غلات و محصولات جانبی بخش عمده­ای از رژیم غذایی جمعیت­های انسانی و حیوانی را تشکیل می­دهند. محصول نهایی فرآیند گندم علاوه بر آرد و سمولینا چندین محصول جانبی می­باشد که از لایه­های سطحی استخراج شده و با مقادیر بالاتر سبوس و ترکیبات مغذی دیگر قابل شناسایی می­باشند و اکثرا مصارف دامی دارند. در میان خطرات مهم مرتبط با مصارف محصول گندم، مایکوتوکسین­ها از اهمیت ویژه­ای برخوردارند. همین موضوع بسیاری از کشورها را برآن داشته تا حدود مجاز به خصوصی را در مورد خوراک دام و انسان تدوین کنند. مایکوتوکسین­ها متابولیت­های ثانویه قارچی هستند که تاثیرات وخیم و بحرانی متعددی روی سلامت انسان دارند. رشد کپک و در نتیجه آن تولید مایکوتوکسین معمولا در حین رسیدن دانه در سطح مزرعه اتفاق می­افتد، اما ممکن است در نتیجه شرایط انبارش ضعیف هم ایجاد شود. از آنجایی که مغز گندم بیشتر برای تولید آرد فرآیند می­شود آلودگی قارچی و مایکوتوکسین از بین نرفته و دوباره پخش شده و در بخش­های خاصی از آسیاب متمرکز می­شوند. بنابراین آرد گندم ممکن است حاوی بار زیادی میکروبی و مایکوتوکسیژنی باشد. مقایسه بین آسیاب محصولات نهایی گندم با کیفیت میکروبی بالا و پایین نشان می­دهد که آرد با مقدار بار میکروبی بالاتر معمولا از گندم با کیفیت میکروبی نامرغوب بدست آمده است. این مقاله یافته­های اخیر را روی تاثیرات فرآیند آسیاب بر توزیع مایکوتوکسین در اجزاء گندم آسیاب شده نشان می­دهد و یک دانش بسیار ارزشمند از اطلاعاتی است که می­تواند برای مدیران و صاحبان آسیاب و افراد نگران موضوع سلامت انسان­ها و حیوانات به منظور کاهش مقادیر مایکوتوکسین­ها بسیار حیاتی باشد و در نهایت به سطح ایمنی مواد غذایی تهیه شده از محصولات آسیاب شده گندم توجه ویژه­ای داشته باشند.

 

وجود مایکوتوکسین­ها در گندم موضوع امنیت، اقتصاد و تکنولوژی

آخرین تخمین­های FAO برای تولید غله جهان در سال 2012-2011 تقریبا 2313 میلیون تن می­باشد. برای بخش تغذیه غلات ترکیبات اصلی غذاهای صنعتی را بالغ بر 717 میلیون تن تشکیل می­دهد. تخمین زده می­شود که بیش از 25 درصد از محصولات غذایی جهان جهت تغذیه­اشان و حیوانات به وسیله مایکوتوکسین­ها آلوده می­باشند. این بدان معنی می­باشد که اگر تولید غله جهان 2300 میلیون تن باشد به طور باالقوه بیش از 500 میلیون تن از گندم مورد مصرف در زنجیره غذایی را آلوده می­کند. مایکوتوکسین­های عمده­ای که در گندم موجود می­باشند و موجب نگرانی بسیاری برای سلامتی انسان و حیوانات می­باشند مایکوتوکسین­های فوزاریوم هستند. آلودگی­های قارچی خود به دو گروه قارچ­های مزرعه و قارچ­های انباری تقسیم می­شوند. قارچ­های مزرعه به دانه­های قبل از برداشت هنگامی که مقدار رطوبت بالایی از 18 تا 30 درصد داشته باشد، حمله می­کنند در حالی که قارچ انبار دانه­ها را پس از برداشت هنگامی که آن­ها دارای رطوبت پایین­تری از 14 تا 16 درصد می­باشند، آلوده می­کنند. گرچه مقدار آلودگی مایکوتوکسین­ها در گندم بسته به تنوع بالا منطقه مورد کشت، سال، شرایط آب و هوایی، تنوع واریته، زمان برداشت متغییر می­باشد. مایکوتوکسین­هایی که بیشترین تاثیر را روی دانه گندم می­گذارند به ترتیب شامل داکسی نی­والنون (DON).، نیوالنون (NIV).، زیرالنون (ZEA).، تی2 توکسین (T-2). و اچ­تی2 توکسین (HT-2). می­باشند (شکل1). مطالعات نشان می­دهد که(DON) تولید شده، مستقیما با شیوع رشد کپک در ارتباط می­باشد. در میان مایکوتوکسین­های تولید شده به وسیله فوزاریوم، (DON) غالب بوده و اهمیت اقتصادی فراوانی دارد. عوامل تنظیمی همانند کمیسیون اروپا، حداکثر محدودیت­ها برای این سموم برای به حداقل رسانی آلودگی انسان­ها و حیوانات در نظر گرفتند.

اطلاعات روی شیوع مایکوتوکسین­های فوزاریوم در گندم دوروم کاملا محدود می­شود، اطلاعات موجود نشان داد که به طور کلی گندم دوروم بسیار آلوده­کننده­تر از گندم معمولی بوده، اما به استثناء تعداد کمی از نمونه­ها مابقی فراتر از حد ماکزیمم تعیین شده برای (DON) و (ZEA) نبودند. امنیت غذایی با وجود فوزاریوم در گندم به عنوان نگرانی اصلی باقی می­ماند. تخریب حاصل از فوزاریوم اثر زیان­باری روی کیفیت و عملکرد فرآیند گندم دارد و باعث کاهش عملکرد آسیاب شده، تاثیر بر بازده و خاکستر آرد به همراه تاثیر منفی شدید بر روشنی آرد و عملکرد پخت دارد.

شکل1- ساختارهای شیمیایی عمده مایکوتوکسین­های فوزاریوم. (a) نوع A trichothecenes (b) نوع B trichothecenes (c) زیرالنون (ZON) (d) fumonisin B1  

جداسازی و بوجاری

فرآیندهای فیزیکی و مکانیکی از قبیل جداسازی، بوجاری قبل از آسیاب به کمک جداسازی گندم از پوسته­های حاوی کپک، جداسازی دانه­های آسیب دیده و شکسته، مواد نرم و گرد و غبار ممکن است باعث کاهش آلودگی مایکوتوکسین­ها در گندم شود (جدول1). در مرحله بوجاری مواد و دانه­های غیر از گندم در حین فرآیند براساس اندازه، شکل، جرم، و غیره جداسازی می­شوند. این کار باعث بهبود ایمنی دانه گندم برای آسیاب می­شود. تراکم مایکوتوکسین­ها در گندم پاک شده نسبت به گندم پاک نشده از 7 تا 63 درصد برای (DON) از 7 تا 100 درصد برای VIN و از 7 تا 40 درصد برای (ZEA) می­باشد.گزارشات نشان می­دهد مقدار (T-2) و مقدار (HT-2) به ترتیب 62 درصد و 53 درصد کاهش می­یابد. فاکتورهای زیادی از قبیل شرایط اولیه دانه­ها، نوع و مقدار آلودگی و نوع فرآیند بوجاری می­تواند بر این مقدار تاثیر گذار باشد. علاوه بر آن ویژگی­های متفاوت دانه از قبیل شکل، اندازه، چگالی نسبی و غیره عوامل موثر بر میزان آلودگی می­باشد. بنابراین، مطابق با نوع و گسترش آلودگی، همه تجهیزات نمی­تواند به طور یکسان سودمند باشند. دانه­های آلوده شده با فوزاریوم بسیار چروک شده و ممکن است چگالی نسبی کمتری نسبت به دانه­های سالم داشته باشند. بنابراین، با استفاده از جداکننده­هایی براساس نیروی ثقل مواد، نسبت به سایر تکنولوژی­ها کارآمدتر خواهد بود. مطابق با قوانین و دستورالعمل­های اروپا مواد غذایی می­توانند به منظور کاهش سطح آلودگی مایکوتوکسین­ها تحت فرآیندهای فیزیکی قرار گیرند.

جدول1. تاثیر فرآیند بوجاری و جداسازی بر مقدار مایکوتوکسین­ها در دانه گندم

مشروط­سازی و سبوس­گیری

فرآیند مشروط­سازی شامل افزودن آب به گندم و سهولت استخراج آرد می­باشد. اگر زمان توقف گندم در این مرحله کوتاه باشد (18-16) ساعت و مقدار آب دانه­ها در حین مشروط سازی برای رشد باکتری کافی نباشد، افزایش آلودگی ممکن است بیشتر به خاطر شرایط بد (آلوده بودن) سیلوهای مشروط سازی و تجهیزات باشد. سبوس­گیری گندم، یک فرآیند مکانیکی است که به وسیله آن لایه­های خارجی گندم برداشته می­شوند تا گندم برای ورود به مرحله آسیاب آماده شود. این کار به وسیله فرآیندهای صنعتی صورت می­گیرد که باعث افزایش عملکرد آسیاب، خلوص و تمیزی آرد و سمولینا می­شود. کاهش (DON) در گندم سبوس­گیری شده از 15 الی 78 درصد متغییر است (جدول 2).

جدول2. تاثیر سبوس­گیری بر مقدار مایکوتوکسین­ها در دانه گندم

آسیاب

همانند مرحله بوجاری و سبوس­گیری، فرآیند آسیاب نمی­تواند مرحله­ای جهت از بین بردن مایکوتوکسین­ها تلقی شود. اگرچه آلودگی مایکوتوکسین ممکن است دوباره بخش شده و در بخش­های مشخصی از اجزاء آسیاب شده متمرکز شوند. تمرکز مایکوتوکسین­ها در آرد سفید یا سمولینا در مقاسیه با دانه گندم از 11 الی 89 درصد به ترتیب برای (DON) , (T-2), (HT-2) متغییر می­باشد ولی به طور معمول بیشتر در محدوده 50 تا 70 درصد تغییر می­کنند. (جدول 3).

جدول3. توزیع مایکوتوکسین در اجزاء گندم آسیاب شده

تکنولوژی آسیاب صنعتی فرآیند بسیار پیچیده­ای است و چندین مرحله فرآیند کلیدی را ارائه می­دهد که به طور متفاوت روی توزیع مایکوتوکسین در قسمت­های مختلف گندم آسیاب شده تاثیر می­گذارد. اطلاعات منتشر شده تایید می­کند که آسیاب غلظت مایکوتوکسین­ها را در قسمت­هایی که مورد مصرف انسانی دارد کاهش می­دهد. اما در عوض قسمت­هایی که جهت تغذیه دام به کار می­رود، متمرکز می­شود. رطوبت توده غلات معمولا گسترش توده­های متمرکز شده را در دانه­های کپک زده زیاد تسریع می­کند. مدل­های نمونه­برداری و آنالیزها برای کنترل رسمی مقادیر مایکوتوکسین در مواد غذایی و علوفه به ترتیب در کمیسیون قانون­گذاری (EC) به شماره 2005/401 و کمیسیون قانون­گذاری (EC) به شماره 2009/152 آورده شده است. آگاهی از توزیع مایکوتوکسین در خرده­های آسیاب گندم به طور عمده به (DON) محدود می­شود. اغلب پیش بینی­ها نشان می­دهد که در آینده موضوع تغییر اقلیم با گرم شدن کره زمین می­تواند بر کشاورزی تاثیر گذاشته و خطر هجوم قارچ­ها را به محصولات افزایش می­دهند. تحقیقات صورت گرفته راجع به توزیع مایکوتوکسین­ها در شرایط آسیاب صنعتی به جمع­آوری اطلاعاتی جهت ایجاد اطلاعات پایه­ای قابل اعتماد و با ارزش کمک خواهد کرد که مدیران آسیاب­ها جهت مطابقت با الزامات قانونی و تعریف پروتوکل عملیاتی آسیاب ویژه مطابق با مقدار آلودگی مایکوتوکسین و الزامات اجزاء حاصل از آسیاب با ویژگی­های خاص، تهیه کنند. در نهایت می­توان گفت از آنجایی که گندم وارداتی و تولید شده در داخل، قبل از مصرف مدت زیادی را در انبارها نگهداری می­شوند و با توجه به اقلیم محیطی که می­تواند شرایط بسیار مناسبی را برای رشد قارچ­ها فرآهم نماید، در صورت عدم رعایت شرایط مناسب نگه­داری، آلودگی دانه­های غلات از جمله گندم به قارچ­ها و توکسین­های ناشی از آن می­تواند به راحتی اتفاق افتد. لذا آلودگی گندم به عنوان پرمصرف­ترین غله در ایران ، به عنوان تهدید کننده سلامتی نظیر توکسین­ها قارچی می­بایست در تحقیقات مورد توجه جدی قرار گیرد.

منبع

Cheli, F., Pinotti, L., Rossi, L., Dell’Orto., V., 2013, Effect of Milling Procedures on Mycotoxin Distribution in Wheat Fractions: A review, LWT-Food Science and Technology