Spot On #11 - Zmiany klimatu a mikotoksyny: adaptacja do nowych ekstremów

Numer 11

Publikacja Romer Labs®

Zdjęcia: Firdaus Exia, Howard Ande

Zmiany klimatu a mikotoksyny: Adaptacja do nowych ekstremów

Susza a podwyższony poziom aflatoksyn w orzeszkach ziemnych Powodzie a fumonizyny Zintegrowane zarządzanie mikotoksynami dzięki MyToolBox

Zdjęcie: Akira Kaede

Spis treści

4-7

Adaptacja szybkiego wykrywania mikotoksyn Strategie przystosowania do zmian klimatycznych Wraz ze zmianami klimatu zmieniamy także podejście do wykrywania mikotoksyn w miejscu skażenia. Julie Sundgaard i Kristen Mintle z Romer Labs North America rozważają, w jaki sposób ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak uderzenie huraganu Harvey w Teksasie w 2017 roku, zmuszają zainteresowane strony do reagowania na nowe zagrożenia.

Julie Sundgaard, dyrektor zarządzający, Romer Labs North America Kristen Mintle, kierownik ds. sprzedaży w North Central Area, Romer Labs USA

Spot On jest bezpłatną publikacją Romer Labs Division Holding GmbH .

ISSN: 2414-2042

Współpraca: Kurt Brunner, Rudolf Krska, Kristen Mintle, Birgit Poschmaier, Julie Sundgaard Opracowanie graficzne: GraphX Erber AG Research: Kurt Brunner

Wydawca: Romer Labs Division Holding GmbH Erber Campus 1 3131 Getzersdorf, Austria Tel: +43 2782 803 0 www.romerlabs.com

©Copyright 2020, Romer Labs® Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszej publikacji nie może być powielana w jakiejkolwiek formie w celach komercyjnych bez pisemnej zgody właściciela praw autorskich.

Wszystkie zdjęcia są własnością Romer Labs lub wykorzystywane na podstawie umów licencyjnych.

Romer Labs is part of ERBER Group

2

Zdjęcie: smereka

Redakcja: Joshua Davis, Cristian Ilea

8-11

MyToolBox - inteligentne, zintegrowane zarządzanie mikotoksynami A co jeśli istniałoby narzędzie, które pomagałoby zarządcom silosów przewidywać występowanie mikotoksyn w ich magazynach, analizować istotne dane pogodowe, ponownie wykorzystywać zanieczyszczone uprawy i lepiej rozumieć przepisy? Okazuje się, że takie narzędzie znajduje się aktualnie w fazie opracowania - projekt MyToolBox. Autorzy gościnni Birgit Poschmaier z Queen’s University Belfast i Rudolf Krska z Uniwersytetu Przyrodniczego w Wiedniu wyjaśniają.

Birgit Poschmaier, Instytut Globalnego Bezpieczeństwa Żywności, Szkoła Nauk Biologicznych, Queen’s University Belfast i Rudolf Krska, Instytut Bioanalityki i Metabolomiki Produktów Rolnych, Wydział Agrobiotechnologii,Uniwersystet Przyrodniczy w Wiedniu.

Spot On Numer 11

Edytorial Adaptacja do ekstremalnych warunków pogodowych poprzez innowacje naukowe W marcu 2019 roku doszło do jednej z najpoważniejszych katastrof naturalnych, która dotknęła społeczności rolnicze w środkowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych - wody powodziowe naruszyły brzegi rzeki Missouri i jej dopływów, wpływając na życie milionów mieszkańców Iowy, Nebraski, Missouri i Kansas, a według niektórych doniesień doprowadziły do zatopienia milionów akrów ziemi uprawnej.

Bez wątpienia, jest to tragedia. Jednak naszym obowiązkiem jako naukowców, którzy służą sektorowi rolnemu, jest pomoc farmerom, handlarzom zbożem i operatorom silosów w jak najszybszym reagowaniu na trudności związane z takimi zdarzeniami. W dłuższej perspektywie czasu wszyscy musimy przystosować się do realiów rosnącej częstotliwości występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych. Przedłużające się okresy suszy, tropikalne burze o niezwykłej sile, częstsze powodzie to zaledwie kilka przykładów ekstremalnych warunków pogodowych, które szkodzą uprawom na całym świecie.

Jak wynika z badań, każdy grzyb pleśniowy wytwarzający mikotoksyny preferuje inne warunki pogodowe, niektóre z nich są w stanie rozwijać się w tak ekstremalnych warunkach, jak wyżej wspomniane; tym samym rośnie też potrzeba badania mikotoksyn pod kątem reakcji na nietypowe lub niesezonowe zjawiska pogodowe. Badania na obecność mikotoksyn pomagają zainteresowanym stronom szybko określić, czy w danej uprawie rozwijają się grzyby pleśniowe wytwarzające mikotoksyny, pozwalając im na podjęcie natychmiastowych działań, takich jak wyselekcjonowanie uszkodzonych ziaren lub zastosowanie dodatków dezaktywujących mikotoksyny. Pomiary i zarządzanie mikotoksynami odgrywają kluczową rolę w zarządzaniu całym cyklem życia upraw.

W tym wydaniu Spot On moje koleżanki, Julie Sundgaard i Kristen Mintle, omawiają ekstremalne warunki pogodowe i ich wpływ na programy testowania mikotoksyn. Opierając się na konkretnych przykładach z przemysłu zbożowego i paszowego oraz przemysłu orzeszków ziemnych w Stanach Zjednoczonych, podkreślają one coraz częstszą konieczność adaptacji szybkich metod testowania, takich jak testy paskowe, do wyzwań wynikających z nietypowych wahań pogody.

Autorzy gościnni Rudolf Krska i Birgit Poschmaier przedstawiają MyToolBox, oprogramowanie do zarządzania mikotoksynami w całym cyklu życia upraw.

Wśród kilku interaktywnych funkcji MyToolBox oferuje narzędzia prognostyczne, które wspierają handlarzy zbożem w zapobieganiu skażeniu mikotoksynami, identyfikując newralgiczne punkty i przedstawiając zalecenia, co do sposobu, w jaki można uratować skażone zboża, choćby wykorzystując je do produkcji biopaliw.

Mam nadzieję, że spodoba Ci się to wydanie Spot On.

Kurt Brunner Division Research Officer, Romer Labs®

A um P b laigkaazcijnaeRoofmReormLearb L s ®a b s ®

3

4

Spot On Numer 11

Zdjęcie :Howard Ande

Adaptacja szybkiego wykrywania mikotoksyn do zmian klimatycznych Wraz ze zmianami klimatu zmieniamy także podejście do wykrywania mikotoksyn w miejscu skażenia. Julie Sundgaard i Kristen Mintle z Romer Labs North America rozważają, w jaki sposób ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak uderzenie huraganu Harvey w Teksasie w 2017 roku, zmuszają zainteresowane strony do reagowania na nowe zagrożenia.

Julie Sundgaard, dyrektor zarządzający, Romer Labs North America Kristen Mintle, kierownik ds. sprzedaży w North Central Area, Romer Labs USA

S

kutki zmian klimatu ujawniają się na wiele sposobów: niszczycielskie burze, takie jak huragany, powodzie, ekstremalne upały i susze wpływają na produkty rolne oraz na zwierzęta i ludzi, którzy na nich polegają. Jak zauważa FDA w podsumowaniu skutków huraganów i powodzi dla bezpieczeństwa upraw pasz zwierzęcych, ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak powodzie, niszczą zboża i inne produkty rolne, umożliwiając grzybom pleśniowym wytwarzającym mikotoksyny, takim jak szczepy z gatunków Aspergillus i Fusarium, ich skażenie1. Faktycznie, badanie nad występowaniem mikotoksyn przprowadzone przez firmę BIOMIN w 2017 roku wykazało wzrost poziomu fumonizyny, mikotoksyny wytwarzanej

P u b l i k a c j a R o m e r L a b s ®

przez grzyby z gatunku Fusarium2; spekuluje się, że do ich rozwoju przyczynia się cieplejsza, bardziej wilgotna pogoda3.

To sprawia, że analiza mikotoksyn w miejscu skażenia staje się ważnym narzędziem, zapewniającym producentom szybkie wyniki, a to z kolei daje możliwość reagowania na szkodliwe warunki pogodowe. W niniejszym artykule przedstawiamy to na dwóch przykładach ze Stanów Zjednoczonych: studium przypadku dotyczące taktycznej reakcji na wzrost poziomu fumonizyny w kukurydzy w południowej części Wielkich Równin, będącego następstwem powodzi wywołanej huraganem w 2017 roku, oraz przegląd powszechnej praktyki producentów orzeszków ziemnych, którzy zostali skonfrontowani

5

Możliwości technik testowania muszą być także współmierne do nowych i nietypowych wyzwań, towarzyszących ekstremalnym warunkom pogodowym.

6

z wyższymi poziomami aflatoksyn w efekcie suszy w południowo-wschodnich Stanach Zjednoczonych.

Studium przypadku: adaptacja zakresów wykrywania w testach paskowych celem zaradzenia ekstremalnym poziomom fumonizyny W niektórych produkujących żywność regionach świata rolnicy częściej stają w obliczu powodzi niż w przeszłości. W marcu 2019 roku stany Iowa, Nebraska, Missouri i Kansas doświadczyły historycznej powodzi, będącej następstwem zatorów lodowych, topnienia rekordowych opadów śniegu i intensywnych opadów deszczu. Doprowadziło to do przerwania co najmniej 30 wałów przeciwpowodziowych, wskutek czego narażonych zostało około 90 tysięcy silosów na zboże i ponad 16 milionów akrów pól uprawnych kukurydzy, soi i pszenicy. Łączne szkody ekonomiczne przekroczyły 7 miliardów dolarów.4 Powodzie te stanowią kontynuację istniejącej tendencji. Przypadki powodzi i towarzyszących im szkód rolniczych niezmiennie dominują nagłówki gazet w Stanach Zjednoczonych.

Po tym jak 25 sierpnia 2017 roku huragan Harvey wdarł się na ląd jako huragan kategorii 4, przemieszczał się w głąb lądu, zrzucając ogromne ilości deszczu na swojej drodze. W tym czasie zbliżał się okres dorocznych żniw; nikt nie mógł przewidzieć katastrofy rolniczej, do której wkrótce potem doszło, szczególnie na terytorium „rączek” stanów Teksas i Oklahoma, w południowo-zachodniej części Kansas i na obszarach południowo-wschodniego Kolorado.

We wrześniu 2017 roku wraz z rozpoczęciem sezonu zbiorów, pobrano próbki kukurydzy i wysłano je do laboratoriów zewnętrznych do analizy. Obecność wysokiego poziomu fumonizyny stwierdzono na terytorium „rączki” stanu Teksas, co było następstwem intensywnych opadów, spowodowanych huraganem Harvey, a do których doszło tuż przed rozpoczęciem sezonu zbiorów. Deszcze zapewniły wytwarzającym fumonizynę grzybom pleśniowym z gatunku Fusarium, idealne warunki wzrostu. Chociaż grzyby te nie były mocno rozpowszechnione i wykazywały zróżnicowane występowanie w poszczególnych hrabstwach, w próbkach kukurydzy zaobserwowano niespotykane dotąd poziomy fumonizyny, takie jak 30 ppm, 50 ppm, 70 ppm, a nawet 100 ppm.

W Stanach Zjednoczonych, zależnie od zamierzonego wykorzystania produktu, dopuszczalne poziomy fumonizyny mogą znacznie się wahać pomiędzy 2 ppm do 4 ppm w przypadku produktów przeznaczonych do spożycia przez ludzi i od 5 ppm do 100 ppm w przypadku pasz zwierzęcych (kukurydza i jej produkty uboczne).

Jednakże w Europie zakresy te mogą być znacznie bardziej rygorystyczne, mieszcząc się od 0,2 ppm do 4 ppm w produktach spożywczych przeznaczonych do spożycia

przez ludzi i od 5 do 60 ppm w przypadku pasz zwierzęcych.5 W miarę wzrostu wątpliwości nad fumonizyną, badania nad mikotoksynami stały się głównym tematem dyskusji w przemyśle, a w szczególności w „rączce” Teksasu, gdzie stężenie fumonizyny zwykle wynosi średnio około 4 ppm. W obliczu rosnącego zaniepokojenia i po długich rozważaniach na temat standardów, hodowcy bydła uznali 60 ppm za bezpieczny poziom dla swoich zwierząt.

Od samego początku tego kryzysu zaangażowane było Romer Labs. Przedstawiciele Romer Labs otrzymali kilka zapytań dotyczących możliwości wykonywania w terenie testów pod kątem wysokiego poziomu fumonizyny w przychodzących dostawach kukurydzy. W tym czasie zestaw testowy na fumonizynę AgraStrip® WATEX® oferował zakresy od 0-5 ppm i, po rozcieńczeniu, 5-30 ppm.

Hodowcy bydła wyrazili pilne zapotrzebowanie na testowanie znacznie wyższych stężeń fumonizyny niż dotychczasowe z uwagi na zwiększone zawartość fumonizyny w ziarnach kukurydzy.

Romer Labs zareagowało na to zapotrzebowanie, opracowując z powodzeniem trzecią krzywą wzorcową, z wykorzystaniem kolejnego, dodatkowego etapu rozcieńczania, co rozszerzyło zakres analityczny AgraStrip® WATEX® na obecność fumonizyny o 30-100 ppm.

Proces walidacji trzeciej krzywej wzorcowej został zakończony w ciągu kilku dni i można ją było wdrożyć w terenie. Ze względu na wysoki poziom obserwowany na początku sezonu zbiorów, hodowcy bydła zdecydowali się na przeprowadzenie testów tylko w zakresie 30-100 ppm. Sytuacja ta utrzymała się do 2018 roku.

Z pozoru przykład ten ukazuje zwiększone zapotrzebowanie na badania zawartości mikotoksyn w następstwie ekstremalnych zdarzeń pogodowych, takich jak powódź spowodowana huraganem lub burzą tropikalną. Jednak możliwości technik testowania muszą być także współmierne do nowych i nietypowych wyzwań, towarzyszących ekstremalnym warunkom pogodowym.

W tym przypadku zakres oznaczalności musiał zostać rozszerzony, aby sprostać gwałtownie rosnącym stężeniom fumonizyny. Od dostawców zestawów testowych i tych, którzy stosują je w terenie będzie wymagana coraz większa elastyczność.

Stosowanie zestawów testowych do monitorowania ekstremalnych poziomów całkowitej zawartości aflatoksyny w orzeszkach ziemnych Powodzie to oczywiście nie jedyne ekstremalne zjawisko pogodowe, które może prowadzić do wyższych stężeń mikotoksyn. Najlepiej wiedzą o tym rolnicy uprawiający orzeszki ziemne w południowo-wschodnich Stanach Zjednoczonych, gdzie susza i upał mogą znacząco Spot On Numer 11

oddziaływać na uprawy, czyniąc je bardziej podatnymi na wytwarzające aflatoksyny szczepy Aspergillus.

Aspergillus parasiticus i Aspergillus flavus to grzyby pleśniowe w głównej mierze odpowiedzialne za występowanie aflatoksyn w orzeszkach ziemnych. Formy te występują naturalnie w glebie, przez co trudno jest zapobiec ich kontaktowi z roślinami strączkowymi, które rosną pod ziemią. Gdy średnie temperatury utrzymują się na poziomie lub powyżej 32°C (90°F) i towarzyszy im susza, orzeszki ziemne stają się jeszcze bardziej podatne na występowanie aflatoksyn. Są to czynniki stresogenne, występujące przed zbiorami, nad którymi rolnicy mają bardzo niewielką kontrolę.

Warunki pogodowe panujące tuż przed zbiorami mogą zaostrzyć stres, którego doświadczają orzeszki ziemne i doprowadzić do uszkodzenia ich łupin, dając szczepom z gatunku Aspergillus więcej możliwości skażenia. Jeśli tuż przed zbiorami lub w ich trakcie wystąpią intensywne opady deszczu lub powodzie, orzeszki mogą nie mieć wystarczającej ilości czasu, aby dokładnie wyschnąć, zanim trafią do magazynu. Jak to jest w przypadku kilku form grzybów pleśniowych, wilgotność przekraczająca 14% może sprzyjać rozwojowi grzybów pleśniowych wytwarzających mikotoksyny w pomieszczeniach magazynowych.

Co więc zrobić, jeśli istnieje podejrzenie lub okaże się, że susza i upał spowodowały wysokie stężenie aflatoksyny w uprawie? Zwykle podjęcie stosownych działań leży w gestii punktów skupu lub zakładów łuskania. Najpierw prowadzący skupy orzeszków ziemnych klasyfikują je według kilku cech określonych przez USDA-FSIS: jakość łupin, ocena wzrokowa pod kątem obecności pleśni, nasiona bez łupin, itp. Orzeszki sklasyfikowane jako „Seg 1”, tj. z najlepszą oceną FSIS, badane są następnie przy pomocy testów paskowych, które służą do dalszej segregacji orzeszków. Punkty skupu decydują następnie w jaki sposób je przechowywać, uwzględniając przy tym stężenia aflatoksyny.

Poprzez odizolowanie silnie zanieczyszczonych orzeszków ziemnych, punkty skupu zachowują integralność niezanieczyszczonych lub mniej zanieczyszczonych orzeszków ziemnych, tak aby nadawały się one do bezpośredniego spożycia przez ludzi. Wysoce zanieczyszczone orzeszki ziemne są często przeznaczone do wykorzystania w produktach, których wytworzenie eliminuje lub zmniejsza zawartość aflatoksyn. Na przykład, aflatoksyny w niewielkim stopniu przenoszą się z roślin strączkowych na wytwarzany z nich olej. Rafinowanie i inne formy przetwarzania powodują dalszą redukcję zawartości aflatoksyn w produkcie.

Z magazynów orzeszki ziemne są następnie transportowane do zakładów łuskania, gdzie testy paskowe dostarczają informacji o stężeniu aflatoksyn, wpływając na decyzje dotyczące dalszego wykorzystania, np. roP u b l i k a c j a R o m e r L a b s ®

dzaj żywności, w której mogą być wykorzystane. Łupiny orzeszków ziemnych przeznaczone na pasze zwierzęce przed przekazaniem ich do młynów paszowych są ponownie badane na obecność aflatoksyn.

Wniosek: Zmiany klimatyczne, modyfikacja metod badawczych Chociaż wiele z tych metod jest powszechnie stosowanych przez producentów orzeszków ziemnych, ekstremalna susza i upały w połączeniu z nieprzewidzianym wystąpieniem ulewnych deszczy przyczyniły się do wyższych od przeciętnych stężeń aflatoksyn w orzeszkach ziemnych. Wraz ze zmianami klimatycznymi i ocieplaniem się naszej planety, ekstremalne warunki pogodowe będą w coraz większym stopniu utrudniać realizację zadań, zmierzających do utrzymania w ryzach mikotoksyn i grzybów pleśniowych, które je wytwarzają. Drastyczne wydarzenia, takie jak huragany, są nieprzewidywalne i wymagają od rolników i handlarzy zbożem szybkiej adaptacji do podwyższonych stężeń fumonizyn i innych mikotoksyn, które rozwijają się w wilgotnych, gorących warunkach.

Tak nowe warunki środowiskowe mogą wymagać kreatywnego podejścia, wykraczającego poza zwykłe przystosowanie parametrów istniejących zestawów testowych do celów utrzymania bezpieczeństwa żywności i pasz.

Właśnie te rozwiązania będą przedmiotem licznych badań i spekulacji w przyszłości.

Wraz ze zmianami klimatycznymi i ocieplaniem się naszej planety, ekstremalne warunki pogodowe będą w coraz większym stopniu utrudniać realizację zadań zmierzających do utrzymania w ryzach mikotoksyn i grzybów pleśniowych, które je wytwarzają.

References FDA (2019, November 9). Safety of Food and Animal Food Crops Affected by Hurricanes, Flooding, and Power Outages. Retrieved from https://www.fda.gov/food/ food-safety-during-emergencies/safety-food-andanimal-food-crops-affected-hurricanes-flooding-­andpower-outages#general.

1

BIOMIN (2018, August 29). 2017 BIOMIN Mycotoxin Survey Results. Retrieved from https://www.biomin.net/ science-hub/2017-biomin-mycotoxin-survey-results/; https://www.biomin.net/science-hub/2018-biominmycotoxin-survey-results/.

2

BIOMIN and Romer Labs (2018, February 19). Mycotoxin Outlook 2018: The Rise of Fumonisins. Retrieved from https://www.romerlabs.com/en/knowledge-center/ knowledge-library/videos/news/webinar-mycotoxinoutlook-2018-the-rise-of-fumonisins/.

3

AgFax (2019, April 25). Midwest Flooding: 150K Growers, 16Mln Acres. Retrieved from https://agfax. com/2019/04/25/midwest-flooding-150k-growers16mln-acres/.

4

FDA (2001, November). Guidance for Industry: Fumonisin Levels in Human Foods and Animal Feeds. Retrieved from https://www.fda.gov/regulatory-information/ search-fda-guidance-documents/guidance-industryfumonisin-levels-human-foods-and-animal-feeds.

5

7

MyToolBox – inteligentne, zintegrowane zarządzanie mikotoksynami

A co jeśli istniałoby narzędzie, które pomagałoby zarządcom silosów przewidywać występowanie mikotoksyn w ich magazynach, analizować istotne dane pogodowe, ponownie wykorzystywać zanieczyszczone uprawy i lepiej rozumieć przepisy?

Okazuje się, że takie narzędzie znajduje się właśnie w fazie opracowania - projekt MyToolBox. Autorzy gościnni Birgit Poschmaier i Rudolf Krska wyjaśniają.

Birgit Poschmaier, Instytut Globalnego Bezpieczeństwa Żywności, Szkoła Nauk Biologicznych, Queen’s University Belfast i Rudolf Krska, Instytut Bioanalityki i Metabolomiki Produktów Rolnych, Wydział Agrobiotechnologii, Uniwersystet Przyrodniczy w Wiedniu

8

Spot On Numer 11

MyToolBox w skrócie

Zdjęcie: smereka

Czas trwania projektu: marzec 2016 - luty 2020 Koordynator: prof. Rudolf Krska, Uniwersytet Przyrodniczy, Wiedeń (BOKU) Liczba partnerów: 23: 40% przemysł i MŚP, z 11 krajów, w tym 3 partnerów z Chin Budżet: 5 milionów EUR (partnerzy europejscy) + 1 mln CNY (partnerzy chińscy) Strona internetowa: https://mytoolbox.eu Twitter: @MyToolBoxEU

U

nia Europejska szacuje, że z powodu zanieczyszczenia mikotoksynami straty w światowej produkcji roślinnej sięgają 5-10%.1 Straty te przekładają się na wysokie obciążenia finansowe nie tylko z powodu utraty plonów i całych upraw, lecz również z powodu kosztów kontroli i analiz.

Ekstremalne zjawiska pogodowe dodatkowo komplikują globalny krajobraz mikotoksyn, wymagając adaptacji metod prognozowania i wykrywania do nowej i zmieniającej się rzeczywistości. O ile innowacyjne rozwiązania są niezbędne, aby sprostać tym nowym wyzwaniom, o tyle dla zainteresowanych stron w całym łańcuchu żywnościowym i paszowym kluczowym krokiem w kierunku zrównoważonego rozwiązania problemu mikotoksyn jest integracja istniejącego know-how i wiedzy specjalistycznej. To jest istota szeroko zakrojonego projektu finansowanego obecnie przez Komisję Europejską - projektu MyToolBox (www.mytoolbox.eu) (umowa o udzielenie dotacji nr 678012).

Integracja potrzeb użytkowników w ramach internetowej platformy wsparcia podejmowania decyzji Dziesięciolecia badań wykazały ogromny postęp w wykrywaniu mikotoksyn w całym łańcuchu produkcyjnym, od surowców po spożywaną przez nas żywność.

Naturalnie, opracowano i wdrożono w praktyce metody zmniejszające ryzyko skażenia mikotoksynami. Obejmują one zakres od zarządzania uprawami po pobieranie P u b l i k a c j a R o m e r L a b s ®

próbek, przechowywanie i przetwarzanie. Wreszcie także przepisy prawa zaczęły odzwierciedlać znaczną część tej wiedzy, choć ich język i forma są trudne do zrozumienia i poruszania się.

MyToolBox przekształca tę wiedzę w łatwo zrozumiały tekst, który odzwierciedla najnowocześniejsze techniki zbierania danych: Zamiast przeszukiwać listy mikotoksyn i sposobów zarządzania nimi w poszczególnych rodzajach upraw, użytkownicy MyToolBox mogą najpierw wybrać rodzaj uprawy, a następnie sprawdzić, jak ograniczyć zanieczyszczenie mikotoksynami na różnych etapach produkcji. Na przykład, maksymalne unijne limity dotyczące zawartości deoksyniwalenolu (DON) w mące pszennej wykorzystywanej do dalszego przetworzenia różnią się od maksymalnych limitów DON w surowej pszenicy wykorzystywanej do dalszego przetworzenia.

Ponadto, dopuszczalne stężenie DON w pszenicy przeznaczonej do spożycia przez ludzi jest niższe niż w przypadku pszenicy przeznaczonej na paszę dla zwierząt.

Platforma internetowa MytoolBox zmienia podejście, stawiając na pierwszym miejscu uprawę, pozwalając użytkownikowi śledzić każdy etap przetwarzania i związane z tym maksymalne dopuszczalne zanieczyszczenia mikotoksynami - posiłkując się nowymi spostrzeżeniami, bazującymi na prowadzonych doświadczeniach im poświęconych. Oprócz przekształcania istniejących informacji w łatwo zrozumiałą formę, MyToolBox stara się wspierać użytkowników końcowych w podejmowaniu przez nich decyzji. W ten sposób opracowane zostały narzędzia dla rolników i zarządców silosami, wspierające podejmowanie przez nich decyzji w czasie rzeczywistym i pozwalające im szybko reagować na potencjalne zagrożenia mikotoksynami.

Przyjazne dla użytkownika zarządzanie mikotoksynami dla rolników W Europie, najczęściej występującymi mikotoksynami w pszenicy są deoksyniwalenol (DON) i zearalenon (ZEN), na ogół wytwarzane przez grzyby z gatunku Fusarium spp. W przypadku kukurydzy najczęściej

9

MyToolBox opracował narzędzia dla rolników i zarządców silosów, wspierające podejmowanie przez nich decyzji w czasie rzeczywistym

występującymi mikotoksynami są fumonizyny (FUM) i aflatoksyny (AFLA), wytwarzane na ogół odpowiednio przez grzyby ze szczepów Fusarium i Aspergillus. Niezależnie od dostępności podatnych na skażenie żywicieli lub upraw, rozwój grzybów i produkcja toksyn w dużej mierze zależy od parametrów pogodowych, takich jak temperatura i wilgotność. Wiadomo na przykład, że wysokie temperatury i deszcz w okresie kwitnienia kukurydzy zwiększają ryzyko zanieczyszczenia upraw aflatoksynami. MyToolBox dostarcza zalecenia dla rolników uprawiających pszenicę, kukurydzę, jęczmień i owies, począwszy od zarządzania odpadami pożniwnymi i pło-

dozmianem po stosowanie biopestycydów i odmian odpornych oraz zapewnia wsparcie w czasie rzeczywistym w okresie wegetacyjnym.

Narzędzie wsparcia w czasie rzeczywistym bazuje na modelach prognozowania powiązanych ze stacjami meteorologicznymi w całej Europie. W MyToolBox rolnik może na przykład wskazać pole uprawne, wybrać najbliższą stację pogodową i wprowadzić podstawowe dane dotyczące uprawy, takie jak data siewu. Po wprowadzeniu minimalnych aktualizacji, takich jak stosowanie pestycydów lub odchwaszczanie, rolnik otrzyma mapę zagrożenia dla danego pola, wskazującą niskie (zielo-

i pozwalające im szybko reagować na potencjalne zagrożenia

Illustration: IRIS, MyToolBox

mikotoksynami.

10

Spot On Numer 11

ne), średnie (bursztynowe) lub wysokie (czerwone) zagrożenie skażenia uprawy mikotoksynami. MyToolBox proponuje środki zaradcze zmniejszające to ryzyko lub wskazówki dotyczące postępowania z zanieczyszczonym materiałem; narzędzie to zawiera zarówno ostrzeżenia, jak i zalecenia.

W ramach projektu MyToolBox przetestowano skuteczność nowych biopestycydów, które zmniejszają zanieczyszczenie DON w pszenicy (Wielka Brytania) i owsie (Norwegia) oraz nietoksygennych szczepów Aspergillus, które ograniczają obecność aflatoksyny w kukurydzy w Serbii. Ta ostatnia metoda okazała się szczególnie skuteczna we wstępnych fazach badań.

Podobne wyniki potwierdzone zostały dla stosowania lokalnie pozyskiwanych nietoksygennych szczepów Aspergillus w niektórych państwach Afryki. Podczas gdy efektywność ekonomiczna wymaga jeszcze dalszych ulepszeń, skuteczność stosowania nietoksygennych szczepów okazała się w Europie cenną metodą walki z zanieczyszczeniem kukurydzy aflatoksynami.

Wykorzystanie wysoce zanieczyszczonych zbóż Na wypadek przekroczenia przez poziomy skażenia wszelkich dopuszczalnych norm, nawet dla pasz, przetestowano alternatywne sposoby wykorzystania zbóż, które w innym przypadku nie nadawałoby się do użytku.

Badania pilotażowe wykazały, że enzymy rekombinowane mogą jednocześnie rozkładać odpowiednio nawet do 100% i 90% FB1 i ZEN. Biotransformacja została dowiedziona poprzez utworzenie się nietoksycznych produktów rozkładu w postaci hydrolizowanego FB1 i hydrolizowanego ZEN. Z drugiej strony, rozsądnym sposobem wykorzystania silnie zanieczyszczonej pszenicy i kukurydzy okazała się produkcja biogazu. Choć produkcja metanu była nieco wolniejsza, nie stwierdzono żadnych istotnych różnic w wydajności pomiędzy metanem, pochodzącym z silnie i minimalnie zanieczyszczonego substratu; skażenie mikotoksynami w odpadzie przefermentowanym mieściło się poniżej granicy wykrywalności.

Wyniki te zostały włączone do e-platformy MyToolBox, aby poinformować kierowników zakładów, zarządców zakładów produkcji pasz i kierowników zakładów produkcji bioetanolu/biogazu.

System alarmowy do monitorowania silosów Nie tylko rolnicy, lecz także zarządcy silosów muszą dbać o bezpieczeństwo swoich upraw, ponieważ grzyby w pomieszczeniach magazynowych mogą rozprzestrzeniać się szybko i zanieczyszczać przechowywane ziarno mikotoksynami. Obecna praktyka w zarządzaniu silosami polega na pomiarze temperatury i wilgotności względnej, okresowo lub zdalnie. W ramach projektu P u b l i k a c j a R o m e r L a b s ®

MyToolBox opracowano czujniki, które wykorzystują CO2 jako parametr wczesnego ostrzegania. Dzięki włączeniu CO2 do modelu predykcyjnego, potencjalne skażenie można przewidzieć na trzy do pięciu dni wcześniej niż przy użyciu wyłącznie czujników wrażliwych na temperaturę; to pozwala na szybszą reakcję na zagrożenie skażeniem. Czujniki MyToolBox będą ostrzegać użytkownika o potencjalnym wzroście stężenia ZEN (w przypadku pszenicy) i aflatoksyny (w przypadku kukurydzy) w pobliżu czujników w silosie, co pozwoli użytkownikowi na dokładniejsze wskazanie zagrożenia skażeniem w określonym miejscu w silosie.

Użytkownik się liczy Oprócz prognozowania stężenia mikotoksyn w czasie rzeczywistym na polach i w silosach, grupa potencjalnych użytkowników końcowych z Holandii, Serbii, Włoch, Wielkiej Brytanii, Turcji i Norwegii została poproszona o wyrażenie opinii na temat zintegrowanej platformy zarządzania mikotoksynami. W celu uzyskania jak największego odzewu, zastosowano szeroko zakrojony plan rozpowszechniania, obejmujący dzielenie się wynikami w społecznościach naukowców oraz programy mające na celu dotarcie do przemysłu i użytkowników końcowych poprzez ukierunkowane warsztaty dla zainteresowanych stron. Skorzystaliśmy także z możliwości prezentacji na targach i konferencjach oraz włączenia w inne sieci i projekty (takie jak MycoKey i ISM) w Europie i Chinach.

Pomogło nam to nie tylko w stworzeniu przyjaznej dla użytkownika platformy wypełnionej interaktywnymi informacjami dla zainteresowanych, ale także w analizie ryzyka.

W przeciwieństwie do poprzednich projektów i standardów, projekt MyToolBox wykorzystuje w pełni zintegrowane podejście wielopodmiotowe z dużym zaangażowaniem użytkownika końcowego w celu rozwiązania problemów wynikających z występowania mikotoksyn w całym łańcuchu żywnościowym i paszowym. Mniejsze ryzyko wystąpienia mikotoksyn w uprawach spowoduje zmniejszenie strat w całym łańcuchu żywnościowym.

Dostarczając identyfikowalnych informacji w całym łańcuchu dostaw z wykorzystaniem powszechnych technologii teleinformatycznych, MyToolBox znacząco przyczyni się do poprawy zdrowia, bezpieczeństwa i dobrobytu konsumentów.

MyToolBox dostarcza zalecenia dla rolników, począwszy od zarządzania odpadami pożniwnymi i płodozmianem po stosowanie biopestycydów oraz zapewnia wsparcie w czasie rzeczywistym w okresie wegetacyjnym.

Przypisy European Commission (11 grudnia 2013 r.).

Biological contamination of crops and the food chain.

Dostęp: https://ec.europa.eu/info/funding-tenders/ opportunities/portal/screen/opportunities/topicdetails/sfs-13-2015.

1

11

Twój egzemplarz Spot On

Mikotoksyny?

Nie dasz sobie rady z tym, czego nie zmierzysz!

Niezależnie od tego, czy testujesz w terenie, czy w laboratorium, Romer Labs dostarczy Ci nie tylko najbardziej wszechstronne portfolio zestawów testów na obecność mikotoksyn, ale także najlepszą obsługę.

Zapytaj o nasze rozwiązania w zakresie mikotoksyn już dziś: • Badania w terenie • Testy laboratoryjne • Materiały referencyjne • Kolumny do oczyszczania próbek • Usługi analityczne

Skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji: www.romerlabs.com | solutions@romerlabs.com

Multi-Mycotoxin Analysis 50+ 1 próbka. 1 raport.

Analiza ponad 50 mikotoksyn.

(Kluczowy element Biomin® Spectru m Top 50)