Афлатоксин AFM1: Безопасность и качество молока

УДК 636.22/. 28.084.4:637.12.07
DOI 10.33861/2071-8020-2020-1-11-14

Забашта Н.Н., Головко Е.Н., Лисовицкая Е.П. ФГБНУ «Краснодарский
научный центр по зоотехнии и ветеринарии», г. Краснодар
Сарбатова Н.Ю., Безверхая Н.С., Огнева О.А. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный
аграрный университет имени И.Т. Трубилина», г. Краснодар

Введение. Микотоксины проявляют свое негативное действие на организм крупного рогатого скота через снижение потребления корма животными; изменение содержания питательных веществ корма, абсорбции питательных веществ и их метаболизма; воздействие на эндокринную и экзокринную системы; подавление иммунной системы. Из-за значительных финансовых потерь для производителей, связанных с выбраковкой молока и снижением здоровья и производительности коров, а также вопроса доступности и безопасности молока, контаминация кормов афлатоксином B1 продолжает оставаться одной из главных проблем в Европе. Экстремальные условия засухи во время выращивания и уборки сельскохозяйственных культур, например, кукурузы, входящей в рацион коров, могут привести к опасному повышению концентрации афлатоксина В1, высоко токсичного и канцерогенного вещества из группы микотоксинов от микроскопических грибов Aspergillus, в основном Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus. В результате молоко будет контаминировано афлатоксином M1(AFM1) [10, 11]. После потребления контаминированного корма часть афлатоксина В1 передается в молоко в виде его метаболита AFM1.

Предельно допустимое содержание афлатоксина В1 в комбикормах с влажностью 12% для дойного стада (дойных коров, овец и коз в странах ЕС составляет 0,005 мг/кг). Афлатоксин B1 метаболизируется в печени, где образуется гидроксилированная его форма - вторичный токсичный метаболит AFM1 [4, 5]. AFM1 является гидроксилированным метаболитом (4 гидрокси-AFBI), образующимся в процессе обмена веществ. У жвачных часть AFB1, потребленного с пораженным кормом, в рубце под действием его флоры трансформируется до афлатоксикола, который в 18 раз менее токсичен по сравнению с AFB1. Это является обратимым процессом и афлатоксикол может снова переходить в AFB1, который признан опасным. Оставшаяся фракция AFB1 из пораженного корма всасывается в желудочно-кишечном тракте и гидроксилируется в печени путем пассивной диффузии до AFM1. AFM1 через кровь проникает в молоко. Остаточные количества в молоке также могут включать и негидроксилированный AFB1.

Предельно допустимое содержание AFM1 в странах ЕС для коровьего, овечьего и козьего молока составляет 0,05 мкг/кг (для сравнения: в ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» максимально допустимая концентрация AFM1 в молоке и молочных продуктах составляет 0,5 мкг/кг). В соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» содержание AFM1 в молочном сырье для детского питания не должно превышать 0,02 мкг/кг. Предельно допустимое содержание афлатоксина В1 в комбикормах с влажностью 12% для тот микотоксин выводится из организма в составе мочи и молока. Метаболиты афлатоксина В1, такие как афлатоксикол и AFM1, рециркулируют в рубец через рубцово-печеночный путь и уже через несколько часов обнаруживаются в молоке [9]. Он может быть обнаружен в молоке через 12-24 ч после попадания В1 в организм овец или коров [6, 7]. Максимальная концентрация обнаруживалась через 24 часа [9]. Гарантированное же присутствие AFMl? молоке обнаруживается через 72 и более часовпри постоянном присутствии неблагополучного корма с афлатоксином B1 в составе рациона [3]. Авторы считают, что в среднем в молоко попадает 1,7% афлатоксина [12]. Перенос AFM1 в количестве 6,2% наблюдался у высокопродуктивных коров в период пика лактации [8]. Благодаря своему потенциально канцерогенному влиянию на организм AFM1 является реальной проблемой для безопасности пищевой цепи.

По данным авторов, адсорбенты снижают содержание афлатоксина в молоке [2]. В опыте на фуражных коровах изучили влияние универсального адсорбента микотоксинов на основе глюкановклеточ-ной стенки дрожжей и водорослей (в дозе 30 г на голову в течение недели). Адсорбенты на основе глинозема могут связывать вместе с токсинами и полезные макро- и микроэлементы. Установлено, что при добавлении адсорбента микотоксинов широкого спектра действия на основе глюканов клеточной стенки дрожжей и водорослей в рацион снизилось содержание AFM1 в молоке (в среднем на 60%). Кроме того, при добавлении этого адсорбента в рационы средний уровень AFM1 в молоке был в 3 раза ниже по сравнению с контролем.

Целью работы стало определение влияния афлатоксина В1 на качественные показатели молочного сырья.

Материалы и методы исследований. Афлатоксин В1 для искусственного контаминирования зерновой части рациона дойных коров получили в лабораторных условиях in vitro путём культивирования токсигенного штамма гриба рода Aspergillus parasiticus NRLL 2999. В подготовленную среду на автоклавированный рис, вносили споры гриба и помещали в термостат на 21 день при температуре 27оС. Хлороформный экстракт отфильтровывали и упаривали. Выделение афлатоксина В1 производили на хроматографической колонке. С целью установления количества и скорости выделяемого с молоком метаболита AFM1 в зависимости от различных концентраций искусственно введённого в концентрированные корма рациона афлатоксина AFB1 проведен опыт методом групп-периодов на двух группах коров (по три головы в группе) со средней живой массой 500 кг. Коров обеих групп содержали в отдельных станках. Концентрированные корма с афлатоксином В1 раздавали два раза в сутки, поение осуществляли из автопоилок. Во время уравнительного и промежуточного периодов коровы обеих групп находились в одинаковых условиях кормления и содержания. Коров кормили в соответствии со схемой опыта (табл. 1).

Таблица 1. Схема опыта (n=3)

Основной хозяйственный рацион (ОР) сбалансирован для дойных коров по питательности (табл. 2). Корма, контаминированные афлатоксином ДГВ1, задавали в течение двух дней, после чего собирали молоко через 24, 48, 72, 96 и 120 часов от последней дачи токсина в составе комбикорма. При этом учитывали молочную продуктивность. Часть молока лиофилизировали и определяли содержание вторичного метаболита - ДГМ1.

С целью установления влияния ДFВ1 на состояние здоровья животных у них в конце подготовительного и учётного периодов брали кровь и анализировали на содержание эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, ферментов АСТ, АЛТ.

Таблица 2. Состав рациона для дойных коров живой массой 500 кг и суточным удоем 11-12 л молока

Содержание афлатоксина М1 в молоке определяли по ГОСТ 30711-20001 (п. 3) и ГОСТ 33601-2015. Хроматографический метод предполагает использование тест-набора «Дflasensor» [1]. В конце учётного периода у коров всех групп молоко было проанализировано на содержание метаболита ДГМ1. Определено качество молока по основным показателям. Вели учёт молочной продуктивности.

Результаты исследований и их обсуждение. При содержании в комбикорме рациона дойных коров ДFВ1 в групп-периодах: 1 - контроль (без токсина); 2 - 0,1 мг/кг и 3 - 0,5 мг/кг, - остаточных количеств вторичного метаболита ДFM1 не обнаружено. При содержании в комбикорме рациона дойных коров в 4 периоде ДГВ1, составляющем 2 мг/гол/сутки, в молоке появился вторичный метаболит ДFM1 через 24 часа в количестве 0,01530 мкг/кг молока. Через 48, 72, 96 часов содержание ДFM1 составило, соответственно, 0,02070; 0,02690; 0,00650 мкг/кг молока. При содержании в комбикорме рациона дойных коров в 5 периоде ДГВ1, составляющем 4 мг/гол/ сутки, в молоке достоверно увеличилось количество вторичного метаболита ДГМ1. Через 24, 48, 72, 96 часов содержание ДFM1 составило, соответственно, 0,09370; 0,14010; 0,15800; 0,02310 мкг/кг молока (табл. 3).

Таблица 3. Выведение AFM1с молоком при различном содержании AFВ1 в рационе дойных коров, n=3

Примечание: * - ниже предела обнаружения; ** - разница между 4 и 5 периодами достоверна (р<0,01)

Максимальное количество ДFM1 выделено с молоком на третьи сутки в 5 групп-периоде. ДГВ1, введенный коровам в 5 групп-периоде в максимальной дозе (4 мг/гол/сутки) в составе рациона не оказал сколько-нибудь достоверных изменений в показателях состояния здоровья коров, не повлияв ни на рубцовое пищеварение, ни на молочную продуктивность.

Исследование физико-химических и показателей безопасности молока коров 1-5 групп-периодов достоверно не отличались от контроля и были в пределах нормы (табл. 4).

Таблица 4. Соответствие качества и безопасности молока НД, n=3

Заключение. Установлена минимальная доза содержания афла-токсина В1 в кормах в количестве 2 мг/голову в сутки. Минимальное количество афлатоксина В1 в рационе вызывало появление вторичного метаболита - афлатоксина М1 в молоке коров. Афлатоксин М1, образовавшийся в организме дойных коров метаболическим путем из введенного с кормом афлатоксина В1, выделялся с молоком на протяжении 72 часов. Максимальное количество его 0,15800 мкг/ кг выделилось с молоком в течение третьих суток от последней дачи AFВ1.

При хранении зернофуража следует определять содержание микотоксинов и проводить постоянный анализ по показателям микробиологической безопасности: общая бактериальная обсеменённость, клостридии, сальмонеллы, патогенные типы кишечной палочки, дрожжи, плесени, протей.

Список литературы:

1. Аспандиярова М.Т. Контроль афлатоксина М1/ Нивы Зауралья. - № 3 (125). - 2015. - С. 80.
2. Головко Е.Н. Улучшение санитарного состояния кормов для сельскохозяйственных животных/ Тез. докл. межд. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы научного обеспечения увеличения производства, повышения качества кормов и эффективного их использования». - Краснодар, 2001. - С. 139-140.
3. Cardona T.D., Ilangantileke S.G., Noomhorn A. FAO Food and Agriculture Organization. http://www.fao.org/docrep/X5036E/x5036E1e.html.
4. Commission regulation (EC) No 1881 Communities, The commission of the European 2006.
5. IARC Some Traditional Herbal Medicines, Some Mycotoxins, Naphthalene and Styrene. WHO Press, Geneva, Switzerland. 2002. 82. - Р 10-13.
6. Marin S., Ramos A.J., Cano-Sancho G., Sanchis V., (2013). Mycotoxins: Occurrence, toxicology, and exposure assessment. Food and Chemical Toxicology (60). - Р. 218-237.
7. Neal, G. E., D. L. Eaton, D. Judah and A. Verna. 1998. Metabolism and Toxicity of aflatoxins M1 and B1 in human-derived in vitro systems. Toxicol. Appl. Pharm., 151 (1), 152-158.
8. Pipet, A. 1998. Natural Occurrence of Mycotoxins in Foods and Feeds: An Update Review. Rev. de Med. Veter., 6: 479-492.
9. Polan, C. E., J. R. Hayes and T. C. Campbell. 1974. Consumption and Fate of Aflatoxin B1 by Lactating Cows. J. Agri. Food Chem., 22: 635-638.
10. Richard J.L. Some major mycotoxins and their mycotoxicoses - an overview. International Journal of Food Microbiology 2007, (119). - Р 3-10.
11. Savard M.E. Mycotoxins- an introduction. Stewart Postharvest Review. 2008. Р 6:1.
12. WHO Evaluation of Certain Mycotoxins in Food. World Health Organization, Technical Report Series No. 906, WHO, Geneva, Switzerland. 2002. Р. 1-62.

Резюме. Негативное действие на организм крупного рогатого скота через снижение потребления корма проявляют микотоксины. Экстремальные условия засухи во время выращивания и уборки сельскохозяйственных культур, входящей в рацион коров, могут привести к опасному повышению концентрации афлатоксина В1, высоко токсичного и канцерогенного вещества из группы микотоксинов от микроскопических грибов Aspergillus, в основном Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus. В результате молоко будет контаминировано афлатоксином М1 (AFM1). В ООО «АФ «Хуторок» Тимашевского района Краснодарского края в опыте на дойных коровах с включением в рацион кормов, контаминированных афлатоксином В1 (AFB1), установлена минимальная доза содержания афлатоксина В1 в кормах в количестве 2 мг/голову в сутки. Минимальное количество афлатоксина В1 в рационе вызывало появление вторичного метаболита - афлатоксина М1 в молоке коров. Афлатоксин М1, образовавшийся в организме дойных коров метаболическим путем из введенного с кормом афлатоксина В1, выделялся с молоком на протяжении 72 часов. Установлено, что при добавлении адсорбента микотоксинов широкого спектра действия на основе глюканов клеточной стенки дрожжей и водорослей в рацион снизилось содержание AFM1 в молоке (в среднем на 60 %). Кроме того, при добавлении этого адсорбента в рационы средний уровень AFM1 в молоке был в 3 раза ниже по сравнению с контролем. Определена скорость выведения AFM1 из организма коров. Максимальное количество его 0,15800 мкг/кг выделилось с молоком в течение третьих суток от последней дачи AFB1. При хранении зернофуража следует определять содержание микотоксинов и проводить постоянный анализ по показателям микробиологической безопасности.

Ключевые слова: дойные коровы, молоко, корма, рацион, микроскопический гриб рода Aspergillus, микотоксины, афлатоксин В1, афлатоксин М1, скорость выведения, молочная продуктивность, качественные показатели.

Сведения об авторах:

Забашта Николай Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедры технологии, хранения и переработки животноводческой продукции ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», директор Краснодарского научно-исследовательского ветеринарного института - обособленного структурного подразделения ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии»; 350055, г. Краснодар, п. Знаменский, ул. Первомайская, 4; тел.: 8-918-4400956, e-mail: n.zabashta@bk.ru.

Головко Елена Николаевна, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории микробиологии отдела токсикологии и качества кормов ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии»; 350055, г. Краснодар, п. Знаменский, ул. Первомайская, 4; тел. 8-988-3560516, e-mail: martinija@yandex.ru.

Сарбатова Наталья Юрьевна, кандидат технических наук, доцент ВАК, доцент кафедры технологии, хранения и переработки животноводческой продукции ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина»; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; тел. 8-964-9315778, e-mail: sfnu@rambler.ru.

Безверхая Наталья Сергеевна, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии, хранения и переработки животноводческой продукции ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Труби-лина»; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; тел. 8-918-4176606, e-mail: natalya_1306@mail.ru.

Огнева Ольга Александровна кандидат технических наук, доцент кафедры технологии, хранения и переработки животноводческой продукции ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Труби-лина»; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; тел. 8-952-8253705, e-mail: ogneva_olia@mail.ru.

Ответственный за переписку с редакцией: Лисовицкая Екатерина Петровна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела эпизоотологии, микологии и ВСЭ Краснодарского научно-исследовательского ветеринарного института - обособленного структурного подразделения ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии»; 350004, г. Краснодар, ул. 1-я Линия, 1; тел. 8(952)825-37-05; e-mail: lisovickaya.ekaterina@mail.ru.