V minulosti bylo pravidlem, že pro producenty v zemědělství byl nejdůležitější výnos. S tím, jak se mění nároky současné společnosti na životní prostředí, mění se i pohled na potraviny. Lidská populace ve vyspělých zemích klade čím dál větší důraz na kvalitu potravin a je ochotna do této kvality investovat. Co si pod slovem kvalita můžeme představit? Před tím, než vstoupí potraviny na vnitřní trh Evropské unie, musí splňovat především přísná kritéria zdravotní nezávadnosti.
Jednou z otázek, které si můžeme klást, je – jaký vliv na kvalitu potravin může mít případný výskyt škůdce. Zamyslíme-li se nad přítomností okem viditelného škůdce, jde v prvním stupni o estetickou stránku věci. Každému asi budou více chutnat rohlíky, ve kterých nenarazí při prvním kousnutí na okem viditelné tělo „odporného hmyzu“. V tomto případě by asi každý z nás tento rohlík vhodil do koše a valná většina konzumentů by ztratila chuť v jídle pokračovat. Ovšem je dobré se zamyslet také nad tím, co by se stalo, kdyby člověk snědl případného škůdce? Existuje zdravotní riziko z pozření škůdců, které je zakódováno v jejich bílkovinách a jiných molekulách? A co s okem neviditelnými nebo těžko postřehnutelnými škůdci, jako jsou roztoči? Jak poznáme, že jsou jimi potraviny napadeny? Na tyto a některé další otázky se pokusíme odpovědět v následujícím textu.
Škůdci obilovin
V zemědělských skladech a provozech se setkáváme s pestrým zastoupením skladištních škůdců. Někteří z nich jsou stálými obyvateli skladovaných prostor, jiní se vyskytují i v jiném prostředí. Jednou z klíčových komodit jsou obiloviny. Podívejme se proto, jakými škůdci jsou obiloviny napadány.
Nejpočetnější a nejčastěji se vyskytující skupinou skladištních škůdců napadajících uskladněné potravinářské obilí v silech a podlahových skladech v Česku byli zjištěni roztoči, následováni brouky a pisivkami. To vyplývá z výzkumu provedeného na Oddělení ochrany zásob a bezpečnosti potravin (OOZaBP) ve Výzkumném ústavu rostlinné výroby, v. v. i., (VÚRV) v Praze-Ruzyni. Přičemž celých 64 % testovaných vzorků bylo napadeno roztoči, 30,5 % brouky a 19,3 % pisivkami. Alarmující jsou čtyři procenta vzorků, kde bylo identifikováno více než tisíc jedinců roztočů na kilogram obilí. Průměrná četnost roztočů pak byla 308 jedinců na kilogram obilí. Význam roztočů jako škůdců je podtržen také například jejich masivní infestací sušených meruněk v roce 2007, kdy byly napadeny téměř všechny sušené meruňky na evropském kontinentu. Viníkem této masivní infestace byl roztoč mlékohub. Jak je vidět, skladištní roztoči jsou všudypřítomní a vyskytují se běžně ve velkém množství. Bohužel, na jejich přítomnost upozorní většinou až případný kalamitní stav.
Vybraní skladištní roztoči
V tomto odstavci jsou představeni nejvýznamnější skladištní roztoči a potravní preference, prokázané zdravotní problémy spojené s jejich výskytem. Jsou uvedeni roztoči ze tří čeledí Acaridae (skladokazovití), Glycyphagidae, Carpoglyphidae. Všichni uvedení roztoči jsou celosvětově rozšířeni. Bionomie těchto roztočů se liší, ale vývojový cyklus a délku životního cyklu ovlivňují v zásadě vnější podmínky jako teplota a vlhkost. Někteří z roztočů vytváří v nepříznivých podmínkách hypopa, což je stadium s uzavřenou trávicí soustavou, nepřijímající potravu a sloužící k přečkání nepříznivých podmínek. Stadium hypopa je velmi odolné i proti různým přípravkům. Obecně lze říci, že v optimálních podmínkách trvá vývoj řádově dny. Většina zástupců je kosmopolitně rozšířena po celém světě. Tito roztoči jsou blízce příbuzní tzv. prachovým roztočům Dermatophagoides spp. (čeleď Pyroglyphidae), kteří jsou nejvýznamnějšími producenty alergenů v domácnostech. Blízká příbuznost těchto roztočů byla na molekulární úrovni prokázána s prašivkovitými roztoči (čeleď Psoroptidae), např. běžně cizopasící ektoparazit ovcí prašivka ovčí (Psoroptes ovis). Tato příbuznost může předpovídat přechod od volně žijících forem k parazitickým nebo naopak. Někteří ze skladištních roztočů se mohou vyskytovat, kromě v uskladněných potravinách i v prachu domácností. Takovým nejtypičtějším případem je např. peříčkovec zhoubný, kterého je velice těžké zařadit mezi prachové nebo skladištní roztoče.
Roztoč moučný (Acarus siro)
Samice 0,3 až 0,7 mm velká, samec o něco menší, až 0,35 mm. Je to bělavý až narůžovělý lesklý roztoč. Vytváří hypopa. Je znám také pod jménem skladokaz moučný. Pohybuje se pomalu a valivě. Roztoč moučný patří k nejnebezpečnějším škůdcům skladovaného obilí, mouky a moučných výrobků. Nalezneme jej však také v sýrech, rybí moučce, těstovinách a nevyhne se ani olejninám, sušenému ovoci, koření, krmným směsím, apod. Napadené produkty mají charakteristický štiplavý, nasládlý zápach. Způsobuje alergická onemocnění.
Roztoč zhoubný (Tyrophagus putrescentiae)
Samice 0,3 až 0,45 mm velká, samec dosahuje velikosti 0,35 mm. Tento roztoč je v literatuře znám také pod názvem sýrohub plísňový. Jeho potravu tvoří podobné substráty jako u roztoče moučného, vyhledává však raději substráty s vyšším obsahem tuků a bílkovin, napadá proto ořechy, sýry, masné výrobky apod. Jeho oblíbenou potravou jsou houby, napadá však také sbírky hmyzu. Častý obyvatel domácností a bytů. V zavlhlých bytech hrozí přemnožení, jsou známy případy, kdy přes jeho těla nebylo možno rozeznat nábytek a podlahu. Způsobuje alergická onemocnění.
Skladokaz sýrový (Tyrolichus casei)
Samice je 0,5 až 0,7 mm veliká, samec dosahuje velikosti 0,55 mm. Je podobný roztoči zhoubnému, ale je větší. Napadá hlavně sýry, obilí, ale i včelí plásty, olejnatá semena, námel apod. Bylo prokázáno vyvolání dermatitid.
Aleuroglyphus ovatus
Dnes již kosmopolitní, poměrně velký zavalitý roztoč až 0,7 mm veliký. Například v obilí, mouce a krmivech vytváří malé kolonie. Způsobuje alergická onemocnění.
Peříčkovec zhoubný (Lepidoglyphus destructor)
Zástupce čeledi Glycyphagidae. Má bělavé, oválně tělo, samice je až 0,55 mm velká. Má velmi dlouhé a husté brvy. Je mu blízce příbuzný a velice podobný peříčkovec domácí (Glycyphagus domesticus), jehož samice může být až 0,75 mm velká. Oba vytvářejí nepohyblivého hypopa. Škodí v obilných skladech, napadá semena, mouku, osivo, sušené ovoce, jeho obvyklý výskyt je však i ve slámě a v domácnostech v postelích. Vyvolává alergické reakce a dlouhé brvy mohou způsobovat katary trávicí soustavy u lidí a zvířat.
Roztoč mlékohub (Carpoglyphus lactis)
Zástupce čeledi Carpoglyphidae. Samice i samec 0,4 mm velcí. Vytvářejí pohyblivého hypopa. Častý škůdce sušených plodů meruněk, švestek, fíků, džemů, marmelád, mléčných výrobků. Napadené ovoce není možné využít jinak než na výrobu lihu. Vyskytuje se na pevných i tekutých substrátech. Způsobují alergická onemocnění, zažívací poruchy.
V čem jsou nebezpečnější
Představme si obilí nebo mouku kontaminované skladištními škůdci, na jedné straně brouky jako jsou potemníci, švábi, pilousi, na druhé straně roztoči. V druhém kroku si představme obilí nebo mouku, na jejímž povrchu se pohybuje jeden potemník, jeden pilous a jeden až tisíce roztočů. Ve skutečnosti vidíme pouze potemníka a pilouse a roztoči zůstávají našim zrakům ukryti. Pro ilustraci je uveden srovnávací obrázek, kde jsou pilous a potemník na rozemletém obilí spolu s tisíci jedinci roztoče zhoubného. Je jasné, že roztoči v menším množství unikají běžnému detekčnímu nástroji, jímž je lidské oko.
Mohou se tak nepozorovaně množit, klást vajíčka a pak se během krátké doby velice rychle rozmnožit, a to až do takové míry, že se kontaminovaný substrát doslova hýbe. Hlavní nebezpečí z kontaminovaných komodit roztoči vyplývá z toho, že je pro zdraví člověka, ale i hospodářských zvířat nebezpečné, v některých případech životu nebezpečné, a jediné využití je pak pro biopaliva, výrobu lihu.
Skladištní roztoči škodí také samozřejmě žírem, v tom jsou si podobni s ostatními skladištními škůdci. Pokud napadají obilí, jejich první volbou je obilný klíček. Významně tak mohou ovlivnit klíčivost semen, a proto mohou téměř nepozorovaně způsobit velké škody na osivu. Naproti tomu, skladované produkty a potraviny napadené skladištními roztoči ztrácejí nevratně jakostní parametry.
Zdraví nebezpečné alergeny
Hlavní nebezpečí však číhá v produktech, které roztoči šíří do svého okolí. Jsou jimi především enzymy, které jsou velice agresivní alergeny. Pozřením či vdechnutím exkrementů, zbytků těl roztočů či svleček dochází k imunitní odpovědi a u některých jedinců ke znatelné alergické reakci, při neposkytnutí pomoci může u citlivých jedinců skončit smrtí. Zdravotní potíže mohou být akutního či chronického rázu. Dosti častým a obecně známým chronickým onemocněním způsobeným inhalací alergenů roztočů a mouky v mlýnech a pekárnách je „pekařské astma“. Na roztočové alergeny jsou senzitivní i domácí (kočky, psi) a hospodářská zvířata. V současnosti je popsáno několik prokázaných roztočových alergenů, a další jsou z alergenicity podezřelé.
Hlavní nebezpečí spočívá v hydrolytických enzymech, jako jsou proteázy. Ty jsou obzvláště agresivní a výzkumy prokázaly, že lidská populace na ně reaguje z více než 90 %. Zvláštní nebezpečnost proteáz spožívá ve schopnosti narušovat buněčný epitel v plicích, ve střevě, na kůži, čímž je zeslabena ochranná bariéra. Dalšími významnými alergeny jsou amylázy, respektive enzymy, které roztočům pomáhají v trávení škrobového materiálu. Tyto enzymy vykazují sice nižší reaktivitu, tj. kolem 50 %, ale jsou zato šířeny do okolí z trávicího traktu ve velké míře, což souvisí s charakterem potravy. Roztoči adaptovaní na potravu rostlinného původu využívají totiž ke trávení především amylázy. Takovými roztoči jsou v podstatě všichni skladištní roztoči. Naproti tomu roztoči adaptovaní na trávení potravy proteinového charakteru využívají proteáz, což je spíše charakteristické pro prachové roztoče, se kterými se setkáme v domácnostech. Na druhou stranu v tělech obou druhů roztočů jsou přítomny proteázy v různých kompartmentech.
Velmi nebezpečné alergeny jsou proteiny druhé hlavní skupiny alergenů, dříve nazývané „lysozyme-like“ proteiny pro velikost podobnou lysozymu. Tyto proteiny jsou šířeny do okolí spolu s exkrementy a vykazují reaktivitu opět přes 90 %. Funkce těchto proteinů nebyla dosud uspokojivě vysvětlena, avšak jejich bližší zařazení bylo umožněno díky strukturním studiím.
V souhrnu lze říci, že v současnosti je definováno již 23 hlavních skupin roztočových alergenů. Skupiny alergenů byly vytvořeny na základě biochemických vlastností. Alergeny skladištních roztočů nesmí být podceňovány. Ohroženi jsou nejen spotřebitelé, ale i zaměstnanci zpracovatelského průmyslu. Pokud porovnáme alergenní potenciál s ostatními škůdci, roztoči jsou producenti suverénně nejnebezpečnějších alergenů. Roztočové alergeny navíc zaujímají celých 9 % ze všech známých alergenů. Znalosti v oblasti alergenů skladištních roztočů ve srovnání s prachovými roztoči jsou však v současnosti „v plenkách“.
Vektory pro mikroorganismy
Dalším nebezpečím vyplývajícím z infestace roztoči je, že slouží jako vektory pro různé mikroorganismy, především mikroskopické houby a bakterie, ale i viry. Roztoči žijí s některými bakteriemi a houbami v symbiotickém vztahu. V případě mikroskopických hub lze říci, že si je doslova nosí na svých bedrech. Prostředí, které roztoči kontaminují, tak může být zamořeno nebezbečnými plísněmi, např. Aspergillus spp., Fusarium spp., Penicillium spp. Tyto mikroskopické houby pak slouží roztočům jako potrava. Roztoči nabalují spory na své tělo a šíří je dál, přenos je specifický. Spory mikroskopických hub jsou šířeny taktéž spolu s exkrementy roztočů, neboť odolávají trávicím procesům. Plísně produkují také řadu alergenů, ale i toxinů. Recentní výzkumy však prokázaly, že alergeny plísní jsou významně méně nebezpečné než alergeny produkované roztoči. Mikroskopické houby však produkují nebezpečné mykotoxiny, které jsou zdraví člověka velmi nebezpečné.
Důležitý výzkum biologie roztočů
Synantropní roztoči jsou i podle Světové zdravotnické organizace (WHO) všeobecným a celosvětovým zdravotním problémem, a proto je toto téma velice aktuální pro každého z nás. Je třeba zdůraznit, že rizika plynoucí z kontaminovaných potravin jsou nejen zdravotnickým problémem. Zdravotníci už řeší nastalý problém, tj. alergie. V zemědělském sektoru však lze celému problému předcházet vhodným způsobem skladování, včasnou detekcí, kontrolou skladů před uskladněním, postřiky mezer ve skladech, kde zůstávají zbytky uskladněných komodit.
Ve výzkumném ústavu rostlinné výroby, v. v. i., v laboratoři ekofyziologie při oddělení ochrany zásob a bezpečnosti potravin se zabýváme fyziologií skladištních a prachových roztočů. Poznání fyziologie vede k obohacení znalostí o biologii. Na základě těchto znalostí pak můžeme navrhnout strategie vedoucí k předcházení infestace těmito škůdci. Získané znalosti nám pomáhají vyvíjet molekulární a imunologické detekční nástroje. Znalosti o symbiotickém vztahu s mikroskopickými houbami a bakteriemi slouží k definici rizik způsobených nepřímo roztoči, ale právě organismy s nimi asociovanými. Na modelu laboratorní potkan pomocí imunologických a proteomických metod a histologie určujeme rizika způsobená přímo roztoči, resp. jimi produkovanými alergeny. Cílem našeho výzkumu je zkvalitnění potravinových produktů, minimalizace, předcházení a definici rizik. Je přeci lépe problémům předcházet.
(Tento text vznikl s podporou projektu MŠMT – 2B08049.)
Klíčové informace
– Nejpočetnější a nejčastěji se vyskytující skupinou skladištních škůdců napadajících uskladněné potravinářské obilí v silech a podlahových skladech v ČR jsou roztoči.
– Přemnožení roztočů má za následek snížení kvantity, ale také kvality skladovaných produktů.
– Hlavní nebezpečí z komodit kontaminovaných roztoči vyplývá z toho, že je pro zdraví člověka, ale i hospodářských zvířat nebezpečné, v některých případech dokonce životu nebezpečné.
– Roztoči šíří do svého okolí především enzymy, které jsou velice agresivními alergeny.
Mgr. Tomáš Erban
Ing. Michaela Erbanová
Mgr. Jan Hubert, Ph.D.Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i.
