آفلاتوکسین در ذرت

آفلاتوکسین‌ها گروهی از مواد هستند که توسط کپک قارچ‎های خاصی تولید می‌شوند. این قارچ‌ها، Aspergillus flavus و Aspergillus parasiticus ، که آنها را می‌توان از رنگ سبز زیتونی یا سبز خاکستری آن بر روی دانه در مزرعه یا در انبار ذرت تشخص داد (شکل 1). اگرچه آفلاتوکسین به طور خودکار هر زمان که دانه کپکی شد تولید نمی‌شود، اما خطر آلودگی آفلاتوکسین در دانه ذرت آسیب دیده و دارای کپک زیاد، نسبت به دانه ذرت با کپک کم بیشتر است.

آفلاتوکسین‌ها برای دام و طیور مضر یا کشنده هستند و برای انسان‌ها و حیوانات سرطان زا تلقی می‌شوند. بالاترین میزان آفلاتوکسین در تابستانهای گرم و خشک است. شرایط اصلی برای تولید سم توسط قارچ در شبهای گرم با دمای بیش از 20 درجه سانتی گراد در مراحل آخر پر شدن دانه و در دوره خشک شدن است.

در سالهای پر خطر، لازم است غربالگری آفلاتوکسین در کارخانه خشک کن دانه یا هنگام تحویل ذرت به بازار عرضه، انجام شود. آزمایشات سریع در مزرعه یا انبار می‌تواند وجود احتمالی آفلاتوکسین را تعیین کند، اما نتایج آزمایش سریع مقدار کمی آن را ارائه نمی دهد. زیرا سموم در داخل دانه ذرت تولید می شوند، و میزان حضور آنها را فقط می‌توان با آزمونهای تحلیلی خاص تعیین کرد. زیرا میزان آفلاتوکسین از یک دانه به دانه دیگر می‌تواند بسیار متفاوت باشد. نمونه برداری درست از توده دانه مهمترین مرحله در تعیین واقعی سطح آفلاتوکسین است.

نحوه نمونه برداری از ذرت برای آزمایش آفلاتوکسین

از آنجا که آفلاتوکسین معمولا بطور غیر یکنواخت رخ می‏دهد و در مکانهای کوچکی از توده دانه ذرت حضور دارد. بهترین روش تهیه نمونه ترکیبی متشکل از نمونه‌های کوچک از توده دانه ذرت است. روش توصیه شده این است که به صورت چرخشی نمونه‌های کوچک برداشته شده و از ترکیب این نمونه ها حداقل یک نمونه ترکیبی به وزن تقریبی 5 کیلوگرم بدست آورده شود. یک گزینه جایگزین، نمونه برداری از هر 5 سطح یک واحد دانه (هر واحد دانه به طول تقریبی 2 متر در نظر گرفته شود) بعلاوه یک نمونه از مرکز واحد دانه در انبار است.

بهتر است در مزرعه از قسمتهای مختلف یک زمین جداگانه نمونه گرفته شود. مزارعی که از نظر تاریخچه کشت، روش‌ها خاکورزی، تاریخ کشت، نوع خاک و نوع هیبرید مختلف باشند، نسبت به آسیب‌پذیری در مقابل آفلاتوکسین نیز متفاوت خواهند بود. نمونه حداقل از 10 تا حداکثر 30 مکان در هر مزرعه لازم است. تقریباً برای هر 2 هکتار مزرعه بین 3 تا 5 کیلوگرم نمونه جمع نموده و بلافاصله خشک کنید و به 12-14 درصد رطوبت برای جلوگیری از توسعه آفلاتوکسین در حین حمل و نقل برسانید. نمونه‌های با رطوبت بالا لازم است منجمد شده یخ زده به آزمایشگاه تحویل داده شوند. نمونه های خشک شده کیفیت خود را به بهترین شکل در صورت حمل در کیسه های پارچه ای یا کاغذی حفظ می‌کنند. کامیون‌های دانه را نیز میتوان به همین روش بررسی کرد و لازم است از هر کامیون 3 کیلوگرم نمونه جمع آوری شود.

مقررات مربوط به آفلاتوکسین در ذرت

موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران بر اساس استاندارد ملی شماره 5925 ایران بیشینه رواداری آفلاتوکسین در ذرت را 30 ppb تعیین کرده است که در صورتی که به عنوان خوراک دام و طیور مصرف شود سطح آفلاتوکسین باید حتما زیر 20 ppb باشد. اما سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) 20 ppb (یک در میلیارد، معادل میکروگرم در کیلوگرم) برای آفلاتوکسین را در تجارت بین ایالتی ذرت تعیین کرده است. بیش از این سطح ممکن است منجر به اقداماتی از جمله توقیف ذرت یا ممنوعیت فروش آن شود. لذا کارخانه‌های ذرت خشک کنی نباید ذرتی با ppb 20 یا بیشتر آفلاتوکسین را قبول نمایند مگر اینکه برای آن استفاده مشخصی که در آن سطح خاصی از آفلاتوکسین مجاز است، داشته باشد. به این صورت، حتی یک دانه بسیار آلوده در یک نمونه 3 کیلوگرمی می‌تواند منجر به بیش از 20 ppb آفلاتوکسین شود.

سازمان غذا و داروی آمریکا دستورالعمل‌هایی برای استفاده از دانه آلوده در خوراک دام و طیور تهیه کرده است (جدول 1). این دستورالعمل ها مبتنی بر حفظ ارزش دانه و جلوگیری از بیماری‌های ناشی از آفلاتوکسین است، لازم به ذکر است، مصرف دانه آلوده برای گاوهای شیری که در آن پیشگیری از آفلاتوکسین باقیمانده در شیر بسیار مهم است، ممنوع است.

پیامدهای غلظت بالای آفلاتوکسین در ذرت

آفلاتوکسین ها ترکیبات بسیار قوی هستند که باعث انواع مشکلات بهداشتی در انسان و دام می‌شوند. در موارد نادر، دام می‌تواند در اثر بلعیدن خوراک آلوده به آفلاتوکسین بمیرد. رایج ترین، پیامد آفلاتوکسین در خوراک دام کاهش بازده در جیره غذایی و تولید مثل دام است. این ماده می‌تواند سیستم ایمنی بدن حیوان را سرکوب نموده و منجر به وقوع بیشتر بیماری‌های عفونی شود. متاسفانه، فراوان ترین آفلاتوکسین، آفلاتوکسین B1، یک ماده سرطان زا است. این موضوع باعث نگرانی‌هایی در ارتباط با سلامتی انسان در اثر استفاده از شیر گاوهای شیری که از ذرت آلوده تغذیه نمودند، می‌باشد.

چگونه می توان از آفلاتوکسین موجود در ذرت جلوگیری کرد

اگر شرایط مناسب برای تولید آفلاتوکسین فراهم باشد، پیشگیری از آلودگی بسیار دشوار است. بنابراین، یک هدف واقع بینانه این است که آلودگی قبل از برداشت را با اقدامات زراعی صحیح و آلودگی پس از برداشت را با مراقبت و ذخیره سازی دقیق به حداقل برسانید.
عموما مشکلات مرتبط با Aspergillus و آفلاتوکسین بیشتر در سالهای گرم و خشک شایع است. قارچ در بقایای محصول و خاک زنده مانده و در طول فصل رشد تولید اسپور فراوان می‌کند (شکل3). آلودگی ذرت توسط قارچ آسپرژیلوس و آفات و بیماری های متعاقب آن، در شرایط گرم (بیش از 30 درجه سانتی گراد) و خشک در طول زمان گرده افشانی و پر شدن دانه توسعه پیدا می‌کند. کاکل‌های زرد و قهوه ای بیشتر در معرض عفونت هستند. آسیب توسط حشرات، تگرگ، تنش خشکی و یخبندان زودرس، دانه‌ها را در معرض عفونت قرار می‌دهد و به گسترش قارچ در داخل بلال کمک کنند.

آفلاتوکسین یک متابولیت ثانویه است که توسط قارچ آسپرژیلوس تحت شرایط خاص تولید می‌شود. خشکی و دمای بالا (25 تا 40 درجه سانتی گراد) در هنگام پر شدن دانه شایعترین فاکتورهای مرتبط با تولید آفلاتوکسین قبل از برداشت است (شکل 2). شبهای گرم (بیشتر از 21 درجه سانتی گراد) نیز ممکن است خطر آلودگی آفلاتوکسین را افزایش دهد. تولید سم بستگی به رطوبت و دمای دانه دارد. بیشترین میزان تولید سم در رطوبت دانه 20 تا 18 درصد است و در رطوبت دانه حدود 15 درصد متوقف می‌شود. دامنه دمایی مطلوب برای تولید آفلاتوکسین 25 تا 35 درجه سانتیگراد است، اگرچه تولید می‌تواند در دامنه دمایی گسترده‌تری (10 تا 40 درجه سانتی‌گراد) نیز رخ دهد.

نتایج حاصل از تحقیقات در برداشت ذرت نشان می‌دهد بهترین کیفیت دانه در محدوده رطوبتی بین 19 تا 24 درصد است. توصیه معمول، بر اساس معادله سود و هزینه در خشک کردن دانه و تلفات مزرعه، برداشت ذرت بین 15 تا 18 درصد رطوبت است. اما اگر امکان خشک کردن سریع دانه فراهم باشد بهتر است دانه قبل از رسیدن به رطوبت 18 درصد برداشت شود. در این شرایط امکان آسیب دانه و آلودگی به آفلاتوکسین کاهش خواهد یافت. همچنین ریزش در مزرعه را کاهش میدهد اما طبیعتا هزینه خشک کردن افزایش خواهد یافت.

بسیاری از مشکلات آفلاتوکسین در طول ذخیره سازی دانه بوجود می آید، که از لحظه ورود دانه به مخزن کمباین شروع می‌شود. در آن لحظه، کیفیت دانه در بهترین حالت است. رابطه بین میزان رطوبت دانه‌های ذخیره شده و رطوبت نسبی هوا به شدت بر رشد کپک و فساد دانه تأثیر می‌گذارد. میزان رطوبت دانه ذخیره شده میزان رطوبت نسبی هوایی که در آن ذخیره شده است، را تعیین می‌کند. رطوبت زیاد دانه منجر به رطوبت نسبی زیاد در هوای اطراف دانه ذخیره شده می‌شود. کپک‌ها در رطوبت نسبی بالا به سرعت رشد می‌کنند. هنگامی که دانه با رطوبت کم ذخیره می‌شود، هوای موجود در انبار دارای رطوبت نسبی کم و خرابی دانه در اثر رشد کپک کنترل می‌شود. بهترین راه برای کنترل رشد کپک دانه ذخیره شده با محتوای رطوبت کم است. سطح رطوبت ذخیره سازی ایمن برای ذرت تقریباً 12 تا 13 درصد است. ضمنا برای ذخیره سازی طولانی مدت باید 12 درصد باشد. باید توجه داشت بار دانه مرطوب قرار داده شده در انبار در کنار بار دانه با رطوبت پایین، زمان ذخیره سازی ایمن کل انبار را محدود می‌کند. تحقیقات نشان داده است که حتی وقتی دانه های مرطوب و خشک با دقت مخلوط می‌شوند و به رطوبت مجاز می‌رسند، اختلاف رطوبت 2 درصد بین دانه ها ممکن است باقی بماند. هنگامی که دانه‌ها دقیق مخلوط نشوند، این اختلاف بسیار بیشتر است و موجب کاهش عمر مفید انبار داری دانه خواهد شد. کلید جلوگیری از پوسیدگی بلال و مشکلات ذخیره سازی آن در شناسایی زودهنگام بلال‌های آلوده‌ در مزرعه و داخل انبار است (شکل 3). روش های زیر می تواند خطر ابتلا به آلودگی آفلاتوکسین در دانه را کاهش دهد:

1. کنترل حشرات در مزرعه. آسیب ناشی از نسل دوم کرم های ساقه خوار بلال اروپایی و کرم بلال ذرت امکان عفونت و به وجود آمدن آفات و بیماری های آن را فراهم می کند.
2. پایش، تشخیص به موقع می تواند تلفات جدی را کنترل و از بحران جلوگیری کند. در 5 تا 10 نقطه مزرعه از مرحله دندانی ذرت تا زمان برداشت برای مشاهده پوسیدگی ناشی از آسپرژیلوس، بلال‌ها را بررسی نمایید. بلال های هدفتان در بوته های تنش دیده باشند. در هر مکان 10 بلال را پوست بگیرید و آنها را از نظر حضور کپک پودری سبز زیتونی رنگ مورد بازرسی قراردهید. اگر بیش از 10 درصد بلالها مشخصات پوسیدگی بلال توسط آسپرژیلوس را نشان داد نسبت به برداشت زود هنگام مزرعه اقدام نمایید. اگر بر اساس وجود پوسیدگی آسپرژیلوس زود برداشت کردید، مطابق با روش نمونه گیری بالا از دانه ها نمونه گیری نموده و برای تعیین درصد آفلاتوکسین به آزمایشگاه ارسال نمایید. ذرت مشکوک باید تا زمان مشخص شدن نتیجه در انبار جداگانه ذخیره شود. سپس متناسب با سطح آفلاتوکسین نسبت به تعیین نوع کاربری ذرت خود با توجه به جدول 1 اقدام نمایید. ذرت زود برداشت شده باید بلافاصله خشک و خنک شوند تا از توسعه بیشتر سم جلوگیری شود.
3. کمباین را دقیق تنظیم نمایید تا آسیب دانه کم شود. قارچ‌ها ذرت آسیب دیده را نسبت به ذرت سالم راحتتر آلوده می‌کنند.
4. انبار و تجهیزات جابجایی ذرت را قبل از ذخیره سازی ذرت پاک کنید. لازم است ذرت را قبل از ذخیره بوجاری نمایید. زیرا معمولا بقایا و اقلام به جا مانده از فصل قبل اغلب یک منبع آلودگی آفات و بیماری های ذرت (قارچ) هستند.
5. پس از برداشت، ذرت تمیز و سالم را می توان در 16 یا 17 درصد رطوبت در زمستان نگه داشت. اما ذرت کپک زده باید بلافاصله تا 15 درصد رطوبت یا کمتر خشک شود زیرا نگه داشتن دانه مرطوب حتی برای مدت کوتاه می‌تواند موجب رشد مقدار قابل توجه کپک و آفلاتوکسین شود. برای نگهداری طولانی مدت در تابستان، تمام ذرت باید تا 14 درصد یا کمتر خشک شود. ذرت کپک زده برای نگهداری طولانی مدت مناسب نیست.
6. دانه‌ها پس از خشک شدن بهتر است در دمای بین 10 تا 15 درجه سانتی گراد نگهداری شود. البته زمانی که مقدار برداشت زیاد و توده دانه عظیم شود کنترل دما سخت خواهد بود. هوادهی هم دما و هم رطوبت را میتواند کنترل نماید. کنترل میزان رطوبت، در کنار کنترل دما مهمترین عامل در جلوگیری از ایجاد همه آلودگیها و سموم است.
7. حشرات انبار ذخیره سازی را کنترل نمایید.
8. ذرت‌ها را هر دو هفته در انبار برای تغییرات دما، پوسته پوسته شدن، نقاط داغ، رطوبت و پوسیدگی بررسی نمایید. در صورت مشاهده این شرایط باید بلافاصله برای کاهش دما، هوادهی انبار، و از بین بردن نقاط داغ و حذف دانه های آلوده اقدام شود.
9. برای کاهش رشد کپک در انبار می‌توان از مواد ضد قارچی روی دانه استفاده کرد. این محصولات مانند اسید پروپیونیک، کپک را از بین نمیبرد و یا سموم تشکیل شده را کاهش نمیدهد اما از توسعه بیشتر آلودگی جلوگیری می‌کند. البته معایبی مانند محدود کردن موارد استفاده از ذرت را نیز به همراه دارد.

شکل 3) اسپور قارچ آسپرژیلوس بر روی دانه های ذرت صدمه دیده در بلال

با ذرت آلوده به آفلاتوکس چه باید کرد

بوجاری و غربالگری دانه‌ها با دستگاه گراویتی ممکن است موجب کاهش غلظت آفلاتوکسین با حذف بیشترین مقدار ذرات آلوده شود. با این حال، این روش می‌تواند گران باشد، و نمی‌توان پیش بینی کرد که میزان آفلاتوکسین چقدر کاهش خواهد یافت. در بعضی موارد پاک کردن نتیجه کمی در کاهش سطح آفلاتوکسین دارد. دانه‌های خروجی فرآیند پاک کردن نباید به عنوان خوراک دام و طیور استفاده شود.

تغذیه دام و طیور از غلات آلوده به آفلاتوکسین

در ایالات متحده ممکن است از دانه های آلوده به آفلاتوکسین برای جیره حیوانات استفاده شود. تحت دستورالعمل های نشان داده شده در جدول 1، در صورت وجود تخفیف در فروش ذرت آلوده، تولیدکنندگان دام ممکن است تمایل به استفاده از ذرت آلوده زیرppb 300 داشته باشند. اما در ایران این استاندارها سختگیرانه تر بوده و ذرت بالای 20 ppb آفلاتوکسین قابل مصرف در جیره دام و طیور نیست. البته برای این منظور لازم است تخمین دقیقی از میزان آفلاتوکسین در دانه‌ها وجود داشته باشد تا بتوان در مورد تغذیه دام و طیور تصمیم گیری نمود. ضمنا لازم است از مخلوط کردن دانه‌های آلوده به آفلاتوکسین با دانه سالم جهت تغذیه دام و طیور امتناع شود. سیلوی ذرت معمولاً باعث کاهش غلظت آفلاتوکسین نمی‌شود، اگرچه با مدیریت درست بعید است که غلظت آن در سیلو افزایش پیدا کند.

تولید اتانول از روش آسیاب مرطوب

از ذرت آلوده به آفلاتوکسین می‌توان برای تولید اتانول استفاده کرد. آفلاتوکسین ها در اتانول جمع نمی شوند بلکه در محصولات جانبی متمرکز می‌شوند. در فرآوری آسیاب مرطوب، آفلاتوکسین در محصول جانبی گلوتن متمرکز می‌شود. یک برآورد تقریبی در ارتباط با میزان آفلاتوکسین در محصولات ناشی از خوراک آلوده به آفلاتوکسین نشان میدهد که سطح این ماده در محصول نهایی تا سه برابر سطح آن در نهاده اولیه خواهد بود. بنابراین، تولیدکنندگان در صورتی که محصول نهایی آنها نسبت به حضور آفلاتوکسین حساس باشد، مانند شیر نمیتوانند از ذرت آلوده استفاده نمایند. در واقع بهتر است به دنبال محصول ذرت با کمترین مقدار آلودگی باشند.

این مقاله توسط تیم تحقیقاتی توسعه کشت ذرت درباره آفات و بیماری های ذرت نوشته شده است.