LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS FAKULTETAS
MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDRA
EDITA VAINAUSKAITĖ
ETERINIŲ ALIEJŲ ĮTAKA MIKROMICETAMS, IŠSKIRTIEMS IŠ GRŪDŲ
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas
ETERINIŲ ALIEJŲ POVEIKIS MIKROMICETAMS, IŠSKIRTIEMS IŠ GRŪDŲ 1. Yra atliktas mano pačios:
2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje:
3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą panaudotos literatūros sąrašą.
Edita Vainauskaitė
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ
LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE
Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.
Edita Vainauskaitė
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADOS DĖL DARBO GYNIMO
doc. dr. Violeta Baliukonienė
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE
prof. dr. Mindaugas Malakauskas
Magistro baigiamasis darbas yra įdėtas į ETD IS
Magistro baigiamojo darbo recenzentas
TURINYS
SANTRUMPOS ... 5 SANTRAUKA ... 6 SAMMURY ... 8 ĮVADAS ... 10 I. LITERATŪROS APŽVALGA ... 121.1. Mikroorganizmų paplitimas grūduose ... 12
1.2. Sąlygos įtakojančios grūdų mikroorganizmų veiklą ... 14
1.3. Mikroskopiniai grybai grūduose – mikotoksinų producentai ... 15
1.4. Mikotoksinų detoksikavimo būdai ... 20
1.4.1. Cheminiai būdai ir priemonės ... 20
1.4.2. Fizikiniai būdai ir priemonės ... 21
1.4.3. Mikrobiologiniai būdai ir priemonės... 22
1.5. Eteriniai aliejai ... 22
1.5.1. Eterinių aliejų gavyba... 23
1.5.2. Eterinių aliejų cheminė sudėtis ... 24
1.5.3. Dažniausiai naudojamų eterinių aliejų veikliosios medžiagos ir pritaikymas ... 25
1.5.4. Cheminės struktūros įtaka eterinių aliejų savybėms ... 28
1.5.5. Eterinių aliejų poveikis... 30
1.5.6. Eterinių aliejų biologinis aktyvumas ... 32
1.5.7. Eterinių aliejų panaudojimo sritys... 36
1.6. Tyrime naudoti eteriniai aliejai...37
II. TYRIMO METODIKA ... 42
2.1. Tyrimo objektas, laikas ir vieta ... 42
2.2. Tyrimo metodai ... 44
2.2.4. Statistinė analizė ... 46
III. TYRIMŲ REZULTATAI ... 47
3.1. Eterinių aliejų poveikis skirtingoms mikromicetų gentims ... 47
3.2. Mikromicetų kultūrų gyvybingumas paveikus eteriniais aliejais ... 54
IV. REZULTATŲ APTARIMAS ... 58
IŠVADOS ... 60
LITERATŪRA ... 62
SANTRUMPOS
AFB1 – aflatoksinas B1 AFB2 – aflatoksinas B2 AFG1 – aflatoksinas G1 AFG2 – aflatoksinas G2 aw – vandens aktyvumas DNR – deoksiribonukleorūgštis DON – deoksinivalenolis EB – Europos bendrijaEFSA – Europos maisto saugos tarnyba
EO – eterinis aliejus
FAO – Maisto ir žemės ūkio organizacija
FB1 – fumonizinas B1
JAV – Jungtinės Amerikos Valstijos
OTA – ochratoksinas A
RNR – ribonukleino rūgštis
T2 – T2 toksinas
UV – ultravioletiniai spinduliai
SANTRAUKA
Autorius: Edita VainauskaitėDarbo tema: Eterinių aliejų poveikis mikromicetams, išskirtiems iš grūdų. Raktiniai žodžiai: eteriniai aliejai, mikromicetai, antigrybinės savybės. Darbo vadovas: Violeta Baliukonienė.
Atlikimo vieta: magistrinis darbas atliktas 2011 – 2013 metais. Tyrimai atlikti LSMU Veterinarijos akademijoje, Maisto saugos ir kokybės katedroje, Gyvūnų gerovės tyrimų laboratorijoje.
Darbo objektas: pašariniai kviečiai bei miežiai. Kviečių ir miežių mėginiai buvo gauti iš Prienų rajone esančių žemės ūkio įmonių. Mėginiai paimti atsitiktinės atrankos būdu iš saugyklų. Eterinių aliejų antigrybinis aktyvumas įvertintas difuzijos į agarą metodu.
Darbo apimtis: 69 puslapių. Darbe pateiktos 9 lentelės, 16 paveikslų.
Darbo tikslas: įvertinti eterinių aliejų antigrybines savybes mikromicetams, išskirtiems iš grūdų.
Darbo uždaviniai: atrinkti komercinius eterinius aliejus pagal jų poveikį, sumažinant grūdų užsikrėtimą mikromicetais. Įvertinti atrinktų komercinių eterinių aliejų antigrybines savybes „lauko“ mikromicetams. Įvertinti atrinktų komercinių 100 proc. eterinių aliejų antigrybines savybes „sandėlių“ mikromicetams. Palyginti komercinių eterinių aliejų antigrybines savybes skirtingoms mikromicetų rūšims.
Rezultatai ir aptarimas: Atrinkti 6 komerciniai eteriniai aliejai (raudonėlių, šalavijų, ciberžolių, čiobrelių, pipirmėčių ir levandų), pasižymintys antigrybinėmis savybėmis. Vertinant eterinių aliejų antigrybinį poveikį, parinktos keturios pagrindinės mikromicetų kultūros (Fusarium sp., Penicillium sp., Aspergillus sp., Alternaria sp.).
Mikromicetų kultūras, veikiant skirtingu eterinių aliejų kiekiu (50; 25; 12,5; 6,25 μl), EO mažiausiai turėjo įtakos Aspergillus genties grybams. Fusarium genties grybai buvo jautriausi 50 ir 25 μl eterinių aliejų kiekiui. Mažinant eterinių aliejų kiekį (12,5 ir 6,25 μl) jautriausi antigrybiniam poveikiui buvo Penicillium genties grybai. Remiantis šiais duomenimis, galima teigti, kad vieni iš pavojingiausių lauko sąlygomis bręstančius javų grūdus pažeidžiantys Fusarium genčių grybai, ir sandėliuose aptinkami Penicillium genčių mikromicetai, gali būti sėkmingai sumažinami panaudojus šiuos eterinius aliejus (100 proc.).
Stipriausiu antigrybiniu poveikiu (esant 50 ir 25 μl eterinių aliejų kiekiui) pasižymėjo levandų eterinis aliejus. Gana efektyviai mikromicetų kultūras veikė šalavijų ir čiobrelių eteriniai aliejai. Silpniausiai mikromicetų kultūras veikė ciberžolių eterinis aliejus. Aspergillus fisher, Penicillium
atžvilgiu. Didžiausiu atsparumu eterinių aliejų antimikrobinėms savybėms pasižymėjo Aspergillus
versicolor, Penicillium brevicompactum ir Penicillium palitans.
Pakartotinai persėjus kultūras, kurios prieš tai buvo paveiktos 6,25 ir 12,5 µl EO kiekiu, raudonėlių ir čiobrelių eterinis aliejus pasižymėjo stipriausiu antigrybiniu poveikiu išaugusių kultūrų gyvybingumui. Palyginus tyrimui naudotų raudonėlių, šalavijų, ciberžolių, čiobrelių, pipirmėčių ir levandų eterinių aliejų poveikį, galima teigti, kad atskiri eteriniai aliejai skirtingai veikia mikromicetų gentis, ir skirtingos mikromicetų gentys yra nevienodai jautrios skirtingiems eteriniams aliejams.
Bendra išvada: Tyrimo rezultatai rodo, kad visi eteriniai aliejai pasižymėjo antigrybiniu poveikiu ir stabdė mikromicetų genčių augimą. Galima teigti, jog eteriniai aliejai sėkmingai gali būti pritaikyti maistinių - pašarinių žaliavų apsaugai.
SUMMARY
Author: Edita Vainauskaitė
Subject of the thesis: Effect of essential oils on micromycetes isolated from grain. Keywords: essential oils, micromycetes, antifungal effect.
Scientific advisor: Violeta Baliukonienė.
Place of performance: the Master Thesis was written in the year 2011-2013. Research was performed at Veterinary Academy and the Lithuanian University of Health Sciences, Department of Food Safety and Quality, Animal Welfare Research Laboratory.
Object of the thesis: feeding wheat and barleycorn. Samples of wheat and barleycorn were obtained from agricultural companies in Prienai district. Samples were taken from storage by random selection. Antifungal activity of essential oils was evaluated using method of diffusion to agar.
Structure: 69 pages. There are 9 tables and 16 figures in the thesis.
Objective of the thesis: to evaluate antifungal effect of essential oils on micromycetes isolated from grain.
Tasks: to select commercial essential oils according to their effect, by decreasing infection of grain with micromycetes. To evaluate antifungal effect of selected commercial essential oils on micromycetes "outside". To evaluate antifungal effect of selected commercial 100% essential oils on micromycetes "in storage". To compare antifungal effect of commercial essential oils on different kinds of micromycetes.
Results and discussion: 6 commercial essential oils (oregano, salvia, curcuma, thyme, peppermint and lavender) with antifungal properties were selected. When evaluating antifungal effect of essential oils, four main cultures of micromycetes were selected (Fusarium sp., Penicillium sp., Aspergillus sp., Alternaria sp). When applying different amounts of essential oils on cultures of micromycetes (50; 25; 12,5; 6,25 μl), the smallest effect was that of EO on genus Aspergillus fungi. Fungi of genus Fusarium were the most sensitive to the essential oil amounts of 50 and 25 μl. As the amount of essential oils was gradually decreased (12,5 and 6,25 μl), fungi of genus
Penicillium were the most sensitive to antifungal effect. These data imply that some of the most
dangerous fungi that damage grain maturing outside – genus Fusarium, as well as genus
Penicillium found in warehouses, may be successfully decreased using these essential oils (100 per
cent). Lavander essential oil had the strongest antimicrobial effect (when the amount of essential oils was 50 and 25 μl). Effect of salvia and thyme essential oils on cultures of micromycetes was rather efficient.
Curcuma essential oil had the weakest effect on cultures of micromycetes. Aspergillus fisher,
Penicillium paneum and Penicillium verrucosum fungi were the most sensitive in respect of all oils
used. Aspergillus versicolor, Penicillium brevicompactum and Penicillium palitans were most resistant to antimicrobial properties of essential oils. When cultures, previously affected by 6,25 and 12,5 μl of EO, were repeatedly sowed, oregano and thyme essential oil had the strongest antifungal effect on vitality of grown cultures. After comparison of effect of oregano, salvia, curcuma, thyme, peppermint and lavender essential oils used in the research, it may be stated that separate essential oils have different effect on genera of micromycetes, and different genera of micromycetes have different sensitiveness to different essential oils.
General conclusion: results of the research show that all essential oils had antifungal effect and restricted growth of genera of micromycetes. It may be stated that essential oils may be successfully used for protection of nutritional – feeding raw materials.
ĮVADAS
Pastaraisiais metais, kintant ūkininkavimo sąlygoms, itin suaktyvėjo mikroskopinių grybų plitimas (Satin, 2005; Bakutis, 2007). Daugelio šalių mokslininkai įvardina pavojų, kurį sukelia šios mikroorganizmų grupės sintetinami ir išskiriami į aplinką toksiški antriniai metabolitai (Jard et al., 2011). Pastaraisiais metais šiais metabolitais ir jų sintezės intensyvumą lemiančiais veiksniais pradėjo domėtis įvairių sričių specialistai visame pasaulyje, nes mikotoksinų sukeliami procesai glaudžiai siejami su žmonių ir gyvulių sveikata, gyvybine veikla ir sukelia didžiulius ekonominius nuostolius (Mohamed, 2011). Maisto ir žemės ūkio organizacija (FAO) apskaičiavo, kad 25 proc. pasaulio žemės ūkio produktų yra užteršti mikroskopinių grybų produkuojamais mikotoksinais.
Lietuvoje kasmet ne maža dalis tonų grūdų suvartojama maistui, tačiau išauginti javai ne visada atitinka maistinių grūdų kokybės reikalavimus. Dėl grybų maisto produktai tampa nebetinkami vartoti, mažėja jų maistinė vertė. Be to grūdai reikalingi visus metus ne tik maisto produktams gaminti, bet gyvuliams ir paukščiams šerti, bei sėjai.
Neretai, grūdai į saugyklą patenka drėgni, užteršti piktžolių sėklomis. Jiems pradėjus kaisti, reikia kuo greičiau stabilizuoti mikrobiologinius procesus, kad nebūtų patiriama didelių masės ir kokybės nuostolių, ar jie visai nesugestų dėl mikroorganizmų ir kenkėjų intensyvios veiklos. Tam taikomos įvairios cheminės medžiagos, bet daugelis šių medžiagų brangios ir pavojingos ekologiniu požiūriu (Bakutis, 2005).
Grūdų apvalymui nuo mikromicetų neblogų rezultatų davė naujos ekologiškos priemonės kaip - įvairių antioksidatorių, mikrobinių ekstraktų ir tam tikrų pienarūgščių bakterijų panaudojimas Tačiau pastaruoju metu įvairiose pasaulio šalyse didelis dėmesys skiriamas ir augaliniams produktams, kurie gali būti naudojami kaip apsaugos priemonės dėl lengvo biologinio skaidumo ir stimuliuojančio metabolinio pobūdžio (Steponavičienė, 2007).
Augalai yra biologiškai aktyvių medžiagų šaltinis su gydomuoju potencialu. Cheminės medžiagos veikia mikromicetus, bet augalų ekstraktai yra naudingesni, nes veikia švelniau, lengviau pasisavinami, išlieka nepakitusios jų natūralios proporcijos palyginti su kitomis cheminėmis medžiagomis ir antibiotikais (Mickienė ir kt., 2007).
Jau 1936 metais Risleris testavo eterinių aliejų antimikrobinį aktyvumą. 1954 Kellneris ir Kobertas tyrinėjo eterinių aliejų poveikį oro mikroorganizmas (Mickienė, 2009).
Susidomėjimas eteriniais aliejais, kaip antimikrobinėmis medžiagomis vis didėja. Lietuvoje ir užsienyje atliekami vis nauji tyrimai, kuriuose išbandomas įvairių augalų eterinių aliejų poveikis vis kitiems mikroorganizmams. Iš augalų išskiriamos lakiosios medžiagos aktyviai naudojamos farmacijos, sanitarijos, kosmetikos, žemės ūkio ir maisto pramonės sektoriuje (Mickienė ir kt.,
Eteriniai aliejai – dar vadinami lakiaisiais aliejais, yra kvapnūs, koncentruoti cheminiai junginiai gaunami iš įvairių augalų dalių. Tai antrinių augalų metabolitų mišiniai, kuriuos sudaro žemos virimo temperatūros fenilpropenai ir terpenai. Pagrindinis eterinių aliejų gavybos būdas yra augalinės žaliavos distiliacija vandens garais (Dambrauskienė, 2008).
Eteriniai aliejai teigiamai veikia lipidų metabolizmą, stimuliuoja virškinimą, turi antibakterinių (Orafidiya et al., 2002), antivirusinių antigrybinių, antiparazitinių (Pessoa, 2002), insekticidinių (Juglal et al., 2002; Misni et al., 2011), antioksidacinių, antiuždegiminių, mikromicetus slopinančių (Baser, Buchbauer, 2010; Mickienė ir kt., 2007) ir antitoksinių savybių (Juglal et al., 2002).
Darbo tikslas: įvertinti eterinių aliejų antigrybines savybes mikromicetams, išskirtiems iš grūdų.
Darbo uždaviniai:
1. Atrinkti komercinius eterinius aliejus pagal jų poveikį, sumažinant grūdų užsikrėtimą mikromicetais;
2. Įvertinti atrinktų komercinių eterinių aliejų antigrybines savybes „lauko“ mikromicetams; 3. Įvertinti atrinktų komercinių 100 proc. eterinių aliejų antigrybines savybes „sandėlių“
mikromicetams;
4. Palyginti komercinių eterinių aliejų antigrybines savybes skirtingoms mikromicetų rūšims. Darbo praktinė reikšmė: įvertinti eterinių aliejų antimikrobinį poveikį, kad išsiaiškinti kurie eteriniai aliejai gali efektyviausiai sumažinti pavojingiausių grūdų mikromicetų genčių, rūšių augimą.
Darbo struktūra: santrauka (lietuvių, anglų kalbomis), įvadas, literatūros apžvalga, tyrimo metodika ir organizavimas, tyrimo rezultatai, rezultatų aptarimas, išvados, literatūra, priedai. Darbo apimtis 69 psl. Darbe pateikiama 16 paveikslų, 9 lentelės.
I. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Mikroorganizmų paplitimas grūduose
Augalai auginami įvairių tipų dirvožemiuose taikant skirtingas agrochemines ir agrotechnines priemones. Tai sudaro sąlygas įvairių rūšių mikroorganizmams vystytis augalų vegetacijos metu bei po derliaus nuėmimo.
Dalis dirvos bakterijų ir grybų iš rizosferos palaipsniui pereina ant augalo antžeminių dalių, ir toliau vystosi ant jų. Šie mikroorganizmai maitinasi augalų medžiagų apykaitos produktais, kurie išsiskiria ant augalo atskirų dalių paviršiaus, arba prasiskverbia į augalo vidinius sluoksnius (Huai-Gu Chen et al., 2010).
Nustatyta, kad nukūltų grūdų masėje didžiausią mikroorganizmų dalį sudaro bakterijos (90-99 proc.), iš kitų mikroorganizmų randama pelėsinių grybų. Ant augalo antžeminių dalių laukuose dominuoja gramneigiamos bakterijos, tarp kurių dažniausiai pasitaikančios Pseudomonas,
Xanthomonas, Erwinia, Flavobacterium.
Pagal tai, kaip mikroorganizmai veikia grūdų masės būklę ir kokybę, jie skirstomi į tris grupes: saprofitinius (sudaro didžiausią grūdų masės mikroorganizmų dalį), fitopatogeninius ir patogeninius.
Dauguma saprofitų grūdų nepažeidžia, tačiau yra ir tokių, kurie prie tam tikrų sąlygų maitinasi grūdo organinėmis medžiagomis, taip pažeisdami grūdą. Tai daugiausiai bakterijos, pelėsiai, mielės bei aktinomicetai.
Iš saprofitinių bakterijų labiausiai paplitusios Erwinia herbicola (92-95 proc.). Šios bakterijos grūdų nepažeidžia, tačiau kvėpuodamos išskiria daug šilumos ir grūdų masė pradeda kaisti. Grūdų masėje pasitaiko puvimą ir rūgimą sukeliančių bakterijų. Iš puvimą sukeliančių bakterijų ypač žalinga yra šieno lazdelė (Bacillum subtilis). Jos sporos keletą valandų nežūva net virimo temperatūroje, todėl jų gali būti ir iškeptoje duonoje.
Mielės grūdų kokybei sandėliavimo metu įtakos turi mažai, tačiau esant palankioms sąlygoms, jos išskiria nemažai šilumos ir grūdai įgauna specifinį kvapą.
Fitopatogeniniai mikroorganizmai sukelia augalų ligas. Tai bakterijos (sukelia ligas, vadinamas bakteriozėmis), grybai (sukelia mikozes) ir virusai, kurie augalą nualina ir sumažina arba visiškai sunaikina derlių. Fitopatogeniniai mikroorganizmai grūdų išsilaikymo netrumpina, bet labai pablogina kokybę.
gyvulių mėšlu (http://www.lzuu.lt/nm/l-projektas/aug_mp_kokybe_s/41.htm prieiga per internetą 2013-03-04).
Didelę augalinės kilmės pašarinių žaliavų pažeidėjų dalį sudaro įvairių rūšių grybai:
Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaria, Paecilomytes, Stachilobotrys ir kt. Šie
mikromicetai, vystydamiesi ant augalinės kilmės žaliavų ar pašarų, sintetina ir išskiria į aplinką įvairios cheminės sudėties antrinius metabolitus – mikotoksinus, dėl to sulaukia išskirtinio dėmesio maistinių grūdų gamyboje (Lugauskas ir kt., 2002).
Daugelis mikromicetų gali augti net anaerobinėmis sąlygomis. Dėl to mikotoksinų gamyba, pašarų ir maisto produktų užterštumas, priklauso nuo išorinės aplinkos veiksnių: substrato sudėties, drėgmės ir temperatūros, grūdų pažeidimo laipsnio.
Lietuvos agroklimato sąlygos yra palankios mikotoksinų producentams Fusarium spp.,
Aspergillus ochraceus ir Penicillium verrucosum plisti. Vystymosi metu mikromicetai į aplinką
išskiria įvairius metabolitus: fermentus, organines rūgštis, lakiuosius alkoholius, ketonus, esterius, angliavandenius ir kitus toksiškus junginius (Krikštaponis, 2000).
Ant grūdų aptinkamus mikromicetus galima sąlyginai padalinti į dvi grupes: lauko ir sandėlių. Toks sąlyginis skirstymas grindžiamas drėgmės poreikiu. Lauko mikromicetams priskiriami hidrofilai. Šiai grupei priklauso: Alternaria, Cladosporium, Fusarium ir kitų genčių grybai (Tamošiūnienė, 2005).
Lauko sąlygomis dar bręstančius javų grūdus dažniausiai pažeidžia Alternaria ir Fusarium genčių grybai. Ant įvairių javų grūdų rūšių dažniausiai aptinkami Fuzarium graminearum, F.
avenaceum, F. culmorum, F. equiseti, F. moniliforme. Sausringaisiais metais ant laukuose
bręstančių grūdų aptinkama Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Bipolaris, Botrytis ir kai kurių kitų genčių mikromicetų (Tamošiūnienė, 2005).
Grūdų užterštumas mikromicetų pradais sandėliuose priklauso nuo atvežtos žaliavos ir pradinio aruodų užterštumo, grūdų saugojimo trukmės, sandėliavimo sanitarinių sąlygų, aplinkos temperatūros ir drėgmės. Jeigu būtų įmanoma nuimti derlių sausai ir jį rūpestingai saugoti sandėliuose, tai sandėlio grybelių beveik nebūtų. Kanados mokslininkų duomenimis didžiausią dalį grūdų sandėliuose aptinkamų rūšių mikromicetų tenka priskirti Aspergillus ir Penicillium genčių anamorfoms. Palankiomis sąlygomis jie greitai vystosi ir slopina kitų mikroorganizmų veiklą, ypač tų kurie nesudaro sporų (Lugauskas ir kt., 2002).
Tam tikri mikromicetų pradai ir bakterinės ląstelės gali būti pavojingi žmonėms. Jie gali užsikrėsti sukėlėjų infekcinėmis ligomis, pavyzdžiui, alerginiu rinitu, astma ar padidėjusio jautrumo pneumonitu (Lugaukas ir kt., 2002). Astma yra viena iš dažniausių vaikų kvėpavimo takų ligų, jos
Daugelis tyrimų rodo, kad Aspergillus, Penicillium genčių grybai ir Candida mielės yra pagrindinės žmonių ligų priežastys. Tačiau pavojingų žmonėms grybų sąrašas kasmet didėja (Alternaria,
Acremonium, Fusarium, Absidia, Phoma gentys) (Motiejūnaitė, Pečiulytė, 2004).
1.2. Sąlygos įtakojančios grūdų mikroorganizmų veiklą
Įvairūs aplinkos veiksniai sumažina augalų apsaugines funkcijas ir sąlygoja grūdų užkrėtimą toksinus produkuojančiais mikromicetais (Satin, 2005). Drėgmė ir temperatūra yra svarbiausi veiksniai mikromicetams vystytis.
Sausas ir šiltas pavasaris skatina Fusarium mikroskopinių grybų sporų gamybą, o lietus birželio mėnesį išplatina mikromicetų sporas javų varpose. Javų žydėjimo metu yra didžiausia užsikrėtimo tikimybė Fusarium grybeliais, o lietūs ir šiluma skatina užsikrėtimo didėjimą javų brendimo metu (Bakutis, 2009). Šiais mikroskopiniais grybais grūdiniai augalai užkrečiami dar augimo laikotarpiu, bet jų augimas ir toksinų išskyrimas taip pat galimas ir po derliaus nuėmimo netinkamai laikant grūdus. Fusarium išskiriami toksinai dažniausiai aptinkami kukurūzuose, tačiau jų sporos yra plačiai paplitusios bei randamos ir ant kitų javų: kviečių, avižų, miežių, ryžių, rugių, sorgo ir sojų pupelių (EFSA, 2011).
Grūdų sandėliavimo metu toksiškų mikroskopinių grybų dauginimasis ir mikotoksinų gamyba priklauso nuo temperatūros, drėgmės, substrato, deguonies ir CO2 koncentracijos, sandėlių kenkėjų
ir kitų faktorių (Satin, 2005; Bakutis, 2009).
Drėgnuose grūduose pirmiausia pradeda vystytis pelėsiniai grybai ir per trumpą laiką, greito jų dauginimosi dėka, jie išstumia kitų grupių mikroorganizmus (epifitinę mikroflorą). Atskirų mikroorganizmų grupių ir rūšių augimo sparta priklauso nuo grūdų drėgnumo ir temperatūros. Mokslininkų nustatyta, kad prie ankščiau paminėtų sąlygų vystosi Aspergilius ir Penicillium genties grybai, kurie sunaikina tipišką mikroflorą (Tamošiūnienė, 2005).
Svarbus veiksnys yra nevienodas drėgmės pasiskirstymas grūdų masėje, nes mikromicetai sparčiau vystosi ten, kur patenka drėgmės. Dėl drėgno oro ir temperatūrų skirtumo drėgmė dažnai kondensuojasi ant sandėlio konstrukcijų ir lašų pavidalu patenka ant išdžiovintų grūdų. Tokiu būdu grūdų masėje atsiranda vadinamieji „karštieji taškai“, kuriuose susidaro palankios sąlygos mikromicetams vystytis (Tamošiūnienė, 2005).
Mikroskopinių grybų augimo temperatūra labai įvairi, ji priklauso nuo grybų rūšies. Yra rūšių, kurios gali vystytis žemesnėje nei 0C temperatūroje. Dauguma vidutinio klimato sąlygomis ant grūdų aptinkamų mikromicetų yra mezofilai, kurių augimo ir vystymosi optimali temperatūra 22 –
Įvairūs Fusarium genties mikromicetai bei jų produkuojami mikotoksinai dažniausiai aptinkami vėsaus ir vidutinio klimato zonose, kur jiems augti ir mikotoksinams gamintis optimali temperatūra yra 8-15C. Javuose ir kukurūzuose buvo aptiktos termotolerantinės Aspergillus candidus, A. flavus, A.
fumigatus, Paecilomyces variotii, kurios vystosi iki 50C, ir termofilinės Thermomyces languinosus,
Rhizomucor pusillus, Termoascus aurantuacus, kurios vystosi iki 55C ir net daugiau nei 60C temperatūroje, mikromicetų padermės (Bakutis, 2002 ).
Orui judant mikromicetai išnešiojami po įvairias patalpas, nusėda ant įvairių paviršių.
Drėgmės kiekis, kuriam esant galima saugiai sandėliuoti įvairius grūdus, skiriasi priklausomai nuo jų cheminės sudėties. Grūdai kurių sudėtyje yra didelis kiekis riebalų, gali būti sandėliuojami drėgnesnėmis sąlygomis, nei grūdai, kurių pagrindinė sudedamoji dalis yra krakmolas.
Augalų patogenai taip pat gali būti išnešioti vabzdžių ir erkių. Šie dažniausiai pažeidžia tokius produktus kaip ryžiai, kukurūzai, kviečiai, sorgai. Grūdų kokybės rodiklius, tokius kaip baltymų kiekis, daigumo rodiklis bei padidėjusi mikotoksinų koncentracija prastina ir kiti kenkėjai, tokie kaip amarai, bei tripsai (Kordali et al., 2008).
Mikromicetų augimui ir mikotoksinų produkavimui įtakos turi substrato cheminė sudėtis. Labai svarbus terpėje yra C ir N santykis. Optimalus terpių pH, kuriuose geriausiai auga mikroskopiniai grybai yra 4,5 - 6,5 (Tapondjou et al., 2002).
1.3. Mikroskopiniai grybai grūduose – mikotoksinų producentai
Mikotoksinai yra chemiškai įvairialypės medžiagų grupės, kurios yra antriniai siūlinių mikromicetų medžiagų apykaitos produktai. Jie pasižymi hematopoetiniu, hepatotoksiu, nefrotoksiniu, neurotoksiniu, teratogeniniu, mutageniniu, kancerogeniniu, dermatotoksiniu ir mažinančiu reprodukcines savybes poveikiu. Išskirtinas mikotoksinų imunosupresinis poveikis (CAST, 2003).
Mikotoksinai žmogaus ir gyvūnų sveikatai daro įtaką per virškinimo, kvėpavimo organus arba dirgina odą tiesioginio kontakto metu. Patenkantys į gyvulių ir paukščių organizmą su pašarais ar lesalais, sąlygoja produktyvumo sumažėjimą, lėtinius gyvybiškai svarbių vidaus organų pažeidimus, imuninės sistemos susilpnėjimą ir infekcinių susirgimų paūmėjimą.
Padažnėjusios gyvulių infekcijos gali paveikti ir žmones per gyvūninės kilmės produktus, kadangi juose gali būti aptinkama toksinų, įvairių patogenų ar gydymo metu naudotų vaistinių preparatų liekanų. Į žmogaus organizmą patekę mikotoksinai gali sukelti imuninės sistemos pakitimus ir sumažinti atsparumą infekcijoms. Šios medžiagos gali slopinti kai kurių baltymų
(Supronienė, 2009; Danilčenko ir kt., 2006; Danilčenko ir kt., 2003; Kordušienė, Kraujutienė, 2009; Supronienė ir kt., 2010; Skurdenienė ir kt., 2007).
Toksinų kiekiai nevalytuose, nerūšiuotuose grūduose būna ženkliai didesni nei maistui atrinktoje valytoje produkcijoje. Valymas ir rūšiavimas, tai vieni iš pagrindinių būdų leidžiančių ženkliai sumažinti šių nepageidaujamų medžiagų kiekį žaliavoje (iki 84 proc.) (EFSA, 2011).
Augalų užsikrėtimo riziką mažina sėjomainų taikymas, atsparių patogenų kompleksui veislių išvedimas, efektyvus fungicidų naudojimas bei tinkamas tręšimas (įprastinės gamybos ūkiuose). Tinkamas derliaus sandėliavimas grūdų saugyklose, pašarų detoksikavimas fiziniu, cheminiu ar biologiniu metodu prieš šėrimą padeda sumažinti toksinų kiekį pašaruose (Skurdenienė ir kt., 2007). Papildomi veiksniai, apsaugantys pašarus nuo mikotoksinų ir bakterijų kiekio padidėjimo, yra reguliarus pašarų kokybės tyrimas, pažangių grūdų perdirbimo technologijų įdiegimas ir cheminių medžiagų naudojimas (Skurdenienė ir kt., 2007).
Ištirta, kad didesni mikotoksinų kiekiai sukelia mikotoksikozes, o jos priklausomai nuo patekusio į organizmą kieko gali pasireikšti ūmia arba lėtine forma. Ūmios toksikozių formos paprastai baigiasi mirtimi. Dažniausiai grūdai, pašarai ar maisto produktai nėra užteršti tokiu mikotoksinų kiekiu, kuris galėtų sukelti toksikozes, tačiau vartojant nuolat ir didelį kiekį produktų, užterštų netgi mažų koncentracijų mikotoksinais, gali sumažėti produkcija, imunitetas, reprodukcija (Danilčenko ir kt., 2003, Kordušienė, Kraujutienė, 2007).
Lietuvoje, kaip ir kitose Europos šalyse, veikia valstybinė kontrolės sistema, nukreipta didžiausių leidžiamų koncentracijų (DLK) viršijimo faktams nustatyti ir produktų realizacijai sustabdyti (Butkutė, Mankevičienė, 2007).
Dažnai grūduose, pašaruose randama DON, NIV, DAS, T-2, HT-2 ir kiti trichotecenai, OTA ir AFL, AFL B1 ir FUM B1, ZON (Lugauskas ir kt., 2002).
Nustatyta, kad žmonių ir gyvulių sveikatai ypač pavojingi kai kurių mikromicetų rūšių produkuojami toksinai: aflatoksinai, ochratoksinai, zearalenonas, T-2 toksinas, deoksinivalenolis, patulinas (Lugauskas ir kt., 2002).
Bene daugiausia nuostolių patiriama dėl Fusarium genties pelėsinių grybų (vadinamųjų lauko pelėsių) sukeliamos fuzariozės. Kenijoje buvo atliekami tyrimai, siekiant nustatyti kviečių ligas sukeliančias Fusarium rūšis. Užsikrėtimas grybais buvo nustatomas naudojant ELISA metodą. Kviečių mėginiuose buvo rasta didelis užsikrėtimas mikroskopiniais grybais, iš kurių didžiąją dalį sudarė Epicoccum, Alternaria ir Fusarium rūšys. Vidutinis Fusarium rūšies užsikrėtimo dažnis svyravo nuo 13 iki 18 proc. Dauguma grūdų mėginių buvo užsikrėtę mikotoksinais, vidutiniškai iki 75 proc. deoksinivalenolio (DON) ir 86 proc. T-2 toksinas. Aptikta ir zearalenono bei aflatoksino B1 (Lugauskas ir kt., 2002).
Keletas svarbesnių mikromicetų produkuojamų mikotoksinų:
Zearalenonas
Tai Fusarium genties grybelių išskiriamas toksinas, kurio įvairūs kiekiai aptinkami beveik kiekviename žemės ūkio produkte, pašarų žaliavose ir paruoštuose pašaruose. Ypač dažnai aptinkamas javų grūduose (kviečiuose, miežiuose, sorge, rugiuose) ir iš jų gautuose produktuose. Šis antrinis metabolitas pasižymi estrogeniniu poveikiu. Skirtingas gyvūnų rūšis jis veikia
nevienodai, bet jautriausios yra kiaulės (EFSA, 2011).
Be Fusarium spp. gaminamo zearalenono, mikroskopiniai grybai išskiria jam giminingus metabolitus: α-zearalenolį, β-zearalenolį, α-zearalanolį ir β-zearalanolį. Redukuojant toksinas virsta į α-zearalenolį, pasižymintį stipresniu estrogeniniu poveikiu, ir β-zearalenolį, turintį silpnesnį estrogeninį poveikį (EFSA, 2011).
Atlikus mokslinius tyrimus su žiurkėmis, Fusarium mikroskopinių grybų išskiriamo toksino kancerogeninis poveikis nebuvo nustatytas, o tyrimai su pelėmis parodė, kad jų organizme zearalenonas sukėlė auglių susidarymą hipofizyje ir kepenyse (EFSA, 2011).
Tyrimais su bakterijų kultūromis zearalenono mutageniškumas nebuvo nustatytas, tačiau bandymai in vitro parodė, kad šis toksinas pasižymi klastogeniniu ir aneugeniniu poveikiu (EFSA, 2011).
Fumonizinai
Fumonizinai, tai grupė mikotoksinų, kuriuos gamina F. moniliforme. Fumonizinas B1 yra
vienas svarbiausių ir sukelia žmonėms stemplės vėžį. Kiaulės ir arkliai yra labiau linkę į fumonizinų toksinį poveikį nei dauguma naminių paukščių. Broileriams sunkesni simptomai, tokie kaip
viduriavimas, sumažėję pašarų sąnaudos, sumažėjęs kūno svoris, padidėję santykiniai kepenų ir inkstų svoriai, bei kepenų nekrozė, pasireiškia jei pašaruose fumonizinų koncentracija būna didesnė nei 150 mg/kg (Bakutis, 2004).
Trichotecenai
F. graminearum gamina trichotecenus: deoksinivalenolį, 15-acetyldeoksinivalenolį,
3-acetyldeoksinivalenolį, nivalenolį, 4-acetylnivalenolį ir fuzarenoną-X (EFSA, 2011). Net maža trichotecenų koncentracija veikia imunosupresyviai. Lesinant viščiukus deoksinivalenolu užkrėstais lesalais, sukeliami kraujodaros ir imuninės sistemos pažeidimai. Pagrindiniai trichotecenų
gaminami mikotoksinai yra deoksinivalenolis (DON) ir T-2 toksinas (CAST, 2003).
T-2 toksinas gaminami įvairių rūšių Fusarium grybų, tokių kaip F. sporotrichioides, F. poae,
F. equiseti, F. acuminatum, kuriais gali būti užkrėsti kukurūzai, kviečiai, miežiai ir ryžiai pasėlių
laukuose arba sandėliavimo metu.T-2 toksinas gali būti pagrindinis veiksnys, sukeliantis žmonėms dažnai mirtiną ligą aleukiją. Šis toksinas gerai žinomas kaip baltymų sintezės inhibitorius. Jis taip pat slopina DNR ir RNR sintezę, trukdo fosfolipidų metabolizmo reakcijas membranoje ir paskatina padidėjusį lipidų peroksidų kiekį kepenyse. Palyginus ūkiuose auginamus gyvūnus, kiaulės yra labiausiai jautrios T-2 toksinams, o atrajotojai yra atsparesni neigiamam T-2 toksino poveikiui. Šie toksinai gali sukelti embriono ar vaisiaus mirtį, vaisiaus galvos smegenų pažeidimus ir kaulų apsigimimus (CAST, 2003).
Ochratoksinai
Aspergillus ochraceus ir Penicillium verrucosum mikroskopiniai grybai dažniausiai išskiria
ochratoksinus. Grūdai yra pagrindinis ochratoksino A šaltinis. Danijoje, ištyrus 33 pašarų mėginius, ochratoksinas A rasta 19-oje mėginių. Daugiau negu pusėje pašarų, kuriuose buvo rastas
ochratoksinas, jo koncentracija buvo didesnė negu 0,2 mg/kg. Ochratoksinas galimai turi
kancerogeninį poveikį žmonėms, tačiau trūksta įrodymų, nes eksperimentai atliekami su gyvūnais, bet ne su žmonėmis.
Vartojant ochratoksinais užterštus pašarus mažėja gyvulių priesvoriai, produkcijos kiekis ir kokybė, toksinai gali pereiti placentos barjerą ir apnuodyti vaisių. Ypač jautrios kiaulės.
Yra įrodyta, kad ochratoksinai turi mutageninį, teratogeninį, neurotoksinį, hepatotoksinių ir imunotoksinių savybių (Denli et al., 2010). Net nedidelis kiekis veikia kancerogeniškai (CAST, 2003).
Ochratoksinų giminingumas su galvijų ir žmonių serumu albuminu buvo pastebėtas in vitro. Albumino santykius su ochratoksinais patvirtino Kumagai, kuris nustatė, kad albumino stokojančioms žiurkėms pavyko greitai pašalinti šį mikotoksiną su šlapimu.
Iš ochratoksinų pažymėtinas ochratoksinas A, kuris yra toksiškiausias. Palankios sąlygos šio mikotoksino gamybai susidaro drėgnų vasarų metu, netinkamai sandėliuojant pašarus (Abrunhosa et al. 2010).
Aflatoksinai
Aflatoksinai yra antrinių metabolitų - Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. nomius, A. tamarii
ir A. bombycis – producentai. Šie toksinai ūmiai ir lėtiniai toksiški tiek žmonės, tiek gyvūnams,
pasižymintys kancerogeninėmis, teratogeninėmis, hepatotoksinėmis, imunosupresyvinėmis ir mutageninėmis savybėmis. Jie paplitę grūduose, ankštiniuose augaluose, ryžiuose, medvilnėje, riešutuose, piene, kiaušiniuose, sūryje ir kituose produktuose. Aflatoksinai buvo nustatyti, net ir aukštos kokybės paruoštuose šviežios paprikos ir čili milteliuose, parduodamuose prekybos centruose Indijoje ir kukurūzuose, žemės riešutuose naudojamuose naminių paukščių lesaluose. Aflatoksinai aptikti ir vaistiniuose augaluose, bei prieskoniuose (Skurdenienė ir kt., 2007).
A. flavus ir A. parasiticus sintetina aflatoksinus, o A. ochraceus produkuoja ochratoksiną.
Aflatoksinams priskiriama: aflatoksinas B1, B2, G1 ir G2.
Aflatoksinas B1 aptinkamas pašaruose, užterštuose Aspergillus flavus ir A. parasiticus
mikromicetais. Aflatoksinui B1 su pašaru patekus į melžiamų karvių organizmą, ten vyksta jo
hidroksilinimo reakcija į medžiagų apykaitos produktą aflatoksiną M1. Šis toksinas pereina į pieną
ir yra laikomas kancerogeniniu, todėl jo kiekis piene turi būti kontroliuojamas. Vienas iš svarbiausių šio toksino poveikių yra baltymų slopinimo sintezė, dėl ko labai sumažėja albumino bei kraujo plazmos baltymų, daugiausia alfa ir beta globulinų lygis (Mateo et al., 2011).
Ispanijoje buvo atliekamas PGR metodu paremtas tyrimas, nustatyti grūdų užsikrėtimą aflatoksinais ir ochratoksinais. Iš šimto penkių mėginių, dvidešimt devyni mėginiai buvo užteršti bent vienu iš tirtų mikotoksinų. AFB1, AFB2 AFG1, AFG2 ir OTA buvo atitinkamai aptikti 12,4 %,
2,9 %, 4,8 %, 2,9 % ir 20 % mėginiuose. Aflatoksinai ir ochratoksinai A kartu pasireiškė 4,8 % mėginiuose. Didžiausia mikotoksinų koncentracija (ng/g) buvo 0,61 (AFB1), 0,06 (AFB2), 0,26
(AFG1), 0,05 (AFG2) ir 2,0 (OTA). PGR rezultatai parodė aukšto lygio grūdų užterštumą (Mateo et
1.4. Mikotoksinų detoksikavimo būdai
Įvairių genčių grybai padaro didelius nuostolius žemės ūkiui. Jie platina įvairias ekonomiškai svarbių augalų ligas, gamina toksinus, įtakoja varpinių ląstelių membranų pralaidumą ir sutrikdo ląstelių metabolizmą. Kai kurie patogenai sukelia įvairių kultūrinių augalų antraknozę, kas gali pažeisti ir vaisius (Venskutonis, 2002).
Lietuvoje didžiausią žalą daro Fusarium genties grybai, todėl šių mikromicetų sukeliamų mikotoksikozių profilaktiką reiktų pradėti jau grūdus sėjant.
Kalbant apie mikotoksikozių profilaktiką lauko sąlygomis galima būtų išskirti tokius veiksnius, kaip dirvos įdirbimo technologija, sėjomainų taikymas, efektyvių fungicidų panaudojimas, atsparių veislių parinkimas, subalansuotas sėjimas, sėjimo tankio sureguliavimas, kova su vabzdžiais ir erkėmis (Venskutonis, 2002).
Dažniausiai derliaus užteršimo išvengti nepavyksta, tačiau yra įmanoma atgauti užterštus produktus, pašalinant iš jų teršalus. Šis procesas vadinamas detoksikavimu. Jis susideda iš mikotoksinų pašalinimo, sunaikinimo arba jų toksiško poveikio sumažinimo. Dažniausiai šiam tikslui naudojamas būdas yra grūdų apdorojimas po derliaus nuėmimo. Tačiau mikotoksinų molekulės yra patvarios ir jas suardyti sunku (Venskutonis, 2002). Bet kokiu atveju, nukenksminimo procesai turėtų sunaikinti arba nukenksminti mikotoksinus nesukuriant nuodingų produktų, ir garantuoti tinkamą maistinę vertę, nesukeliant jokių produkto techninių savybių pakitimo.
Tradiciškai detoksikavimo būdai klasifikuojami pagal naudojamo proceso rūšį į cheminius, fizinius ir mikrobiologinius.
1.4.1 Cheminiai būdai ir priemonės
Cheminiams metodams gali būti priskiriamas bet kuris cheminis apdorojimas, kuriuo siekiama sunaikinti ir inaktyvuoti mikotoksinus. Tačiau kai kurių jų apdorojimo būdų atžvilgiu mokslininkai pateikia vis daugiau abejonių ir išlygų, pvz. pašarų veikimas amoniaku gavo didžiausią dėmesį aflatoksino ir ochratoksino detoksikacijai užterštuose pašaruose. Nors šie metodai naudojant amoniaką efektyvūs prieš mikotoksinus, tačiau jis pats pavojingas sveikatai. Vis dėl to amoniako naudojimas yra patvirtintas kaip detoksikacijos procedūra aflatoksinais užterštiems žemės ūkio produktams kai kuriose JAV valstijose. Be to, Prancūzijoje ir Senegale amoniakas naudojamas detoksikuoti mikotoksinais užterštus žemės riešutus, medvilnę ir kukurūzus (Venskutonis, 2002).
Grūdų konservavimui bei mikroorganizmų sunaikinimui gali būti naudojami įvairūs insekticidai, fungicidai, herbicidai. Dažnai naudojamos įvairios rūgštys, bazės, oksidatoriai, reduktoriai, druskos ir įvairūs reagentai, pavyzdžiui, formaldehidas.
Šarminio vandenilio peroksido, natrio hidroksido ir monometilamino, arba amonio su kalcio hidroksidu naudojimas buvo nustatyti kaip veiksmingi mikotoksinų nukenksminimo metodai, bet jų in vivo taikymas yra neįmanomas dėl maistinių ir juslinių savybių kokybės mažėjimo.
Kitas būdas yra ozonavimas; sudėtingų elektrocheminių metodų plėtra, leidžianti panaudoti ozono (O3) taikymą. Reikia paminėti, kad cheminis apdorojimas neleidžiamas Europos Sąjungoje prekėms, skirtoms vartoti žmonėms (Varga et al., 2010).
Drėgnų grūdų konservavimui gali būti naudojamos skystos, birios bei dujinės sudėties cheminės medžiagos (Tamošiūnienė, 2005).
1. 4.2 Fizikiniai būdai ir priemonės
Fiziniams metodams priskiriamas mikotoksinais užkrėstų substratų valymas ir suardymas kaitinant saulės kaitroje ar mikrobangomis, t. y. vykdant mikotoksinų detoksikaciją, gali būti atliekamas - valymas, mechaninis rūšiavimas ir atskyrimas (pvz., filtravimas), termiškas apdorojimas, apdorojimas ultragarsu ir švitinimas. Valymo procese atrenkami užterši grūdai, dulkės, lukštai, plaukai ar gruntinės dalelės.
Šių metodų tikslas yra pakeisti cheminę toksinų struktūrą, kadangi nuo struktūros priklauso molekulės nuodingumas (Venskutonis, 2002).
Mechaninio rūšiavimo ir atskyrimo metu, švarus produktas yra atskiriamas nuo mikotoksinais užterštų grūdų. Plovimo procedūros, naudojant vandenį arba natrio karbonato tirpalą, taip pat gali sumažina kai kuriuos mikotoksinus grūduose. Atšaldymo iki -20°C ir atšildymo iki 26°C procesas, ir UV bei gama spinduliuotės naudojimas, gali sunaikinti mikotoksinus gaminančių grybų konidijas (Varga et al., 2010).
Tyrėjai identifikavo molekules, kurios yra panašios į tam tikros kategorijos mikotoksinus. Šios tikslingai pasirinktos molekulės sujungia su žmonių ar gyvulių mitybai skirtuose produktuose esančius mikotoksinus ir tokiu būdų yra sumažinamas pastarųjų kenksmingumas. Šis būdas, kuris buvo plačiai išbandytas su aflatoksinais, sumažina jų koncentraciją kraujyje bei jų išplitimą pažeidžiamuose organuose. Metodo taikymą apsunkina tai, kad būtina išvengti molekulių, kurios sustiprina mikotoksinų kenksmingumą, pavyzdžiui, tam tikrų silikatų (Venskutonis, 2002).
1.4.3 Mikrobiologiniai būdai ir priemonės
Mokslo darbuotojai Europoje tiria mikotoksinų suardymo galimybes panaudojant mikroskopiškus gyvus organizmus – įvairius bakterijų ir mielių štamus.
Keliose tyrimų ataskaitose apibūdinama mikotoksinų ardomasis poveikis veikiant žinduolių virškinimo trakto mikrobinei florai, įskaitant karvių ir avių prieskrandžio mikrobus, ir bakterijas dažniausiai gyvenančias žiurkių storojoje ir aklojoje žarnoje. Dvylikapirštė, klubinė žarna ir kasa, kaip buvo įrodyta, gali atlikti žiurkių organizme mikotoksinų detoksikavimo reakciją, o kepenų ir inkstų veikla yra maža (Varga et al., 2010). Tačiau didžioji dalis rezultatų nebuvo labai geri ir todėl tyrėjai nelabai tiki, kad būtų naudinga tęsti tyrimus šia kryptimi.
Būdai, kuriais siekiama sumažinti mikotoksinų toksiškumą po to kai jie patenka į organizmą taip pat yra detoksikavimo strategijos dalis. Viena iš šiuo metu Europoje vystomų krypčių yra siekimas surasti medžiagas (vitaminus, baltymus, fermentus, geros kokybės riebalus, antioksidantus ir kt.), kurių pridėjus į užkrėstus maisto produktus, jos galėtų sumažinti jų toksiškumą. Šie maisto priedai susijungtų su mikotoksinų molekulėmis ir tokiu būdu sumažintų jų pasisavinimą organizme (Venskutonis, 2002).
1.5. Eteriniai aliejai
Eteriniai aliejai – lakios, įvairios cheminės sudėties, aliejaus konsistencijos, stipraus ir dažniausiai malonaus kvapo, bespalvės, gelsvos arba žalsvos skaidrios medžiagos. Tai subtilios, labai sudėtingos struktūros medžiagos, sudarytos iš kelių šimtų atskirų junginių, kurių harmoninga visuma lemia jų specifinį aromatą bei gydomąsias savybes (Brenesa, Rourab, 2010).
Prieskoninių augalų ekstraktams, eteriniams aliejams būdingas stiprus aromatas dėl juose esančių lakiųjų junginių. Daugiausia eterinių aliejų sukaupia šilto klimato augalai. Dabar žinoma apie 2500 eterinius aliejus sukaupiančių augalų rūšių. Tai notrelinių, salierinių, astrinių, erškėtinių, mirtinių, pušininių, kiparisinių, bastutinių ir kt. augalų rūšys. Šių augalų eteriniuose aliejuose identifikuota virš 500 aromatą sudarančių medžiagų (Šarkinas, 2008).
Augaliniai eteriniai aliejai išskiriami iš įvairių augalų dalių: pumpurų (rožių), lapų (eukaliptų), žievės (cinamono), medžio šerdies (saldymedžio), uogų (kadagio), vaisių (citrusinių), šaknų (valerijono), žiedų (jazmino), spyglių (rozmarino, kėnių, pušų), dervų (smilkalai) (Mickienė, 2009). Iš to paties augalo skirtingų dalių gali būti gaunami eteriniai aliejai, besiskiriantys savo savybėmis: iš cinamono medžių lapų gaunamas vienas aliejus, iš žievės - kitas.
Naudojami ir pavieniai iš eterinių aliejų išskirti komponentai pvz. timolis (randamas čiobreliuose), karvakrolis (raudonėlyje), cinamonaldehidas (cinamone) (Ragažinskienė ir kt., 2005). Susidomėjimas eteriniais aliejais ypač padidėjęs, ES žemės ūkis vartojimui pirmenybę teikia natūraliems produktams. Plačiai pranešama apie eterinių aliejų antimikrobines savybes. Atsižvelgiant į jų antimikrobines savybės, eteriniai aliejai taikomi kaip galimi pašarų priedai (Lee et al, 2004). Be antibakterinių savybių, įrodyta, kad jie ar jų dalys gali veikti kaip antioksidantai (Baser, Buchbauer, 2010; Mickienė ir kt., 2007), virškinimo stimuliatoriai, pasižymėti antivirusinėmis (Giraud-Robert, 2005), antigrybinėmis (Boyraz, Ozcan, 2006), antitoksinėmis (Juglal ir kt, 2002), antiparazitinėmis ir insekticidinėmis savybėmis, taip pat būti naudojami kvapo slopinimo ir amoniako kontrolėje (Pessoa et al, 2002).
1.5.1. Eterinių aliejų gavyba
Eteriniai aliejai –gaminami iš aromatingų augalų distiliacijos būdu (1 pav.).
1 pav. Eterinių aliejų distiliacijos procesas (Davis, 2004).
Aromatinės esencijos, susidarančios augaluose natūraliu būdu gamtoje, eteriniais aliejais tampa tik distiliuojant. Tikrieji eteriniai aliejai gaminami distiliacijos būdu, nenaudojant cheminių tirpiklių.
Pagrindiniai naudojami distiliacijos metodai:
Vandens distiliacija (tokiu būdu dažniausiai distiliuojami gėlių ir žiedlapių, pvz. rožės, apelsino žiedų, eteriniai aliejai).
Garų distiliacija (tai dažniausias eterinių aliejų gamybos būdas (žr. 1 pav.) (Dambrauskienė, 2008).
Šaltojo spaudimo (taikomas citrusiniams, šiuo būdu gaminami tokie eteriniai aliejai, kaip pvz. migdolų, abrikosų kauliukų, saulėgrąžų ir kt.).
Kartais vienos distiliacijos nepakanka. Pakartotinis procesas, kai eterinis aliejus išgryninamas ir atskiriamas nuo nelakių medžiagų arba apvalomas nuo nepageidaujamų sudedamųjų dalių (pvz. furokumarino bergapteno, esančių bergamočių eteriniame aliejuje) vadinamas rektifikacija (Davis, 2004; Mickienė, 2009).
1.5.2. Eterinių aliejų cheminė sudėtis
Eteriniai aliejai cheminiu požiūriu yra gana sudėtingi mišiniai, kuriuos sudaro keliasdešimt komponentų ir dažnai sudėtinga paaiškinti jų veiklą. Jie netirpūs vandenyje, bet gerai tirpsta alkoholyje, maišosi su aliejais bei organiniais tirpikliais. Gerai tirpina vašką, įvairias dervas, parafiną, gumą, riebalus.
Atliekant EO sudėties lakiųjų junginių analizę atliekama dujų chromatografija ir masės spektrometrija (Brenesa, Rourab, 2010).
Eterinių aliejų pagrindinės sudedamosios dalys yra terpenai (pvz. angliavandeniliai – limonenas), alkoholiai (mentolis), aldehidai (citralis), esteriai, ketonai (kartonas) ir kt. (Bakkali et al., 2008). Didžioji dalis yra lengvesni už vandenį. Virimo temperatūra svyruoja 150-300 C ribose.
Dviems ar trims pagrindiniams komponentams yra būdingas gana didelės koncentracijos (iki 85%), palyginti su kitų komponentų pėdsakais (alfa-terpenas, acetatas, eukaliptolis, limonenas ar miocenas) (Šarkinas, 2008). Pavyzdžiui, daugiau nei 95 proc. kardamono eterinio aliejaus sudėties sudaro trys cheminių medžiagų grupės – terpenų alifatiniai alkoholiai, terpenų aromatiniai angliavandeniliai ir esteriai. Pagrindinės sudedamosios dalys atspindi biofizines ir biologines eterinių aliejų savybes, iš kurių jie buvo izoliuoti.
Pagal cheminę struktūrą didžioji dalis eterinių aliejų yra terpenai arba jų deguoniniai dariniai – terpenoidai. Terpenas – junginys susidedantis iš izopropeno molekulės. Izopropeno molekulę turi patys paprasčiausi terpenai – hemiterpenai. Dažniau pasitaiko monoterpenų (timolis, mentolis, kamparas, 108-cineolis), seskviterpenų (serinas), diterpenų (fitolis), triterpenų (fitosterolis, saponinas), tetraterpenų (karotinoidai) ir sudėtingesnės struktūros terpenoidų (Brenesa, Rourab, 2010).
Terpenai dėl savo malonaus kvapo ar skonio plačiai naudojami maisto, kvepalų ir farmacijos industrijoje. Jie veikia raminamai arba stimuliuojamai, pasižymi analeptiškumu, antibakteriniu,
chemoreceptorius, malšina uždegimus, lengvina atsikosėjimą, skatina tulžies išsiskyrimą, turi antiseptinių, spazmolitinių (kraujagysles plečiančių) savybių. Eterinių aliejų yra daugelyje augalų, bet praktikoje naudojami tik tie augalai , kur jų kiekis didesnis – 0,01-10 proc. Augalai kurių sudėtyje galima aptikti šių medžiagų: šventagaršvės, bergamočiai, kmynai, salierai, kvapiosios citrinžolės, kalendra, eukaliptas, pelargonija, kadagys, levandos, citrinos, citrinžolės, mandarinai, mėtos, apelsinai, pipirmėtės, pušis, rozmarinas, šalavijas, čiobreliai (Brenesa, Rourab, 2010).
Daugumos terpenų tankis yra mažesnis, nei vandens. Terpenoidų virimo temperatūra paprastai didesnė, nei atitinkamų terpenų. Visi terpenai tirpūs organiniuose tirpikliuose, pirmiausia nepoliniuose, netirpūs vandenyje, gerai tirpina riebalus, aliejus ir dervas. Chemiškai aktyvūs, ore lengvai oksiduojasi, ypač veikiant šviesai, dažnai virsdami rūgštiniais dariniais. Šildomi izomerizuojasi, esant katalizatoriams disproporcionuoja (Brenesa, Rourab, 2010).
1.5.3. Dažniausiai naudojamų eterinių aliejų veikliosios medžiagos ir pritaikymas
Iš daugelio eterinių aliejų terpenoidų (veikliųjų medžiagų) svarbu paminėti reikšmingiausias ir labiausiai ištirtas, tokias kaip (Witchtel, 2002):
Kampfenas
Biociklinis terpenoidas, įeina į Thymus vulgaris (čiobrelių) eterinio aliejaus sudėtį. Eterinis aliejus pasižymi lengvinančiu kosulį poveikiu, antimikrobiniu veikimu, terpenoidas kamienas sėkmingai taikomas kosulio gydymui, bei kvėpavimo trakto ligoms gydyti. Daugiausiai kampfenas, kaip gydomoji medžiaga yra naudojama medikamentinių tirpalų pavadinimu (Wichtel, 2002).
Kamparas
Tai biociklinis terpenoidas, kuris ekstrahuojamas iš Cinnamomum camphora medienos, medžio, kuris auga pietryčių Azijoje ir šiaurės Amerikoje. Be to, kamparas yra šalavijo eterinio aliejaus (Salvia officinalis) sudedamoji dalis. Kietas kamparas yra baltos spalvos, didelių kristalų pavidalu, kurie pasižymiu intensyviu kvapu. Medžiaga pasižymi geromis repelentinėmis savybėmis ir taikoma vaistų ir kosmetikos pramonėje, kaip konservantas (Wichtel, 2002).
Karvoninas
Išskiriami du enantiomerai (cheminės struktūros), tai S ir R, kurios aptinkamos daugelyje augalų. S cheminės struktūros karvoninas yra aptinkamas kmynų (Carum Carvi) eteriniame aliejuje,
Dėl savo gaivaus kvapo R-karvoninas yra naudojamas kaip pastos, burnos skalavimo skysčio ir kramtomosios gumos sudedamoji dalis. S-karvoninas turi kmynams būdingą kvapą ir yra naudojamas kaip skonio ir kvapo stipriklis maisto ir kvepalų pramonėje. Jis taip pat pasižymi kaip geras spazmolitikas bei naudojamas farmacijos pramonėje gaminti preparatams kurie yra skirti virškinamojo trakto susirgimams gydyti. S ir R cheminės struktūros kombinacijų karvoninas naudojamas aromaterapiniams masažams, slopinti nervų sistemos sutrikimus (Jager, 2001).
a b
a b c 2 pav. a – kampfeno, b – kamparo, c – karvonino struktūrinės formulės
(http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1organic/hydro.html, prieiga per internetą 2013-04-20)
Citralis
Yra sintetinis ir natūralus. Tai beveik bespalvis citrinos kvapo skystis. Natūralus citralis yra randamas citrinų eteriniame aliejuje iki 5 proc., taip pat citralio gausu kituose augaluose, tokiuose kaip melisoje (Melissa officinalis), citrinžolėje iki 80 proc. bei eukalipte ir imbiere. Dėl intensyvaus citralio skonio, bei kvapo jis naudojamas maisto produktuose, kosmetikoje bei ploviklių pramonėje nuo 1900 metų (Wichtel, 2002).
Mentolis
Labiausiai paplitęs tarp visų išgaunamų eterinių aliejų. Mentolio gausu pipirmėčių aliejuje (Mentha pipireta), kuris išgaunamas garų distiliacijos būdu. Eterinis aliejus pasižymi gaiviu mėtiniu kvapu bei skoniu ir plačiai naudojamas kaip skonio stipriklis, turi gydomųjų savybių ir naudojamas vaistams nuo peršalimo, viršutinių kvėpavimo takų medikamentinių preparatų gamybai bei dantų pastose (Wichtel, 2002).
Pinenas
Yra dvi šio terpenoido atmainos, tai alfa- ir beta-pinenas. Šie abu terpenoidai randami pušų sakuose. Įdomu, kad alfa-pinenas randamas Europoje augančių pušų sakuose, o beta-pinenas Šiaurės Amerikos. Pinenas taip pat paplitęs ir kituose spygliuočių medžiuose. Viena didžiausių pineno koncentracijų yra aptinkama kadagių eteriniame aliejuje (Juniperis communis) iki 80 proc., taip pat ir rozmarinų eteriniame aliejuje (Rosmarinus officinalis). Alfa- ir beta-pinenas yra naudojamas alkoholinių gėrimų pramonėje, pavyzdžiui, džino gamyboje (Wichtel, 2002).
a b c
3 pav. a – citralio, b – mentolio, c – pineno struktūrinės formulės
(http://www.britannica.com/EBchecked/topic/118847/citral-C10H16O, prieiga per internetą 2013-04-20)
Timolis
Timolis aptinkamas čiobrelių eteriniame aliejuje. Tai deginančio skonio ir specifinio kvapo kristalas, turintis daugialypį biologinį aktyvumą, pasižymintis antiseptinėmis, antimikrobinėmis, priešuždegiminėmis, antioksidacinėmis, imunomoduliatorinėmis ir laisvųjų radikalų pašalinimo savybėmis. Medicinoje timolis vartojamas burnos, ryklės gleivinės dezinfekcijai, nuo grybinių odos ligų (epidermofitijos), kirmėlėms varyti ir rūgimui žarnyne mažinti (sergant meteorizmu) (Lee et al., 2004).
Karvakrolis
Karvakrolis daugiausiai aptinkamas raudonėlių ir čiobrelių eteriniuose aliejuose. Tai bespalvis, gelsvas skystis, pasižymintis antimikrobiniu, priešuždegiminiu, antioksidaciniu, antispazminiu poveikiu, mažina vidurių pūtimą. Karvakrolis veiksmingai slopina bakterijų augimą – tai priklauso nuo eterinio aliejaus koncentracijos, esamos temperatūros ir laiko ekspozicijos. Jis (pH 7,1-4,8) sumažina bakterijų vidaus pH, tai susiję su jonų gradientu visoje ląstelės membranoje. 1 mM karvakrolio sumažina kalio lygį bakterijos viduje nuo 12 qmol/mg ląstelių baltymų iki 0,99 qmol/mg per 5 minutes. Kalis aktyvina citoplazmos fermentus, palaiko osmosinį slėgį ir reguliuoja
Cineolis
Tai organinis, aitraus kvapo ir deginančio skonio skystis. Eukaliptų giminės augalų produkuojamas natūralus produktas, ciklinis eteris. Skiriamas gana didelei terpenų cheminei grupei, biocikliniams monoterpenoidams, labai panašus į limoneną, nuo kurio skiriasi tik papildomu deguonies tilteliu. Cineolis (eukaliptolis) yra pagrindinė sudėtinė dalis eukaliptų aliejaus, vieno iš eterinių aliejaus. Blogai tirpus vandenyje, tirpumas 70% etanolyje. Maišosi su chloroformu ir dietilo eteriu. Cineolis (eukaliptolis) pasižymi stipriu antibakteriniu, analgeziniu, uždegimą mažinančiu, antiseptiniu, antivirusiniu bei stimuliuojančiu poveikiu (Lee et.al., 2004).
a b c 4 pav. a – timolio, b – karvakrolio, c – cineolio struktūrinės formulės
(http://mplant.oxfordjournals.org/content/early/2011/04/28/mp.ssr021/F1.expansion.html, prieiga per internetą 2013-04-20).
1.5.4. Cheminės struktūros įtaka eterinių aliejų savybėms
Saugumo sumetimais būtinai turi būti vertinama eterinio aliejaus biologinė kilmė, fizinės ir cheminės savybės, identifikuojamos kitos medžiagos savybės. Eterinis aliejus turėtų būti gaminamas pagal geros gamybos praktikos (GGP) taisykles. Eteriniai aliejai, kurių vartojamas yra ribotas dėl jų cheminės sudėties, yra įtraukti į Codex Alimentarius.
Natūrali kilmė, aplinka ir genetiniai veiksniai įtakoja eterinių aliejų cheminę sudėtį.
Eterinių aliejų, suteikiančių augalams charakteringą aromatą, cheminė sudėtis bei kiekis priklauso nuo augalo rūšies, porūšio, geografinės vietovės, vartojamo augalo dalies ir agrokultūrinių faktorių (klimatinių sąlygų, kuriose jis augo, dirvožemio, derliaus nuėmimo laiko) bei žaliavos paruošimo(Guynot et al., 2003).
Skirtingi eteriniai aliejai pasižymi skirtinga antibakterine veikla ir žinoma, kad jų sudėtis ir antimikrobinės savybės gali priklausyti nuo augalo rūšies, augimo regiono, amžiaus. Todėl įmanoma, kad esant sudėties pokyčiams, gali kisti ir biologinis aktyvumas.
metų laikais. Tas pats pasakytina ir apie Thymus vulgaris eterinį aliejų iš Italijos. Tai rodo, kad šie junginiai yra biologiškai ir funkciškai glaudžiai susiję.
Kartais atskirų tos pačios rūšies augalų ekstraktų ir eterinių aliejų cheminė sudėtis, sudėtinės dalys gali žymiai skirtis. Pavyzdžiui, eteriniai aliejai gauti iš kalendrų sėklų (Coriandrum sativum
L.), turi skirtingą sudėtį, palyginti su kalendra, gaunama iš to paties augalo nesubrendusiuose
lapuose. Galiausiai antimikrobinio poveikio stiprumo pokyčiai taip pat susiję su pokyčių santykiu aktyviuose eterinių aliejų komponentuose (Ozkan et al., 2003).
Surinkimo sezonas taip pat labai veikia augalų derlių, iš kurių gaunami eteriniai aliejai. Todėl dažniausiai eteriniai aliejai gaminami iš žolelių, kurios surinktos per žydėjimo laikotarpį arba iš karto po žydėjimo, kai turi stipriausią antimikrobinį aktyvumą (Dwivedi et al., 2006).
Prieskonių, ekstraktų, eterinių aliejų aromatas ir antimikrobinis efektas gali kisti ir maisto produktų gamybos metu, ypač terminis apdorojimas gali jį sumažinti ar pakeisti (Dwivedi et al., 2006; Guynot et al., 2003; Ozkan et al., 2003).
Eteriniai aliejai dėl jų mažos molekulinės masės ir stipraus lipofiliškumo yra lengvai absorbuojami į kūną per kraujo ir smegenų barjerą. Palyginti su kitais junginiais, eterinių aliejų savybės priklauso nuo juose esančių funkcinių grupių (Pengelly, 2003).
1 lentelė. Pagrindinių eterinių aliejų junginių klasifikacija bei savybės (Pengelly, 2003).
Junginys Savybės
Alkoholiai Antimikrobinės, antiseptinės, tonizuojančios,
spazmolitinės
Seskviterpenai alkoholiai Priešuždegiminės, priešalerginės
Fenoliai Antimikrobinės, dirginančios, įmininę sistemą
stiprinančios
Aldehidai Spazmolitinės, raminančios, antivirusinės
Cikliniai aldehidai Spazmolitinės
Ketonai Ląsteles atstatančios, neurotoksinės
Esteriai Spazmolitinės, raminančios, priešgrybelinės
Oksidai Stimuliacinės
Kumarinai Antimikrobinės, UV jautrumą didinančios
Seskviterpenai Priešuždegiminės, antivirusinės
Fenilpropenai Vidurių pūtimą mažinančios, anestezuojančios Seskviterpenai laktonai Imuninę sistemą stiprinančios
1.5.5. Eterinių aliejų poveikis
Nors maisto sauga siekia gerinti šiuolaikinius maisto gamybos ir konservavimo metodus, naudojant genų inžineriją, maisto švitinimą, pakavimą modifikuota atmosfera, tačiau tai visgi auganti sveikatos problema. Išlikimas maiste yra svarbi problema, kuri gali pabloginti maisto produktų kokybę, arba sukelti infekcijas ir ligas (Celiktas et al, 2007). Manoma, kad per maistą atsirandančios viduriavimo ligos sukelia apie 4-6 mln. mirčių per metus, ir dauguma jų pasireiškia mažiems vaikams. Nors cheminiai konservantai buvo naudojami daugelį metų, yra daug prieštaringų nuomonių, nes įrodyta, kad jie gali sukelti kvėpavimo takų pažeidimus ar kitas sveikatos problemas. Todėl būtina rasti naujus būdus padedančius sumažinti ar pašalinti mikroorganizmus ir taip prailginti maisto produktų galiojimo laiką. Pastaruoju metu daugėja atliekamų mokslinių tyrimų su natūraliais produktais, turinčiais antimikrobinių medžiagų, kurie galėtų pagerinti gaminių saugą (Goni et al., 2009; Liang et al., 2010).
Augalų kvapai, pasklidę į aplinką, padidina lengvųjų (neigiamų) jonų kiekį ore, kartu mažina sunkiųjų (teigiamų) jonų koncentraciją. Neigiami jonai aktyvina kvėpavimo takų gleivinę, jutimo receptorius, nervų galūnes, kvėpavimo fermentus. Teigiami gerina medžiagų apykaitą, kraują. Neigiami jonai ramina, didina raumenų galią, organizmo ištvermingumą. Daugelis tyrinėtojų įrodė eterinių aliejų savybę jungtis su sunkiaisiais metalais bei kitomis toksinėmis cheminėmis medžiagomis ir jas pašalinti iš organizmo (Botsoglou et al., 2002).
Labai sunku nustatyti eterinių aliejų poveikį bakterijoms, nes kiekvienas eterinis aliejus turi skirtingas savybes ir kiekviena mikroorganizmų rūšis turi skirtingą jautrumą. Apskritai, Gram teigiamos bakterijos yra laikomos jautresnėmis eteriniams aliejams negu Gram neigiamos bakterijos dėl jų mažiau sudėtingos membranos struktūros (Mickienė ir kt, 2008).
Nors pageidaujamas antimikrobinis aktyvumas keliuose eteriniuose aliejuose prieš patogenus ir mikroorganizmus yra atliekamas in vitro, nustatyta, kad paprastai reikia didesnės koncentracijos pasiekti tokį patį poveikį maisto produktuose. Tačiau natūralių konservantų naudojimas gali pakeisti maisto skonį ir viršijant jų kiekį skonis gali būti nepriimtinas vartotojams (Mickienė ir kt, 2008)..
Maistingumo, metaboliškumo ir toksikologijos požiūriu gyvulių mityboje turi būti naudojami kuo mažesnės koncentracijos eteriniai aliejai. Kadangi tai labai stiprios medžiagos, kurios gali sukelti pašarų suvartojimo mažėjimą, virškinamojo trakto mikrofloros sutrikimus, gali kauptis gyvūnų audiniuose bei produktuose (Lambert et al., 2002).
Dauguma eterinių aliejų naudojami mažomis dozėmis yra saugios medžiagos, tačiau naudojami didelėmis dozėmis gali būti nuodingi, alergiški; taip pat jų stiprus kvapas ir skonis gali prisidėti prie pašarų atsisakymo. Jie taip pat yra labai lakūs junginiai, todėl gali labai greitai
Gutierrez, Rodriguez, Barry-Ryan, ir Bourke (2008) nustatė, kad salotų mėginiai buvo veikiami 500 arba 1000 ppm koncentracijos čiobrelių ir citrinų balzamo eteriniais aliejais, bet jie buvo atmesti dėl to, kad dėl jų blogo poveikio organoleptinės maisto produktų savybės tapo nepriimtinos naudoti.
Daugelis tyrimų buvo sutelkta į sinergetinį eterinių aliejų poveikį kombinacijoje su antibiotikais, siekiant sumažinti šalutinį antibiotikų poveikį (Mahboubi, Bidgoli, 2010), o eterinių aliejų dariniai su kitais natūraliais antibakteriniais junginiais (pvz. nizino), buvo naudojama maisto produktuose siekiant iki minimumo sumažinti efektyvią eterinių aliejų dozę (Solomakos et al., 2008). Keleto tyrimų metu buvo siekiama gauti kuo efektyvesnį sinergetinį eterinių aliejų antimikrobinį poveikį kuo mažesnėmis koncentracijomis ir tuo pačiu sumažinti jų neigiamą jutiminį poveikį. Eteriniuose aliejuose paprastai gausu įvairių komponentų mišinių, todėl sinergetinis efektas yra labiau tikėtinas norint gauti eterinių aliejų derinius (Gutierrez et al., 2009).
Sąveika tarp antimikrobinių medžiagų kombinacijos gali turėti tris skirtingus rezultatus: stiprinanti, neutrali arba slopinanti. Sinergija įvyksta, kai dviejų antimikrobinių junginių mišinys turi antimikrobinį aktyvumą, kuris yra didesnis nei jos atskirų sudedamųjų dalių suma. Suminis poveikis gaunamas, kai antimikrobinių medžiagų derinys yra bendras rezultatas lygus atskirų junginių sumai. Antagonizmas, kai antimikrobinių junginių mišinys turi bendrą mažesnį poveikį nei kad taikant atskirai (Hyldgaard et al., 2012).
Daug tyrimų atlikta su Zanthoxylum Americanum (amerikinė uosrūtė) augalu. Azijoje šio augalo vaisiai yra populiarus komercinis produktas (Yang, 2008), plačiai naudojamas kaip prieskonis. Įrodyta, kad Zanthoxylum pasižymi insekticidiniu, antigrybiniu poveikiu. Z.
americanum lapų, vaisių, stiebų žievės ir šaknų ekstraktai parodė plataus spektro prieš grybelinį
veikimą, ir antibakterinį aktyvumą prieš Candida albicans, Aspergillus fumigatus, Cryptococcus
neoformans, ir Fusarium oxysporum. Daugelis rūšių Zanthoxylum naudojama tradicinėje
medicinoje, ypač Amerikoje, Afrikoje ir Azijoje. Pietų Amerikoje jis naudojamas mikrobų, vėžio, ir maliarijos profilaktikai (Da Silva et al., 2007), Kuboje viduriavimui, krūtinės ligoms, nepastoviam karščiavimui ir dantų ligoms gydyti. Kaip analgetikas naudojamas geltai ir akių infekcijoms, Venesueloje kaip dažiklis. Didžiausias kiekis eterinio aliejaus kaupiasi šių augalų lapuose ir vaisiuose (Yang, 2008;Da Silva et al, 2007).
Duomenys rodo, kad fenolio junginiai , natūraliai randami augaluose, žolelėse, vaisiuose, grūduose bei eteriniuose aliejuose, turi priešgrybelinis veikimą, ir gali kontroliuoti mikotoksinų gamybą.
citoplazminės membranos trūkimas; sutrinka fermentų veikla, baltymų ir lipidų sintezė (Da Silva et al., 2007).
Lambert et al. (2002) teigia, kad eterinių aliejų veikimas yra susijęs su fermentinių sistemų, daugiausiai dalyvaujančių energijos gamybos ir struktūrinių komponentų sintezėje sutrikdymais. Jie taip pat paaiškino eterinių aliejų veikimo būdus, kai bakterijos praranda jonus, ATP, nukleino rūgštis, amino rūgštis.
Mažas suvartojamų augalų ekstraktų kiekis pavojaus žmonių sveikatai nekelia, tačiau vartojant didesniais kiekiais, kai kurie augalai gali veikti toksiškai. Platūs moksliniai tyrimai apie pagrindines eterinių aliejų sudedamąsias dalis, dėl ko galėtų kilti saugumo problemų, nedavė jokių rezultatų. Lėtiniai tyrimai atlikti su daugiau kaip 30 pagrindinių cheminių komponentų (pvz. mentolis, karvonas, limonenas, citralis, cinamonaldehidas, benzaldehidas, benzilo acetatas, 2-etil-1-heksanolis, furfurolas, eugenolis ir tt.), kurie randami eteriniuose aliejuose. Dauguma jų remia Nacionalinės toksikologijos programą (NTP). Kai kurie jų gali veikti kancerogeniškai, tačiau tokį veikimą įtakoja ir tokie veiksniai kaip rūšis, gyvūno lytis ar organų specifiškumas (Bakkali et al, 2006).
Eteriniai aliejai pereina per ląstelės sieneles ir citoplazmos membranas, ir gali sutrikdyti skirtingų sluoksnių polisacharidų, riebiųjų rūgščių ir fosfolipidų struktūrą. Taip membrana pažeidžiama fitotoksiškai. Eteriniai aliejai slopina bakterijų ATP (adenotrifosfato) sintezę, tuo pačiu ir hidrolizę. Jie gali koaguliuoti citoplazmą, pakenkti lipidams ir baltymams. Pažeistos ląstelių sienelės ir membranos gali sukelti makromolekulių pratekėjimą ir irimą. Sumažinamas membranos potencialas, ląstelės membrana tampa pralaidi protonams.Yra duomenų, kad Mentha spicata, Pinus
sylvestris ir Mentha piperita eterinis aliejus yra genotoksiškas (Lambert et al, 2002).
1.5.6. Eterinių aliejų biologinis aktyvumas
Gana ilgą laiką tiriamas eterinių aliejų antibakterinis, priešgrybelinis ir antivirusinis veikimas, antioksidacinės savybės (Gilles et al., 2010; Prakash et al, 2011). Buvo įrodyta, kad įvairūs vaistiniaiaugalai, prieskoniai ir prieskoninės žolelės, kurių sudėtyje yra eterinių aliejų, reikšmingai slopina platų mikroorganizmų spektrą. Be to, buvo pastebėti skirtingi antimikrobinių medžiagų rezultatai, priklausomai nuo matavimo sąlygų, tirtų padermių ir antimikrobinio junginio šaltinio (Turgis et al., 2009).
