Взаимодействие микроорганизмов и микотоксинов в пищевых системах: обзор экотоксикологических последствий и применения омиксных подходов для изучения механизмов детоксикации

Микотоксины — токсичные вторичные метаболиты, вырабатываемые грибами родов Aspergillus, Fusarium и Penicillium, — часто загрязняют пищевые продукты, создавая риски для здоровья людей, благополучия животных и устойчивости экосистем. Такие микотоксины, как афлатоксины, охратоксин А, фумонизины, трихотецены и зеараленон, нарушают структуру микробных сообществ и пищевых цепей, а также состояние объектов окружающей среды; синергическое взаимодействие усиливает их токсическое действие. В этом обзоре рассматривается взаимодействие микроорганизмов и микотоксинов в пищевых системах с акцентом на экотоксикологические последствия и применение омиксных подходов для изучения механизмов детоксикации. Микробная детоксикация посредством адсорбции компонентами клеточной стенки (например, β-глюканами) или ферментативного разложения (например, лактоназами и оксидоредуктазами) представляет собой экологически устойчивую альтернативу физическим и химическим методам. Однако её применению препятствуют вариабельная эффективность, недостаточное понимание механизмов, регуляторные барьеры и сложности выявления маскированных микотоксинов в сложных пищевых матрицах. Омиксные технологии — метагеномика, геномика, транскриптомика и их интеграция — позволяют всесторонне изучать разнообразие микроорганизмов, экспрессию генов, активность ферментов и превращения метаболитов. Кроме того, интеграция омиксных данных углубляет понимание взаимодействия микроорганизмов и микотоксинов и помогает разрабатывать целенаправленные стратегии биоконтроля. Перспективные направления включают применение синтетической биологии, редактирование генома на основе CRISPR и биоинформатики с использованием машинного обучения для оптимизации штаммов микроорганизмов и прогнозирования результатов детоксикации. Решение этих проблем позволит с помощью омиксных подходов уменьшить загрязнение микотоксинами, обеспечить безопасность пищевых продуктов и снизить экотоксикологические последствия для глобальных пищевых систем.