Mykotoxiny v obilovinách a jejich dopad na kvalitu potravin a krmiv

10. 09. 2018 RNDr. Ivana Polišenská, Ph.D.; Agrotest fyto, s.r.o., Kroměříž Choroby Zobrazeno 6598x

Otázka výskytu mykotoxinů v zemědělských komoditách a jejich škodlivého působení na organizmus lidí a zvířat nejsou záležitostí posledních několika let, ale provází konzumenty rostlinných produktů již od dávných dob. Většina mykotoxinů je tepelně velmi stabilní a jejich obsah podstatně neklesá ani po technologickém zpracování surovin. Na rozdíl od insekticidů a jiných látek vyrobených člověkem jsou mykotoxiny látky přírodní a nemohou být z potravního řetězce odstraněny zcela. Řešením je stanovit úroveň akceptovatelného rizika a zavést opatření k redukci kontaminace na nejnižší možnou míru.

Významné mykotoxiny v obilovinách a legislativa

Ze zdravotního hlediska je v obilovinách za nejvýznamnější považováno v současnosti 5 mykotoxinů nebo jejich skupin, a to aflatoxiny, ochratoxin A, fumonisiny, deoxynivalenol a zearalenon. Všechny tyto mykotoxiny mají v Evropě stanoveny legislativní limity pro maximální obsah v potravinách, včetně nezpracovaných obilovin (tab. 1). V krmivech a krmných surovinách je legislativně limitován aflatoxin B₁ a námel (Claviceps purpurea), a to směrnicí 2002/32/ES o nežádoucích látkách v krmivech. Doporučení komise 2006/576/ES pak uvádí tzv. směrné hodnoty v produktech určených ke krmení zvířat pro deoxynivalenol, zearalenon, ochratoxin A, T-2 a HT-2 toxiny a fumonisiny. Tyto hodnoty jsou různé pro různé druhy zvířat i jejich stáří.

Nejčastěji limitovaným mykotoxinem na světě vůbec je aflatoxin B₁. Jedná se totiž o nejsilnější známý přírodní karcinogen. Z obilovin se vyskytuje zejména v kukuřici, a to především v tropických oblastech, ale také v jižnějších částech Evropy. Jeho záchyty nejsou výjimkou ani u nás, v závislosti na charakteru počasí ve vegetační sezoně.

Ochratoxin A se tvoří v obilovinách zejména v průběhu skladování, jako následek nevhodných skladovacích podmínek nebo při uskladnění vlhkého zrna, a to i dočasném.

Drobnozrnné obilniny, jako jsou pšenice, ječmen a žito, jsou v našich klimatických podmínkách nejčastěji v průběhu vegetace kontaminovány deoxynivalenolem (DON) a zearalenonem (ZEA). Jedná se o toxické produkty patogenních hub rodu Fusarium.

Tab. 1: Maximální limity pro obsahy mykotoxinů v nezpracovaných obilovinách podle nařízení Komise (ES) č. 1881/2006

Značná ročníková variabilita ve výskytu fuzáriových mykotoxinů

Protože napadení obilnin klasovými fuzárii závisí do značné míry na průběhu počasí v konkrétní vegetační sezoně, liší se také mezi jednotlivými sklizňovými roky úroveň kontaminace zrna mykotoxiny. Kromě počasí je jejich výskyt ovlivněn předplodinou, způsobem zpracování půdy, stupněm náchylnosti odrůdy i dalšími faktory, jako je např. cíleně provedená fungicidní ochrana a její způsob, úroveň výživy, apod. Vliv jednotlivých faktorů může být rozdílný pro různé mykotoxiny a různé plodiny. Pro získání informací o reálném výskytu fuzáriových mykotoxinů ve sklizeném zrnu je zapotřebí sledovat výskyt systematicky, na dostatečně velkém souboru vzorků různých druhů obilovin, pocházejících z různých oblastí pěstování.

V Zemědělském výzkumném ústavu v Kroměříži jsou mykotoxiny sledovány již řadu let jako součást monitoringu sklizňové kvality potravinářských obilovin v České republice. Jaká je tedy v posledních letech situace?

DON a ZEA v pšenici, ječmeni a žitě v ČR v letech 2013–2017

DON a ZEA jsou ročně analyzovány u 110 vzorků pšenice, 60 vzorků ječmene a 10 vzorků žita. Vzorky jsou z obilovin sklizených v daném roce vybírány tak, aby byly pokryty všechny oblasti pěstování jednotlivých plodin rovnoměrně, podle rozsahu osevních ploch. Výsledky, které jsou v tomto článku prezentovány, zahrnují posledních 5 let. Zahrnují tedy analýzu 550 vzorků pšenice, 300 vzorků ječmene a 50 vzorků žita.

Klasy ozimé pšenice silně napadené klasovými fuzárii (Fusarium spp.)

Zrna sladovnického ječmene porostlá myceliem houby rodu Fusarium

Pšenice

Nejnižší úroveň kontaminace zrna pšenice byla zjištěna v roce 2015. Podíl vzorků pšenice s pozitivním obsahem DON (tj. vzorků nad limitem kvantifikace, který je pro DON 20 μg/kg) byl jen 10 % a žádný analyzovaný vzorek pšenice nepřekročil limit pro obsah DON v potravinářské pšenici (1250 μg/kg) (tab. 2). Nejvyšší úroveň kontaminace byla v roce 2013, kdy podíl pozitivních vzorků dosáhl 68 % a 4 % vzorků přesáhlo potravinářský limit. Odpovídá to průběhu počasí těchto let. Rok 2015 patřil spolu s rokem 2014 k těm ročníkům, ve kterých všechny vzorky pšenice splnily limit pro potravinářské obiloviny, v ostatních letech vždy určitá část vzorků pšenice limit přesáhla. V roce 2013 a 2016 to byly 4 % vzorků a v roce 2017 3 %. Celkem bylo za 5 let sledování zjištěno překročení limitu pro DON u 11 vzorků pšenice, 9 z nich bylo po předplodině kukuřici.

Obsah ZEA byl u pšenice celkově nízký. Nejvyšší podíl vzorků pšenice (39 %) kontaminovaných ZEA byl zjištěn v roce 2013 (tab. 3), stejně, jako pro DON. Absolutní úroveň kontaminace pšenice mykotoxinem ZEA však byla poměrně nízká, maximální obsah byl 13 μg/kg. V roce 2016 byl ve srovnání s rokem 2013 zjištěn nižší podíl kontaminovaných vzorků (21 %), avšak u jednoho vzorku pšenice byl zjištěn nadlimitní obsah (tj. nad 100 μg/kg, konkrétně 118 μg/kg). Jednalo se o pšenici odrůdy Rivero, která je hodnocena jako náchylná k fuzariózám klasů, pěstovanou po předplodině kukuřici v Jihočeském kraji, s pozdním datem sklizně. Jedná se o typickou charakteristiku původu obilovin s vyšším obsahem mykotoxinů - předplodina kukuřice v kombinaci s náchylnou odrůdou. Pozdní sklizeň je rizikem zvýšeného výskytu zejména pro ZEA, který je houbami Fusarium produkován právě až ke konci vegetace a ve stadiu zralosti, na rozdíl od DON, který je spíše podporován vlhčím počasím hned po odkvětu, v období tvorby zrna.

Tab. 2: Obsah deoxynivalenolu (DON) v pšenici sklizené v ČR v letech 2013–2017

Tab. 3: Obsah zearalenonu (ZEA) v pšenici sklizené v ČR v letech 2013–2017

Ječmen

Obsah DON byl u ječmene, stejně jako u pšenice, nejnižší v roce 2015 (tab. 4). V tomto roce byl nejnižší jak podíl pozitivních vzorků (12 %), tak maximální zjištěná hodnota (57 μg/kg). V žádném z posledních 5 let nebyl zjištěn v našem průzkumu vzorek ječmene, který by přesáhl maximální limit pro obsah DON (1250 μg/kg). Nejvyšší obsah byl zjištěn v roce 2017, a to ve výši 1033 μg/kg. Jednalo se o ječmen odrůdy Bojos, pěstovaný po kukuřici, a to v Pardubickém kraji.

Úroveň kontaminace ječmene mykotoxinem ZEA byla ve sledovaných 5 letech celkově nízká, přesto se však v roce 2016 vyskytl jeden vzorek s nadlimitním obsahem (141 μg/kg) (tab. 5). Jednalo se o ječmen odrůdy Sunshine, pěstovaný na Vysočině, předplodinou byla kukuřice. Celkově však v roce 2016 byly kontaminovány jen 3 vzorky z analyzovaných 60 (tj. 5 %). V letech 2014 a 2015 nebyl ZEA zjištěn v žádném vzorku ječmene. V roce 2013 bylo kontaminováno 30 % vzorků, hodnoty však byly velmi nízké (max 3 μg/kg).

Tab. 4: Obsah deoxynivalenolu (DON) v ječmeni sklizeném v ČR v letech 2013‒2017

Tab. 5: Obsah zearalenonu (ZEA) v ječmeni sklizeném v ČR v letech 2013‒2017

Žito

Pro žito byl v minulých 5 letech typický poměrně vysoký podíl vzorků kontaminovaných DON, ale s velmi nízkými hodnotami obsahu tohoto mykotoxinu (tab. 6). Žádné žito nepřesáhlo limit pro potravinářské obiloviny a obsahy se pohybovaly hluboko pod povolenými hodnotami.

Tab. 6: Obsah deoxynivalenolu (DON) v žitě v letech 2013–2017

Co charakterizuje vzorky s vyšším obsahem mykotoxinů?

Úroveň napadení porostu obilnin klasovými fuzárii závisí na celé řadě faktorů, které se vzájemně ovlivňují. Mezi nejvýznamnější patří počasí, a to zejména delší vlhké období v období metání a kvetení obilnin a pak také před sklizní, což podporuje zejména výskyt ZEA. Kromě počasí má významný vliv předplodina, a to především skutečnost, zda je hostitelem hub Fusarium, dále způsob zpracování půdy, stupeň odolnosti/náchylnosti dané odrůdy, úroveň výživy porostu a jeho celková kondice i další faktory. Napadení porostu klasovými fuzárii je podporováno ponecháním napadených rostlinných zbytků z předplodiny na povrchu půdy a polehnutím porostu, naopak cílená aplikace konkrétních fungicidních látek do klasů může napadení a následnou kontaminaci zrna mykotoxiny podstatně snížit. Čím více rizikových faktorů je s pěstováním spojeno, tím pravděpodobnější je výskyt vyšší mykotoxinové kontaminace. U vzorků obilovin, u kterých jsme prováděli analýzy mykotoxinů, byly k dispozici údaje o předplodině, odrůdě, místě pěstování a datu sklizně.

Vyšší obsah mykotoxinů byl téměř vždy spojen s předplodinou kukuřicí, často také v kombinaci s náchylnou odrůdou, případně se jednalo navíc o pozdní termín sklizně.

Závěrem

Úroveň kontaminace pšenice, a zejména pak ječmene a žita mykotoxiny, byla u nás v posledních 5 letech obecně nízká. Přesto se však sporadicky vyskytly partie obilovin s nadlimitní kontaminací. Jednalo se téměř vždy o kumulaci rizikových faktorů, a to obvykle předplodiny kukuřice, náchylné odrůdy a příznivého ročníku. Tak jako je mnoho faktorů podporujících napadení klasovými fuzárii a následnou kontaminaci zrna mykotoxiny, tak také opatření proti jejich výskytu musí být komplexní a není možné založit ochranu na jediném zásahu.

Výsledek vznikl za podpory Ministerstva zemědělství, institucionální podpora MZe - RO1118.

foto: A. Pospíšil