بررسي عوامل موثر و بهينه‌سازي روش ازونيزاسيون براي حذف يا كاهش آفلاتوكسين‌ در ذرت و بررسي تركيبات حاصله

دكترا

بيوشيمي

تهران شرق

1403

تاريخ ثبت در تهران شرق دوشنبه 1403/1/11

صحافي شده ندارد

حاجي حسيني

احسان ژابر زاده

دانشگاه پيام نور مركز تهران شرق

براي اجراي پروژه «بررسي عوامل موثر و بهينه‌سازي روش ازونيزاسيون براي حذف يا كاهش آفلاتوكسين در ذرت و ارزيابي ريسك محصولات جانبي فرايند» مقالات، گزارشهاي علمي و كتب منتشرشده مرتبط با موضوع، مورد بررسي قرار گرفته و از ميان متغيرهاي موثر بر نتايج ازونيزاسيون سه متغير ميزان (دوز)، زمان ازونيزاسيون و ميزان سم انتخاب شدند. عوامل ديگري از جمله دماي محيط، رطوبت نسبي و ميزان رطوبت غلات به صورت ثابت در نظر گرفته شد. اجراي آزمون‌هاي طراحي‌شده براي بهينه‌سازي ازونيزاسيون نشان داد كه مقادير قيد شده در بسياري از مقالات (mg/L 120-20 ازن و زمان ازونيزاسيون 20-500 دقيقه)، قابليت كاهش سم آفلاتوكسين در نمونه‌هاي تحت فرايند ازونيزاسيون را نداشت. با محاسبات دقيق‌تر و انجام چند آزمون در دستگاه ازونيزاسيون جايگزين، نتايج عدم كارايي دوز ازن كمتر از ppm 100 و زمان كمتر از 100 دقيقه به اثبات رسيد. براي بهينه‌سازي، مجددا طراحي آزمايشات با مقادير حاصله از مرحله بررسي اوليه انجام شد. لذا براي متغير دوز ازونيزاسيون (mg/L600-200)، زمان فرايند ازونيزاسيون (100-400 دقيقه) و ميزان آفلاتوكسين B1 (ng/g 50 -5) انجام شد و نتايج با نرم افزار ميني‌تب مورد تحليل آماري قرارگرفت. بر اساس نتايج تحليل آماري، تخريب سم آفلاتوكسينB1، با افزايش دوز ازن و مدت زمان ازونيزاسيون افزايش مي‌يابد. با استفاده از تحليل به روش سطح-پاسخ RSM ، فرايند ازونيزاسيون بهينه‌سازي شد و به صورت تئوري و عملياتي مورد تصديق و صحه‌گذاري قرارگرفت. بدين ترتيب تاييد شد كه با استفاده از ازونيزاسيون به ميزان mg/L(ppm) 600 به مدت 250 دقيقه، بيش از 96 درصد سم آفلاتوكسين B1 موجود در نمونه از بين مي‌رود. بررسي تركيبات شيميايي حاصله از آفلاتوكسين B1 پس از فرايند ازونيزاسيون با طيف‌سنجي جرمي توسط GC-MS نشان داد كه هيچ يك از تركيبات حاصله از سم پس از ازونيزاسيون، در فهرست مواد سمي شناخته نشده قرار نداشته و داراي جرم ملكولي كمتر از سم اوليه مي‌باشند. بررسي سميت سلولي تركيبات حاصل از شكسته‌شدن آفلاتوكسين B1 بر سلولهاي L- 929 و Vero با استفاده از تست MTT نشان داد كه زنده‌ماني سلولها در مجاورت AFB1 به شدت كاهش مي‌يابد. درصد زنده‌ماني سلولهاي L-929 و Vero در مجاورت AFB1 از 97 درصد بهترتيب به 11 و 16 درصد رسيد در حاليكه درصد زنده‌ماني دو سلول فوق در مجاورت سم ازونيزه به ترتيب 71 و 73 درصد بود. سميت تركيبات حاصله از ازونيزاسيون در موشهاي صحرايي نيز مورد بررسي قرارگرفت. در اين تحقيق 4 گروه موش صحرايي به مدت يك ماه در معرض تيمار تحت حاد تغذيه با پلت‌هاي مختلف قرارگرفتند. 4 گروه عبارت بودند از: گروه 1 كه با پلت‌هاي آماده شده از ذرت سالم تغذيه شدند. گروه دوم با ذرت سالم ازونيزه، گروه سوم با ذرت آلوده به سم AFB1 و گروه چهارم با ذرت آلوده به سم AFB1 ازونيزه تغذيه شدند. نتايج آزمون‌هاي هماتولوژي و بيوشيميايي خون و بافت‌هاي كبد و كليه موشها نشان داد كه در گروه‌هاي تغذيه شده با سموم AFB1 ميزان گلبولهاي سفيد WBC به طور معني‌داري (p=0.000) بالاتر از بقيه گروه‌ها بود. در ساير فاكتورهاي هماتولوژي شامل Band cell، گرانولوسيت، مونوسيت، لنفوسيت، ائوزين، بازوفيل، HB، RBC ،MCV، RDWCV، HCT، MCV، MCHC و PLT بين گروه‌هاي تحت بررسي تفاوت معني‌دار مشاهده نشد. بنابراين تغذيه موش‌ها با ذرت‌هاي آلوده به آفلاتوكسين B1 و ذرت‌هاي آلوده ازونيزه، تاثيري بر اين فاكتورها ندارند. بررسي آماري نتايج آناليز فاكتورهاي بيوشيميايي خون شامل ALT،AST ، ALP ، اوره، كراتينين، گلوكز، كلسترول، تري‌گليسيريد، LDL و HDL نشان مي‌دهد كه مقدار آنزيم‌هاي كبدي ALT، AST و ALP در گروه سوم نسبت به بازه نرمال افزايش پيدا كرده است. در حالي كه ميانگين مقدار آنزيم ALT در گروه چهارم افزايش كمي نسبت به بازه نرمال نشان مي‌دهد، مقدار ميانگين آنزيم‌هاي AST و ALP در سه گروه ديگر (از جمله گروه چهارم) در بازه نرمال است. با توجه به اينكه افزايش اين آنزيمها مي‌تواند نشان‌دهنده مشكلات كبدي باشد، نتيجه‌گيري مي‌شود كه مشكلات كبدي ناشي از تغذيه با آفلاتوكسين (در گروه سوم)، پس از ازن‌زني ذرت آلوده (گروه چهارم) مشاهده نشده است. بررسي فاكتورهاي بيوشيمايي مرتبط با كليه نشان مي‌دهد كه ميانگين مقدار اوره و كراتينين در گروه سوم نسبت به بازه نرمال افزايش پيدا كرده است. مقدار ميانگين اوره و كراتينين در سه گروه ديگر (از جمله گروه چهارم) در بازه نرمال است. با توجه به اينكه افزايش اين دو فاكتور مي‌تواند نشان‌دهنده مشكلات كليوي باشد، نتيجه‌گيري مي‌شود كه مشكلات كليوي ناشي از تغذيه با آفلاتوكسين (در گروه سوم)، پس از ازن‌زني ذرت آلوده (گروه چهارم) مشاهده نشده است. نتايج بافت‌شناسي 4 گروه موش صحرايي تحت بررسي قرار گرفت. با توجه به عدم تغيير قابل ملاحظه در بافت‌هاي تشريح شده كبد و كليه گروه اول و دوم كه به ترتيب با ذرت سالم و ذرت سالم اوزونيزه تغذيه شده بودند، مي‌توان نتيجهگيري كرد كه فرايند ازونيزاسيون تاثير منفي قابل توجهي بر حيوانات آزمايشگاهي نداشته است. در بافت تشريح شده كبد و كليه گروه سوم، تغذيه شده با ذرت آلوده به سم AFB1 همانگونه كه انتظار ميرفت، ناهنجاري بافتي از جمله دژنراسيون واكوئلي و هيدروپيك با انقباض سينوسي در سلول‌هاي كبدي مشاهده شد. در بافت كليه نيز، نكروز حاد توبولار(ATN) به صورت واكوئل‌شدن لوله‌اي و اتساع لوله‌اي و سلول‌هاي اپيتليال نكروزه ديده شد. درحاليكه در بافت كبد گروه چهارم كه با ذرت آلوده به AFB1 ازونيزه، تغذيه شده بودند، هيچ تغيير قابل توجهي مشاهده نشد و در بافت كليه نكروز اپيتليال توبولي خفيف كانوني همراه با سلول‌ها و باقي مانده‌ها در تعداد كمي از لوله ديده شد. در مجموع بر اساس نتايج حاصل از اين پژوهش مي‌توان اذعان داشت كه فرايند ازونيزاسيون در دوز و زمان فرايند بهينه مي‌تواند با كمترين اثر نامطلوب بر ذرت، كاهش قابل توجهي در آفلاتوكسين B1 موجود در ذرت ايجاد نمايد. نتايج بررسي‌هاي شناسايي تركيبات حاصله از شكست آفلاتوكسين B1 و بررسي سميت سلولي و تاثير بر حيوانات آزمايشگاهي تصديق مي‌نمايد كه اعمال فرايند ازونيزاسيون بر ذرت آلوده به سموم قارچي، مي‌تواند تاثير قابل توجه و غيرقابل انكاري در كاهش اثرات سوء سموم داشته باشد. هرچند اصل پيشگيري مقدم بر درمان و تامين مواد اوليه و غلات سالم هميشه در درجه اول اهميت قرار دارند، استفاده از فرايند ازونيزاسيون در شرايط بهينه‌سازي شده، به عنوان روشي كه به صورت كلي ايمن شناخته شده است، مي‌تواند براي كاهش سموم قارچي غلات به كار رود.

77227