Penicillium verrucosum
| Penicillium verrucosum | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | Grzyby |
| Dział: | Ascomycota |
| Klasa: | Eurotiomycetes |
| Zamówienie: | Eurotiales |
| Rodzina: | Trichocomaceae |
| Rodzaj: | Penicillium |
| Gatunek: |
P. verrucosum
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Penicillium verrucosum Dierckx (1901)
|
|
| Synonimy | |
|
|
Penicillium verrucosum to grzyb psychrofilny odkryty w Belgii i sprowadzony przez Dierckxa w 1901 roku. Sześć odmian tego gatunku rozpoznano głównie na podstawie różnic w kolorze kolonii: P. verrucosum var. album , P. verrucosum var. corymbiferum , P. verrucosum var. cyklopium , P. verrucosum var. ochraceum , P. verrucosum var. melanochlorum i P. verrucosum var. brodawkowaty . Grzyb ten ma istotne implikacje w żywności, szczególnie w odniesieniu do zbóż i innych upraw zbóż, na których rośnie. Jego wzrost jest starannie regulowany, aby ograniczyć psucie się żywności przez te grzyby i ich toksyczne produkty. Zsekwencjonowano genom P. verrucosum i zidentyfikowano klastry genów do biosyntezy mikotoksyn .
Taksonomia
Penicillium verrucosum został początkowo błędnie umieszczony w synonimii z gatunkiem Penicillium viridicatum przez Rapera i Thoma. Później, gdy pojawiły się nieporozumienia co do identyfikacji i nazewnictwa tych grzybów, zaobserwowano ich tempo wzrostu, produkcję mikotoksyn i źródła. Dokładna obserwacja wykazała, że P. verrucosum i P. viridicatum były rzeczywiście odrębnymi gatunkami. Wyniki eksperymentów wykazały, że mikotoksyny ochratoksyna A i cytrynina są wytwarzane przez P. verrucosum , ale nie przez P. viridicatum .
Siedlisko i ekologia
Penicillium verrucosum występuje w klimacie umiarkowanym i chłodniejszym. Występuje głównie w północnej Europie, w tym w krajach takich jak Skandynawia, Ukraina, Dania, Szwecja, Wielka Brytania, Jugosławia, Włochy i Turcja, niektóre części Ameryki Północnej, takie jak Kanada i części Ameryki Południowej. P. verrucosum rośnie na ziarnach, nasionach i rozkładającej się roślinności. Jest szeroko rozpowszechniony w żywności (takiej jak zboża) i paszach dla zwierząt, gdzie zboża (zwykle jęczmień, pszenica i żyto) są kluczowym składnikiem.
Wzrost i morfologia
Penicillium verrucosum rośnie wolno: osiąga średnicę od 15 mm do 25 mm zarówno na agarze Czapek z drożdżami (CYA), jak i agarze z ekstraktem słodu (MEA) po siedmiu dniach. P. verrucosum ma białą grzybnię i szarozielone do matowo zielonych konidiów na wyżej wymienionych podłożach. Rewers ma kolor od żółtobrązowego do ciemnobrązowego na CYA i matowo brązowy do oliwkowego na MEA. Inne odmiany P. verrucosum mogą mieć różnokolorowe konidia, w tym kolory ciemnozielone i niebiesko-zielone. Grzyb ten ma większą liczbę konidiów rosnących na CYA niż na MEA. Konidia są gładkościenne i mają średnicę od około 2,5 μm do 3,0 μm. Te konidia zaczynają się w kształcie elipsoidalnym, gdy są młode, a później zmieniają się w kształt kulisty lub półkulisty. P. verrucosum posiada konidiofory, które są zwykle rozgałęzione dwustopniowo (czasami rozgałęzione trójstopniowo), co nadaje mu wygląd pędzla. Konidiofory P. verrucosum mają szorstkie ściany, a gałęzie i metule są ściśle do siebie ściśnięte. Fialidy _ konidioforu są krótkie i mają kształt kolby z wyraźnymi szyjkami.
Penicillium verrucosum ma charakterystyczny zapach, który jest opisywany jako ziemisty i ostry.
Fizjologia
Z rodzaju Penicillium tylko około połowa zidentyfikowanych gatunków jest w stanie rosnąć w temperaturze ciała ssaków. P. verrucosum nie jest jednym z tych gatunków, ponieważ zwykle nie ma wzrostu tego grzyba w temperaturze 37 °C. Konidia P. verrucosum mają zdolność kiełkowania w temperaturach od 0°C do 31°C, ale optymalna temperatura do kiełkowania wynosi od 21°C do 23°C. Produkty przemiany materii tych grzybów to 2-okten-1-ol i 1-oktanol oraz ochratoksyna A, brewianamid A , cytrynina, kwas penicylinowy , ergosterol , palmitynian ergosterylu, mezo-erytrytol, mannitol , kwas wirydykatowy, wirydykatol, wirydykatyna, ksantomegnina, wiomelleina, rubrosulfina, wiopurpuryna, 3-O-metylowirydykatyna, cyklopenina, cyklopenol.
Ochratoksyna A
Penicillium verrucosum wytwarza bardzo silną mikotoksynę zwaną ochratoksyną A (OTA). Ta mikotoksyna ma działanie immunosupresyjne i teratogenne . Został również sklasyfikowany jako genotoksyczny i prawdopodobnie rakotwórczy dla ludzi . Świnie hodowane w północnej i środkowej Europie rozwijają zapalenie nerek po spożyciu skażonej paszy. Stwierdzono, że spożycie zanieczyszczonego jęczmienia jest toksyczne dla szczurów, a zanieczyszczonego ryżu dla myszy.
Warunki przechowywania
Penicillium verrucosum jest zanieczyszczeniem upraw zbóż (takich jak jęczmień, kukurydza, owies i pszenica), które są wykorzystywane w paszach dla zwierząt. Ziarna te zostają zanieczyszczone tą mykotoksyną, gdy nie są starannie przygotowane po zbiorach i gdy warunki przechowywania są nieodpowiednie. Przy prawidłowym przechowywaniu ziaren poziom OTA wynosi średnio około 1 μg/kg w obszarach o klimacie umiarkowanym.
Psucie się ziarna przez OTA występuje jako przyczyna nieodpowiednich temperatur przechowywania i wilgotności. Synteza OTA zachodzi przy wilgotności na poziomie od 18% do 22%, a produkcja OTA wzrasta, gdy temperatura wynosi od 10°C do 21°C. Tworzenie OTA nie zachodzi przy zawartości wilgoci poniżej 18% i temperaturze powyżej 28°C.
Zapobieganie i ograniczanie skażenia
Aby zapobiec tworzeniu się OTA, ziarna muszą być suszone do poziomu wilgotności niższego niż limit 18% wkrótce po zbiorach. Wszelkie zepsute towary powinny być trzymane z dala od niezanieczyszczonych zbiorów i nie powinny być wykorzystywane do produkcji żywności lub paszy. W wielu krajach obowiązują przepisy dotyczące zalecanych i dozwolonych poziomów OTA w zbożach, których należy przestrzegać.
Idealne jest całkowite zapobieganie kontaminacji OTA, ale istnieje wiele metod zmniejszania istniejących poziomów OTA, zwykle sklasyfikowanych jako procedury fizyczne, chemiczne i biologiczne. Stosuje się fizyczne metody usuwania zanieczyszczonego ziarna poprzez sortowanie i separację. Procedury chemiczne mają na celu wyeliminowanie tej mykotoksyny poprzez procesy takie jak amoniak , ozonowanie i nixtamalizacja . Procesy biologiczne wykorzystują mikroorganizmy do rozkładu lub adsorbowania OTA w zanieczyszczonych towarach. Pierwotniaki , bakterie , drożdże , grzyby nitkowate i hodowle komórek roślinnych są wykorzystywane w tych procedurach biologicznych. Korzystne w tym celu są mikroorganizmy, które są przyjazne dla środowiska i nie wpływają na jakość ziarna.
Choroba u ludzi
W latach pięćdziesiątych donoszono o chorobach nerek z wysokimi wskaźnikami śmiertelności na geograficznie bliskich obszarach, takich jak Bułgaria, Jugosławia i Rumunia. Zjawisko to nazwano bałkańską endemiczną nefropatią, która była spowodowana spożyciem skażonej wieprzowiny na tych obszarach. Kiedy świnie spożywały paszę zanieczyszczoną OTA, gromadziła się ona w ich tkance tłuszczowej, zamiast być wydalana ze względu na rozpuszczalność w tłuszczu. Następnie ludzie spożywali zanieczyszczoną wieprzowinę, umożliwiając tej mykotoksynie przedostanie się do ludzkiego organizmu.
OTA występuje głównie w próbkach krwi w Europie, ale jego obecność we zdrowej krwi ludzkiej pokazuje, że nadal istnieje ogólnoświatowa ekspozycja. W Europie podjęto wysiłki w celu monitorowania poziomów OTA w żywności poprzez stworzenie przepisów dotyczących maksymalnych dopuszczalnych poziomów. Stworzenie wytycznych pozwala na zwrócenie szczególnej uwagi na lokalne specjały, takie jak kaszanki i kiełbaski, które są wytwarzane z krwi wieprzowej.