Occurrence of aflatoxigenic fungi and levels of aflatoxin B1 in foodstuff marketed in Palestine

Other Title(s)

وجود الفطريات المفرزة للأفلاتوكسينات و مستويات أفلاتوكسين B1 في عينات غذائية من السوق الفلسطينية

Dissertant

Barakat, Sanad Usamah

Thesis advisor

Suwaylih, Khalid

University

Birzeit University

Faculty

Faculty of Science

Department

Department Nutrition and Dietetics

University Country

Palestine (West Bank)

Degree

Master

Degree Date

2021

Arabic Abstract

تشكل الحبوب، كالقمح والأرز و الذرة، و مشتقاتها بالإضافة للتوابل و البهارات و المكسرات، جزءا أساسيا من مكونات الطبق الفلسطيني الفطريات المفرزة لسموم الأفلاتوكسين تنتشر عالميا و لها القدرة على النمو و التكاثر بكثرة على المواد الغذائية إذا ما توفرت الظروف البيئية المناسبة سموم الأفلاتوكسين المفرزة من قبل هذه الفطريات تسبب سرطان الكبد و بالتالي تهدد حياة الإنسان و الحيوان.

لذلك، فإن الدراسات التي تعنى بمراقبة القطريات و الأفلاتوكسينات (و خاصة أفلاتوكسين بي (1) الملوثة للمواد الغذائية البشرية و الحيوانية تعتبر غاية في الأهمية من أجل صحة الإنسان و الحيوان.

بالإضافة لذلك، فإن الدراسات هذه تمكن الحكومات من اتخاذ القرارات و تبني السياسات و الاستراتيجيات للحد من تلوث المواد الغذائية بالسموم الفطرية و بالتالي الحد من الخسائر الاقتصادية التي تسببها هذه السموم نتيجة تلويثها للغذاء و بسبب الأضرار الصحية التي تسببها لأفراد المجتمع المتضررين من هذه السموم.

في هذه الدراسة تم جمع 229 عينة عشوائية من مواد غذائية منتمية لثماني مجموعات غذائية مطروحة للبيع في الأسواق الفلسطينية و ذلك من أجل فحص وجود القطريات فيها و خاصة السامة مثل فطر (Aspergillus) و من أجل تحليل مستويات الأفلاتوكسين بي 1 فيها العينات الغذائية التي تم جمعها تنتمي للمجموعات التالية : الحبوب (118)، المكسرات (25)، الفواكه المجففة (14) القهوة (10) الشاي و الأعشاب الطبية (9) التبغ و المعسل (15)، عينات أخرى مثل زيت الذرة، زبدة الفستق شوكولاتة دهن، شوكولاتة بودرة (15).

تم فحص وجود القطريات في عينات الغذاء باستخدام وسائط زراعية مختلفة، حيث تبين أن 96.3% من العينات ال 163 التي تم فحصها ملوثة بالفطريات وبمعدل يساوي 1.0 100.4 خلية فطرية لكل غرام.

العينات الغذائية الأكثر تلوثا بالفطريات كانت الفلفل الأحمر الحار (2.5) 10 خلية قطرية لكل غرام يليه التبغ (2.0 10 خلية فطرية لكل غرام).

بالإضافة لذلك، فقد تبين أن الفواكه المجففة ملوثة بالخمائر بمعدل يصل إلى 1065.9 خلية خمائر لكل غرام.

أما الفطريات التي تم عزلها، فقد تبين أنها تنتمي ل 8 أجناس من الفطريات.

حيث تبين أيضا أن فطر (Aspergillus) هو الأكثر شيوعا من بينها حيث سجل وجوده في 69.3% من العينات.

أما الأجناس الأخرى فقد وجدت بمعدلات أقل كما يلي : +(%6.7) Mucor (%16.6) Rhizopus (%16.6) Yeast (23.3%) Penicillium (35%) Cladosporium أجناس أخرى نادرة (Altenaria and Trichoderm) %3.7 هذا بالإضافة ل 31.3 % لم يتم التعرف عليها.

كذلك، بينت الدراسة أن %92% عينات الحبوب ملوثة بفطريات ال Aspergillus) بليها عينات البهارات (84%)، التبغ و المعسل (978) الفواكه المجففة (71) الشاي و الأعشاب الطبية (56) القهوة (50%)، المكسرات (48%) اما العينات الأخرى فكانت ملوثة بنسبة 8%.

أما أنواع الفطريات من جنس (Aspergillus) فقد تبين أن الأنواع A niger و A flavus هي السائدة منها بنسب وجود تساوي 33% و 20% بالترتيب.

أما عزلات فطريات ال Aspergillus) الخضراء، فقد وجدت بشكل رئيس في توابل الدواجن والفلفل الأحمر الحار.

أما وجود fumigates.

...

في بعض العينات فله أهمية طبية كون هذا النوع من الفطريات يفرز سموم أخرى تدعى غليوتوكسين هذا النوع من الفطريات تم الكشف عن وجوده في عينات من السماق، الفلفل الأسود، الزنجبيل والأعشاب الطبية.

لتحديد فطريات ال Aspergillus المفرزة للأفلاتوكسينات، تم استخدام ثلاثة طرق بعد زراعة الفطريات على وسائط مختلفة يتم تعريضها لاحقا بعد نمو القطر لبخار الأمونيا أو الفلوريسنت بينت طريقة بخار الأمونيا باستخدام الوسيط الغذائية CAM والوسيط الغذائية ADBM أنه من أصل 22 عزلة هناك 19 مفرزة للسموم، أي بنسبة 90.9% من العزلات.

أما الطريقة الثالثة باستخدام الفلوريسنت على الوسيط الغذائية ،CAM، فقد بينت أن 59.1% من العينات فقط تحتوي فطريات مفرزة للسموم.

أما فيما يتعلق بسموم الأفلاتوكسين بي 1 في العينات الغذائية المفحوصة بواسطة ELISA، فقد تبين أنه من أصل 116 عينة هناك 46 تحتوي على سموم بي 1 وذلك بنسب تتراوح بين 0.4-13.5 ميكروغرام/ كغم وبمعدل عام يساوي 4.62 ميكروغرام/ كغم المستويات القصوى وجدت في عينات الفلفل الأحمر الحار وتراوحت بين 4.15 و13.5 ميكروغرام/كغم.

أما فيما يتعلق بالعينات التي وجد فيها سموم بي 1، فقد تبين أن 49% منها (22 عينة) تحتوي مستويات بي 1 تفوق الحد المسموح به وهو 5 ميكروغرام/كغم.

أخيرا، فإن تحليل نشاط المياه (water activity) في العينات أظهر أن المعدل العام هو 0.522±0.051.

بناء عليه، لم تكن هناك أي علاقة بين مستويات سموم بي 1 وعدد الفطريات الملوث.

و في الختام تقدم نتائج هذه الدراسة المزيد من الأدلة على ضرورة انتظام مراقبة وجود الافلاتوكسين للأغذية المستوردة و كذلك المحلية.

English Abstract

The basic Palestinian cuisine consists mainly of cereals (wheat, rice and corn) and other cereal-based foods, nuts and spices.

Aflatoxigenic fungi are ubiquitous and tend to thrive in food products under favorable conditions.

As their name implies, aflatoxigenic fungi produce aflatoxins that cause hepatic cancer threatening human and animal welfare.

Therefore, the aim of this study is to evaluate the occurrence of aflatoxigenic fungi and the levels of aflatoxins, specifically Aflatoxin B1 (AFB1), in foods.

It is of great importance to human and animal health as food and feed are prone to contamination.

Besides, monitoring aflatoxins in foodstuffs enables government proper implementation of management policies and strategies that reduce the risks of contamination during storage, the economic losses due to contamination and the health care expenses associated with affected people.

In the present study, 229 food samples, belonging to 8 different food categories, marketed in the West Bank, Palestine were randomly collected from different retailers and were analyzed for the occurrence of fungi, with specific focus on Aspergillus spp.

and for the levels of Aflatoxin B1.

Samples analyzed were belonging to the following food categories: spices (118), grains and cereals (25), nuts and seeds (23), dried fruit (14), coffee (10), herbs/tea (9), tobacco and mua’ssel (15), and others (15) which consist of corn oil samples (6), peanut butters (3), chocolate spreads (3) and cocoa powder (3).

Total fungal contamination of food samples was done using Rose Bengal Potato Dextrose Agar “R-PDA”.

Of the analyzed samples (163), 96.3% were found contaminated with fungus with a mean count of 1.0 ±0.4 x105 CFUs/g.

The two food samples with the highest number of mold colonies recorded were chili (2.5x106 CFUs/g) and tobacco (2.0x106 CFUs/g) in addition to a sample of dried fruit with a high yeast count of (5.9 x106 CFUs/g).

Fungi belonging to 8 different genera were identified from all food samples analyzed.

Aspergillus spp were the most frequently occurring among the species recording 69.3%.

Cladosporium spp., Penicilium spp., Yeast, Rhizopus spp.

and Mucor spp.

made up 35.0, 23.3, 16.6, 16.6 and 6.7%, respectively.

Of the species identified, 3.7% were from the rare occurring genera of Alternaria and Trichoderm.

In addition, 31.3% of the occurring species were unidentifiable and categorized as unknown.

By category, grains and cereals were found to be frequently contaminated with Aspergillus species where 92% of the samples were found infested.

In decreasing order 84% of spices, 78% of tobacco, 71% of dried fruit, 56% of tea and herbs, 50% of coffee, 48% of nuts and seeds, and 8% of other uncategorized samples were contaminated with Aspergillus species.

Of the genus Aspergillus, A.

niger followed by A.

flavus were dominating species occurring in 33% and 20% of the samples, respectively.

The green Aspergillus spp.

isolates were found mainly in chicken spices (19%) and red chili powder (16%).

The presence of A.

fumigates, a clinically important species that produces gliotoxin, was recorded in some commodities of sumac, pepper, ginger and mixed herbs.

Three different assessments were used to test aflatoxigenic ability of the green Aspergillus.

These included the Aspergillus Differentiation Base Medium “ADBM” and the Coconut Agar Medium (CAM) where the colonies cultured in the latter were exposed to fluorescence and to ammonia vapor.

Of the 22 tested isolates, 20 (90.9%) were identified to produce aflatoxin by both ADBM and CAM using the ammonia vapor method.

On the other hand, thirteen strains (59.1%) were found to produce aflatoxins by the fluorescence-based method on CAM.

Of the food samples, one hundred and seventeen samples were screened for AFB1 by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).

Occurrence of AFB1 was detected in 46 food samples (38.8%) out of 116 food commodities assessed.

Levels of AFB1 ranged between 0.40 to 13.5 μg/kg with a mean value of 4.62±3.54 μg/kg with a 95% CI of 1.10 μg/kg.

Maximum AFB1 levels were detected in red chili powder ranging from 4.15 to 13.5 μg/kg.

Of the assayed food products, which were positive for AFB1, 49% (22 samples) were found to have levels above the permissible limits of 5μg/kg.

Water activity (aw) of the food samples analyzed did not exceed the average of 0.522±0.051.

In addition, no significant correlation was found between AFB1 levels, colony counts and water activity in the analyzed samples.

In conclusion the results of this study provide further evidence on the necessity to monitor imported as well as local food regularly for the presence of aflatoxin.

Main Subjects

Biology

No. of Pages

87

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-1429293