Onderzoeksartikel

Groene CuO/ZnO-nanodeeltjes: Vermindering van AFB1-translocatie en -accumulatie in maïs

DOI:

10.3791/70906

⸱

5 juni 2026

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Agricultural Research and Specialist Services, Ministry of Agriculture, 2Faculty of Natural and Agricultural Science, Crop Science Department, North-West University, 3Food Security and Safety Niche Area, Faculty of Natural and Agricultural Sciences, North-West University, 4Department of Animal Science, School of Agricultural Sciences, Faculty of Natural and Agricultural Sciences, North-West University, 5Center for Animal Health Studies, Faculty of Natural and Agricultural Sciences, North-West University, 6Material Science Innovation and Modeling (MaSIM) Research Focus Area, Faculty of Natural and Agricultural Science, North-West University, 7Department of Chemistry, School of Physical and Chemical Sciences, Faculty of Natural and Agricultural Science, North-West University

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie onderzocht de effectiviteit van groen gesynthetiseerde CuO/ZnO-hybride nanodeeltjes bij het verminderen van aflatoxineB1 (AFB1) ophoping en translocatie in maïs, en toonde aan dat een behandeling van 125 mg/kg de AFB1-niveaus significant verlaagde en de risico's van blootstelling aan menselijke en dierlijke voedings minimaliseerde.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aflatoxine B1 (AFB1) is een krachtig kankerverwekkend stof geproduceerd door Aspergillus-soorten die maïsgewassen besmet en ernstige gezondheidsrisico's voor mensen en dieren vormt door blootstelling aan voeding. Traditioneel beheer na de oogst en chemische ingrepen zijn vaak kostbaar of ineffectief om te voorkomen dat bodemtoxines tijdens de groei in de plant worden overgebracht. Het primaire doel van dit protocol was het evalueren van groen-gesynthetiseerde koperoxide/zinkoxide (CuO/ZnO) hybride nanodeeltjes (NP's) als een duurzame bodemverbeteraar vóór de oogst. De studie had als doel te bepalen of deze NP's effectief de translocatie en ophoping van AFB1 in maïsweefsels konden remmen, waardoor de toxineophoping in eetbare granen werd verminderd. Met een gerandomiseerd volledig blokontwerp over twee verschillende veldlocaties werd maïs geteeld in bodem die was geïnënteerd met AFB1 - of Aspergillus flavus-sporen en behandeld met verschillende concentraties NP's (0–125 mg/kg). Het protocol maakte gebruik van groene synthese met het substraat van Pleurotus ostreatus om milieuvriendelijkheid te waarborgen. Plantweefsels werden in verschillende fysiologische stadia geanalyseerd met behulp van High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) om AFB1-niveaus te meten en risicobeoordelingen voor mensen en vee te berekenen. Behandeling met 125 mg/kg groene hybride NP's (p < 0,05) verlaagde de AFB1-concentraties in alle groeistadia. Op de locatie op de campus was AFB1 met 68% verminderd in de vegetatieve fase, 82% bij bloei en 76% bij volwassenheid vergeleken met de positieve controle. Cruciaal is dat het graangehalte AFB1 daalde tot 6,91 ppb, wat de geschatte dagelijkse inname voor mensen aanzienlijk verlaagde. Er is echter verder onderzoek nodig om potentiële nanodeeltjesresiduen en langetermijntoxiciteit te evalueren. Deze methode toont aan dat groene CuO/ZnO-hybride NP's effectief bioremediatiemiddel zijn en het transport van toxines naar eetbare delen van de plant voorkomen. Deze aanpak biedt een schaalbare, milieuvriendelijke strategie om voedselzekerheid te verbeteren en de blootstelling aan AFB1 in gebieden met aflatoxine te beperken.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aflatoxinen, met name Aflatoxine B1 (AFB1), behoren tot de meest significante mycotoxines vanwege hun prevalentie, toxiciteit en impact op mensen. Ze worden geproduceerd door bepaalde schimmels, voornamelijk die behorend tot de Aspergillus-soort 1,2,3. AFB1 wordt in verband gebracht met hepatocellulaire kanker en is de gevaarlijkste van alle aflatoxinen4. Deze krachtige kankerverwekkende stoffen infecteren diverse landbouwgewassen, waaronder maïs (Zea mays L.), wat leidt tot ernstige zorgen over voedselveiligheid 5,6. De aanwezigheid van AFB1 in maïs beïnvloedt niet alleen de oogstopbrengst en kwaliteit, maar vormt ook een ernstige bedreiging voor zowel de menselijke als dierlijke gezondheid door voedingsblootstelling 7,8.

Momenteel is het beheer van aflatoxine voornamelijk afhankelijk van strategieën na de oogst, zoals goed drogen, sorteren van beschadigde korrels, chemische behandelingen (bijv. ammoniak of ozon), bestraling en hermetische opslag om schimmelgroei tijdens opslagte voorkomen. Strategieën omvatten goed gewasbeheer, biologische bestrijdingsmiddelen (zoals kalk) en verbeterde opslagfaciliteiten10. Fysische en chemische behandelingen, zoals microgolf, ultraviolet (UV), gepulseerd licht, elektrolyseerd water, koud plasma, ozon, elektronenbundel en gammastraling, zijn ook getest11. Deze methoden na de oogst zijn echter vaak duur, energie-intensief of onpraktisch voor grootschalig gebruik, en ze voorkomen niet dat aflatoxine tijdens de groei in de plant wordt getransloceerd.

Pre-oogst benaderingen die worden gebruikt omvatten agronomische praktijken zoals resistente cultivars, tijdige aanplanting, irrigatie om droogtestress te verminderen, en biobestrijding met aflatoegen A. flavus-stammen (bijv. Aflasafe), die toxigene stammen competitief uitsluiten maar herhaalde toepassingen vereisen en mogelijk niet volledig dekking bieden voor bodemgedreven translocatie 11,12,13. Deze methoden ondervinden vaak beperkingen: interventies na de oogst kunnen bestaande verontreiniging niet terugdraaien, brengen hoge kosten met zich mee voor sorterings- en opslaginfrastructuur in omgevingen met beperkte hulpbronnen, risico op nutriëntenverlies of residuen door chemicaliën, en de effectiviteit van biobestrijding varieert afhankelijk van de omgevingsomstandigheden14.

Daarentegen bieden groen gesynthetiseerde CuO-ZnO hybride nanodeeltjes een nieuwe pre-oogst bodemverbeteringsstrategie. In tegenstelling tot conventionele chemische NP's voorkomt groene synthese met plantaardige extracten (bijv. paddenstoelsubstraat) giftige oplosmiddelen, verlaagt kosten en verbetert de biocompatibiliteit, waardoor ze milieuvriendelijk zijn15,16. De CuO-ZnO-hybridisatie verhoogt synergetisch de antischimmelactiviteit door reactieve zuurstofsoorten (ROS) te genereren, schimmelmembranen te verstoren en een groot oppervlak te bieden voor AFB 1-adsorptie, waardoor opname en translocatie in eetbare plantendelen zoals granen worden voorkomen. Dit verschilt van bestaande strategieën doordat vroege interventie op de bodem-plant interface mogelijk wordt, waarbij tot 80-99% AFB 1-reductie wordt bereikt bij lage doses (bijv. 125 mg/kg), zonder de oogstopbrengst te verminderen of schadelijke residuenachter te laten. Belangrijke voordelen zijn onder meer milieuvriendelijkheid ten opzichte van chemische fungiciden, superieure effectiviteit ten opzichte van single-metal NP's of biocontrol onder wisselende veldomstandigheden, en potentieel voor schaalbare integratie in landbouwpraktijken in aflatoxinegevoelige regio's zoals Sub-Sahara Afrika.

Metaaloxide NP's, specifiek zinkoxide (ZnO) en koperoxide (CuO), hebben de aandacht getrokken onder deze materialen vanwege hun schimmelwerende eigenschappen en hun vermogen om toxines op te nemen18,19. Zo werd gerapporteerd dat Cu NP's het vermogen hebben om ROS te creëren, wat bacteriële en schimmelbiologische macromoleculenkan schaden. Ook werd in een ander experiment aangetoond dat schimmelstammen een duidelijke verschuiving vertonen met een duidelijke neiging tot een ordeverhoging wanneer F. Solani werd behandeld met chitosan-gebaseerde CuO-NP's, wat resulteerde in het grootste ordeneffect21. Groene synthese van NP's heeft de aandacht gekregen als een veiliger en duurzaam alternatief voor conventionele chemische methoden, waardoor giftige bijproducten en milieubelasting worden geminimaliseerd15,22.

De hybridisatie van CuO- en ZnO-NP's combineert de gunstige eigenschappen van beide metalen, wat hun effectiviteit bij het afbreken of adsorberen van AFB1 23,24 mogelijk kan vergroten. Momenteel worden deze groen-gesynthetiseerde NP's voornamelijk gebruikt om de AF-productie in schimmelstammen in in vitro experimenten te regelen; zo bestudeerden Sheik en Awad de impact van AgNP's, AuNP's en hun mengsel op de groei en accumulatie van aflatoxine B1 van de aflatoksigene A. flavus-stam 25. De concentratie die nodig is om de groei van A. flavus te beheersen is echter onbekend. Er is daarom een cruciale noodzaak om groene CuO-ZnO-hybriden onder veldrelevante omstandigheden te evalueren op hun impact op AFB1-translocatie van bodemgemodificeerde bronnen naar maïsweefsels, vergeleken met conventionele NP's. De doelstellingen van deze studie waren daarom het bepalen van het effect van verschillende concentraties CuO/ZnO groene hybride NP's op de concentratie AFB1/A. flavus in het weefsel van maïsplanten en het inschatten van het risico van AFB1 in de maïs na behandeling met CuO/ZnO groene hybride NP's. Onderzoekshypothesen moesten een mechanistische basis bieden voor de waargenomen effectiviteit van groen-gesynthetiseerde CuO-ZnO hybride NP's. Deze studie test de volgende meetbare hypothesen: 1) De antischimmelremmingshypothese, waarbij hybride NP's de A. flavus-sporulatie en daaropvolgende de novo AFB1-productie in de bodem significant verminderden in vergelijking met single-metal NP's, geïdentificeerd door lagere schimmelbelasting en toxineniveaus op de Molelwane-locatie. 2) De adsorptie-translocatiehypothese: waarbij de aanwezigheid van reeds bestaande toxines (Campus-locatie) een hoge bindingsaffiniteit voor AFB1 aantoonden, wat de snelheid van toxinetranslocatie van de bodem naar het maïswortelstelsel aanzienlijk verminderde. 3) De biocompatibiliteitshypothese (fytotoxiciteit): waarbij groen-gesynthetiseerde hybride NP's zouden resulteren in een lagere residuele metaalaccumulatie en verminderde oxidatieve stressmarkers in maïsweefsels vergeleken met conventionele chemische benchmarks, waardoor de bioveiligheid van gewassen wordt verbeterd.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Experimentele locaties
De proeven werden uitgevoerd op twee locaties die 7 km van elkaar verwijderd lagen; De locaties werden met verschillende behandelingen geïnëntificeerd. In de eerste proef werd een nethuisfaciliteit met 40% schaduw opgezet op de Molelwane, North-West University (NWU) Research Farm (25.810°Z, 25.630°E, 1276 m) in de Noordwestelijke Provincie van Zuid-Afrika. De rode zandige leembodem werd gecategoriseerd als Hutton-vorm en bevatte 75% zand, 4% slib en 21% klei25. Het tweede experiment werd uitgevoerd op de nethuisfaciliteit van de NWU Mafikeng campus (25.8278 °Z, 25.6079 °E, 1276 m). De bodems op de tweede locatie bevatten zandige leem met 82% zand, 3% slib, 15% klei, en werden eerder geclassificeerd als Arcadia vorm25. De CuO/ZnO groene hybride NP's werden gesynthetiseerd in het laboratorium van de afdeling Chemie, School of Physical and Chemical Sciences, Faculteit Natuur- en Landbouwwetenschappen, NWU, in Zuid-Afrika.

Synthese van CuO/ZnO groene hybride NP's
Tien (10) g gedroogde Pleurotus ostreatus gebruikte paddenstoelsubstraat (SMS) werd toegevoegd aan 100 ml gedeïoniseerd water, verhit op 70 °C en geroerd gedurende 2 uuren 26 uur. Het mengsel werd vervolgens afgekoeld tot kamertemperatuur, gefilterd, en 30 ml filtraat werd toegevoegd aan een oplossing met 2,5 g koperacetaat en 2 g zinkacetat in 30 ml gedestilleerd water. De pH van deze oplossing werd aangepast naar 8 met natriumhydroxide (NaOH), verhit tot 80 °C gedurende 2 uur, na de reactie gecentrifugeerd, een nacht gedroogd in een oven en gecalcineerd bij 650 °C gedurende 2 uuren 26 uur. De gesynthetiseerde NP's werden gekarakteriseerd en bevestigd als CuO/ZnO-groene hybride NP's.

Bodembemonstering en analyse
Bodemmonsters werden verzameld van de University Farm in Molelwane en de proeflocatie op dieptes van 0–15 cm en 15–30 cm. Ze werden vervolgens gecategoriseerd en onderzocht op hun fysieke en chemische eigenschappen, zoals beschreven door27.

Experimenteel ontwerp
De studie maakte gebruik van een factorieel experiment dat was gerangschikt in een gerandomiseerd volledig blokontwerp (RCBD) met drie replicata. Om de effectiviteit van groen-gesynthetiseerde CuO-ZnO hybride NP's onder diverse verontreinigingsscenario's te evalueren, werden twee onafhankelijke blootstellingsmodi vastgesteld op verschillende locaties: Site 1 (North-West University Campus) vertegenwoordigde een exogeen verontreinigingsmodel waarbij de bodem werd bezaaid met geëxtraheerde AFB1 met een snelheid van 160 ppb/kg om de directe adsorptie- en translocatie-afschermingscapaciteiten van de NP's te evalueren. Locatie 2 (Molelwane Research Farm): Vertegenwoordigde een biologisch infectiemodel waarbij de bodem werd ingeënt met A. flavus-sporen bij 160 sporen/kg om de antischimmeleffecten van de NP's op de novo mycotoxineproductie en daaropvolgende plantopname te onderzoeken. De poederachtige NP's werden na de inoculatie gewogen en gelijkmatig gemengd met 1 kg aarde in een plastic plantzak (AFB1 of A. flavus sporen). Elke behandeling werd afzonderlijk uitgevoerd en de handen werden tussen de behandelingen door gedesinfecteerd. Vervolgens werden aanvankelijk vier maïszaden in elke pot geplant (9 cm bovendiameter, 6,5 cm onderdiameter). Om drie gezonde zaailingen per pot te houden, werden de zaailingen een week na het uitkomen gesnoeid. In overeenstemming met de aanbevelingen voor optimale maïsproductie uit bodemanalyse werd de bodem bemest. De potten werden geplaatst op tussen- en intra-rijafstanden van 0,75 m × 0,3 m, voor een totaal van 216 potten. De grond in potten werd na het zaaien tot 60% veldcapaciteit bewaterd. Bodem- en plantenmonsters werden verzameld in drie ontwikkelingsstadia: V10 (ontwikkeling), R1 (bloei) en R6 (volwassenheid). Monsters werden vervolgens in een met ijs gevulde koelbox naar het laboratorium gebracht en op -20 °C bewaard voor verder onderzoek. Bruine papieren zakken werden gebruikt om de resterende plantmonsters op te slaan en diep in te vriezen voor AFB 1-concentraties en andere assays. De resterende plantmonsters voor AFB1-concentraties en andere analyses werden bewaard in bruine papieren zakken en diepgevroren tot de analyse.

Analyse van maïsaflatoxinen
Maïsontwikkelingscomponenten (wortel, stengel, blad en korrel) in verschillende groeistadia werden verzameld in steriele plastic zakken, zorgvuldig gelabeld en naar het laboratorium vervoerd. Om de integriteit van de groeigegevens te behouden en onafhankelijke waarnemingen voor elke ontwikkelingsfase te waarborgen, werd een destructief steekproefprotocol geïmplementeerd. Om kruisbesmetting tussen nanodeeltjesconcentraties en inoculatietypen te voorkomen, werden oogstgereedschappen en handschoenen gereinigd met 70% ethanol en gespoeld met gedeïoniseerd water tussen elke behandelingsgroep. Met een vijzel en stamper werden 10 g plantmateriaal en 1 g natriumchloride (NaCl) 10 minuten lang vermalen in 25 ml 80% methanol en 20% gedestilleerd water. Voor maïskorrels en maïskern werden 25 g gemalen monster en 2,5 g NaCl gemengd met 100 mL 80% methanol:20 gedistilleerd water op hoge snelheid gedurende 10 minuten. Vervolgens werd het gehomogeniseerde extract gefilterd door een glazen microvezelfilter, gevolgd door wassen met 20 mL van 20% Tween-2 in fosfaatgebakken zoutoplossing (PBS). Aflatoxines werden na elutie uit de immuunaffiniteitskolom geëxtraheerd met een stroomsnelheid van één druppel per seconde, en het supernatant (cytoplasma) werd verzameld in een amberkleurig flesje. Vervolgens werden AFB1 en andere aflatoxines gemeten volgens de vloeistofchromatografiemethode28 , waarbij aflatoxines werden gederivateerd met o-phthaldialdehydeoplossing en de gederivateerde verbindingen werden geïnjecteerd in een high-performance liquid chromatography (HPLC)-systeem. Het HPLC-systeem was uitgerust met een Jasco FP-920 fluorescentiedetector ingesteld op 362 nm excitatie en 425 nm emissie. De AFB1 was fysiologisch gestructureerd om te worden gedetecteerd bij een excitatiegolflengte van 362 nm. Een Hichrom-kolom (4,6 mm × 150 mm) met 5 μm deeltjes werd gebruikt, en de derivatisatiereactor was een KOBRA-celprogramma op 100 μA. Separaties van chromatografische pieken werden uitgevoerd in een Hichrom-kolom waarin een pre-kolom met vergelijkbare stationaire fase was gemonteerd. De Inertsil ODS-3 en ODS-3 V werden respectievelijk als guard- en analytische patronen gebruikt, terwijl de injector bestond uit een autosampler met een reodyneklep. De mobiele fase bestond uit water: methanol (65:35, v/v), kaliumbromide (119 mg) en 4 M salpeterzuur (350 μL) per liter, en werd gepompt met een debiet van 1,0 mL/min in een isocratisch programma. Aflatoxinedetectie werd als positief beschouwd voor elke piek bij een retentietijd vergelijkbaar met elke standaard en op een hoogte die vijf keer hoger was dan de basislijnruisvan 29.

Detectielimieten (LOD), kwantificatielimiet (LOQ) en percentage (%) herstel werden berekend om de analytische aanpak van de HPLC te bevestigen, met behulp van respectievelijk vergelijkingen 1, 2 en 3. De LOD is de laagste concentratie aflatoxine die betrouwbaar kan worden onderscheiden van achtergrondruis, terwijl LOQ de laagste concentratie aflatoxine is die kwantitatief met acceptabele precisie en nauwkeurigheid30 kan worden gemeten. AFB1 en zijn metabolieten werden teruggewonnen door 10 μL totale aflatoxinestandaarden (AFB1, AFB2, AFG1 en AFG2) toe te voegen aan de negatieve maïscontrolemonsters in drievoudige uitvoering. De monsters werden vervolgens gewonnen met behulp van HPLC volgens de eerder genoemde procedures.

LOD = X + 3s 1

LOQ = X + 10s 2

figure-protocol-13

Waarbij: "X" de gemiddelde concentratie is van versterkte steekproefblanke waarden, en "s" de standaardafwijking van het monster is.

AFB1 blootstellingsschatting
De gemiddelde aflatoxinewaarden in het maïsdieet, de dagelijkse inname van maïs en het gemiddelde lichaamsgewicht (kinderen, volwassenen, rundvee, melkkoeien en kuikens) werden gebruikt om de geschatte dagelijkse inname (EDI) te berekenen. De EDI voor gemiddelde aflatoxines werd berekend volgens vergelijking 2 en uitgedrukt in (ng/kg lichaamsgewicht/dag); voor de hazard index (HI)-berekening werden EDI-waarden omgezet naar ng/kg lichaamsgewicht/dag (1 ppb/kg/dag = 1.000 ng/kg lichaamsgewicht/dag) om overeen te komen met de eenheden van TD503231.

figure-protocol-24

Risicobeoordeling en karakterisering
De hazard index (HI) werd berekend door de EDI te delen door de TD50 en te vermenigvuldigen met een veiligheidsfactor van 50.000. Median toxische dosis (TD) 50 is de noodzakelijke dosering (ng/kg/lichaamsgewicht/dag) om tumoren te veroorzaken bij 50% van de proefdieren die bij nul dosisgeen tumoren zouden hebben ontwikkeld.

Data-analyse
De variantieanalyse werd uitgevoerd op de verzamelde groei- en opbrengstgegevens met behulp van de RCBD-procedure in SAS 9.4 (SAS Institute Inc., Cary, NC, VS). Meervoudige vergelijkingen van least squares means werden uitgevoerd met behulp van Tukey's honestly significant difference (HSD) test33.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aflatoxineconcentratie in groeicomponenten
De resultaten toonden aan dat aflatoxineconcentraties in de groeicomponenten en in maïskorrels behandeld met groen-gesynthetiseerde CuO/ZnO NP's werden gedetecteerd, wat wijst op de aanwezigheid van alle belangrijke aflatoxinetypen (AFG2, AFG1, AFB2 en AFB1). De kalibratiecurves die werden gebruikt om aflatoxineconcentraties te berekenen, toonden ee...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het succes van dit protocol bij het verminderen van AFB 1-translocatie en accumulatie in maïs hangt af van verschillende cruciale stappen die zowel biologische effectiviteit als analytische betrouwbaarheid waarborgen16,27. De resultaten tonen aan dat 125 mg/kg van groen-gesynthetiseerde CuO-ZnO hybride NP's de AFB1-concentraties significant verlaagden in beide experimentele modellen, zij het via mogelijk ver...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hoeven geen belangenconflicten aan te geven.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd ondersteund door een PhD-beurs van de North-West University en een beurs voor de faculteit Natuurwetenschappen en Landbouw.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Koper(II) acetaat [Cu(CO2CH3)2]Sigma-Aldrich Pty, St Louis, MO, USA10,53,753Donker blauw-groen kristallijn vaste stof (98% zuiverheid)
Glasmicrovezelfilter Sigma-Aldrich Pty, St Louis, MO, USA1703965Borosilicaatglas 
Hoge-prestatievloeistofchromatografie (HPLC) systeemShimadzu20H2Voor scheiding en kwantificering van analyten 
HPLC-kwaliteit ethanolSigma-Aldrich Pty, St Louis, MO, USA34923Hoge-zuiverheids kleurloos oplosmiddel ( ≥ 99 %)
HPLC-kwaliteit methanolMerck KGaA, Darmstadt, Duitsland322415Hoge-zuiverheids kleurloos oplosmiddel ( ≥ 99 %)
Immuun affiniteit kolomShimadzuKJ524Voor selectieve zuivering van doel analyten
Maïskorrels van PAN 5R-590RNWKN/AKleine, harde korrels met witte kleur
Fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS)Merck KGaA, Darmstadt, Duitsland3526580Een isotone bufferoplossing 
Kunststof zakjesEco-Agro Enterprise (Pty) LtdN/AGeperforeerd
Gezuiverde AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 en AFs-totaal in situTrilogy Analytical Laboratory, Inc (Vossbrink Drive, WA, USA)TAS-M12DA1-10Witte tot roomkleurige kristallijne vaste stof
Natriumchloride (NaCl)Sigma-Aldrich Pty, St Louis, MO, USAN/AWitte kristallijne vaste stof
Zinkacetaat [Zn(CH3COO2)2H2O]VWR chemicals2331 210 2Witte kristallijne vaste stof (99 % zuiverheid)

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yilmaz, S., Bag, H. Aflatoxin B1: mechanism, oxidative stress and effects on animal health. J Anim Biol Vet. 2, 1-16 (2022).
  2. Awuchi, C. G., Ondari, E. N., Ogbonna, C. U., Upadhyay, A. K., Baran, K., et al. Mycotoxins affecting animals, foods, humans, and plants: Types, occurrence, toxicities, action mechanisms, prevention, and detoxification strategies—A revisit. Foods. 10 (6), 1279 (2021).
  3. Afzal, A., Syed, S., Ahmad, R., Zeeshan, M., Nabi, G. The menace of aflatoxin: understanding the effects of contamination by Aspergillus species on crops and human health and advancements in managing these toxic metabolites. Aspergillus and Aspergillosis-Advances in Genomics, Drug Development, Diagnosis and Treatment. , (2023).
  4. Cao, W., Yu, P., Yang, K., Cao, D. Aflatoxin B1: metabolism, toxicology, and its involvement in oxidative stress and cancer development. Toxicol Mech Methods. 32 (6), 395-419 (2022).
  5. Kortei, N. K., Annan, T., Kyei-Baffour, V., Essuman, E. K., Okyere, H., et al. Exposure and risk characterizations of ochratoxins A and aflatoxins through maize (Zea mays) consumed in different agro-ecological zones of Ghana. Sci Rep. 11 (1), 23339 (2021).
  6. Adetuniji, M., Atanda, O., Ezekiel, C., Dipeolu, A., Uzochukwu, S., et al. Distribution of mycotoxins and risk assessment of maize consumers in five agro-ecological zones of Nigeria. Eur Food Res Technol. 239 (2), 287-296 (2014).
  7. Li, C., Liu, X., Wu, J., Ji, X., Xu, Q. Research progress in toxicological effects and mechanism of aflatoxin B1 toxin. PeerJ. 10, e13850 (2022).
  8. Peles, F., Sipos, P., Győri, Z., Pfliegler, W. P., Giacometti, F., et al. Adverse effects, transformation and channeling of aflatoxins into food raw materials in livestock. Front Microbiol. 10, 2861 (2019).
  9. Sarwar, A., Khan, S. A. Implementation of best practices to ensure aflatoxin controlled chilli production from post harvesting to customer in developing country. J Educ Manag Soc Sci. 1 (1), 24-32 (2020).
  10. Hell, K., Mutegi, C., Fandohan, P. Aflatoxin control and prevention strategies in maize for Sub-Saharan Africa. Julius-Kühn-Archiv. 425, 534 (2010).
  11. Cheli, F., Pinotti, L., Novacco, M., Ottoboni, M., Tretola, M., et al. Mycotoxins in wheat and mitigation measures. Wheat improvement, management and utilization. 10, 67240 (2017).
  12. Adegoke, G. O., Letuma, P. Strategies for the prevention and reduction of mycotoxins in developing countries. Mycotoxin and food safety in developing countries. , 123-136 (2013).
  13. Kebede, H., Abbas, H. K., Fisher, D. K., Bellaloui, N. Relationship between aflatoxin contamination and physiological responses of corn plants under drought and heat stress. Toxins. 4 (11), 1385-1403 (2012).
  14. Mshanga, J. P., Makule, E. E., Ngure, F. M. Physical methods for reduction of aflatoxins exposure in groundnuts in some low-income countries: A review. Curr Res Nutr Food Sci. 11 (2), 504-518 (2023).
  15. Gamedze, N. P., Mthiyane, D. M., Mavengahama, S., Singh, M., Onwudiwe, D. C. Biosynthesis of ZnO nanoparticles using the aqueous extract of Mucuna pruriens: structural characterization, and the anticancer and antioxidant activities. Chem Afr. 7 (1), 219-228 (2024).
  16. Ngwenya, S. C., Sithole, N. J., Mthiyane, D. M., Jobe, M. C., Babalola, O. O., et al. Effects of green-synthesised copper oxide–zinc oxide hybrid nanoparticles on antifungal activity and phytotoxicity of aflatoxin B1 in maize (Zea mays L.) seed germination. Agronomy. 15 (2), 313 (2025).
  17. Peng, C., Pang, R., Li, J., Wang, E. Current advances on the single-atom nanozyme and its bioapplications. Adv Mater. 36 (10), 2211724 (2024).
  18. Panhwar, S., Buledi, J. A., Mal, D., Solangi, A. R., Balouch, A., et al. Importance and analytical perspective of green synthetic strategies of copper, zinc, and titanium oxide nanoparticles and their applications in pathogens and environmental remediation. Curr Anal Chem. 17 (8), 1169-1181 (2021).
  19. Gebre, S. H., Sendeku, M. G. New frontiers in the biosynthesis of metal oxide nanoparticles and their environmental applications: an overview. SN Appl Sci. 1 (8), 928 (2019).
  20. Alavi, M., Kennedy, J. F. Recent advances of fabricated and modified Ag, Cu, CuO and ZnO nanoparticles by herbal secondary metabolites, cellulose and pectin polymers for antimicrobial applications. Cellulose. 28, 3297-3310 (2021).
  21. Krumova, E., Benkova, D., Stoyancheva, G., Dishliyska, V., Miteva-Staleva, J., et al. Exploring the mechanism underlying the antifungal activity of chitosan-based ZnO, CuO, and SiO2 nanocomposites as nanopesticides against Fusarium solani and Alternaria solani. Int J Biol Macromol. 268, 131702 (2024).
  22. Kumar, J. A., Krithiga, T., Manigandan, S., Sathish, S., Renita, A. A., et al. A focus to green synthesis of metal/metal based oxide nanoparticles: Various mechanisms and applications towards ecological approach. J Clean Prod. 324, 129198 (2021).
  23. Chouhan, D., Choudhuri, C., Mathur, P. Implication of nanotechnology for the management of seed-borne pathogens in cereal crops. Food production, diversity, and safety under climate change. , 263-272 (2024).
  24. Vega-Fernández, L., Quesada-Grosso, R., Viñas, M., Irías-Mata, A., Montes de Oca-Vásquez, G., et al. Current applications and future perspectives of nanotechnology for the preservation and enhancement of grain and seed traits. Nanomaterials for environmental and agricultural sectors. , 191-220 (2023).
  25. Soil Classification Working Group. . Soil classification: a natural and anthropogenic system for South Africa. , (2018).
  26. Ngwenya, S., Sithole, N. J., Ramachela, K., Mthiyane, D. M., Mwanza, M., et al. Eco-friendly synthesis of ZnO, CuO, and ZnO/CuO nanoparticles using extract of spent Pleurotus ostreatus substrate, and their antioxidant and anticancer activities. Discov Nano. 20 (1), 35 (2025).
  27. Ngwenya, S. C., Sithole, N. J., Mthiyane, D. M., Mwanza, M., Onwudiwe, D. C., et al. Effects of AFB1 and Aspergillus flavus spores on root rhizospheric fungal population, seedling emergence, plant growth, and yield. Agronomy. 15 (3), 523 (2025).
  28. Ekwomadu, T. I., Dada, T. A., Akinola, S. A., Nleya, N., Mwanza, M. Analysis of selected mycotoxins in maize from north-west South Africa using high performance liquid chromatography (HPLC) and other analytical techniques. Separations. 8 (9), 143 (2021).
  29. Akinola, S. A., Ateba, C. N., Mwanza, M. Behaviour of Aspergillus parasiticus in aflatoxin production as influenced by storage parameters using response surface methodology approach. Int J Food Microbiol. 357, 109369 (2021).
  30. Hepsag, F., Golge, O., Kabak, B. Quantitation of aflatoxins in pistachios and groundnuts using HPLC-FLD method. Food Control. 38, 75-81 (2014).
  31. Kortei, N. K., Agyekum, A. A., Akuamoa, F., Baffour, V. K., Alidu, H. W. Risk assessment and exposure to levels of naturally occurring aflatoxins in some packaged cereals and cereal based foods consumed in Accra, Ghana. Toxicol Rep. 6, 34-41 (2019).
  32. de Matos, C. J., Schabo, D. C., do Nascimento, Y. M., Tavares, J. F., Lima, E. O., et al. Aflatoxin M1 in Brazilian goat milk and health risk assessment. J Environ Sci Health B. 56 (4), 415-422 (2021).
  33. Abdi, H., Williams, L. J. Tukey’s honestly significant difference (HSD) test. Encycl Res Des. 3 (1), 1-5 (2010).
  34. Siwela, A. H., Nziramasanga, N. Regulatory aspects of aflatoxin control in Zimbabwe—A review. J Appl Sci South Afr. 5, 141-147 (1999).
  35. Boni, S., Beed, F., Kimanya, M., Koyano, E., Mponda, O., et al. Aflatoxin contamination in Tanzania: quantifying the problem in maize and groundnuts from rural households. World Mycotoxin J. 14 (4), 553-564 (2021).
  36. Yard, E. E., Daniel, J. H., Lewis, L. S., Rybak, M. E., Paliakov, E. M., et al. Human aflatoxin exposure in Kenya, 2007: a cross-sectional study. Food Addit Contam A. 30 (7), 1322-1331 (2013).
  37. Chanda, R., Fincham, R., Venter, P. A review of the South African food control system: challenges of fragmentation. Food Control. 21 (6), 816-824 (2010).
  38. EFSA. . Outcome of a public consultation on the draft risk assessment of aflatoxins in food. , (2020).
  39. Albersheim, P., Darvill, A., Roberts, K., Sederoff, R., Staehelin, A. . Plant cell walls. , (2010).
  40. Banfalvi, G. . Biological membranes. , (2016).
  41. Tien, H. T., Ottova-Leitmannova, A. . Membrane biophysics: as viewed from experimental bilayer lipid membranes. , (2000).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Groene nanodeeltjesaflatoxine B1ma sbesmettingbodemverbeteraarbioremediatiemiddelhybride nanodeeltjeshogedrukvloeistofchromatografieAspergillus flavusvoedselzekerheid

Gerelateerde artikelen