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マイコトキシンは糸状菌によって産生される二次代謝産物であり、世界中の農産物において汚染物質として一般的に検出されています。これらの毒素への曝露は、人間と動物の両方にとって非常に有害であり、さまざまな医学的状態であるマイコトキシン中毒を引き起こす可能性があります。動物の場合、飼料を介した曝露は、栄養素の消化、吸収、代謝を阻害し、動物の生理機能にも影響を与える可能性があります。[ 1 ]マイコトキシンを産生する最も一般的な真菌には、フザリウム、アスペルギルス、ペニシリウムなどがあります。[ 2 ]
マイコトキシンを産生することが知られている他の真菌には、ClavicepsやAlternaria などがある。[ 3 ]
動物に影響を与えることが知られているマイコトキシンは6種類あります。[ 2 ]
最も一般的なマイコトキシンはアフラトキシンです。アフラトキシンは、人間と動物の両方に対して非常に発がん性があります。アフラトキシンは、穀物、イチジク、ナッツ、タバコなどの植物に影響を与えることが知られているアスペルギルス属の2種、A. flavusとA. parasiticusによって産生されます。[ 2 ]穀物は、動物飼料の主要成分の1つです。アフラトキシンによる深刻な問題のリスクが最も高い動物は、マス、アヒル、豚であり、牛はリスクが低いです。
麦角アルカロイドはイネ科植物に含まれ、菌核と呼ばれる菌体構造内で生成されます。動物が麦角を摂取すると、壊疽、流産、痙攣、過敏症、運動失調などの症状が現れます。[ 2 ]
フモニシンは、ヒトや動物に悪影響を与えることが最近判明したマイコトキシンです。この真菌群で最も多く産生される毒素はフモニシンB1です。[ 2 ]研究によると、フモニシンB1は馬の白質脳軟化症、豚の胸水や肺水腫などの病気を引き起こし、免疫系に悪影響を与える可能性があります。
マイコトキシンは、さまざまな動物製品や動物副産物の安全性に非常に有害な影響を及ぼしますが、時には目視では検出できません。飼料にマイコトキシンが混入した鶏が産んだ卵には、アフラトキシンやゼアラレノンなどのさまざまな濃度のマイコトキシンが見られますが、マイコトキシンの濃度とその影響は鶏の飼料によって異なります。[ 4 ]また、いくつかの研究では、卵黄の脂肪領域に高濃度のマイコトキシンが見られることもわかっています。[ 4 ]さらに、多くの国の研究により、乾燥熟成ハム、ソーセージ、ベーコンなどの肉製品には、マイコトキシンであるオクラトキシンAが一般的に存在し、肉の内部に拡散することが明らかになっています。[ 5 ]この拡散は、カビが肉の表面に存在し、マイコトキシンが肉の内部に浸透することを可能にしたときに起こります。[ 6 ]その結果、フモニシンなどのマイコトキシンは、脂肪組成の急増を引き起こし、筋肉組織を減少させることで、動物の肉を減少させる可能性がある。[ 6 ]
マイコトキシンは、保存状態の良い食品にも保存状態の悪い食品にも含まれており、状況によってはあらゆる食品で汚染が発生する可能性がある。[ 7 ]特に、食品を介したマイコトキシンへの曝露の長期的な影響を示すデータが不足しており、同じ製品にさまざまなマイコトキシンが含まれている可能性があるため、製品や人体への毒性影響を判断することは困難である。[ 8 ]
マイコトキシンは食品の安全性や動物の健康に大きな影響を与えるだけでなく、それを摂取した人に中毒を起こし、人間にさまざまな症状や病気を引き起こす可能性があります。アフラトキシンを摂取すると、子供のクワシオルコルやライ症候群などの病気を悪化させる可能性があり、強力な変異原性物質、免疫抑制物質、発がん物質と考えられています。[ 9 ]別のマイコトキシンであるオクラトキシンは、発がん性および免疫抑制作用があり、尿路の発達障害を引き起こす可能性があります。[ 10 ]さらに、マイコトキシンであるゼアラレノンは、母親が妊娠中にゼアラレノンに汚染された食品を摂取した場合、子供の思春期早発症を引き起こす可能性があります。[ 6 ]また、麦角アルカロイドは、人間に消化不良、幻覚、腎不全、心不全、四肢のしびれなどの症状を引き起こす可能性があります。 [ 6 ]最終的に、症状の強さや潜在的な病気の重症度は、年齢、体重、毒素の強度、曝露期間、食事に基づいており、したがって人によって異なる可能性があります。[ 7 ]
この病気は「マイコトキシン」という用語の使用における転換点となった。1960年代、イングランド南東部で、アスペルギルス・フラバス菌が産生するマイコトキシンに汚染されたピーナッツミールが原因で、約10万羽の七面鳥の雛が死亡した。この病気は生後2～20週齢の七面鳥に影響を与え、生後1ヶ月齢で最も多くの犠牲者が出た。神経症状や昏睡を引き起こし、通常は死に至った。[ 11 ]
生態系の状態と気候変数は、マイコトキシン産生菌の成長、分布、毒性に中心的な役割を果たします。これらの生物は、温度、水分利用可能性、大気組成などの環境要因に非常に敏感です。[ 12 ]気温の上昇と大気中の二酸化炭素濃度の増加は、トウモロコシや小麦などの主要な農産物における菌類の増殖の促進、場合によってはマイコトキシン産生の増加と関連付けられています。[ 13 ]水分利用可能性、特に高湿度と水分活性は、野外と貯蔵中の両方で菌類のコロニー形成と毒素合成の重要な決定要因です。[ 14 ]干ばつ、熱波、豪雨などの気象変動は、地域と生育期にわたる汚染パターンに影響を与えることが示されており、植物の損傷や土壌の破壊などの環境ストレス要因は、作物の真菌感染に対する感受性を高める可能性があります。[ 14 ] [ 15 ]気候変動により、マイコトキシン産生菌の地理的分布がさらに変化し、新たな地域や作物への拡大が可能になると予想されている一方、農業慣行や収穫後の貯蔵条件との相互作用により、食品サプライチェーン全体で汚染リスクが増大する可能性がある。[ 16 ] [ 17 ]
マイコトキシンに関する研究によると、飼料への汚染を防ぐ方法は3つあります。1つ目は、真菌感染の可能性が生じる前に予防することです。2つ目は、真菌が毒素を生成し始めたときに予防することです。そして最後の方法は、飼料が重度に感染していることがわかっているときに予防することです。[ 18 ]
その他の予防方法としては、マイコトキシンに対して自然に防御できる品種を植えること、適切な施肥、雑草防除、適切な輪作などが挙げられます。収穫後の作物の保管方法も、マイコトキシンフリーの状態を維持する上で重要な役割を果たします。水分が多すぎると、菌類が増殖してマイコトキシンを生成する可能性が高くなります。水分量に加えて、温度、穀物の状態、化学物質や生物学的物質の存在などの要因も、マイコトキシンを生成する菌類が増殖するかどうかを左右します。[ 2 ]
マイコトキシンは食品の栽培と流通プロセスのどの段階でも発生する可能性があるため、保管施設、輸送車両、収穫時に予防策を講じることができます。マイコトキシンの発生は、湿度が高いとマイコトキシンが繁殖しやすい高湿度環境になるため、湿度の低い季節に飼料製品を収穫すること、窒素はカビの増殖を促進するため窒素肥料の使用を最小限に抑えることによって阻止できます。[ 6 ]動物飼料や作物のマイコトキシン感染は、袋詰めの商品を防水層のある衛生的な袋に入れること、保管場所を十分に換気すること、昆虫やカビの発生が疑われる場合は安全な殺虫剤や殺菌剤を使用することなどの衛生規制によっても防ぐことができます。[ 6 ]同様に、輸送車両を滅菌し、過剰な水分を排除し、極端な温度変化を抑制することで、マイコトキシンの発生を阻止することができます。[ 6 ]
マイコトキシンに関する規制枠組みは、主に食品や飼料中の個々の毒素の最大許容レベルを設定することに重点を置いており、米国食品医薬品局や国際機関などの機関が、人間の曝露を制限するためのガイダンス、監視システム、リスク評価を提供しています。[ 19 ] [ 20 ]液体クロマトグラフィー・タンデム質量分析法（LC-MS/MS）などの高度な分析法は、食品供給全体にわたる複数のマイコトキシンの検出と監視に広く使用されています。[ 21 ]しかし、現在の政策では、複数のマイコトキシンの同時発生やそれらの潜在的な相加的および相乗的効果を十分に考慮していないことが多く、現実世界のリスクを過小評価している可能性があります。[ 22 ]さらに、規制能力、監視インフラ、執行の不均衡が地域間の保護の不均一性につながり、低所得国および中所得国は緩和と監視においてより大きな課題に直面しています。[ 23 ]国際機関は、調和のとれた基準、改善されたグローバル監視システム、環境、農業、公衆衛生を統合した分野横断的なアプローチの必要性を強調している。
飼料製品からマイコトキシンを除去するために、いくつかの異なる方法が用いられています。1つの方法は、マイコトキシンと結合して飼料から除去する吸着剤を使用することです。飼料を浄化するもう1つの方法は、さまざまな有害物質と結合できる多孔質の不溶性粉末状の活性炭を使用することです。活性炭は、摂取された他の種類の毒素や中毒を除去するためによく使用されます。[ 3 ]