МІКОТОКСИНИ – ВІД ПОЛЯ ДО ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ

Наука формує врожай.
 Правильні рішення формують прибуток.

Мал. 1. Мікотоксинова небезпека перезимованої кукурудзи.

Вступ.

  Забруднення зерна мікотоксинами є однією з найсерйозніших проблем харчової та кормової безпеки у світі. За даними WHO/FAO, понад 25% світового врожаю щороку уражається токсигенними грибами, що призводить до накопичення мікотоксинів у продукції. Загальні втрати продовольства у світі оцінюються приблизно у 1,3 млрд тонн на рік, що становить майже третину глобального виробництва їжі.

  Проблема є особливо актуальною для України. У 2022 та 2025 роках через надмірну вологість під час збирання кукурудзи фіксувалися випадки перевищення допустимих рівнів мікотоксинів — зокрема DON, ZEN та фумонізинів, що створювало ризик втрати експортної якості зерна. Зерно кукурудзи, залишене в полі на зиму або зібране за підвищеної вологості (>25%) без подальшого сушіння до стандартних параметрів зберігання, стає сприятливим субстратом для розвитку грибів Fusarium та Aspergillus.

  Мікотоксини потрапляють у харчовий ланцюг унаслідок ураження сільськогосподарських культур пліснявими грибами як у період вегетації, так і після збирання врожаю. Синтезовані ними токсини є термостабільними та практично не руйнуються під час технологічної переробки сировини, зокрема при виробництві борошна, випіканні хліба, виготовленні олії чи комбікормів. Унаслідок цього можливе пряме потрапляння мікотоксинів у харчові продукти — фактично від поля до столу споживача.

  Крім того, мікотоксини можуть надходити до організму людини опосередковано через продукцію тваринництва (молоко, м’ясо, яйця), де вони здатні накопичуватися та спричиняти токсичні ефекти, зокрема онкологічні, імунні та ендокринні порушення.

  Водночас системного державного моніторингу мікотоксинів в Україні досі не запроваджено, тоді як у більшості країн-імпортерів українського зерна ці показники перебувають під жорстким контролем.

Мал. 2. Aspergillus flavus (продуцент афлатоксину B₁). Добре видно характерні конідієносці з округлими головками, вкритими ланцюжками зеленувато-жовтих конідій.

https://www.researchgate.net/figure/Light-microscopy-of-Aspergillus-flavus-with-lactophenol-cotton-blue-Photo-Vladimir_fig3_352129470

Мал. 3.  На поживному середовищі PDA (potato dextrose agar) Aspergillus flavus утворює оливково-жовті колонії (верхня права колонія). Чотири колонії роду Aspergillus, вирощені при температурі 37 °C протягом трьох днів на багатому поживному середовищі. Дві нижні колонії належать до штамів Aspergillus oryzae. https://en.wikipedia.org/wiki/Aspergillus_oryzae

Мал. 4. Синтез афлатоксину легко виявляється під УФ-лампою (UV-лампою): заражене зерно світиться яскравим зеленим флуоресцентним світлом. https://www.extension.purdue.edu/extmedia/bp/bp-83-w.pdf

Характеристика головних груп мікотоксинів.

  Мікотоксини — це вторинні метаболіти мікроскопічних грибів, що продукуються представниками родів Fusarium, Aspergillus, Penicillium та деяких інших і можуть накопичуватися у зерні та продуктах його переробки. Їх утворення залежить від комплексу факторів, зокрема виду патогена, культури-господаря, температури, вологості та водної активності субстрату. Наявність мікотоксинів у зерновій продукції становить значну загрозу для безпечності харчових продуктів і кормів, оскільки ці сполуки характеризуються високою токсичністю та відносною термостабільністю.

  Таблиця 1 містить характеристику основних мікотоксинів, їхніх грибів-продуцентів, культур ризику, оптимальних температурних умов та мінімальної водної активності (Aw), необхідної для синтезу токсинів, а також описує їхній вплив на здоров’я людини і тварин. Узагальнення цих даних дозволяє оцінити основні біологічні джерела контамінації зернових культур, екологічні умови формування токсинів і потенційні ризики для харчового та кормового ланцюга.

 Таблиця 1

Характеристика основних мікотоксинів 

Токсин	Гриб-продуцент	Культури ризику	Температурний діапазон (°C)				Aw min		Волог. зерна (%)	Вплив на здоров’я
			Т мін	Т опт ріст	Т опт синтез токсину	Т макс	поле	зберіг.
Афлатоксин B1 Aflatoxin B1	Aspergillus flavus, A. parasiticus	Кукурудза, арахіс, зернові	12°C зупинка при 5–8°C	37°C	25–32°C швидкий: 30–55°C повільний: 12–15°C	48°C	—	0,78	>15% опт: 18–20% відн. вол. >85%	Канцероген IARC гр.1 Гепатотоксин · рак печінки · мутагенність · ушкодження ДНК
Охратоксин A Ochratoxin A (OTA)	A. ochraceus (жаркий клімат) P. verrucosum (помірний клімат)	Зернові, хліб, вино, кава, сухофрукти, арахіс, какао	12°C (A. ochraceus) 0–4°C (P. verrucosum)	28°C (A. ochraceus) 12–24°C (P. verrucosum)	25–32°C (A. ochraceus) 12–24°C (P. verrucosum)	37°C (A. ochraceus) 31°C (P. verrucosum)	0,83 (A. och.) 0,97 (P. ver.)	0,77 (A. och.) 0,80 (P. ver.)	>14%	Канцероген IARC гр.2B Нефротоксин · акумулюється в м’ясі свиней і птиці · у 50% крові людей (Данія)
DON Вомітоксин / Deoxynivalenol	Fusarium graminearum	Кукурудза, пшениця, ячмінь	4°C	25°C	20–25°C	35°C; при 37°C не виявл.	0,90	0,90	>20%	Імунотоксин Блювота · анорексія · пригнічення синтезу білків · ураження слизової ШКТ
Зеараленон ZEN / Zearalenone	Fusarium graminearum	Кукурудза, пшениця, овес	4°C	25°C	12–15°C; при 37°C ZEN = 0	35°C; при 37°C ZEN не утв.	0,90	0,90	>18%	Ендокринний дисруптор Аналог естрогену · порушення репродуктивної функції · гормональний дисбаланс
Фумонізини Fumonisins B1, B2	F. moniliforme (F. verticillioides)	Кукурудза (монокультура — осн. хазяїн)	10°C	25–30°C	25–30°C	37°C	0,90	0,90	>18%	Рак стравоходу Гепато- та нефротоксичність · нейротоксичність · ELEM у коней
T-2 / HT-2 Trichothecenes	F. tricinctum, F. roseum, F. sporotrichioides	Кукурудза, овес, пшениця	-2°C Fusarium spp.; F. tricinctum з +4°C	15–20°C	<15°C; оптимум синтезу нижче 15°C	32°C	0,88	0,90	>18% ⚠ небезпечний при зимуванні кукурудзи в полі!	АТА — аліментарна токсична алейкія Ураження ШКТ та шкіри · імунодепресія · геморагічний синдром · лейкопенія

  Примітка: 1. Афлатоксин: швидкий ріст грибів відбувається за температури 30–55 °C, повільний — 12–15 °C, а за температури 5–8 °C розвиток значно сповільнюється або майже припиняється; 2. Охратоксин: синтезується різними грибами-продуцентами з відмінними температурними режимами — Aspergillus ochraceus (теплолюбний вид) та Penicillium verrucosum (психротолерантний вид, здатний розвиватися при 0–4 °C); 3. T-2 / HT-2 токсини: синтез можливий навіть за температури –2 °C; це один із небагатьох мікотоксинів, який може утворюватися взимку в полі під час перезимівлі зерна або рослинних решток.

  Згідно з наведеними даними, основними продуцентами мікотоксинів є гриби родів Aspergillus, Fusarium та Penicillium. До найбільш небезпечних мікотоксинів належить афлатоксин B1, який синтезується грибами Aspergillus flavus та A. parasiticus. Основними культурами ризику для цього токсину є кукурудза, арахіс та інші зернові культури. Оптимальна температура росту грибів становить близько 37°C, тоді як максимальний синтез токсину відбувається при температурі 25–32°C за мінімальної водної активності близько 0,78, що характерно для умов зберігання зерна. Афлатоксин B1 є одним із найсильніших природних канцерогенів і належить до групи 1 за класифікацією IARC. Він має виражену гепатотоксичну та мутагенну дію і пов’язаний із розвитком раку печінки. За канцерогенністю афлатоксин B1 знаходиться окремо від решти: IARC група 1 означає доведений зв’язок з раком у людей, тоді як охратоксин (група 2B) та інші є лише “підозрюваними”. При цьому зеараленон як аналог естрогену — єдиний гормональний дисруптор у списку, небезпечний у першу чергу для репродуктивної функції.

  Іншим важливим мікотоксином є охратоксин A, який продукується грибами Aspergillus ochraceus та Penicillium verrucosum. Він може накопичуватися у зернових культурах, вині, каві та сухофруктах. Оптимальна температура росту цих грибів становить близько 28°C, а синтез токсину можливий у більш широкому температурному діапазоні – приблизно 12–24°C. Мінімальна водна активність для його утворення становить 0,77–0,80, що також свідчить про високий ризик формування токсину під час зберігання продукції. Охратоксин A характеризується вираженою нефротоксичною дією, уражає нирки та класифікується як потенційний канцероген групи 2B. Крім того, цей токсин може накопичуватися у тканинах тварин і потрапляти до харчового ланцюга через м’ясну продукцію.

Мал. 5. Aspergillus parasiticus (продуцент афлатоксину B₁). Морфологічно схожий на A. flavus, але колонії темніші. Під UV — чіткіша флуоресценція, що дозволяє польово-лабораторну діагностику на партіях зерна без хімічного аналізу. https://www.researchgate.net/figure/Macro-and-Microscopical-features-of-Aspergillus-parasiticus-Colonies-after-4-days-at_fig2_285868648

Мал. 6. Aspergillus ochraceus (продуцент охратоксину A). Колонії охристо-жовтого кольору (звідси походить назва виду). Під мікроскопом спостерігається двоярусне (бісеріальне) розташування стеригм на везикулі, що відрізняє його від A. flavus. https://www.researchgate.net/figure/Aspergillus-ochraceus-A-Colonies-top-row-left-to-right-obverse-CYA-MEA-DG18-and-OA_fig15_265604107

 

Таблиця 2

Порівняльна характеристика токсигенних видів Aspergillus

Ознака	A. flavus	A. parasiticus	A. ochraceus
КОЛОНІЯ
Колір	Жовто-зелений, оливковий	Темно-зелений, бархатистий	Охристо-жовтий
Ріст при 37 °C	Так	Так	Ні
МІКРОМОРФОЛОГІЯ (КЛЮЧОВІ ВІДМІННОСТІ)
Везикула	20–45 мкм, майже куляста	Мала, ≤30 мкм	9–46 мкм, куляста
Серіація	Уні- + бісеріатні	Тільки уніссеріатні (без метул)	Тільки бісеріатні
Конідії	Еліптичні, дрібношорсткі, 3–6 мкм	Кулясті, товстостінні, шорсткі	Кулясті, гладкі, блідо-жовті, 2,5–3,5 мкм
МІКОТОКСИНИ
Афлатоксини	B1, B2 (частина штамів)	B1, B2, G1, G2 — усі штами	—
Охратоксин A	—	—	OTA, пеніцилова кислота
УФ 365 нм	Синя флуоресценція	Синя (B) + зелена (G)	—
СИСТЕМАТИКА ТА СУБСТРАТ
Секція	Flavi	Flavi	Circumdati
Субстрат	Кукурудза, зернові, горіхи	Арахіс (переважно)	Кава, спеції, сухофрукти

  Суттєву частку мікотоксинів зернових культур становлять токсини, які продукуються грибами роду Fusarium. До них належить дезоксиніваленол (DON), або вомітоксин, основним продуцентом якого є Fusarium graminearum. Цей токсин найчастіше зустрічається у кукурудзі, пшениці та ячмені. Оптимальна температура його синтезу становить близько 25°C, а мінімальна водна активність для утворення – приблизно 0,90, що характерно для польових умов під час вегетації культури. DON відомий своєю імунотоксичною дією, здатністю пригнічувати синтез білків, викликати блювоту, втрату апетиту та зниження продуктивності у тварин.

  До токсинів, що також утворюються грибом Fusarium graminearum, належить зеараленон (ZEN). Він часто виявляється у кукурудзі, пшениці та вівсі і синтезується за температури близько 25°C при водній активності близько 0,90. Особливістю цього токсину є його гормоноподібна дія. Зеараленон проявляє естрогенну активність, що може призводити до порушення репродуктивної функції у тварин і негативно впливати на ендокринну систему.

  Ще однією важливою групою мікотоксинів є фумонізини, які продукуються грибом Fusarium moniliforme (синонім Fusarium verticillioides). Основною культурою ризику для цієї групи токсинів є кукурудза. Оптимальні температурні умови для їх синтезу становлять приблизно 25–30°C, а мінімальна водна активність – близько 0,90. Фумонізини мають гепатотоксичну, нефротоксичну та нейротоксичну дію і пов’язані з підвищеним ризиком розвитку раку стравоходу у людини.

  Окрему групу становлять Т-2 та HT-2 токсини, які продукуються грибами Fusarium tricinctum та Fusarium roseum. Ці токсини можуть накопичуватися у кукурудзі, вівсі та пшениці. Оптимальна температура їх синтезу є дещо нижчою порівняно з іншими токсинами і становить приблизно 15–20°C, тоді як мінімальна водна активність для утворення токсину також знаходиться на рівні близько 0,90. Т-2 та HT-2 токсини характеризуються високою токсичністю і можуть викликати аліментарну токсичну алейкію, ураження шлунково-кишкового тракту, шкіри та кровотворної системи.

  За водною активністю (Aw) таблиця чітко розділяє патогени на два екологічних типи: Aspergillus-токсини (афлатоксин, охратоксин) синтезуються при Aw 0,77–0,78 — це умови сухого зерна при зберіганні — тоді як усі чотири Fusarium-токсини потребують Aw ≥ 0,90, характерного для свіжозібраного вологого або польового зерна. Це означає, що є два різних критичних моменти: поле/збирання (Fusarium) і зерносховище (Aspergillus).

  За температурним оптимумом виділяється важливий виняток — T-2/HT-2 токсини активно синтезуються вже при 15–20°C, тобто під час осінньо-зимових відлиг при кукурудзі в полі, коли фермери вважають, що “мороз знищить гриб”. Це хибне уявлення: Fusarium tricinctum продовжує роботу при температурах близьких до 0°C.

Мал. 7.  Розподіл патогенів за водною активністю (Aw) і температурою розитку  на екологічні типи.

  Аналіз представлених у таблиці даних показує, що більшість мікотоксинів, пов’язаних із зерновими культурами, продукуються грибами роду Fusarium, які розвиваються переважно у польових умовах під час вегетації або дозрівання зерна за високої вологості. Водночас токсини, що продукуються грибами родів Aspergillus та Penicillium, частіше формуються під час зберігання продукції, коли рівень вологості зерна залишається достатнім для розвитку грибів. Також можна відзначити, що оптимальні температурні умови синтезу більшості мікотоксинів знаходяться в діапазоні 25–30°C, що є характерним для багатьох агрокліматичних зон вирощування зернових культур.

  Важливою закономірністю є також те, що кукурудза виступає культурою з найвищим ризиком накопичення мікотоксинів, оскільки вона може уражатися кількома групами грибів-продуцентів одночасно і накопичувати різні типи токсинів. Це пояснюється морфологічними особливостями качана, тривалим періодом дозрівання та підвищеною вологістю зерна в період збирання. Кукурудза є унікальним “акумулятором” ризику — вона є культурою-хазяїном для 5 з 6 представлених токсинів одночасно, тоді як пшениця несе ризик лише 3, а овес — 2. Жодна інша культура не поєднує такий спектр небезпек.

  Отже, наведені у таблиці дані свідчать про те, що мікотоксини є важливим фактором ризику для безпечності харчових продуктів і кормів. Їх утворення визначається поєднанням біологічних факторів (наявність грибів-продуцентів), екологічних умов (температура та водна активність) і технологічних умов вирощування та зберігання зерна.  Жоден з 6 мікотоксинів не руйнується при переробці зерна. Єдина ефективна стратегія — превентивна: своєчасне збирання кукурудзи, швидке просушування і зберігання при базових умовах та відносній вологості <70%. Кожен день кукурудзи в полі після жовтня при вологості ≥15% — це гарантоване зростання рівня Fusarium-токсинів і потенційний ризик для всього харчового ланцюга. У зв’язку з цим ефективне управління ризиком мікотоксинів потребує комплексного підходу, який включає агротехнічні заходи, контроль фітосанітарного стану посівів, оптимізацію умов зберігання зерна та регулярний лабораторний моніторинг рівня мікотоксинів у сировині та готовій продукції.

  Жоден токсин не руйнується технологічно. Всі 6 є термостабільними — це означає, що заражена сировина отруює всі продукти переробки без винятку: олію, борошно, силос, комбікорм, а через них — молоко, м’ясо та яйця.

Таблиця 3

Узагальнена характеристика основних мікотоксинів зернових культур, умов їх формування та ризиків для харчового ланцюга

Фактор	Етап	Деталі
Кукурудза — культура найвищого ризику	Кукурудза є головним джерелом накопичення мікотоксинів	5 з 6 токсинів уражають кукурудзу. Вона є основним «резервуаром» забруднення для всього харчового ланцюга — від силосу до тваринної продукції.
Два класи за небезпечністю	Класифікація токсинів за канцерогенністю	Афлатоксин B1 — канцероген групи 1 (доведено для людини). Інші — група 2B або підозрювані: з гостротою впливу — ATA (T-2) → нефропатія (OTA) → гормональні розлади (ZEN).
Fusarium — гриб помірного клімату	Умови формування фузаріозних токсинів	DON, ZEN, фумонізини, T-2 активні при 15–30 °C і Aw ≈0,90 — у польових умовах навесні та взимку під час відлиги. Кукурудза, що зимує в полі, є ідеальним субстратом.
Зберігання — критична точка	Умови утворення токсинів під час зберігання	Афлатоксини та OTA синтезуються при Aw ≥0,77–0,78 (вологість зерна приблизно 13–15%). Зниження вологості <13% і температура <10 °C — найбільш надійний захист.

Шлях мікотоксинів: від поля до людини.

  Ключова небезпека мікотоксинів полягає у їхній термостабільності та здатності до біоакумуляції. Навіть жорстка термічна обробка при виробництві олії, борошна або комбікормів не руйнує ці токсини.

Таблиця 4

Основні етапи формування мікотоксинів у зернових культурах та ризики їх потрапляння у харчовий ланцюг

Етап	Що відбувається	Токсини	Ризик
1. ПОЛЕ (вирощування)	Зараження рослин Fusarium/Aspergillus при стресових умовах (посуха + спека, або надмірна вологість)	DON, ZEN, фумонізини, T-2	Зерно кукурудзи в полі взимку — максимальний ризик накопичення Fusarium токсинів
2. ЗБИРАННЯ (вологість >15%)	При вологості зерна >15% і температурі 25–32°C синтез афлатоксинів та охратоксинів різко зростає. Оптимальна вологість для синтезу: 18–20%	Афлатоксини, OTA	Вологий урожай 2022 та 2025 рр. в Україні — підтверджені перевищення норм
3. ЗБЕРІГАННЯ (силос, зерносховища)	При відносній вологості >85% і температурі 25–32°C продовжується синтез токсинів. Заражені комахами партії — підвищений ризик	Афлатоксини (Ав>0.85), OTA	Зерно без ознак плісняви може містити токсини — візуальний контроль недостатній
4. ПЕРЕРОБКА (олія, борошно, корми)	Мікотоксини НЕ руйнуються при пресуванні, екстракції, хлібопеченні. Концентруються в шротах і висівках	Всі токсини, особливо афлатоксини в олії	Соняшникова та кукурудзяна олія з ураженої сировини може містити токсини
5. ТВАРИННИЦТВО (корма → продукція)	Свині та птиця найбільш чутливі. Афлатоксин В1 перетворюється в M1 в молоці корів. OTA акумулюється в м’ясі (свинина, птиця)	Афлатоксин M1 (молоко), OTA (м’ясо)	ВРХ, свині, птиця — посередники у передачі токсинів до людини
6. ЛЮДИНА (кінцевий споживач)	Хронічне споживання субпорогових доз → рак печінки, нефропатія, порушення гормонального балансу, імунодепресія	Афлатоксини (канцероген гр.1), OTA, ZEN	У Данії OTA виявлено у 50% зразків сироватки крові людей (дані SGS)

  Аналіз наведеної таблиці дозволяє системно оцінити шляхи формування, поширення та потенційного ризику мікотоксинів у харчовому ланцюзі – від поля до кінцевого споживача. Таблиця поділена на шість ключових етапів: вирощування, збирання, зберігання, переробка, тваринництво та споживання людиною. Для кожного етапу наведено основні процеси, що відбуваються, типи токсинів і рівень ризику для безпечності продукції.

  На етапі вирощування в полі основним джерелом зараження є гриби родів Fusarium і Aspergillus, які активуються за стресових умов – високих температур, посухи або надмірної вологості. Типовими токсинами є DON, зеараленон (ZEN), фумонізини та Т-2/HT-2 токсини. Особливо високий ризик накопичення фузаріозних токсинів спостерігається у зерні кукурудзи, яке дозріває в умовах холодної зими або підвищеної вологості. Цей етап підкреслює важливість агрономічного управління: своєчасна сівозміна, використання стійких сортів, оптимальне мінеральне живлення та контроль за стресовими умовами вирощування значно знижують ймовірність інфікування.

  Етап збирання є критичним для утворення афлатоксинів та охратоксину А (OTA). Зокрема, зерно з вологістю >15% і температурою 25–32°C стимулює синтез цих токсинів. Оптимальна вологість для активного утворення афлатоксинів становить 18–20%. Аналіз українських урожаїв 2022 та 2025 років показав перевищення допустимих норм мікотоксинів у вологому зерні, що свідчить про необхідність дотримання регламентованих строків і технологій збирання та попередньої сушки зерна.

  На етапі зберігання у силосах та зерносховищах при відносній вологості >85% та температурі 25–32°C продовжується синтез токсинів. Підвищений ризик виникає в партіях, уражених комахами, оскільки вони сприяють поширенню грибів та механічному пошкодженню зерна. Важливо відзначити, що навіть зерно без візуальних ознак плісняви може містити небезпечні токсини, що підкреслює обмеженість візуального контролю.

  На етапі переробки мікотоксини не руйнуються при механічній обробці (пресування, екстракція олії, борошномельна промисловість, випічка), а навпаки – можуть концентруватися у побічних продуктах, таких як шроти, висівки та олія. Особливо високий ризик містять афлатоксини в олії, що робить критичним контроль сировини перед переробкою та введення системи тестування готових продуктів.

Мал. 8. Penicillium verrucosum (продуцент охратоксину A). https://mycology.adelaide.edu.au/fungal-descriptions-and-antifungal-susceptibility/hyphomycetes-conidial-moulds/penicillium

Мал. 9. Penicillium verrucosum – сновний продуцент OTA у зерні помірного клімату. Викликає забруднення пшениці та ячменю під час зберігання за підвищеної вологості. Активно росте при низьких температурах (0–10 °C), тому часто домінує у зерносховищах України та країн Північної Європи в осінньо-зимовий період.  https://mycology.adelaide.edu.au/fungal-descriptions-and-antifungal-susceptibility/hyphomycetes-conidial-moulds/penicillium

  У тваринництві токсини потрапляють у корми, що використовується для свиней, птиці та великої рогатої худоби. Афлатоксин B1 частково метаболізується до афлатоксину M1 і потрапляє у молоко корів, тоді як OTA акумулюється в м’ясі свиней і птиці. Це створює додатковий шлях передачі токсинів до людини, що підкреслює необхідність контролю кормів на мікотоксини і впровадження норм безпечності на всіх етапах.

  На етапі споживання людиною хронічне споживання субпорогових доз мікотоксинів може призводити до тяжких наслідків: розвиток раку печінки, нефропатії, порушень гормонального балансу та імунодепресії. Афлатоксини належать до канцерогенів групи 1 (IARC), OTA та ZEN також представляють значний ризик для здоров’я людини. Дані SGS показують, що у Данії OTA було виявлено у 50% зразків сироватки крові людей, що підтверджує глобальний характер проблеми.

  Таким чином, мікотоксини формуються комплексно і підпорядковуються динамічній взаємодії біотичних та абіотичних факторів на всіх етапах виробничого циклу зерна та олійних культур. Максимальний ризик виникає у полі під час стресових умов вирощування, при підвищеній вологості на етапах збирання та зберігання, а також під час переробки та кормового використання сировини. Ефективне зменшення ризику мікотоксинів вимагає комплексного підходу: агротехнічного контролю на полі, використання стійких сортів, оптимізації мінерального живлення, дотримання регламентів збору та сушіння зерна, моніторингу зберігання і переробки та контролю кормів для тварин. Такий системний підхід дозволяє мінімізувати накопичення токсичних метаболітів і забезпечити безпечність кінцевої продукції для споживачів.

Мал. 10. Мікотоксинова контамінація зерна кукурудзи в системі харчового ланцюга.

Мал. 11. Поширення мікотоксинів у харчовому ланцюгу «від поля до столу».

Агрономічні фактори формування мікотоксинів у полі.

  Основними продуцентами мікотоксинів у зернових культурах є гриби родів Fusarium, Aspergillus та Penicillium, які формують широкий спектр токсичних метаболітів із вираженою біологічною активністю. Найбільш небезпечними серед них є афлатоксини, охратоксин A, дезоксиніваленол (DON), зеараленон, фумонізини та Т-2/HT-2 токсини. Встановлено, що формування цих токсинів тісно пов’язане з екологічними умовами середовища, зокрема температурним режимом та водною активністю субстрату (Aw), які визначають інтенсивність росту грибів та рівень синтезу вторинних метаболітів.

  Згідно з представленими характеристиками, більшість мікотоксинів, що продукуються грибами роду Fusarium, синтезуються за температури близько 20–25°C та водної активності на рівні близько 0,90, що відповідає умовам підвищеної вологості у польових агроценозах. Це свідчить про те, що контамінація зерна токсинами цієї групи відбувається переважно під час вегетації культури або у період дозрівання зерна. Водночас афлатоксини та охратоксин A, які продукуються грибами родів Aspergillus та Penicillium, можуть формуватися як у польових умовах, так і під час зберігання зерна, особливо за підвищеної температури та недостатнього контролю вологості. Таким чином, ризик накопичення мікотоксинів визначається поєднанням біотичних і абіотичних факторів, що діють на різних етапах формування врожаю та післязбиральної доробки зерна.

  Важливою закономірністю є висока вразливість кукурудзи до контамінації мікотоксинами, оскільки ця культура може одночасно уражатися кількома видами грибів-продуцентів і накопичувати різні групи токсинів, зокрема фумонізини, DON, зеараленон та афлатоксини. Морфологічні особливості качана, тривалий період наливу зерна та підвищена вологість у період достигання створюють сприятливі умови для розвитку патогенних грибів і синтезу токсичних метаболітів. Подібні процеси, хоча й у меншій мірі, характерні також для пшениці, ячменю та вівса.

  Окрім кліматичних факторів, суттєвий вплив на формування мікотоксинів у полі мають агрономічні умови вирощування культур. Серед основних агротехнологічних факторів, що визначають ризик контамінації зерна, слід відзначити систему сівозміни, обробіток ґрунту, фітосанітарний стан посівів, строк і технологію збирання врожаю. Зокрема, вирощування зернових культур у монокультурі або короткій сівозміні значно підвищує рівень інокулюму грибів роду Fusarium у ґрунті та рослинних рештках, що створює передумови для розвитку фузаріозних інфекцій. Мінімальний або нульовий обробіток ґрунту, за якого рослинні рештки залишаються на поверхні поля, також може сприяти накопиченню патогенів і збільшувати ризик ураження посівів.

Мал. 12. Fusarium graminearum (DON, ZEN). На агарі формує яскраво-рожеві або цегляно-червоні колонії. Макроконідії серпоподібні, багатоклітинні (3–5 перегородок) — характерна діагностична ознака грибів роду Fusarium. https://www.researchgate.net/figure/Fusarium-graminearum-on-potato-dextrose-agar-PDA-and-macroconidia_fig2_235909623

 

Мал. 13. Fusarium verticillioides (= F. moniliforme) — продуцент фумонізинів. Колонії білі або кремові з рожевуватим відтінком. Мікроконідії утворюють ланцюжки на моно- та поліфіалідах — характерна морфологічна ознака, що відрізняє вид від F. graminearum. https://www.researchgate.net/figure/Cultural-and-morphological-characteristics-of-Fusarium-verticillioides-A-C-A-on-PDA_fig3_305809751

Мал. 14. Fusarium tricinctum (T-2, HT-2). Морфологічно близький до комплексу Fusarium roseum. Макроконідії з характерно зігнутою апікальною клітиною. Активно розвивається при 5–20 °C, тому небезпечний для кукурудзи, що зимує в полі. Це єдиний збудник з усіх шести, що активно синтезує токсини при температурах близьких до 0°C — тобто саме в той час, коли кукурудза залишена в полі після жовтня, і фермери вважають, що “мороз зупинить ріст грибів”. Це хибне уявлення — F. tricinctum продовжує роботу аж до -2°C при відлизі. https://www.researchgate.net/figure/Morphological-characteristics-of-Fusarium-tricinctum-isolates-from-roots-of-Artemisia_fig4_310515332

 

Таблиця 5

Ключові діагностичні ознаки F. tricinctum

Ознака	F. tricinctum	F. graminearum	F. verticillioides
Колонії	Блідо-рожеві / лососеві	Яскраво-червоні	Білі / кремові
Температура росту	5–20 °C	15–30 °C	20–30 °C
Апікальна клітина	Виразно зігнута	Зігнута («ніс чобота»)	Слабо зігнута
Базальна клітина	Ногоподібна	Ногоподібна	Загострена
Токсин	T-2 / HT-2	DON / ZEN	Фумонізини
Головна небезпека	Зерно, що зимує в полі	Фузаріоз колоса пшениці	Фузаріоз качана кукурудзи

  Важливим фактором є також рівень мінерального живлення рослин. Надлишкове внесення азотних добрив, особливо за недостатнього забезпечення калієм і мікроелементами, може знижувати стійкість рослин до грибних патогенів і створювати сприятливі умови для розвитку фузаріозів. У свою чергу, збалансоване мінеральне живлення та оптимальний фізіологічний стан рослин сприяють підвищенню їхньої резистентності до патогенів і зменшенню ризику накопичення мікотоксинів.

  Суттєве значення мають також погодні умови у період цвітіння та наливу зерна. Тривалі опади, висока відносна вологість повітря та помірні температури у цей період значно підвищують ризик розвитку фузаріозу колоса у пшениці та інших зернових культур, що безпосередньо пов’язано з накопиченням дезоксиніваленолу та зеараленону. Натомість посушливі та жаркі умови можуть сприяти розвитку грибів роду Aspergillus і підвищувати ризик утворення афлатоксинів, особливо у кукурудзі.

  Таким чином, результати аналізу свідчать, що формування мікотоксинів у зернових культурах є комплексним процесом, який визначається взаємодією екологічних умов, біологічних особливостей патогенних грибів і технологічних факторів вирощування культур. Ефективне зниження ризику контамінації зерна мікотоксинами можливе лише за умови інтегрованого підходу, що включає оптимізацію системи сівозміни, контроль фітосанітарного стану посівів, використання стійких сортів, раціональне мінеральне живлення рослин, а також своєчасне збирання врожаю і дотримання належних умов післязбирального зберігання зерна. Такий комплекс заходів дозволяє мінімізувати накопичення токсичних метаболітів грибів та забезпечити безпечність зернової продукції для харчового і кормового використання.

Висновки.

1. Основними продуцентами мікотоксинів у зернових культурах є гриби родів Fusarium, Aspergillus та Penicillium.
2. Кукурудза є культурою з найвищим ризиком контамінації, оскільки може накопичувати декілька груп токсинів одночасно.
3. Синтез мікотоксинів залежить від температури та вологості, причому більшість токсинів формується при температурі 25–30°C та високій водній активності (Aw ≈0,90).
4. Fusarium-токсини формуються переважно у полі, тоді як афлатоксини та охратоксини можуть утворюватися під час зберігання зерна.
5. Мікотоксини мають канцерогенну, нефротоксичну, гепатотоксичну, імунотоксичну та гормоноподібну дію, що робить їх одними з найбільш небезпечних забруднювачів харчових продуктів і кормів.
6. Для мінімізації ризиків необхідні системні заходи контролю, що включають агротехнічні методи, моніторинг грибної інфекції у полі, контроль вологості зерна під час зберігання та лабораторний аналіз мікотоксинів.

Хаблак Сергій, д.б.н., агроном-експерт, агроаудитор, 066-44-266-08

Читайте нас у Telegram