AFLATOXINS: a food safety hazard in Kenyan dairy chains – prevalence, risks and assessment of a biocontrol solution –

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-6888-7
Title: AFLATOXINS: a food safety hazard in Kenyan dairy chains – prevalence, risks and assessment of a biocontrol solution –
Author: Ahlberg, Sara
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Elintarvike- ja ravitsemustieteiden osasto
Doctoral Programme in Food Chain and Health
ILRI, International Livestock Research Institute, Nairobi, Kenya
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020-12-16
Belongs to series: dissertationes schola doctoralis scientiae circumiectalis, alimentariae, biologicae - URN:ISSN:2342-5431
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-6888-7
http://hdl.handle.net/10138/321849
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Aflatoxins continue to be a food safety problem globally, especially in developing regions. Prevalent food contaminating aflatoxins are B1 (AFB1) and M1 (AFM1). These are human carcinogens and have potentially severe health impacts. Almost all (99.5 %) milk samples from Nairobi were contaminated with AFM1, highlighting the urgent need to create functional solutions to improve food safety. Based on the aflatoxin levels and milk consumption, risks were calculated: cancer risk caused by AFM1 was lower among consumers purchasing from formal markets (0.003 cases per 100,000) than for low-income consumers (0.006 cases per 100,000) purchasing from informal markets. Overall cancer risk (0.004 cases per 100,000) from AFM1 alone was low. Because of AFM1 in milk, 2.1 % of children below three years in middle-income families, and 2.4 % in low-income families, could be stunted. Overall, 2.7 % of children could hypothetically be stunted due to AFM1 exposure from milk. Based on these results AFM1 levels found in milk could contribute to an average of -0.340 height for age z-score reduction in growth. The exposure to AFM1 from milk is 46 ng/day on average, but children bear higher exposure of 3.5 ng/kg bodyweight (bw)/day compared with adults, at 0.8 ng/kg bw/day. Aflatoxins are produced by Aspergillus flavus fungus, which is prevalent in soils. Certain strains of lactic acid bacteria (LAB) have been reported inhibiting fungal growth. 171 LAB strains were tested against aflatoxin producing A. flavus fungi. The three LAB strains showing the highest antifungal activity were identified as Lactobacillus plantarum. None of the strains was able to completely inhibit fungal growth under conditions favorable for fungi and suboptimal for LAB. The three indigenous LAB Lactobacillus strains and one Lactococcus strains were tested for their AFM1 binding abilities in different conditions and after different treatments along with two reference Lactobacillus strains. The binding of AFM1 by LAB strains varied between 11 to 100 % in the biocontrol solution analysis, being approximately at the level of 40 % throughout the analysis sets. A significant amount of effort and resources have been invested in an attempt to control aflatoxins. However, these efforts have not substantially decreased the prevalence nor dietary exposure to aflatoxins in developing countries. The growth reduction of aflatoxin producing fungi with LAB could be one potential option, but there are still major issues to solve prior to any practical applications. A different approach to control aflatoxins suggesting the usage of binding agents in foods and lactic acid bacteria (LAB) have been studied extensively for this purpose. However, when assessing the results comprehensively and reviewing the practicality and ethics of use, risks are evident, and concerns arise. In conclusion, there are too many issues with using LAB for aflatoxin binding for it to be safely promoted. Arguably, using binders in human food might even worsen food safety in the longer term. A more comprehensive food safety approach has to be taken to solve this ongoing crisis.Aflatoksiinit ovat maailmanlaajuinen ongelma, mutta erityisesti kehittyvillä alueilla vakava ruoan turvallisuutta heikentävä tekijä. Aflatoksiinit on luokiteltu syöpää aiheuttaviksi ja niillä on muitakin negatiivisa vaikutuksia terveyteen. Keniassa aflatoksiineja on erityisesti maississa, jonka mukana sitä päätyy myös rehun kautta maitoon. Tässä väitöskirjatyössä analysoimme uutta menetelmää aflatoksiinien vähentämiseksi maidossa käyttäen maitohappobakteereita. Melkein kaikki maito Nairobissa sisältää aflatoksiineja (99.5 %). Tämä antaa hälyttävän kuvan elintarviketurvallisuuden nykyisestä tilasta ja tarpeellisuudesta edistää tilanteen parantumista pian tarpeellisin keinoin. Virallisilta markkinoilta maitoa ostaviin kuluttajiin kohdistuu pienempi aflatoksiineista aiheutuva riski kuin epävirallisilta markkinoilta maitoa ostaviin kuluttajiin. Kokonaisriski syövälle aiheutuen maidon aflatoksiineista on hyvin matala (0.004 tapausta 100,000 henkilö kohden). Sen sijaan maidon aflatoksiinit voivat mahdollisesti aiheuttaa lyhytkasvuisuuttaa alle 3-vuotiailla lapsilla; keskimäärin 2.7 % kaikista lapsista voidaan hypoteettisesti arvioiden olevan lyhytkasvuisia johtuen maidon aflatoksiineista. Altistuminen aflatoksiineille on jatkuvaa maidon kuluttajille. Kenian maaperässä yleinen homesieni tuottaa aflatoksiineja. Joidenkin maitohappobakteerien on raportoitu estävän homeen kasvua. Fermentoiduista kenialaisista tuotteista eristettiin 171 maitohappobakteeri näytettä, joiden potentiaalia estää homeen kasvua testattiin eri olosuhteissa. Mikään testatuista bakteerikannoista ei estänyt kasvua kokonaan. Potentiaalisimpien kantojen kykyä sitoa maidon aflatoksiineja testattiin eri olosuhteissa ja erilaisten käsittelyjen jälkeen yhdessä kahden kaupallisen kannan kanssa. Aflatoksiinien sitominen vaihteli voimakkaasti, ollen keskimäärin 40 %. Aflatoksiinien kontrollointiin on investoitu huomattavia määriä pyrkimyksiä ja resursseja. Tästä huolimatta aflatoksiinien esiintyvyyttä tai altistuminen ruoasta ei ole onnistuttu vähentämään kehittyvillä alueilla. Aflatoksiinia tuottavien homesienten kasvun esto maitohappobakteerien avulla voisi olla yksi potentiaalinen kontrollimenetelmä, mutta ennen käytännön toteutusta on vielä huomattavia haasteita ratkaistavaksi. Maitohappobakteerien kykyä sitoa aflatoksiineja kontrollimenetelmänä on tutkittu huomattavan paljon. Mutta, kun sitomismenetelmää, sen käytännön toteutusta ja eettisyyttä pohditaan laajasti, riskit ovat huomattavat. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että maitohappobakteerien käyttö aflatoksiinien sitomisessa ruoanturvallisuuden edistäjänä ei ole realistinen. Sitojien käyttö voisi jopa mahdollisesti vaarantaa ruoan turvallisuuden pitkällä aikavälillä. Kattavampaa ja laajempaa lähestymistä elintarviketurvallisuuden edistämiseen tarvitaan.
Subject: elintarviketieteet
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
ahlberg_sara_dissertation_2020.pdf 1.988Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record