Wykorzystanie bakterii glebowych z rodzaju brevibacillus do dekontaminacji zearalenonu

• Autorzy: Krzysztof Juś , ,Daniela Gwiazdowska , Agnieszka Waśkiewicz

Warianty tytułu

The Use of the Soil Bacteria of the Genus Brevibacillus for Zearalenone Decontamination

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Mikotoksyny fuzaryjne to wtórne metabolity o wysokiej toksycznościstwarzające bezpośrednie niebezpieczeństwo dla zdrowia i życia ludzi oraz zwierząt. Obecnie, ze względu na powszechność występowania mikotoksyn, poszukuje się nowych, skutecznych metod ograniczających ich ilość w uprawach orazżywności. Potencjalnym sposobem ograniczania zawartości mikotoksyn może być zastosowanie bakterii glebowych, które charakteryzują się aktywnością fungistatyczną wobec grzybów strzępkowych z rodzaju Fusarium. W prezentowanej pracy określono możliwość dekontaminacji zearalenonu przez dwa szczepy bakterii z rodzaju Brevibacillus. Doświadczenie obejmowało ocenę wpływu badanych bakterii na redukcję ilości toksyny w warunkach modelowych w buforze i pożywce oraz kinetykę procesu, którą badano, pobierając próbki w różnych odstępach czasu (0, 24, 48 i 72 h). Wszystkie próby poddawano analizie ilościowej metodą HPLC. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono zdolność badanych bakterii do redukcji zawartości zearalenonu o 12,7-80,9%. Różnica w redukcji stężenia toksyny była uzależniona od szczepu bakterii, środowiska (bufor, pożywka) oraz od czasu, w jakim prowadzono inkubacje. (abstrakt oryginalny)

EN

Mycotoxins produced by Fusarium fungi are classified as high toxicity secondary metabolites, posing direct danger for the health and life of humans and animals. Currently, due to prevalence of mycotoxins, the new, effective methods for reducing the quantity of these toxins in crops and food are being looked for. The use of soil bacteria, which possesses a fungistatic activity against filamentous fungi of the genus Fusarium, may constitute a potential way to reduce contents of mycotoxins. In the present work, the ability of two bacterial strains of the genus Brevibacillus to decontamination of zearalenone was examined. The experience included the effect of reducing the amount of toxins by tested bacteria in model conditions in buffer PBS and in the broth medium, as well as the kinetics of the process, which was carried out by taking samples at different time intervals (0, 24, 48, 72 h). All samples were quantitatively analyzed by HPLC. The results indicated the ability of the tested bacteria Brevibacillus to reduce the content of zearalenone in the range of 12.7-80.9%. The difference in the reduction of the concentration of a toxin depended on the strain of bacteria, the environment (buffer PBS, broth medium), and the time of incubation. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Towaroznawstwo

EN

Commodity science

• Czasopismo: Studia Oeconomica Posnaniensia
• Rocznik: 2016
• Tom: 4
• Numer: nr 6
• Strony: 27--39

Twórcy

autor

Krzysztof Juś

• Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

autor

,Daniela Gwiazdowska

• Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

autor

Agnieszka Waśkiewicz

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Bibliografia

• Andrysiak, T., 2009, Formalnoprawne uwarunkowania zarządza ryzykiem i sytuacjamikryzysowymi w Unii Europejskiej na przykładzie branży spożywczej, Przedsiębiorczość i Zarządzanie, t. X, z. 7, s. 47-66.
• Baum, R., Majchrzycki, D., 2002, Kierunki rozwoju rolnictwa w perspektywie przystąpieniado Unii Europejskiej, Pierwszy Portal Rolny (PPR.pl).
• Bennett, J.W., Klich, M., 2003. Mycotoxins, Clinical Microbiology Reviews, vol. 16, no. 3, s. 497-516.
• Chandel, S., Allan, E.J., Woodward, S., 2010, Biological Control of Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici on Tomato by Brevibacillus brevis, Journal of Phytopathology, vol. 158, iss. 7-8, s. 470-478.
• Chełkowski, J., 2009, Mikotoksyny, grzyby toksynotwórcze i mikotoksykozy, skrypt wersja online, http://www.cropnet.pl/dbases/mycotoxins.pdf [dostęp: maj 2014].
• Ciegler, A., Lillehoj, E.B., Peterson, R.E., Hall, H.H., 1966, Microbial Detoxification of Aflatoxin, Journal of Applied Microbiology vol. 14, no. 6, s. 934-939.
• Edwards, S.G., McKay, T., Seddon, B., 1994, Interaction of Bacillus Species with Phytopathogenic Fungi. Methods of Analysis and Manipulation for Biocontrol Purposes, w: Blakeman, J.P., Williamson, B. (eds.), Ecology of Plant Pathogens, British Society for Plant Pathology, Wallingford, Great Britain, s. 101-118.
• Edwards, S.G., O'Callaghan, J., Dobson, D., 2002, PCR-based Detection and Quantification of Mycotoxigenic Fungi, Mycological Research, vol. 106, iss. 9, s. 1005-1025.
• Egmond, H.P. van, Jonker, M.A., 2004, Current Regulation Governing Mycotoxin Limits in Food, w: Magan, N., Olsen, M. (eds.), Mycotoxins in Food. Detection and Control, CRC Press, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, England, s. 49-68.
• Egmond, H.P. van, Schothorst, R.C., Jonker, M.A., 2007, Regulations Relating to Mycotoxins in Food. Perspectives in a Global and European Context, Analytical and Bioanalytical Chemistry, vol. 389, no. 1, s. 147-157.
• El-Nezami, H.S., Chrevatidis, A., Auriola, S., Salminen, S., Mykkänen, H., 2002, Removal of Common Fusarium Toxins in vitro by Strains of Lactobacillus and Propionibacterium, Food Additives and Contaminants, vol. 19, no. 7, s. 680-686.
• El-Nezami, H.S., Polychronaki, N., Salminen, S., Mykkänen, H., 2002, Binding Rather then Metabolism May Explain the Interaction of Two Food-Grade Lactobacillus Strains with Zearalenone and Its Derivative α-zearalenone, Applied and Environmental Microbiology, vol. 68, iss. 7, s. 3545-3549.
• Emrich, K., Wilde, F., Miedaner, T., Piepho, H., 2008, REML Approach for Adjusting the Fusarium Head Blight Rating to a Phenological Date in Inoculated Selection Experiments of Wheat, Theoretical and Applied Genetics, vol. 117, s. 65-73.
• FAO, 2004, Worldwide Regulation for Mycotoxin in Food and Feed in 2003, FAO Food and Nutrition Paper, no. 81, Rome.
• Fuchs, E., Binder, E.M., Heidler, D., Krska, R., 2002, Characterization of Metabolites after Microbial Degradation of A and B Trichothecenes by the Bacterial Strains BBSH 797, Mycotoxin Research, vol. 16, no. 1, s. 66-69.
• Justo de Oliviera, E., Rabinovitch, L., Monnerat, R.G., Passos, L.K.J., Zahner, V., 2004, Molecular Characterization of Brevibacillus laterospotus and Its Potential Use in Biological Control, Applied and Environmental Microbiology, vol. 70, no. 11, s. 6657-6664.
• Kaczmarek, J., Brachaczek, A., Jędryczka, M., 2012, Monitorowanie występowania w powietrzu zarodników grzybów z rodzaju Fusarium jako narzędzie wspierające ochronę pszenicy przed fuzariozą kłosów, Postępy w Ochronie Roślin, vol. 52, no. 4, s. 1017-1019.
• Kapturowska, A.U., Zielińska, K.J., Stecka, K., Kupryś, M.P., 2010, Ocena skażenia pasz ochratoksyną A i metody ich dekontaminacji, Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, vol. 55, no. 3, s. 156-157.
• Kubo, K., 1996, Animal Feed Containing Bacillus subtilis FERM BP-3418 that Decomposes Aflatoxin, US patent 549 890, AHC, Inc., Maebashi, JP.
• Kurzawińska, H., Mazur, S., 2012, Wpływ wybranych preparatów stosowanych w okresie wegetacji ziemniaka na występowanie zgnilizny bulw podczas ich przechowywania, Postępy w Ochronie Roślin, vol. 52, no. 1, s. 74-75.
• Ledzion, E., Postupolski, J., Rybińska, K., Krupińska-Jaworska, J., Szczęsna, M., Karłowski, K., 2010, System RASFF jako element strategii bezpieczeństwa żywności w zakresie mikotoksyn, Bromatologia i Chemia Toksykologiczna, vol. 43, s. 533-538.
• Lillehoj, E.B., Ciegler, A., Hall, H.H., 1967, Aflatoxin B1 Uptake by Flavobacterium aurantiacum and Resulting Toxic Effects, Journal of Bacteriology, vol. 93, no. 1, s. 464-471.
• Nawrocki, J., 2007, Podatność odmian pietruszki naciowej na porażenie przez patogeny grzybowe, Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu, s. 577-581.
• Nicholson, P., Simpson, D.R., Weston, G., Rezanoor, H.N., Lees, A.K., Parry, D.W., Joyce D., 1998, Detection and QUANTIFICATION of Fusarium culmorum and Fusarium graminearum in Cereals Using PCR Assays, Physiological and Molecular Plant Pathology vol. 53, s. 17-37.
• Niderkorn, V., Boudra, H., Morgavi, D.P., 2006, Binding of Fusarium mycotoxins by Fermentative Bacteria in vitro, Journal of Applied Microbiology, vol. 101, no. 4, s. 849-856.
• Packa, D., 2006, Mikotoksyny zagrożeniem dla ludzi, zwierząt i roślin, Rolnicze ABC, nr 11, s. 5-6.
• Petchkongkaew, A., Taillandier, P., Gasakuck, P., Lebrihi, A., 2008, Isolation of Bacillus spp. from Thai Fermentem Soybean (Thua-nao): Screening for Aflatoxin B1 and Ochratoxin A Detoxification, Journal of Applied Microbiology, vol. 104, no. 5, s. 1495-1502.
• Pokrzywa, P., Cieślik, E., Topolska, K., 2007, Ocena zawartości mikotoksyn w wybranych produktach spożywczych, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, nr 3(52), s. 139-146.
• Rozporządzenie (WE) Nr 178/2002 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 28 stycznia 2002 r. ustanawiające ogólne zasady i wymagania prawa żywnościowego oraz ustanawiające procedury w zakresie bezpieczeństwa żywności, http://eur-lex. europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32002R0178&from=PL [dostęp: maj 2014].
• Rozporządzenie Komisji (WE) Nr 401/2006 z dnia 23 lutego 2006 r. ustanawiające metody pobierania próbek i analizy do celów urzędowej kontroli poziomów mikotoksyn w środkach spożywczych, http://eurlex. europa. eu/ LexUriServ/ LexUriServ. do?uri=OJ:L:2006:070:0012:0034:PL:PDF [dostęp: maj 2014].
• Rozporządzenie Komisji (WE) nr 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006 r. ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych, http://gis.gov.pl/images/bz/prawo/2006-1881_pl_zaniecz.pdf [dostęp: maj 2014].
• Rozporządzenie Komisji (WE) Nr 1126/2007 z dnia 28 września 2007 r. zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1881/2006 ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych w odniesieniu do toksyn Fusarium w kukurydzy i produktach z kukurydzy, http://eur-lex. europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2007:255:0014:0017:PL:PDF [dostęp: maj 2014].
• Rozporządzenie Komisji (UE) Nr 105/2010 z dnia 5 lutego 2010 r. zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1881/2006 ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych w odniesieniu do ochratoksyny A, http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:035: 0007:0008:PL:PDF [dostęp: maj 2014].
• Russell, R., Paterson, M., 2006, Identification and Quantification of Mycotoxigenic Fungi by PCR, Process Biochemistry, vol. 41, iss. 7, s. 1467-1474.
• Sadowski, C., Lenc, L., Kuś, J., 2010, Fuzarioza kłosów i grzyby rodzaju Fusarium zasiedlające ziarno pszenicy ozimej, mieszaniny odmian i pszenicy orkisz uprawianych w systemie ekologicznym, Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, vol. 55, iss. 4, s. 79-83.
• Shima, J., Takase, S., Takahashi, Y., Fujimoto, H., Yamazaki, M., Ochi, K., 1997, Novel Detoxification of the Trichothecene Mycotoxin Deoxynivalenol by Soil Bacterium Isolates by Enrichment Culture, Applied and Environmental Microbiology, vol. 63, iss. 10, s. 3825-3830.
• Stakheev, A.A., Ryazantsev, D.Y., Gagkaeva, T.Y., Zavriev, S.K, 2011, PCR Detection of Fusarium fungi with Similar Profiles of the Produced Mycotoxins, Food Control, vol. 22, s. 462-468.
• Stępień, M., Sokół-Leszczyńska, B., Łuczak, M., 2007, Mykotoksyny, produkty spożywcze a zdrowie człowieka, Postępy Mikrobiologii, vol. 46, nr 2, s. 167-177.
• Suchorzyńska M., Misiewicz A., 2009, Mikotoksynotwórcze grzyby fitopatogeniczne z rodzaju Fusarium i ich wykrywanie technikami PCR, Postępy Mikrobiologii, vol. 48, nr 3, s. 221-230.
• Teniola, O.D., Addo, P.A., Brost, I.M., Färber, P., Jany, K.D., Alberts, J.F., Van Zyl, W.H., Steyn, P.S., Holzapfel, W.H., 2005, Degradation of Aflatoxin B1 be Cell-free Extracts of Rhodococcus erythropolis and Mycobacterium fluoroanthenivorans sp. Nov. DSM 44556 (T), The International Journal of Food Microbiology, vol. 105, iss. 2, s. 111- 117.
• Varga, J., Péteri, Z., Tábori, K., Téren, T., Vágvölgyi, C., 2005, Degradation of Ochratoxin A and Rother Mycotoxins by Rhizopus Isolates, The International Journal of Food Microbiology, vol. 99, iss. 3, s. 321-328.
• Völkl, A., Vogler, B., Schollenberger, M., Karlovsky, P., 2004, Microbial Detoxification of Mycotoxin Deoxynivalenol, Journal of Basic Microbiology, vol. 44, iss. 2, s. 147-156.
• Żakowska, Z., Stobińska, H. (red.), 2000, Mikrobiologia i higiena w przemyśle spo- żywczym, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź.

Identyfikatory

DOI

10.18559/SOEP.2016.6.2