichid.

În ceea ce privește efectele pH-ului și temperaturii, aceastea nu au prezentat o influență semnificativă asupra procesului de legare a micotoxinelor. Astfel, în timpul digestiei și trecerii bolului alimentar de-a lungul tractului digestiv nu este afectată reținerea toxinelor de către biomateriale.

În schimb, timpul de contact și concentrația de biomateriale utilizată au prezentat un efect direct proporțional cu eficiență de retenție a toxinelor.

Modelele matematice utilizate în etapa a doua a experimentului au permis estimarea condițiilor optime pentru procesul de adsorbție, acestea încadrându-se în intervalele fiziologice asociate digestiei.

Pe viitor, continuitatea cercetărilor va fi reflectată prin strategia de lucru in vivo care include studiul toxico-cinetic pe animale pentru evaluarea modificărilor în timp a concentrației de micotoxine în funcție de asimilare, biotransformare, distribuție și eliminare sub influența subproduselor.

În concluzie, perspectiva utilizării șroturilor din semințe de struguri și cătină, atât ca bioadsorbanți, cât și ca suplimente nutriționale, oferă baza unei aplicații practice cu valoare adăugată și impact pozitiv asupra mediului prin reducerea deșeurilor.

Dr. ing. Mihai Palade