1. Penészgombák A penészgombák borászati szerepe Szent István Egyetem Borászati Tanszék Dr. Magyar Ildikó fonalas egysejtű szervezetek (cönocita fonál) levegőt igényelnek sokféle tápanyagot tudnak hasznosítani ivartalan szaporodás konídiumokkal vagy ivartalan spórákkal Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 1
Penicillium Rhysopus Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 2
Penészgombák pozitív szerepe 1. Botrytis cinerea nemesrothadás (aszúsodás) Tokaj-hegyalja, Sauternes, Rust stb. 2. Cladosporium cellare nemes pincepenész Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 3
Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 4
Botrytis cinerea Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 5
A botrítiszes fertőzés folyamata Process of invasion (Bene-Magyar, 1999) A botrítiszes fertőzés folyamata Process of invasion Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 6
A botrítiszes fertőzés folyamata Process of invasion Társult mikrobiota egyéb penészek élesztőgombák (C. zemplinina) ecetsavbaktériumok mindig felszaporodnak!!! Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 7
Aszúsodás feltétele: a botrítiszes fertőzés szőlőt teljes érésben érje a fertőzés után hosszú, száraz periódus következzen A feltárt héjon keresztől elpárolgó nedvesség a gyökérzetből nem tud pótlódni a bogyó töpped, bekoncentrálódik! Nemesrothadás : a Botrytis cinerea penészgomba anyagcsere tevékenységének és a szőlő tőkén való töppedésének együttes eredménye Csökken termésmennyiség a bogyó víztartalma glükóz-frukróz arány borkősav, almasav pektin asszimilálható N szőlő fajtajelleg Növekszik cukorkoncentráció ásványi anyagok glicerin glükonsav, ecetsav citromsav, galakturonsav, nyálkasav botrítiszes poliszacharidok (glükán) botrítiszes aromaanyagok lakkáz enzim Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 8
Tokaji esszenciák fontosabb kémiai paraméterei különböző évjáratokban (Mád) Paraméter 1993 1999 2000 sűrűség 1.295 1.287 redukáló cukor..g/l 686 575 708 glükóz g/l 340 261 335 fruktóz..g/l 343 302 382 G:F arány 0.99 0.86 0.88 glicerin..g/l 24.3 29.5 30.7 titrálható sav..g/l 16.5 21.8 14.7 illósav..g/l - 1.11 0.49 borkősav..g/l 4.83 7.74 4.44 almasav..g/l 5.77 12.5 7.42 glükonsav..g/l 3.20 5.04 3.88 citromsav..g/l 0.11 0.69 0.99 tejsav..g/l 0.08 0.89 - ph 3.18 3.1 3.14 Cladosporium cellare Életfeltételei azonosak a jó borospince klímájával A bor illó szerves anyagaiból táplálkozik A bor érlelésében nincs közvetlen szerepe Egyéb penészeket és baktériumokat visszaszorítja - tiszta pincelevegő A légtér páratartalmát szabályozza Sajátos hangulati eleme a hegyaljai pincéknek Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 9
Penészgombák negatív szerepe Rothadási folyamatok a szőlőn Botrytis cinerea - szürkerothadás Penicillium expansum- zöld rothadás Vegyes rothadások Termésmennyiség csökken, a minőség jelentősen romlik! lakkáz enzim - barnulás, barnatörés dohos, keserű ízanyagok, színanyag veszteség ecetsavtartalom nő (baktériumok) Üzemi higiénia károsak, kivétel Cladodporium cellare Dugóíz doh-, penész-, föld-, papír-, gyógyszer-íz és szag a palackozott borokban, amely a parafadugóból származik és a dugón is érezhető oka: a parafa feldolgozás, dugógyártás során a penészgombák kellemetlen aromaanyagokat képezhetnek TCA (2,4,6 triklór-anizol) Metil-izoborneol TCP (2,4,6-triklór-fenol) guajakol 30 ppt 1.5 ppt Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 10
Mikotoxin termelés a must, bor ph-ján minimális a kockázata a toxintermelésnek (patulin, ochratoxin-a) de nem lehet figyelmen kívül hagyni Patulin: Sok Penicillium faj termeli az erjedés alatt lebomlik, csak penészes szőlőlében fordulhat elő. Ochratoxin A (OTA) Aspergilus ochraceus, fekete Penicilliumok termelik Mediterrán országokban gyakoribb Az erjedés során csökken, de nem bomlik le teljesen EU határérték: 2 ug/kg OTA 1943-ban Birkinshaw és munkatársai a Penicillium expansumból izolálták savas közegben stabil élettani hatásai: ödémaképződés idegrendszer működési zavar tüdő-, agyvizenyő-, máj-, lép- és vesekárosodás immunrendszer károsító PATULIN Patulin termelő penészgombák: Penicillium Aspergillus Fusarium Byssochlamys Trichoderma előfordulás: gyümölcsök (alma) zöldségek Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 11
1965-ben az Aspergillus ochraceus szűrletéből mutattak ki ochratoxinokat élettani hatásai: erős vese és májkárosító potenciális terratogén és karcinogén OTA termelő penészgombák: Aspergillus Penicillium OCHRATOXIN-A Előfordulás: növényekben és növény alapú készítményekben gabona, kávé, mogyoró, kakaó, bor, szőlőlé, sör emberi és állati szervezetekben emberi vér és anyatej sertésvér, vese Fajok AZ OTA EREDETE ÉS ELŐFORDULÁSA A BOROKBAN hidegebb éghajlaton gabonafélékben Penicillium verrucosum fűszerek, kávé és szőlőtermékek Aspergillus fajok mediterrán éghajlaton fekete Aspergillusok A.carbonarius A. niger Földrajzi eloszlás: az OTA mennyisége függ attól, hogy a borvidék milyen földrajzi szélességben fekszik dél felé növekszik Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 12
A szőlő és bor OTA kontaminációjáért felelős gombák, különböző országokban (Koncz 2006) Ország Felelős fajok Hivatkozások Argentína Ausztrália Brazília Franciaország Görögország A. niger A. carbonarius A. carbonarius A. niger A. carbonarius A. carbonarius A. niger Da Rocha és munkatársai (2002); Magnoli és munkatársai (2003) Heenan és munkatársai (1998); Leong és munkatársai (2004) Da Rocha ás munkatársai (2002) Lataste és munkatársai (2004); Pechavy és munkatársai (2003); Sage és munkatársai (2002) Tjamos és munkatársai. (2004) Magyarország A. niger Varga és munkatársai (2005) Izrael Olaszország Portugália A. carbonarius A. niger A. carbonarius A. niger Mitchell és munkatársai (2004) Battilani és munkatársai. (2003) A. carbonarius Abrunhosa és munkatársai (2001); A. niger Serra és munkatársai (2003) A. ochraceus Aspergillus carbonarius Spanyolország A. carbonarius A. ochraceus Bau és munkatársai (2005) Belli és munkatársai (2004) Cabanes és munkatársai (2002) Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 13
Nemzetközi adatok szerint az OTA a kész borok jelentős részében kimutatható kis koncentrációban. A rendszeres borfogyasztással akkumulálódhat a szervezetben, ezért szigorú határérték vonatkozik a borokra: 2 µg/l A borok OTA koncentrációja északról délre haladva növekvő tendenciát mutat. A szőlőn előforduló OTA termeléséért melegebb országokban egyértelműen az un. fekete Aspergillusok (A. carbonarius, A. niger), hidegebb területeken pedig inkább Penicillium fajok felelősek. OA ug/l 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Kontroll Botrytis Penicillium Asp. ochraceus OTA concentrations measured in different wines OA ug/l 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Aszú base (before fermentation) Aszú wine OTA production of some mould on sterile grape musts (after (ph3,2; 20 o C, 2weeks) fermentation) Irsai Olivér Sauvignon Chardonnay Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 14
OTA-CONCENTRATIONS MEASURED IN TOKAJI WINES (HPLC) Kállay-Bene, 2000 Minta OTA (μg/l) Tokaji ófurmint (Bene 0,014 pincészet) Tokaji édes szamorodni 97 0 Tokaji édes szamorodni 96 0,055 Nyers aszú (Royal) 0 Nyers aszú erjesztve 0 RM321 (2/a) Nyers aszú erjesztve RA100 0 (3/c) TRW piros (2001-i 0,193 palackozás) Tokaji 6p. aszú 95 0 Tokaji 5p. aszú 93 0,149 Tokaji aszú esszencia 95 0 Határérték: 2 g/l (EU) Comission Regulation 2006. (EC) No 401/2006 A botrítiszes borokban nem magasabb az OTA koncentráció, mint más fehér borokban! A vörösborok OTA koncentrációja magasabb a fehérboroknál (héjonáztatás) Bár a hazai klíma nem kedvez az OTA termelődésnek, az OTA szennyezettséget nem teljesen elhanyagolható élelmiszerbiztonsági veszélyforrásnak kell tekinteni Megelőzés: megfelelő szőlőtermesztési technológia Csökkentés: borászati technológia eszközeivel (kémiai és biológiai eljárások) Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 15
Az OTA csökkentés lehetőségei KÉMIAI ELJÁRÁSOK megfelelő növényvédelem (CCP!) penészes szőlő feldolgozásánál: áztatás nélkül, gyors léelválasztás bentonitos v. aktív szenes mustülepítés bentonitos együtterjesztés a biológiai almasavbontás csökkenti a mennyiséget a bor derítése bentonittal, PVPP-vel, aktív szénnel bentonit K-kazein aktív szén szilikagél szilikagél és aktív szén kombinációja Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 16
JOGI SZABÁLYOZÁS A 466/2001/EK rendelet és módosításai szabályozzák az élelmiszerekben előforduló ochratoxin legmagasabb határértékét, amely borokban és/vagy más szőlőmust alapú italokban 2,0 µg/kg. Magyar Ildikó A borászati mikrobiológia alapjai I. 17