Ing. Tomáš Kitz
e-mail: tomas.kitz@azet.sk
 
 


Výskyt mykotoxínov v čerstvej lucerne a v lucernových silážach

Mikroskopické huby patria k nežiaducim mikroorganizmom, ktorých výskyt je spojený s nedostatočnou technologickou disciplínou a nízkou hygienickou kvalitou. Závažné sú riziká v zle skladovaných a vyrobených siláží. Mikroskopické huby môžu rozkladať všetky rozpust-né živiny, metabolizovať už vytvorenú kyselinu mliečnu, rozkladať bielkoviny za vzniku pro-duktov alkalickej povahy a podieľať sa tak na destabilizácií - aeróbnej degradácií siláží (Doležal et al., 2010).

Mikroskopické huby produkujú široký okruh sekundárnych metabolitov pre zvýšenie svojej konkurencieschopnosti v prírodnom prostredí (Fink-Gremmels, 2005). Produkcia mykotoxí-nov nesúvisí s rastom mikroskopických húb a podmienky, ktoré podporujú rozvoj mikroskopických húb, môžu spomaľovať produkciu mykotoxínov a naopak (Newman a Raymond, 2005).

V súčasnosti je po chemickej a biologickej stránke definovaných približne 400 mykotoxínov. Len 15 z nich je bezprostredne nebezpečných pre zdravie ľudí a zvierat (Rajčáková a Mlynár, 2005). Majú mutagénne, karcinogénne, teratogénne a iné účinky (Bíro et al., 2007). Akútne toxické účinky sú pozorované iba výnimočne. Naopak, dlhodobá expozícia o nízkej koncentrácií jednotlivých mykotoxínov môže mať za následok chronické patologické stavy, nádory pečene alebo obličiek, alebo iné ochorenia spolu s alergiami (Jarvis a Miller, 2005).

V skutočnosti huby produkujú mykotoxíny v podmienkach zvýšenej záťaže, ako sú napríklad zmeny teploty, vlhkosti alebo prevzdušnenia, a samozrejme v prítomnosti agresívnych činiteľov (Santin, 2005).

Výskyt a úroveň kontaminácie mykotoxínmi úzko súvisí s geografickou polohou a sezónnymi faktormi (Milicevic et al., 2010). Prítomnosť mykotoxínov závisí predovšetkým od klimatických podmienok, počasia v období vegetácie a zberu (vysoká teplota, mráz, dažde v období zberu), druhu plodiny, hustoty porastu, vplyvu hmyzu alebo mechanického poškodenia plodín, ošetrenia fungicídnymi prípravkami, pri skladovaní, vlhkosti a prúdení vzduchu pri uskladnení a pod. (Kalač, 2009).

Mykotoxíny vznikajúce v období pred zberom rastliny môžu byť prítomné v krmovinách pred ich konzerváciou a často zostávajú stabilné v konzervovanom materiáli počas dlhého obdobia. Navyše, konzervované krmoviny sú kontaminované typickou skladovou mikroflórou, pozostávajúcou z rôznych druhov rodov Penicillium a Aspergillus. Vzniknuté toxíny zahŕňajú kom-plexné zlúčeniny sekundárnych metabolitov, ktoré pochádzajú z rôznych druhov húb (Fink-Gremmels, 2005).

Niektoré konzervované krmivá sú náchylnejšie k rastu mykotoxínov ako iné produkty (Pettersson, 2004). V silážach sa zistilo, že vytvorené mykotoxíny môžu pretrvať celý fermentačný proces bez toho, aby boli inaktivované (Doležal et al., 2010). I dobre vyrobené siláže, ktoré spĺňajú požiadavky na kvalitu, sa môžu veľmi rýchlo zmeniť na krmivá problematické až hygienicky závadné (Illek, 2007).

Významným javom objaveným v poslednej dobe je koprodukcia dvoch alebo viacerých my-kotoxínov rovnakým druhom mikroskopických húb, ktoré umožňujú viacnásobné kontaminá-cie určitých krmív (D´Mello, 2006).

Ako sme testovali

V experimente, ktorý sme realizovali na Katedre výživy zvierat FAPZ SPU v Nitre, sme detekovali prítomnosť a koncentrácie mykotoxínov v čerstvej hmote lucerny a v lucernových silážach a sledovali sme vplyv prídavku biologického aditíva na výskyt a koncentrácie sledo-vaných mykotoxínov (FUM- celkové fumonizíny, ZEA- zearalenon, DON- deoxynivalenol, T-2 - T-2 toxín a OTA- celkové ochratoxíny).

V spolupráci s PD Tôň sa sme silážovali lucernu siatu (Medicago sativa L.) z prvej kosby (4-ročný porast), odroda Pálava. Hmota bola zberaná vo fáze pred kvitnutím a následne aktívne uvädaná na pokose. Po pokosení lucerny sme odobrali priemerné vzorky z čerstvej hmoty (n=3). Po 48 hodinovom uvädaní sa hmota zberala a rezala na dĺžku rezanky 40 mm, pričom pri rezaní sa aplikoval biologický silážny prípravok v granulovanej forme s aplikačnou dáv-kou 0,5 kg. t-1 hmoty. Biologické aditívum obsahovalo baktérie mliečneho kvasenia Lactobacillus plantarum v koncentrácii 2 x 108 KTJ.g-1. Hmotu bez prídavku a s prídavkom aditíva sme následne zasilážovali do silážnych jednotiek s objemom 4 dm3, hermeticky uzavreli a uskladnili v Laboratóriu konzervovania krmív KVZ FAPZ SPU v Nitre pri teplote 20 °C. Každý variant bol zasilážovaný v 3 opakovaniach. Po 8 týždňoch silážnej fermentácie sme odobrali priemerné vzorky lucernových siláží na analýzu výživnej hodnoty, výskyt a koncentráciu mykotoxínov. Pre screeningové stanovenie obsahu sledovaných mykotoxínov sme použili imunoenzymatickú analýzu pomocou ELISA Reader (NOACK, SR) s použitím testov VERATOX (NEOGEN, Ltd., USA).

Celé spektrum mykotoxínov v čerstvej hmote

V čerstvej hmote lucerny siatej a v lucernových silážach sme zaznamenali prítomnosť všet-kých sledovaných mykotoxínov s najvyššou koncentráciou ZEA, nasledoval DON, T-2 toxín a OTA s najnižším obsahom celkových fumonizínov. ZEA bol prítomný v čerstvej lucerne v priemernej koncentrácii 368,1 µg.kg-1, v lucernovej siláži bez prídavku aditív 389,7 µg.kg-1 a v lucernovej siláži s prídavkom biologického aditíva mal najvyššiu koncentráciu až 412,15 µg.kg-1, pričom všetky rozdiely boli štatisticky preukazné (P<0,05). Nedělník a Moravcová (2006) zistili vyššiu koncentráciu ZEA v lucernových silážach 577 µg.kg-1 a v silážach jač-meňa 500 µg.kg-1. Juráček et. al. (2009) uvádzajú najvyššie koncetrácie ZEA v miešankách bôbu, lucerny a ovsa až 1007,5 µg.kg-1 vo vzorkách s použitím biologického aditíva, resp. 992,7 µg.kg-1 v kontrolnom variante bez použitia aditív. Zearalenon je nebezpečný pre estro-génne účinky (Alldrick a Hajšelová, 2004). Zearalenon priamo ovplyvňuje reprodukčné uka-zovatele dojníc (Rossi et al., 2009).

Deoxynivalenol a zearalenon sú hlavné mykotoxíny tvorené v silážach. Ich obsah sa znižuje činnosťou niektorých baktérií mliečneho kvasenia v bachore ako aj v silážnej mikroflóre (Kalač, 2011). DON spôsobuje hnačky, zvracanie, odmietanie krmiva a tým pokles živej hmot-nosti (Rotter et al., 1996), u dojníc stagnujúcu produkciu mlieka (Coppock et al., 1990). Deoxynivalenol je spojený s poruchami reprodukcie (Kolesárová et al., 2011/12). V našom experimente mali vzorky čerstvej lucerny priemerný obsah deoxynivalenolu 365 µg.kg-1, pričom v lucernovej siláži s prídavkom biologického aditíva bol jeho obsah 377,25 µg.kg-1, ale najvyššiu koncentráciu mali vzorky siláže lucerny bez prídavku aditív a to až 379,2 µg.kg-1. Nižšie koncentrácie DON zistili Bíro et al. (2007) v lucernových silážach (200-300 µg.kg-1), pričom Driehuis et al. (2008) zo 169 vzoriek krmív pre dojnice zaznamenali najvyššiu koncentráciu 969 µg.kg-1.

T-2 toxín spôsobuje prevažne kožné ochorenia, často sa vyskytujú krvácavé ložiská v oblasti hlavy a pohlavných orgánov zvieraťa. U hovädzieho dobytka spôsobuje zníženú imunitu te-liat, poruchy zrážanlivosti krvi a hemorágie. T-2 toxín je známy svojou vysokou akútnou toxicitou (Salomonsson et al., 2002). Kegl a Vanyi (1991) pozorovali krvavú hnačku, nízky príjem krmív, zníženú produkciu mlieka, a neprítomnosť estrálnych cyklov u kráv vystavených pôsobeniu T-2 toxínu. Nižšiu koncentráciu T-2 toxínu sme zaznamenali v hmote čerstvej lucerny (72,05 µg.kg-1) a zhodne vyššiu koncentráciu v silážach lucerny pokusného variantu s prídavkom biologického aditíva ako aj kontrolného variantu (73,95 µg.kg-1). Gálik et al. (2008) zistili v experimente nižšiu koncentráciu T-2 toxínu v silážach lucerny s prídavkom biologického inokulantu (67,6 µg.kg-1). Rozdielne Driehuis et al. (2008) nezaznamenali výskyt T-2 toxínu v žiadnej vzorke krmív analyzovaných v Holandsku na 24 farmách. Pier et al. (1980) zistili, že po skrmovaní krmív s koncetráciou T-2 toxínu nad 600 µg.kg-1 počas 20 dní sa u prežúvavcov objavujú krvavé výkaly, bachorové vredy až úhyn jedincov. Naše výsledky nepotvrdili predchádzajúce zistenia, že selektované kmene baktérií mliečneho kvasenia sú schopné redukovať obsah T-2 toxínu a deoxynivalenolu (El-Nezami et al., 2002).

V našom experimente sme zistili, že lucernové siláže s prídavkom biologického aditíva obsahovali vyššiu koncentráciu OTA v porovnaní so silážami bez ošetrenia, pričom najnižšiu koncentráciu OTA mala pôvodná hmota čerstvej lucerny. Rozdiely v koncentrácii OTA v čerstvej lucerne v porovnaní so silážami lucerny bez prídavku a s prídavkom biologického aditíva boli štatisticky preukazné (P<0,05). Juráček et. al. (2009) uvádzajú nižšie koncentrácie OTA v miešankách bôbu, lucerny a ovsa 8,9 µg.kg-1 vo vzorkách s použitím biologického aditíva, resp. 7,0 µg.kg-1 v kontrolnom variante bez použitia aditív. Na rozdiel od Gálika et al. (2008) ktorí uvádzajú vyššiu koncentráciu OTA (12,5 µg.kg-1) v čerstvej hmote lucerny v porovnaní s našim experimentom. Ochratoxín poškodzuje obličky, pečeň, pôsobí imunosupresívne, má teratogénne a karcoinogénne účinky (Kuiper-Goodman and Scott, 1989). Na ochratoxíny sú citlivé všetky druhy hospodárských zvierat. Najmenej vnímavé sú prežúvavce, nakoľko sú schopné v rámci bachorového trávenia ich časť detoxikovať (Palermo et al., 2002). Cabo et al. (2002) uvádza pravdepodobnú antimykotickú aktivitu niekoľkých baktérií mliečneho kvasenia proti hubám rodu Penicillium, ktoré sú potenciálnymi producentmi ochratoxínov.

Fumonizíny spôsobujú leukoencefalomaláciu u koní a opuchy pľúc u ošípaných. Leukoencefalomalácia sa u koní prejavuje lícnou paralýzou, ataxiou a neschopnosťou piť a prijímať potravu (Kelerman et al., 1990). U dojníc sa príjem krmiva s obsahom 100 mg fumonizínu približne sedem dní pred otelením a 70 dní potom prejavil nižšou produkciou mlieka (6 kg na kus a deň), predovšetkým v dôsledku zníženia spotreby krmiva (Diaz et al. 2000). Aplikácia biologického aditíva v našom experimente pozitívne ovplyvnila koncentráciu FUM, nakoľko dané siláže obsahovali nižšiu koncentráciu v porovnaní so silážami bez ošetrenia a dokonca s nižšou koncentráciou ako v pôvodnej hmote čerstvej lucerny, so štatisticky preukaznými rozdielmi (P<0,05).

Tabuľka 1: Porovnanie obsahu mykotoxínov v čerstvej lucerne a v lucernových silážach


K: kontrolná siláž, A: siláž s biologickým aditívom, FUM: celkové fumonizíny, ZEA: zeara-lenon, T-2: T-2 toxín,
DON: deoxynivalenol, OTA: celkové ochratoxíny, hodnoty s rovnakým indexom v stĺpcoch sú štatisticky preukazné pri P<0,05

Eliminácia mykotoxínov použitím inokulantov

Jednou z možností eliminácie výskytu mikroskopických húb a mykotoxínov v silážovaných krmivách je dodržanie zásad správnej výrobnej praxe. Podľa Ströma et al. (2002) z hľadiska eliminácie mykotickej a mykotoxickej kontaminácie krmív môžu byť efektívne aj biologické inokulanty obsahujúce baktérie mliečneho kvasenia Lactobacillus plantarum, ktoré môžu produkovať fungicidné zlúčeniny redukujúce rast mikroskopických húb a limitujúce produkciu mykotoxínov.

Prípravok na báze Lactobacillus plantarum bol účinný pri znížení koncentrácie celkových fumonizínov. Mechanizmus účinku biologického aditíva zahŕňa: rýchlu produkciu kyseliny mliečnej, zlepšenie aeróbnej stability siláže vzhľadom k produkcií kyseliny octovej, inhibíciu rozvoja nežiaducich mikroorganizmov a ich toxínov, čo pozitívne ovplyvňuje hygienickú kvalitu siláže.

Prvoradou prevenciou je inhibícia rozvoja mikroskopických húb vytvorením v anaeróbnych podmienok v procese fermentácie silážovaných krmív a zabezpečenie vhodného spôsobu vyberania siláží minimalizáciou odberovej plochy a s pravidelným denným odberom.

Keďže krmoviny predstavujú stále ekonomicky najvýhodnejšiu alternatívu pre kŕmenie prežúvavcov, ekonomické straty spôsobené kontamináciou mykotoxínmi môžu mať veľký význam pre celkové hospodárenie. Vzhľadom k možným ekonomickým dôsledkom je potrebné venovať problematike kontaminácie krmív mykotoxínmi náležitú pozornosť.

Daná problematika bola riešená v rámci diplomovej práce na Katedre výživy zvierat, FAPZ, SPU v Nitre.
Použitá literatúra dostupná u autora.

Vystavené 23.10.2012

Autor textu: Ing. Tomáš Kitz