Knjiga „Uvod u tehnologiju mljevenja pšenice” napisana je sa željom da nađe svoje mjesto u školovanju učenika i studenata, bilo za zvanje mlinara, bilo za tehnologa u mlinarstvu. Ona također može poslužiti i kao priručnik u trgovačkim društvima koja se bave skladištenjem i preradom pšenice i brašna.
U knjizi su obuhvaćene tehnologija skladištenja i kemijski sastav pšenice, kao i tehnologija mljevenja i kakvoća brašna. Tu je teoretsko znanje čvrsto povezano s praksom kako bi se početnicima olakšalo snalaženje u proizvodnji, a iskusnim mlinarima praktično znanje dopunilo teorijom.
Svojim sadržajem knjiga pruža solidno osnovno znanje, potrebno za lako usvajanje sve suvremenijih tehnologija.
Pri pisanju knjige korištena je stručna literatura koja teoretski obrazlaže ovaj značajan segment proizvodnje hrane i koja je tako sažeta da se pri tom nije izgubilo ništa što bi bitno utjecalo na razumijevanje tehnoloških procesa.
Uz navedenu literaturu korišteni su razni priručnici i upute za rad i održavanje strojeva.
Slike koje knjigu čine jasnijom uzete su najvećim dijelom iz propagandnih kataloga proizvođača suvremene mlinske opreme.
Autor
Dipl. Ing. Stjepan Kljusurić
Sadržaj
PREDGOVOR AUTORA
I TEHNOLOGIJA SKLADIŠTENJA ŽITA
1. PŠENICA
1.1. Biološke karakteristike pšenice
1.2. Organoleptička svojstva pšenice
1.3. Boja zrna pšenice
1.4. Oštećena zrna i primjese
1.5. Vlaga pšenice
1.6. Hektolitarska težina pšenice
1.7. Kemijski sastav pšenice i brašna
1.7.1. Ugljikohidrati
1.7.1.1. Šećeri
1.7.1.2. Škrob
1.7.1.3. Hemicelulozne tvari i pentozani
1.7.1.4. Celuloza
1.7.2. Proteini
1.7.3. Lipidi
1.7.4. Pigmenti
1.8. Hranjiva vrijednost pšenice
1.8.1. Ugljikohidrati kao hranjive tvari
1.8.2. Masti
1.8.3. Proteini kao hranjive tvari
1.8.4. Mineralne tvari
1.8.5. Vitamini
1.8.5.1. Sadržaj vitamina u pšenici
2. SILOSI
2.1. Oprema silosa za žito
2.1.1. Elevatori
2.1.2. Trakasti transporteri
2.1.3. Lančani transporteri-redleri
2.1.4. Pužni transporteri
2.1.5. Kose cijevi (protočne cijevi)
2.1.6. Aspirator
2.1.7. Oprema za uzorkovanje žita
2.1.8. Protočna vaga
2.1.9. Oprema za sprječavanje širenja prašine
2.1.10. Upravljanje opremom i signalizacija
3. UZROCI SLABLJENJA KAKVOĆE ŽITA
3.1. Fizikalni faktori i njihov međusobni utjecaj
3.2. Kemijski faktori i njihov međusobni utjecaj
3.3. Biološki faktori i njihov međusobni utjecaj
3.4. Biološki faktori iz vanjskih izvora
3.5. Mikroorganizmi i njihov međusobni utjecaj
4. MIKROORGANIZMI
4.1. Građa mikroorganizama
4.2. Fiziologija mikroorganizama
4.3. Energetska razmjena
4.4. Usvajanje hranjivih tvari od strane mikroorganizama
4.4.1. Usvajanje ugljika i dušika
4.4.2. Usvajanje mineralnih elemenata
4.5. Biosinteze osnovnih nari stanice
4.6. Rast i razmnoiavanje mikroorganizama
4.6.1. Dioba
4.6.2. Sporulacija
4.6.3. Fragmentacija
4.6.4. Generativno
4.7. Sistematika mikroorganizama
4.7.1. Bakterije
4.7.2. Gljive
5. MlKROORGANlZMI U ŽITARICAMA I NJIHOVIM PRODUKTIMA
5.1. Plijesni u žitu i proizvodima od žita
5.2. Bakterije u žitu i proizvodima od žita
5.3. Kvasci u žitu i proizvodima od žita
6. MlKOTOKSINI U ŽITU I BRAŠNU
6.1. Aflatoksini
6.2. Okratoksini
6.3. Citrinin
6.4. Patulin
6.5. Penicilinska kiselina
6.6. Sterigmatocystin
6.7. Luteoskvrin
7. KUKCI U ŽITU I BRAŠNU
7.1. Građa kukaca
7.2. Razvoj kukaca
7.3. Generacija kod kukaca
7.4. Zimovanje i diapauza kukaca
7.5. Najveći ekonomski štetnici žita i proizvoda od žita
7.5.1. Žitni žižak – sitophilus granarius
7.5.2. Rižin žižak – sitophilus oryzae
7.5.3. Kukuruzni žižak – sitophilus zeamais
7.5.4. Cryptolestes SPP
7.5.5. Žitni kukuljičar – rhizopertha dominica
7.5.6. Mali brašnar – tribolium confusum
7.5.7. Kestenjasti brašnar – tribolium castaneum
7.5.8. Brašneni plamenac (moljac) – anagasta (ephestia) kuehniella
7.5.9. Žitni moljac – sitotroga cerealella
8. PREGLJEVI (GRINJE) – ACARINA
8.1. Brašneni pregalj (grinja) – acarus siro
9. ZAŠTITA ŽITA I PROIZVODA OD ŽITA OD ŠTETNIH KUKACA I GRINJA
9.1. Zaštita od kukaca i grinja čišćenjem
9.2. Vlažna dezinsekcija silosa
9.3. Vlažna dezinsekcija mlinova
9.4. Zadimljavanje mlinova
9.5. Fumiganti
9.5.1. Fumigacija žita u ćelijama
9.5.2. Fumigacija mlinova
9.6. Entoleter
II TEHNOLOGIJA MLJEVENJA PŠENICE
10. PRIPREMA PŠENICE ZA MLJEVENJE
10.1. Dozator
10.2. Crno čišćenje
10.2.1. Razdvajanje po debljini čestica
10.2.2. Razdvajanje po dužini čestica
10.2.3. Razdvajanje prema aerodinamičkim osobinama
10.2.4. Razdvajanje na osnovu trenja
10.2.5. Razdvajanje na osnovu magnetskih svojstava
10.3. Strojevi za izdvajanje primjesa
10.3.1. Mlinski aspirator
10.3.2. Izdvajač kamena
10.3.3. Cilindrični trijer
10.3.4. Suha ribalica
10.3.5. Magnetski odvajač
10.4. Aspiracija u čistionici
10.4.1. Aspiracijski kanal
10.4.2. Tarar
10.5. Kondicioniranje pšenice
10.5.1. Dodavanje vode u pšenicu
10.5.2. Komore za odležavanje mokre pšenice
10.6. Bijelo čišćenje
10.6.1. Ljuštilica
10.7. Zamagljivač
11. MLINSKI STROJEVI
11.1. Valjne stolice
11.1.1. Valjni trupci
11.1.2. Hranilica
11.1.3. Uređaj za podešavanje razmaka među trupcima
11.1.4. Pogon valjnih stolica
11.2. Sita
11.2.1. Tkiva za sita
11.2.2. Planska sita
11.2.3. Dijagrami planskih sita
11.2.4. Rotacijsko sito i vibracijsko sito
11.3. Čistilice griza
11.4. Otresivać mekinja – vrgač
11.5.Rastresalice – detešeri
12. TRANSPORT MATERIJALA U MLINU
12.1. Vertikalni transport
12.2. Protočne cijevi
13. ASPIRACIJA U MLINU
14. MLJEVENJE PŠENICE
14.1. Kakvoća pšenice
14.1.1. Omotač ploda – Perikarp
14.1.2. Sjemenka
14.1.3. Hektolitarska težina
14.1.4. Osjetljivost omotača zma na mrvljenje
14.2. Tehnološka opremljenost mlina
14.2.1. Krupljenja
14.2.2. Razvrstavanje
14.2.3. Čišćenje grizeva
14.2.4. Mljevenje okrajaka
14.2.5. Mljevenje grizeva
14.2.6. Izmeljavanje
14.2.7. Otresanje mekinja (posija), aspiracija i sijanje mekih brašna
14.3. Tehnološke prednosti suvremene mlinske opreme
14.3.1. Težinska kontrola
14.4. Stručnost i zauzetost mlinara
14.5. Dijagram izmeljavanja
15. SlLOS ZA BRAŠNO
15.1. Razvoj silosa za brašno
15.2. Siloske ćelije za brašno
15.3. Pneumatski transport brašna iz mlina u silos za brašno
15.3.1. Pneumatski transport brašna u silosu sa opremom za izuzimanje
15.4. Miješanje brašna
15.5. Uvrećavanje brašna
15.6. Otprema brašna u rinfuzi
III KAKVOĆA BRAŠNA
16. KAKVOĆA BRAŠNA I OSOBINE KRUHA
16.1. Komponente kakvoće brašna
16.1.1. Moć upijanja vode ovisno o kakvoći brašna
16.1.2. Moć upijanja vode do pogodne konzistencije tijesta
16.1.3. Jakost brašna
16.2. Prirodno zrenje brašna
16.3. Pokazatelji tehnološke kakvoće brašna
16.3.1. Kakvoća lijepka (Gluten)
16.4. Ispitivanje reoloških osobina tijesta
16.4.1. Farinograf
16.4.2. Ekstenzograf
16.4.3. Amilograf
16.4.4. Alveograf
16.4.5. Cimotahigraf
LITERATURA
5. Mikroorganizmi u žitaricama i njihovim produktima
Na zrnu žitarica kao i na njihovim produktima uvijek ima prisutnih plijesni, bakterija i kvasaca. Njihov razvoj najviše ovisi o količini prisutne vlage. U povoljnim uvjetima žitarice su kao i njihovi produkti izvanredno dobra hrana za mikroorganizme. Ako ima na raspolaganju dovoljno zraka, malo povećanje vlage omogućiti će rast plijesni na žitu. Kod veće vlažnosti doći će do kisele fermentacije s mliječno kiselim bakterijama. Porastom kiselosti može krenuti i aktivnost kvasaca.
Zdravo zrno ima svoju prirodnu zaštitu, dok su njihovi mljeveni i prekmpljeni proizvodi potpuno izloženi razvoju mikroorganizama. Smatra se da je, ako je u pšeničnom brašnu vlaga manja od 13%, spriječen rast svih mikroorganizama. Međutim, dozvoljeno je da pšenično brašno u prometu sadrži vlagu do 15%, jer je do tog nivoa vlage usporen razvoj mikroorganizama. U brašnu sa sadržajem vlage iznad 15% omogućen je razvoj plijesni, a s vlagom iznad 17% mogu početi s razvojem i bakterije.
5.1. Plijesni u žitu i proizvodima od žita
U povoljnim vlažnim uvjetima, a naročito odmah poslije žetve, ako se žito na vrijeme ne osuši, umnože se u žitaricama plijesni raznih rodova i vrsta. Ispitivanjem mikroskopske strukture zrna utvrđeno je da infekcija zrna počinje u pukotinama omotača zrna i omotača klice, a osobito klice, jer je tu najslabiji zaštitni sloj zrna. Plijesni zahvate aleuronski sloj i sloj susjednih stanica škroba.
Pokusom je pšenica s 21% vlage zatvorena pamukom u termos bocu na temperaturi od 41°C. Promatranje je trajalo 12 dana. U tom vremenu jednu je trećinu sjemenki zahvatila dobra infekcija, a neke su bile i uništene, iako se to na boji zrna nije vidjelo. Najprije je napadnuta klica. Jezgra stanice je vjerojatno napadnuta toksinima, pa je stanica umrla. Stanice klice zatim gube životne funkcije i bivaju zahvaćene hifama plijesni. Invaziji plijesni na sjemenke prethodi porast masnih kiselina i gubljenje smeđe boje.
U žitu se najčešće pojavljuju plijesni rodova Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Mucor, Rhispous i drugi.
Od roda Aspergillus u žitu su najzastupljenije vrste: A.flavus, A.fumigatus, A.nidulans, A.niger i A.glaucus. Zbog svoje sposobnosti da se razvijaju u uvjetima visokog osmotskog tlaka, plijesni roda Aspergillus mogu početi svoje aktivnosti u žitu uz relativnu vlagu zraka od 65-88%. Ako žito ima vlagu ispod 16%, a inficirano je s plijesnima, onda su to plijesni roda Aspergillus.
U žitu su također vrlo često prisutne plijesni roda Penicillium. Iz žita i žitnih proizvoda izolirano ih je više od 60 vrsta. Njihove su kolonije najčešće obojene plavo, zeleno do sivo, pa ih se često zna nazvati plavim ili zelenim plijesnima. Ukoliko žito ima povišenu vlagu, plijesni roda Penicillium odmah postaju aktivne. Da bi njihove spore proklijale, potrebna je relativna vlaga zraka u žitu od 79-80 %, a vlaga zrna 16%. Zato su rodovi plijesni Aspergillus i Penicillium inicijatori početnog kvarenja žita. Kako proces kvarenja napreduje povećava se vlaga, raste temperatura žita i počnu se uključivati i drugi mikroorganizmi. Naime, drugi rodovi skladišnih plijesni zahtijevaju veću relativnu vlagu zraka u žitu, veću od 88%.
5.2. Bakterije u žitu i proizvodima od žita
Bakterije obuhvaćaju 90-99 % sve mikroflore na svježe požnjevenom žitu. Njihov broj obično raste kako stupanj kvalitete žita opada. Na pšenici i raži s vlagom žita u vrijeme žetve od 16,9-17,5 % nađeno je 1.575.000 3.045.000 bakterija po gramu žita. Važno je spomenuti da se na svježe požnjevenoj pšenici nalaze zastupljene patogene i nepatogene bakterije. Osim što se žito zagađuje bakterijama u polju, to se dešava i poslije. Prema nekim nalazima broj bakterijskih vrsta na svježe požnjevenoj pšenici popeo se s 10 na 30 vrsta u uskladištenom žitu. Na ječmu je tijekom voštane zrelosti bilo 10 000 bakterija po gramu zrna, dok je u tijestu ječmenog brašna nađeno 78 000 000 bakterija po gramu.
Na svježe požnjevenom žitu često je prisutna Bacterium herbicola aureum. To je pokretna bakterija dugačka 1,3 pm koja stvara spore i ne razvija plin. Na čvrstoj podlozi stvara kolonije boje zlata.
Bacterium herbicola rubrum stvara na čvrstoj podlozi crvene kolonije.
Bakterije Pseudomonas fluorescens proizvode na čvrstoj podlozi kolonije koje fluoresciraju. Ove su bakterije bezopasne za sjemenku, ali ako se nađu u povoljnim uvjetima uz povišenu vlagu mogu prouzročiti ugrijavanje žita.
Flavobacterium i Pseudomonas zastupljene su u žitu s oko 76% dok u brašnu čine samo 20% mikroflore. U brašnu su daleko zastupljenije bakterije koje razvijaju kiseline i plin iz glukoze.
Bacillus mesentericus i Bacillus subtilis su termostabilne bakterije koje prežive temperature pečenja kruha. U gotovom kruhu izazivaju paučljivost. Kruh poprimi neugodan miris, sredina postane gnjecava i razvlači se u niti. Ovo se pojava je vrlo učestala za toplog vremena i u domaćoj proizvodnji kruha ako tijesto nije kiselo. Spore ovih bakterija prežive u sredini kruha gdje temperatura ne prelazi 100°C. Ove bakterije hidroliziraju proteine i škrob pomoću proteaza i amilaza zbog čega sredina kruha bude ljepljiva i gnjecava. Kolonije ovih bakterija su na dodir mekane i ljepljive, a boja im je žuta do smeđa. Neugodan miris tako zagađenog kraha teško je okarakterizirati, premda ga neki uspoređuju s trulim dinjama. Dodatkom propionske kiseline ili propionata sprječava se razvoj ovih bakterija u kruhu. U novije vrijeme ima i drugih preventivnih sredstava.
5.3. Kvasci u žitu i proizvodima od žita
Kod relativne vlage zraka iznad 88% i u temperaturnim uvjetima od -2 do +47°C mogu se na žitu razvijati kvasci. Kvasci na čvrstoj podlozi tvore vlažne, sluzave kolonije bijele ili žućkaste boje. Prema nekim radovima nađeno je 6 900 do 64 000 kvasaca na 1 g pšenice. Na ječmu ih ima i više, osobito u mliječnoj fazi stanja zrna. U žitu i proizvodima od žita izolirano je preko 20 rodova kvasaca. Pojavljuju se kao paraziti, a sami ne oštećuju zrno. Miris na fermentaciju potječe od prisutnosti kvasaca. Kvasci ne proizvode štetne produkte u svom metabolizmu, pa se žito ili proizvodi od žita koje su napali kvasci, može upotrijebiti kao hrana domaćim životinjama.
Fermentacija šećera u tijestu je vrlo važna aktivnost kvasaca u pekarstvu.
6. Mikotoksini u žitu i brašnu
Žito i njihovi produkti kao i razna druga zrnata roba su hrana za ljude i domaće životinje. Kako ta hrana uzima izuzetno veliki udio u ishrani ljudi, ona je velika briga i interes brojnih istraživača.
Međutim, i pored velike brige pri čuvanju sirovina i njihovih gotovih proizvoda događalo se kroz povijest, a i danas se događa, da naša hrana izazove oštećenje zdravlja, oboljenje, a u krajnjem slučaju i smrt.
Žitarice su, osim za ljude i domaće životinje, izvanredan izvor hrane za mnoga druga živa bića, a posebno za mikroorganizme. Nažalost, mnogi štetnici, osim što pojedu dio hrane, ostatak hrane zagade ostacima svojih metabolizama i dijelovima uginulih tijela. Hrana promijeni svoj miris, izgled i druge parametre kakvoće.
Drastične štete navele su istraživače na potrebu ispitivanja uzroka koji su izazvali nastale štete. Tako su važna otkrića vrlo opasnih otrova mikotoksina postignuta ispitivanjem hrane koja je uzrokovala masovna oboljenja ljudi i oboljenja i uginuća domaćih životinja.
Stoga je važno upoznati neke najopasnije i najučestalije mikotoksine i uz to navesti kako su otkriveni, te kako utječu na zdravlje ljudi i domaćih životinja, te s kolikom ozbiljnošću treba prilaziti zadacima u proizvodnji hrane.
Oštećenja zdravlja koja nastaju kao posljedica konzumiranja mikotoksina u hrani nazivaju se zajedničkim imenom mikotoksikoze. Ove se bolesti pojavljuju češće nego se to obično predočava. Tako je iz 25 uzoraka pljesnivog kukuruza izolirano 246 plijesni različitih vrsta, a od njih je čak 99 u svom metabolizmu razvijalo otrovne tvari. Naime, uzgojem tih plijesni na hranjivoj podlozi i ekstrakcijom produkata njihovih metabolizama u vodi i drugim otapalima dobiveni su smrtonosni ekstrakti za laboratorijske životinje. Isto tako ekstrakcijom vodom i drugim otapalima iz 24 od 25 uzoraka ispitivanog kukuruza dobivene su toksične otopine koje su uzrokovale uginuće pokusnih životinja.
Prvi značajni korak prema rješavanju tog problema učinili su mikrobiolozi istražujući mikroorganizme na pljesnivoj robi. Iz pljesnive riže i kukuruza zbog kojih su obolijevale i ugibale domaće životinje u Kanadi izolirano je 527 vrsta različitih plijesni. Zatim su ih pojedinačno uzgojili na steriliziranom kukuruznom brašnu. 54% uzgojenih vrsta plijesni izazvale su ugibanje pokusnih štakora koji su jeli to kukuruzno brašno. Najveći broj izoliranih plijesni pripadali su rodovima Aspergillus, Penicillium, Fusarium i Alternaria.
Od bolesti ražene snijeti, koju uzrokuje gljiva Claviceps purpurea, obolijevali su ljudi sa simptomima oduzimanja i gangrene udova, grčevima i halucinacijama. Utvrđeno je da ova gljiva proizvodi otrovne alkaloide koji su poslije nađeni kao produkti metabolizma nekih vrsta plijesni roda Aspergillus i Penicillium.
Stachybotryotoxicosa je bolest konja i drugih domaćih životinja, a izaziva je otrov stachybotryotoxin. Ovaj otrov svojim metabolizmom razvija plijesan Stachybotrys alternans. Prvi simptomi bolesti u konja su odebljane usne, a zatim obilno krvarenje, živčani poremećaji i smrt. Utvrđeno je da svega 230 g jako otrovane slame sa stachybotryotoxinom izaziva smrt konja za 1-4 dana. Ova vrsta otrova smatra se predstavnikom prirodnih srčanih otrova.
Fusarium mycotoxicose su otkrivene kod ljudi u Rusiji. Ispitivanjem je utvrđeno da su za hranu koristili žitarice koje su preko zime bile pokrivene snijegom. Na takvom žitu i na žitu iz zakašnjele žetve često se pojavljuju plijesni roda Fusarium i Cladosporium. Izvršen je pokus sa životinjama koje su se hranile isključivo prosom inficiranim plijesnima Fusarium sporotrichioides. Životinje su uginule za nekoliko dana.
Kemijske strukture Fusarium mikotoksina prikazane su na slici br. 51. Na slici pod I je prikazan mikotoksin sporofusarin koji je po kemijskom sastavu neutralni steroidni saponin. Pod II nivalenol, gdje je R1=R2=H. Pod II nivalenol monoacetat gdje je R1=COCH3, a R2=H. Pod II nivalenol diacetat gdje je R,=R2=COCH3. Pod III prikazan je toksin diacetoxyscirpenol. Na shemi IV prikazan je kemijski sastav T-2 toksina, ako je R=COCH3 i HT-2 toksina, ako je R=H. Pod oznakom V kemijski je prikaz toksina butenolida, a pod VI zearalenona. Za razvoj ovih toksina odgovorna je plijesan Fusarium tricinctum.
Slika 51: Kemijska struktura I – sporofusarin; II – nivalenol; III – diacetoxyscirpenol; IV – T-2 toxin; V – butenolide; VI – zearalenone
Izostavljeno iz prikaza
6.1. Aflatoksini
Od poznatih mikotoksina najopasniji su za ljudsko zdravlje aflatoksini. Njihov kemijski sastav prikazan je na slici br. 52. Pod I – aflatoksin B1; II – aflatoksin G1 III – aflatoksin B2 i IV aflatoksin G2. S obzi-rom na uvjete nastajanja i s obzirom na štetnost djelovanja, aflatoksini su najbolje proučeni otrovi. Najčešće ih se može naći na kikirikiju, žitaricama, u stočnoj hrani i drugim namimicama. Ti su otrovi također produkti metabolizma plijesni. Hrana koja sadrži visok nivo aflatoksina može uzrokovati oboljenje ljudi, domaćih životinja i riba. Aflatoksini indirektno utječu na pojavu kancerogenih oboljenja. Među njima najopasniji je aflatoksin B1. Pokusom je utvrđeno da su mužjaci štakora, koji su se 68 tjedana hranili hranom zagađenom sa 15 ppb (dijelova na bilion 0,015 mg/t), 100 % oboljeli od tumora na jetri. Isti su pokusi vršeni i s domaćim životinjama. Utvrđeno je da osjetljivost domaćih životinja na prisutnost aflatoksina u hrani varira. Pačići toleriraju 30 ppb (0,03 mg aflatoksina po toni hrane), svinje 233 ppb (0,233 mg/t hrane), a goveda 300 ppb (0,300 mg/t hrane). Povećava li se količina aflatoksina u hrani iznad tih granica, dolazi do pojave oboljenja i tumora na jetri. Ipak teško je uspostaviti odnos između količine aflatoksina koji prirodno uzrokuju mikotoksikoze i eksperimentalno izazvanih simptoma bolesti zbog uzroka kao što su analitičke pogreške, pogreške uzorkovanja, djelomične razgradnje aflatoksina mikroorganizama, sličnim utjecajem drugih mikotoksina i nesigumosti dužine vremena konzumiranja otrovane hrane.
Aflatoksine na pšenici, kukuruzu, riži, raži, zobi i na raznim stočnim smjesama svojim metabolizmom najčešće proizvode plijesni Aspergillus flavus, Aspergillus clavatus i Penicillium puberulum. Najpovoljnija temperatura kod koje plijesan A.flavus razvija aflatoksin je 28°C. To objašnjava činjenicu zašto se aflatoksin najčešće pojavljuje u robama s tropskog klimatskog podračja. Intenzitet razvoja aflatoksina varira ovisno o podlozi. Tako se više aflatoksina B, razvija na supstratima klica od pšenice i kukuruza nego na supstratima od pšeničnog i kukuruznog brašna. Osim o supstratu i temperatumim uvjetima, razvijanje aflatoksina ovisi i o prisutnosti drugih mikroorganizama. U pravilu u prirodi uz prisutnost drugih mikroorganizama nastaje znatno manje aflatoksina. Tako se uz prisutnost C02 smanjuje količina nastajanja aflatoksina na temperaturama između 16°C 29°C uz prisutnu relativnu vlagu od 100%. U silaži visoko vlažnog oljuštenog kukuruza dolazi do mliječno kisele fermentacije, pa eventualno prisutni aflatoksin B] prelazi zbog utjecaja kiselog medija u bezopasni derivat aflatoksin B2a.
Aflatoksini su kemijski nestabilni spojevi. Oksidacijska ih sredstva oksidiraju u bezopasne spojeve za ljudsko zdravlje. Tako sredstva za bijeljenje brašna kao klor, klor-dioksid, vodikov peroksid, borati i drugi smanjuju količinu aflatoksina u brašnu.
Poznato je da mlijeko domaćih životinja, koje se hrane hranom u kojoj ima aflatoksina B1 sadrži aflatoksin M,. On se pojavljuje kao derivat aflatoksina B, i također je poznat kao kancerogena tvar. Aflatoksin M1 također je jedan od aflatoksina kojeg u svom metabolizmu razvija A. flavus.
Aflatoksini se pojavljuju i u pljesnivom kruhu. Oni vrlo dobro difundiraju kroz sredinu kruha. Ispitivanjem je nađeno 45 dijelova aflatoksina na milijun dijelova uzorka 7cm ispod mjesta do kojeg se na kruhu nalazio micelij plijesni Aspergillus flavus.
6.2. Okratoksini
Okratoksin A, čija je kemijska struktura prikazana na slici br. 53 I, i njemu slični spojevi prvi put su izolirani u južnoj Africi. Na kukuruzu ih je proizvela plijesan Aspergillus ochraceus. Poslije toga ovaj je otrov proizveden eksperimentalno uzgojem Aspergillus ochraceus na steriliziranim podlogama riže, soje, pšenice, prekrupi pšenice i zobenom brašnu. Osim toga, ispitivanjem je utvrđeno da isti otrov okratoksin razvija plijesan Penicillium viridicatum na graham kruhu i raženom kruhu.
Okratoksin A je vrlo otrovan proizvod metabolizma plijesni. Smrtonosna je doza za mužjaka štakora 22 mg/kg hrane. Ovaj otrov i njemu slični spojevi izazivaju oštećenja jetre i bubrega. Samo jedna doza od svega 100 mg dana pačićima starim jedan dan ili štakorima starim dva dana dovoljna je da izazove oštećenje jetre. Ispitivanja s kokošima nesilicama od 14 do 52 tjedna starosti pokazuju da količina od 4 mg otrova okratoksina A po kilogramu hrane uzrokuje visoki postotak uginuća, slab rast, odgađanje seksualnog sazrijevanja, malu nosivost i vrlo slabu kakvoću jaja.
6.3. Citrinin
Kemijska struktura citrinina prikazana je na slici br. 53 II. To je antibiotik kojeg u svom metabolizmu razvijaju plijesni roda Aspergillus i Penicillium. Ovaj se otrov često pojavljuje zajedno sa okratoksinom A.
U Danskoj su masovno obolijevale svinje, a 7% svih svinja u zemlji je uginulo. Ispitivanjem je utvrđeno da je uzročnik ječam koji je bio zaražen s plijesni Penicillium viridicatum, a sadržavao je značajnu količinu citrinina. Kod domaćih životinja citrinin izaziva oštećenje bubrega ako se nalazi u hrani. U laboratorijskim uvjetima može se na raži i kukuruzu dobiti visoka koncentracija citrinina uzgojem plijesni Penicillium citrininum. U skladišnim uvjetima ne može se dobiti tako visoka koncentracija toga otrova, jer postoji mogućnost kemijskih reakcija sa SH grupama (tiolna grupa).
Slika 53: Kemijska struktura
Izostavljeno iz prikaza
- ochratoksin A;
- citrinin;
- patulin;
- penicilinska kiselina;
- sterigmatocystin;
- luteoskyrin;
- chlorine-containing peptide;
- islanditoksin
6.4. Patulin
Patulin, čija je kemijska struktura prikazana na slici br. 53 III, otrovni je antibiotik kojeg razvija nekoliko vrsta plijesni roda Aspergillus i Penicillium. Utvrđeno je da je patulin kancerogena tvar. Prvi puta je izoliran iz gnjilih jabuka kao produkt metabolizma plijesni Penicillium expansum. Pronađen je također u Japanu nakon ugibanja krava koje su u hrani dobivale sladno brašno, a razvile su ga plijesni Penicillium urticae. Patulin uzrokuje krvarenje u mozgu domaćih životinja.
Patulin je kemijski aktivan spoj koji reagira sa tiolima. U granici od 4-6 mg/kg patulin je nestabilan u pšeničnom brašnu i suhoj durum pšenici. U suhom kukuruzu taj je otrov stabilan 14 dana pri koncentraciji od 6 mg/kg zrna.
6.5. Penicilinska kiselina
Penicilinska kiselina, čija je struktura prikazana na slici br. 53 IV, produkt je metabolizma nekoliko vrsta plijesni rodova Aspergillus i Penicillium. Ona lako reagira sa tiolima i aminima i nije stabilna u pšeničnom brašnu. Stabilnost je vrlo važna karakteristika kod utvrđivanja prisutnosti penicilinske kiseline u žitu i produktima žita. Interesantno je navesti da je nestabilna na 20°C, te da postupno nestaje. Međutim, na temperaturi od 1°C ona se akumulira i dostiže veći stupanj koncentracije nego na 20°C. Zbog toga metoda hlađenja vlažnog žita nije zadovoljavajuća zamjena za sušenje prije skladištenja.
Pokusima u laboratoriju s domaćim životinjama utvrđeno je da je ona otrov koji izaziva tumore.
6.6. Sterigmatocystin
Sterigmatocystin je prikazan na slici br. 53 V. Smatra se da je to značajan mogući otrov koji može oštetiti zdravlje ljudi i domaćih životinja. Razvijaju ga plijesni Aspergillus versicolor i Aspergillus nidulans. Te ga plijesni mogu razviti u visokim koncentracijama u kukuruznom brašnu.
6.7. Luteoskyrin
Luteoskyrin je otrov kojeg svojim metabolizmom razvija plijesan Penicillium islandicum. Kemijska struktura ovog otrova prikazana je na slici br. 53 VI. Ova je plijesan nađena u Japanu na pljesnivoj riži. Ona u riži razvija luteoskyrin čak i u prisutnosti drugih plijesni i bakterija. Utvrđeno je da produženim hranjenjem miševa rižom zaraženom sa plijesni P.islandicum ili njenim otrovom luteoskyrinom nastaju patogene promjene na jetri miša.
Drugi mikotoksin kojega proizvodi plijesan Penicillum islandicum, je chlorine-containing peptide prikazan na slici br. 53 VII. U svojoj strukturi ima dva atoma klora i peptidne grupe. Visoko je toksičan, a uzrokuje tumore na jetri miševa.
Ista plijesan proizvodi svojim metabolizmom i mikotoksin islanditoksin prikazan na slici br. 53 VIII. On je kemijski sličan prethodnom i također uzrokuje oštećenje jetre.
Ovdje je dat jedan kratak pregled aflatoksina i drugih mikotoksina koje razvijaju plijesni roda Fusarium, Aspergillus i Penicillium. Ti su otrovi značajni, jer se pojavljuju u žitu i u produktima od žita. Vrlo su štetni za zdravlje ljudi i domaćih životinja, jer izazivaju kancerogene procese i razne mycotoxicose. Osim ovih nabrojenih češće nađenih mikotoksina, poznato je još tridesetak otrova koje razvijaju ovi rodovi plijesni.
Brojnim istraživanjima krmiva i hrane identificirani su mikotoksini koje svojim metabolizmom razvijaju plijesni drugih rodova. Najčešće su to plijesni rodova Alternaria, Cladosporium, Chaetomium i Trichothecium.
Na kraju treba reći da metode otkrivanja i određivanja količine mikotoksina u hrani nisu jednostavne, a ni potpuno pouzdane. Te su metode vrlo zahtjevne s obzirom na laboratorijsku opremu i stručnost analitičara. Zbog toga se i danas najčešće koriste samo kao pomoć pri otkrivanja uzroka nastalih oboljenja i trovanja. Osnovna mjera zaštite od mikotoksina je spriječiti razvoj plijesni u svim fazama žetve, skladištenja i čuvanja gotovih proizvoda.
Ipak treba napomenuti da država uvijek vrši kontrolu na aflatoksin za uvoznu trgovačku robu u kojoj postoji mogućnost razvoja plijesni, čiji metabolizmi stvaraju otrove.