Tổng quan các phương pháp giải độc độc tố nấm mốc - Mỗi Tuần Một Gương Mặt - Công Ty

Mỗi Tuần Một Gương Mặt

> Công Ty

7/6/2018 10:41:51

Tổng quan các phương pháp giải độc độc tố nấm mốc

Cách tốt nhất để kiểm soát sự nhiễm độc tố nấm mốc trong thức ăn là ngăn chặn sự hình thành độc tố nấm mốc tại nhà máy chế biến thức ăn (theo Lopez-Garcia và Park, 1998), nhưng hiệu quả lại không cao. Khi thức ăn bị nhiễm độc tố nấm mốc, thì việc xử lý độc tố nấm là gần như không thể. Thực tế, phần lớn các độc tố nấm mốc đều bền nhiệt. Nghĩa là các quá trình chế biến thức ăn không thể loại bỏ độc tố nấm mốc. Ví dụ, chế biến thức ăn dạng nén ở nhiệt độ trên 1500C là cần thiết để làm giảm độc tố nấm mốc zearalenone, fumonisins, aflatoxin và giảm thấp deoxynivalenol (theo Bullerman và cộng sự, 2007). Việc loại bỏ những hạt bắp bị mốc nhiều, hạt bị vỡ và các vật liệu mịn bằng việc sàng lọc làm giảm đáng kể sự nhiễm độc tố nấm mốc. Tuy nhiên, thiệt hại về kinh tế là không tránh khỏi vì một lượng đáng kể thức ăn bị loại bỏ (theo Trenholm và cộng sự, 1991). Chiến lược phổ biến nhất để giảm sự phơi nhiễm của con vật với độc tố nấm mốc là làm giảm hoạt lực sinh học của độc tố nấm mốc bằng cách phối hợp nhiều chất giải độc độc tố nấm mốc trong thức ăn, nhằm giảm sự hấp thu độc tố nấm mốc, giảm nhiễm độc qua máu và các cơ quan. Tùy thuộc vào cơ chế hoạt động, các chất phụ gia thức ăn này có thể hoạt động bằng cách giảm hoạt lực sinh học của các độc tố nấm (chất hấp phụ cũng được gọi là tác nhân liên kết, chất kết dính) hoặc làm chuyển hóa độc tố nấm thành các chất ít độc hơn (tác nhân biến đổi sinh học).

Bà Julia LAURAIN, chuyên gia thức ăn vật nuôi

Olmix Pháp

Các tác nhân hấp phụ độc tố nấm mốc là các hợp chất có trọng lượng phân tử lớn mà con vật không tiêu hóa được và bị đào thải qua phân. Các tác nhân hấp phụ phải có khả năng liên kết độc tố nấm trong thức ăn bị ô nhiễm mà không bị phân tách dọc theo đường tiêu hóa của động vật. Do đó, phức hợp "độc tố - tác nhân hấp phụ" được bài tiết qua phân. Điều này giảm thiểu sự phơi nhiễm của vật nuôi với độc tố nấm mốc (theo EFSA, 2009). Chất hấp phụ có thể là hợp chất khoáng hoặc hợp chất hữu cơ. Cơ chế hoạt động của chúng dựa trên tính tương tác giữa các phân tử (chất kết dính độc tố) và nó phụ thuộc vào tương tác tĩnh điện / kỵ nước (lực kết nối hydro hoặc ion và lực Van der Walls) cũng như hiệu ứng hình dạng (hình phẳng hoặc không phẳng), khác hẳn với bản chất của chất hấp phụ và loại độc tố nấm mốc. Nhiều độc tố nấm mốc có thể hiện diện đồng thời trong thức ăn với các đặc tính hóa học và vật lý khác nhau. Chúng có thể khác nhau rất nhiều về tính kỵ nước/ tính phân cực và các loại liên kết có thể có (số lượng và bản chất). Kích thước của độc tố nấm mốc có thể như nhau trong cùng gia đình, nhưng có cấu tạo và cấu trúc 3D rất khác nhau. Ví dụ, aflatoxin là phẳng, zearalenones là linh hoạt và trichothecenes là các phân tử hình cầu và cứng, mặc dù tất cả chúng đều có kích thước tương đương. Sự phân bổ và kích thước nhỏ của các lỗ hoặc bề mặt tiếp xúc của các chất hấp phụ cũng xác định hiệu quả gắn kết các độc đố nấm mốc khác nhau của chúng.

Đối mặt với sự đa dạng của các chất hấp phụ sẵn có, các phương pháp sàng lọc là cần thiết để đánh giá hiệu quả của chúng và chọn các vật liệu phù hợp. Thử nghiệm in vitro (trong ống nghiệm) là những công cụ mạnh mẽ để kiểm tra các tác nhân giải độc độc tố nấm mốc. Nếu một tác nhân cô lập không hấp phụ độc tố nấm mốc in vitro nó sẽ có ít tác dụng trong in vivo (trong cơ thể sống) (EFSA 2009). Kết quả in vitro của tác nhân hấp phụ có thể được kiểm tra trong điều kiện tĩnh hoặc động. Tuy nhiên, việc sử dụng mô hình tĩnh có nhiều hạn chế và dẫn đến việc đánh giá khả năng liên kết của nó cao hơn thực tế (Versantvoort và cộng sự, 2005). Ngoài ra, trong một nghiên cứu khác, Vekiru và cộng sự (2007) cho thấy rằng khả năng hấp phụ của các chất hấp phụ độc tố nấm mốc trong mô hình động thấp hơn so với đánh giá trên mô hình tĩnh. Tuy nhiên, do mô hình động mô phỏng đường ruột của thú dạ dày đơn chính xác hơn mô hình tĩnh nên mô hình động được khuyến cáo dùng để đánh giá hiệu quả của các tác nhân hấp phụ độc tố.

Hiệu quả của các tác nhân hấp phụ chính

Than hoạt tính, là một dạng than được xử lý để có các lỗ nhỏ, trọng lượng thấp làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc cho sự hấp phụ hoặc các phản ứng hóa học diễn ra. Tác dụng của than hoạt tính để liên kết các loại độc tố khác nhau đã được chứng minh trong các mô hình tĩnh và động (Avantaggiato cộng sự, 2003 & 2004), tuy nhiên tác nhân hấp phụ này không có ý nghĩa chọn lọc nghĩa là nó còn kết dính hiệu quả các phân tử nhỏ như vitamin (Vekiru và cộng sự., 2007). Do đó, than hoạt tính không còn được sử dụng phổ biến trong thức ăn nhưng vẫn là một nguồn tham khảo cho một số nghiên cứu.

Hình: Mô hình đường ruột TNO được sử dụng để kiểm tra tính hiệu quả

của chất kết dính độc tố nấm mốc trong điều kiện động

Khoáng chất silica là chất hấp phụ độc tố nấm mốc thường dùng nhất trên thị trường. Chúng có thể là phyllosilicates (smectites) hoặc tectosilicates (zeolit). Tuy nhiên tectosilicates thì có hiệu quả hạn chế hơn so với phyllosilicates và đặc biệt là với smectites (Lemke và cộng sự, 2001; Vekiru và cộng sự, 2015). Khoảng trống xen kẽ (d-khoảng cách), giữa các lớp tạo ra khoáng sét smectite, làm lối vào và kết nối hiệu quả của các phân tử phẳng như các aflatoxin (Diaz và cộng sự, 2003) với hiệu quả thay đổi tùy thuộc vào chất lượng và thành phần hóa học của khoáng sét smectite (Vekiru cộng sự, 2007). Tuy nhiên, khoáng sét smectites thì hạn chế hoặc không có hiệu quả hấp phụ các độc tố nấm mốc khác, ngoại trừ các độc tố aflatoxin (Dưll cộng sự, 2004; Avantaggiato cộng sự, 2005). Phổ hấp phụ độc tố nấm mốc của khoáng sét smectites có thể được cải thiện bằng cách tăng khoảng không gian giữa các lớp khoáng sét, như được chứng minh bởi De Mil và cộng sự (2015). Trong khi đó các chiến lược khác được dùng để tăng cường khả năng trao đổi cation của khoáng sét (smectites biến đổi làm giàu trong cations) có với hiệu quả hạn chế hơn. Một vật liệu cải tiến dựa trên chiết xuất từ tảo và khoáng sét smectite, được phát triển bởi Olmix, cho phép tăng khoảng không gian giữa các lớp khoáng sét smectite lên đến 5nm và do đó có thể liên kết các phân tử lớn như deoxynivalenol và fumonisins (Demais và Havenaar, 2006). Tài liệu này cho thấy hiệu quả hấp phụ cao deoxynivalenol và fumonisins trong một mô hình động (TNO, Hà Lan) cũng như nhiều mô hình in vivo (ví dụ: Samitec, Brazil) mà không ảnh hưởng đến sự hấp thu dinh dưỡng từ thức ăn.

Các chất hấp phụ hữu cơ như vách tế bào nấm men cũng thường xuyên sử dụng trong thị trường thức ăn do khả năng phức hợp của chúng với một số độc tố nấm mốc mà không làm giảm công dụng của các chất dinh dưỡng. Chúng chủ yếu bao gồm polysaccharides (beta-glucans và mannan-oligosaccharides (MOS)) liên quan đến sự hình thành của cả liên kết hydro và tương tác van der Waals với độc tố nấm mốc (Yiannikouris và cộng sự, 2006). Khả năng của các vách tế bào nấm men hấp phụ các độc tố nấm mốc linh hoạt như zearalenone và ochratoxin đã được chứng minh rộng rãi với các mô hình in vitro tĩnh (Joannis-Cassan và cộng sự, 2011; Yiannikouris và cộng sự, 2013). Hiệu quả hấp phụ rất khác nhau tùy thuộc vào hàm lượng beta-glucan, MOS và chitin của vách tế bào nấm men (Fruhauf cộng sự, 2012; Yiannikouris cộng sự, 2004), mặc dù không có mối tương quan trực tiếp giữa thành phần nấm men và khả năng hấp phụ (Joannis-Cassan và cộng sự, 2011). Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây cho thấy hiệu quả hấp phụ deoxynivalenol và fumonisins rất hạn chế bằng việc sử dụng vách tế bào nấm men (Dưll và cộng sự, 2004, Avantaggiato và cộng sự, 2005 & 2006), thậm chí là aflatoxin (Joannis-Cassan và cộng sự, 2011).

Chiến lược biến đổi sinh học

Một số lượng lớn các vi sinh vật có khả năng làm suy giảm hoặc giải độc một số độc tố nấm mốc thành các chất chuyển hóa không độc hại (Abrunhosa vf cộng sự., 2009). Chúng là nền tảng của nhiều sản phẩm có sẵn trên thị trường, mặc dù rất ít sản phẩm chứng minh được hiệu quả (Hahn và cộng sự, 2015). Trong số các nhân tố quan trọng, một vi khuẩn kỵ khí Gram dương, được phân lập từ dịch dạ cỏ, có thể tạo ra một enzyme (epoxidase) có tác dụng giải độc trichothecenes. Vi sinh vật này có sẵn để sử dụng trong thức ăn, nhưng phản ứng xảy ra trong điều kiện yếm khí nghiêm ngặt (King và cộng sự, 1984; Kollarczik và cộng sự., 1994) và cần 24 giờ để hoàn thành (Hahn và cộng sự, 2015). Điều này có thể giải thích tại sao các nghiên cứu khác nhau đều thất bại trong việc chỉ ra hoạt lực của enzyme de-epoxidase có trong sản phẩm (Karlovsky, 1999; Dưll và cộng sự, 2004; Avantaggiato và cộng sự, 2004). Ngoài ra, các nghiên cứu in vitro đã chứng minh rằng sản phẩm này không thể giảm bớt tác dụng độc hại của deoxynivalenol ở các loài động vật khác nhau (Danicke cộng sự, 2010). Một enzyme khác (carboxylesterase) được phân lập từ Sphingopyxis sp. trong đất có khả năng giải độc fumonisins, tuy nhiên dữ liệu về hiệu quả của tác nhân này rất hạn chế. Nếu các chiến lược biến đổi sinh học cho thấy kết quả đầy hứa hẹn trong điều kiện in vitro cụ thể, hiệu quả của các ứng dụng trên cơ thể sống vẫn còn cần được làm rõ.

Kết luận

Than hoạt tính được sử dụng là giải pháp hiệu quả duy nhất chống lại một số độc tố nấm mốc bao gồm deoxynivalenol và fumonisins (Sabater-Vilar, 2003), nhưng chưa trọn vẹn do một số tác dụng tiêu cực lên các dưỡng chất sẵn có. Khoáng sét Smectite và vách tế bào nấm men đã tuần tự chứng minh hiệu quả của chúng chống lại aflatoxin và zearalenone. Trong khi đó, ngày nay, sự biến đổi khoáng sét smectite nhờ tảo biển, được phát triển bởi Olmix, đã được công nhận vì nó cho thấy hiệu quả chống lại deoxynivalenol và fumonisins trong một mô hình in vitro dynamic, mà không ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học của các dưỡng chất.

(Theo Olmix Vietnam)

Các tin khác :