Сельскохозяйственная биология, 2008, № 5, с. 88-91.

УДК 633.15+633.18:632.4

КОНТАМИНАЦИЯ ФУЗАРИОТОКСИНАМИ ЗЕРНА КУКУРУЗЫ И РИСА НА ОСНОВНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУЛЬТУР В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Г.П. КОНОНЕНКО, А.А. БУРКИН

Методом непрямого конкурентного иммуноферментного анализа изучали распространенность фузариотоксинов (Т-2 токсин, 8-оксотрихотецены группы ДОН, зеараленон и фумонизины) в зерне кукурузы и риса из различных регионов России, полученном в 2002-2005 годах.

Ключевые слова: кукуруза, рис, фузариотоксины, иммуноанализ.

В мировом агропроизводстве зерно кукурузы и риса принято относить к приоритетным объектам микотоксикологического контроля из-за возможности интенсивного поражения этих культур высокотоксигенными грибами рода Fusarium (1, 2). Благодаря почти 40-летним исследованиям характер контаминации фузариотоксинами зерна кукурузы в основных ареалах возделывания хорошо известен (3). Для риса таких сведений гораздо меньше: в трех образцах из Египта найдены Т-2 токсин и диацетоксисцирпенол (4), изучено распространение зеараленона в зерне из разных провинций Кореи (5), в Китае сообщалось о массовом отравлении населения рисом, содержащим Т-2 токсин (420 мкг/кг) (6), указывалось также на возможность загрязнения этого вида зерна фумонизинами (7).

В России валовый сбор зерна кукурузы в Центральном, Приволжском и Южном округах в 2001-2004 годах увеличился с 847 тыс. до 3516 тыс. т (8), масштабы возделывания риса в 2001-2005 годах остались прежними (9). Первые выполненные нами оценки зерна кукурузы разной сортовой принадлежности, географического происхождения, условий и сроков уборки и хранения показали, что его загрязненность токсинами грибов Fusarium представляет собой серьезную проблему (10, 11). Другой группой исследователей при анализе свежеубранного зерна кукурузы урожаев 1989-2002 годов из Северо-Кавказского региона в 93 % проб были обнаружены фумонизины (12) и в 31 % — 4-дезоксиниваленол (13). О попытках микотоксикологического анализа зерна риса в литературе не сообщалось.

Целью представленной работы стало изучение контаминации зерна кукурузы и риса на основных территориях их возделывания в Российской Федерации в 2002-2005 годах фузариотоксинами — Т-2 токсином (Т-2), 8-оксотрихотеценами группы 4-дезоксиниваленола (ДОН), зеараленоном (ЗЕН) и фумонизинами группы В (ФУМ).

Методика. Образцы кукурузы из Южного федерального округа были предоставлены Государственным управлением ветеринарии Краснодарского края и специалистами зоотехнических служб животноводческих предприятий Российской Федерации. В 2002 году выборка составила 51 образец из 20 районов Краснодарского края; в 2003 году — 38 образцов: 33 — из хозяйств 24 районов Краснодарского края и 5 — из Ростовской области и Ставропольского края; в 2004-2005 годы — 36 из Краснодарского края, Ростовской области и Ставропольского края. Образцы из Приволжского округа (Волгоградская обл.) представляли собой усредненные пробы партий зерна урожаев 2002-2003 годов (6 образцов) и урожая 2005 года (4 образца). По Центральному округу исследовали 14 образцов из Курской, Белгородской, Воронежской и Липецкой областей (урожай 2002-2005 годов).

Отбор проб риса в 2002 и 2003 годах был организован Государственным управлением ветеринарии Краснодарского края в хозяйствах шести районов (Абинский, Калининский, Красноармейский, Краснодарский, Крымский, Славянский). Пять образцов из Ханкайского района Приморского края (Дальневосточный округ) урожая 2003 года были предоставлены Всероссийским НИИ защиты растений (г. Санкт-Петербург—Пушкин).
Содержание фузариотоксинов в зерне определяли методом непрямого твердофазного конкурентного иммуноферментного анализа, имеющего чувствительность определения Т-2, равную 4 мкг/кг (14), ЗЕН — 20 мкг/кг (15), ДОН — 40 мкг/кг (16) и ФУМ — 50 мкг/кг (17).

Результаты. В зерне кукурузы из Центрального, Приволжского и Южного федеральных округов доля образцов, содержащих анализируемые фузариотоксины, в 2002-2005 годах достигала 90-100 % (табл.).

В зерне из Центрального округа Т-2 был преобладающим контаминантом; его содержание находились в пределах 16-980 мкг/кг (среднее — 163 мкг/кг). Остальные токсины встречались реже, и их количество составляло: ДОН — 40-1000 мкг/кг (среднее — 363 мкг/кг), ФУМ — 397, 500 и 600 мкг/кг, ЗЕН — 64 мкг/кг. В Приволжском регионе (Волгоградская обл.) в этот же период Т-2 и ФУМ были обнаружены с одинаковой частотой, при этом загрязнение Т-2 оставалось весьма высоким — 25-1900 мкг/кг (в среднем 650 мкг/кг). Напротив, во всех контаминированных образцах количество ФУМ было существенно ниже порогового значения 5000 мкг/кг (125-1580 мкг/кг, среднее — 923 мкг/кг). Величина накопления ДОН в двух положительных образцах составила 75 и 880 мкг/кг, а ЗЕН вообще не был выявлен. Таким образом, риск загрязнения зерна кукурузы в центральной части европейской России в эти годы был связан преимущественно с Т-2.

В Южном федеральном округе во все годы исследования ФУМ были наиболее частыми контаминантами зерна (см. табл.) при неодинаковой степени загрязнения. В 2002 году содержание этих токсинов находилось в пределах 200-125 300 мкг/кг, а количество более 5000 мкг/кг (5940-125 300 мкг/кг, среднее — 9160 мкг/кг) было зарегистрировано в 20 из 46 положительных образцов. В 2003 году верхний и нижний пределы содержания ФУМ были смещены в область меньших значений — 50-38070 мкг/кг, но (аналогично тому, что наблюдали в предыдущем году) 16 из 34 положительных образцов характеризовались сверхпороговыми значениями (6670-38070 мкг/кг, среднее — 15595 мкг/кг).

В последующие 2004 и 2005 годы в Краснодарском, Ставропольском краях и Ростовской области степень загрязнения зерна кукурузы фузариотоксинами оставалась столь же значительной (34 образца из 36). В 31 из 34 положительных образцов были обнаружены ФУМ, однако их содержание (56-5940 мкг/кг) оказалось значительно ниже, чем в предыдущие годы. Ранее удалось отметить подобное снижение загрязненности ФУМ продовольственного зерна кукурузы из Краснодарского края по годам возделывания (18).

Частота обнаружения Т-2 в 2004-2005 годах возросла и достигла 52,8 % по сравнению с 19,1 и 17,6 % соответственно в 2002 и 2003 году (см. табл.). Наряду с этим произошло увеличение его накопления в зерне. Так, если в 2002 году содержание Т-2 составляло 4-64 мкг/кг (среднее — 20,6 мкг/кг), то в следующем — 10-223 мкг/кг (среднее — 91,2 мкг/кг), при этом в двух образцах из шести его количество превышало уровень 100 мкг/кг, который является предельно допустимым. В 2004-2005 годах уже в семи из девятнадцати положительных образцов содержание Т-2 было выше порогового и составляло 117-830 мкг/кг (среднее — 444 мкг/кг), в остальных — 25-85 мкг/кг (в среднем 47 мкг/кг).

Загрязнение зерна кукурузы ДОН и ЗЕН в Южном округе встречалось редко или вообще отсутствовало. Эти результаты вполне согласуются с опубликованными данными по Краснодарскому краю: в 2002-2003 годах только 2,3 % проб зерна кукурузы было контаминировано ДОН в количествах 50-400 мкг/кг и 3,2 % — ЗЕН при содержании ниже 1000 мкг/кг (18). Таким образом, по результатам проведенного обследования содержание Т-2 токсина (Т-2) и фумонизинов группы В (ФУМ) следует считать приоритетными критериями контроля безопасности возделываемого в стране зерна кукурузы. При исследовании 5 образцов зерна риса урожая 2003 года (Приморский край) 4 были положительными по 8-оксотрихотеценам группы 4-дезоксиниваленола (ДОН); другие токсины выявлены не были. В Южном округе у 18 из 22 исследованных образцов зерна риса урожая 2002 и 2003 годов были обнаружены фузариотоксины, при этом наиболее часто встречался Т-2 (16 образцов). В 2002 году этот токсин был, как правило, единственным контаминантом и только в двух пробах находился совместно с ФУМ. Содержание Т-2 равнялось 5-100 мкг/кг (среднее — 41 мкг/кг). В следующем году он присутствовал в зерне в основном в сочетании с другими токсинами, при этом во всех 6 положительных образцах его количество превышало 100 мкг/кг (153-2505 мкг/кг, среднее — 840 мкг/кг). ФУМ, ДОН и зеараленон (ЗЕН) по частоте встречаемости в рисе заметно уступали Т-2, и их содержание составляло соответственно 74-4200, 124-252 и 37-2510 мкг/кг. В заключение следует отметить, что факт значительной распространенности Т-2 в зерне кукурузы и риса, возделываемых на территории нашей страны, выявлен впервые и имеет важное научное и практическое значение.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. D e s j a r d i n s A.E., P l a t t n e r R.D., N e l s o n P.E. Production of fumonisin B1 and moniliformin by Gibbeberella fujikuroi from rice from various geographic areas. Appl. Environ. Microbiol., 1997, 63(5): 1838-1842.
2. D e s j a r d i n s A.E., M a n a n d h a r H.K., P l a t t n e r R.D. e.a. Fusarium species from Nepales rice and production of mycotoxins and gibberellic acid by selected species. Appl. Environ. Microbiol., 2000, 66(3): 1020-1025.
3. W e i d e n b o r n e r M. Encyclopedia of food mycotoxins. Berlin-Heidelberg-N.-Y.-Barcelona-Hong Kong-London-Milan-Paris-Singapore-Tokyo, 2001.
4. A b d e l - H a f e z S.I.I., E l - K a d y I.A., M a z e n M.B. e.a. Mycoflora and trichothecene toxins of paddy grains from Egypt. Mycopathol., 1987, 100(2): 103-112.
5. L e e Y.W., K i m J.G., C h u n g D.H. e.a. Natural occurrence of zearalenone in rice and soybean produced in Korea. Mycotoxin Res., 1991, 7(2): 69-72.
6. W a n g Z.G., F e n g J.N., T o n g Z. Human toxicosis caused by moldy rice contaminated with Fusarium and T-2 toxin. Biomed. Environ. Sci., 1993, 6(1): 65-70.
7. W e i d e n b o r n e r M. Foods and fumonisins. Europ. Food Res. Technol., 2001, 212(3): 262-273.
8. Агропромышленный комплекс России в 2004 году. М., 2005: 8, 9, 95, 121.
9. Основные показатели сельского хозяйства в России в 2005 году. М., 2006.
10. П и р я з е в а Е.А., М а л и н о в с к а я Л.С., Б у р к и н А.А. и др. Микотоксикологические исследования в оценке санитарного качества кукурузного зерна. В сб.: Проблемы ветеринарной санитарии и экологии. М., 2000, 109: 122-133.
11. Б у р к и н А.А., С о б о л е в а Н.А., К о н о н е н к о Г.П. Изучение контаминации кукурузного зерна микотоксинами. В сб.: Тез. докл. I съезда микологов России «Современная микология в России». М., 2002: 262-263.
12. С е д о в а И.Б., З а х а р о в а Л.П., К и с е л е в а М.Г. и др. Изучение загрязненности зерна кукурузы и продуктов ее переработки фузариотоксинами. Мат. III Всерос. конгр. по медицинской микологии «Успехи медицинской микологии». М., 2005, т. V: 153-156.
13. З а х а р о в а Л.П., С е д о в а И.Б., Т у т е л ь я н В.А. Дезоксиниваленол — контаминант продовольственного зерна. Мат. II Всерос. конгр. по медицинской микологии «Успехи медицинской микологии». М., 2004, т. III: 298-300.
14. К о н о н е н к о Г.П., Б у р к и н А.А., С о б о л е в а Н.А. и др. Иммуноферментный метод определения Т-2 токсина в контаминированном зерне. Прикл. биохим. и микробиол., 1999б, 35(4): 457-462.
15. Б у р к и н А.А., К о н о н е н к о Г.П., С о б о л е в а Н.А. Получение и аналитические свойства антител с высокой специфичностью к зеараленону. Прикл. биохим. и микробиол., 2002, 38(3): 305-311.
16. К о н о н е н к о Г.П., Б у р к и н А.А., С о б о л е в а Н.А. Иммунохимическая оценка белковых конъюгатов 15-гемисукцината 3-ацетил-4-дезоксиниваленола. В сб.: Проблемы ветеринарной санитарии и экологии. М., 2003, т. 115: 173-183.
17. К о н о н е н к о Г.П., Б у р к и н А.А., З о т о в а Е.В. и др. Применение твердофазного конкурентного иммуноферментного анализа для определения фумонизинов группы В. Прикл. биохим. и микробиол., 1999а, 35(2): 206-211.
18. С е д о в а И.Б., К и с е л е в а М.Г., С а ф р о н о в а А.М. Оценка риска, связанного с фумонизинами в кукурузе и продуктах ее переработки. Мат. II Всерос. конгр. по медицинской микологии «Успехи медицинской микологии». М., 2004, т. III: 293-295.

FUSARIOTOXINS CONTENT IN MAIZE AND RICE GRAIN HARVESTED IN THE MAIN REGIONS OF CULTIVATION IN THE RUSSIAN FEDERATION

G.P. Kononenko, A.A. Burkin

By the method of indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay the authors studied a distribution of fusariotoxins (T-2 toxin, 8-oxotrichothecenes of DON group, zearalenone, fumonisins) in corn of maize and rice from different regions of Russia obtained in 2002-2005.

Key words: maize, rice, fusariotoxins, immunoassay.

Оформление электронного оттиска