Penicillium verrucosum
| Penicillium verrucosum | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Rike: | Svampar |
| Division: | Ascomycota |
| Klass: | Eurotiomycetes |
| Beställa: | Eurotiales |
| Familj: | Trichocomaceae |
| Släkte: | Penicillium |
| Arter: |
P. verrucosum
|
| Binomialt namn | |
|
Penicillium verrucosum Dierckx (1901)
|
|
| Synonymer | |
|
|
Penicillium verrucosum är en psykrofil svamp som upptäcktes i Belgien och introducerades av Dierckx 1901. Sex varianter av denna art har erkänts främst baserat på skillnader i kolonifärg: P. verrucosum var. album , P. verrucosum var. corymbiferum , P. verrucosum var. cyclopium , P. verrucosum var. ochraceum , P. verrucosum var. melanochlorum och P. verrucosum var. verrucosum . Denna svamp har viktiga konsekvenser i mat, speciellt för spannmål och andra spannmålsgrödor som den växer på. Dess tillväxt är noggrant reglerad för att minska matförstöringen av denna svamp och dess giftiga produkter. Genomet av P. verrucosum har sekvenserats och genklustren för biosyntesen av dess mykotoxiner har identifierats.
Taxonomi
Penicillium verrucosum placerades från början felaktigt i synonym med arten Penicillium viridicatum av Raper och Thom. Senare, efter det att oenighet uppstod om identifieringen och namngivningen av dessa svampar, observerades deras tillväxthastighet, mykotoxinproduktion och källor. Noggrann observation drog slutsatsen att P. verrucosum och P. viridicatum verkligen var separata arter. Experimentella resultat visade att mykotoxinerna ochratoxin A och citrinin produceras av P. verrucosum men inte av P. viridicatum .
Habitat och ekologi
Penicillium verrucosum finns i tempererade och kallare klimat. Den finns främst i norra Europa, inklusive länder som Skandinavien, Ukraina, Danmark, Sverige, Storbritannien, Jugoslavien, Italien och Turkiet, vissa delar av Nordamerika, såsom Kanada, och delar av Sydamerika. P. verrucosum växer på spannmål, frön och ruttnande vegetation. Det är brett distribuerat i livsmedel (som spannmål) och djurfoder där spannmål (vanligtvis korn, vete och råg) är en nyckelingrediens.
Tillväxt och morfologi
Penicillium verrucosum visar sig vara långsamväxande: den uppnår mellan 15 mm och 25 mm tillväxt i diameter på både Czapek jästagar (CYA) och maltextraktagar (MEA) efter sju dagar. P. verrucosum har ett vitt mycelium och grågröna till mattgröna konidier på ovannämnda media. Baksidan är färgad gulbrun till djupbrun på CYA och mattbrun till oliv på MEA. Andra sorter av P. verrucosum kan ha olika färgade konidier, inklusive färgerna mörkgrön och blågrön. Denna svamp har ett större antal konidiertillväxt på CYA än MEA. Konidierna är slätväggiga och cirka 2,5 μm till 3,0 μm i diameter. Dessa konidier börjar i en ellipsoid form när de är unga, och ändras senare till en klotformad eller subglobos form. P. verrucosum har konidioforer som vanligtvis är tvåstegsgrenade (ibland trestegsgrenade), vilket ger den ett borstliknande utseende. P. verrucosums konidioforer är grovväggiga med grenar och metulae som pressas tätt mot varandra. Konidioforens phialider är korta och kolvformade med distinkta halsar .
Penicillium verrucosum har en distinkt lukt som beskrivs som jordig och stickande.
Fysiologi
Av släktet Penicillium är det bara ungefär hälften av de identifierade arterna som kan växa vid däggdjurs kroppstemperatur. P. verrucosum är inte en av dessa arter eftersom det vanligtvis inte sker någon tillväxt av denna svamp vid 37 °C. Konidier av P. verrucosum har förmågan att gro vid temperaturer mellan 0 °C och 31 °C, men optimala temperaturer för groning är mellan 21 °C och 23 °C. Metaboliska produkter av dessa svampar inkluderar 2-okten-1-ol och 1-oktanol och ochratoxin A, brevianamid A , citrinin, penicillinsyra , ergosterol , ergosterylpalmitat, meso-erytritol, mannitol , viridicatsyra, viridicatol, viridicatin, xanthomegnin rubrosulfin, viopurpurin, 3-0-metylviridicatin, cyklopenin, cyklopenol.
Ochratoxin A
Penicillium verrucosum producerar ett mycket potent mykotoxin som kallas ochratoxin A (OTA). Detta mykotoxin är immunsuppressivt och teratogent . Det har också klassificerats som genotoxiskt och ett möjligt cancerframkallande ämne för människor . Grisar som föds upp i norra och centrala Europa utvecklar nefrit efter konsumtion av kontaminerat foder. Konsumtionen av förorenat korn har visat sig vara giftigt för råttor och av förorenat ris har visat sig vara giftigt för möss.
Förvaringsförhållanden
Penicillium verrucosum är en förorening av spannmålsgrödor (som korn, majs, havre och vete) som används i djurfoder. Dessa spannmål blir förorenade med detta mykotoxin när de inte är noggrant förberedda efter skörd och när lagringsförhållandena är olämpliga. När spannmål förvaras på rätt sätt tenderar OTA-nivåerna att vara i genomsnitt runt 1 μg/kg i tempererade områden.
Förstöring av spannmålen av OTA uppstår som en orsak till olämpliga lagringstemperaturer och fukthalt. OTA-syntes sker vid fukthaltsnivåer mellan 18 % och 22 %, och OTA-produktionen ökar när temperaturen är mellan 10 °C och 21 °C. OTA-bildning sker inte vid fukthalter under 18 % och vid temperaturer över 28 °C.
Förebyggande och minskning av kontaminering
För att förhindra OTA-bildning måste spannmål torkas till fuktnivåer lägre än 18%-gränsen strax efter skörd. Eventuella bortskämda varor bör hållas åtskilda från den oförorenade skörden och bör inte användas i livsmedels- eller foderproduktion. Många länder har bestämmelser om rekommenderade och tillåtna nivåer av OTA i spannmål som bör följas.
Fullständigt förhindrande av OTA-kontamination är idealiskt, men det finns många metoder för att minska befintliga OTA-nivåer, vanligtvis klassificerade i fysiska, kemiska och biologiska procedurer. Fysiska metoder används för att ta bort de förorenade spannmålen genom sortering och separering. Kemiska förfaranden syftar till att eliminera detta mykotoxin genom processer som ammoniakering , ozonisering och nixtamalisering . Biologiska processer använder mikroorganismer för att sönderdela eller adsorbera OTA i förorenade varor. Protozoer , bakterier , jäst , filamentösa svampar och växtcellkulturer används alla i dessa biologiska procedurer. Mikroorganismer är fördelaktiga för detta ändamål eftersom de är miljövänliga och inte påverkar spannmålskvaliteten.
Sjukdom hos människor
Under 1950-talet förekom rapporter om njursjukdomar med hög dödlighet i geografiskt närliggande områden, som Bulgarien, Jugoslavien och Rumänien. Denna händelse kallades Balkan endemisk nefropati som orsakades av konsumtionen av förorenat griskött i dessa områden. När grisar konsumerade foder som förorenats av OTA, samlades det i deras fettvävnad snarare än att utsöndras på grund av dess löslighet i fett. Människor konsumerade sedan förorenat griskött, vilket lät detta mykotoxin komma in i det mänskliga systemet.
OTA finns främst i blodprover i Europa, men dess förekomst i friskt mänskligt blod visar att det fortfarande finns en global exponering. En ansträngning har gjorts i Europa för att övervaka OTA-nivåerna i livsmedel genom att skapa bestämmelser om maximalt acceptabla nivåer. Genom att skapa riktlinjer kan man ägna särskild uppmärksamhet åt lokala specialiteter, såsom blodpuddingar och korvar, som görs med grisblod.