Карбоксин

СТАЙЛАБ предлагает стандарты карбоксина для его анализа в питьевой воде, вине и смывах с пищевого сырья, продукции и кормов хроматографическими методами: ГХ, ГХ/МС, ЖХ и ЖХ/МС.

Карбоксин – это вещество группы оксатиинов и первый системный фунгицид, появившийся на рынке. Он был создан в США в 1960-х годах. Карбоксин синтезируют химически, в природе ни один живой организм не вырабатывает это вещество. Этот фунгицид используют для обработки хлебных злаков, лука, картофеля, льна, бобов, арахиса и других. Список растений, для которых разрешено применять карбоксин, зависит от государства.

До появления фунгицидов системного действия фермеры боролись с грибами, поражающими растения, трудоемкими методами, многие из которых известны до сих пор: опрыскивание листьев коллоидной серой или медным купоросом от фитофторы, обрезка и сжигание пораженных листьев и побегов при мучнистой росе, окуривание серой. Эти способы отнимают много времени даже на небольшом дачном участке. На крупных же фермах они практически неприменимы: нужно слишком много работников, оплата труда которых не окупится продажей зерна, овощей и фруктов. Если же не уничтожать грибы, можно лишиться урожая. Так, эпидемия фитофтороза в Ирландии в 1845-1849 годах, привела к Великому голоду. В 1845 году гриб фитофтора поразила картофель на полях и уничтожила половину урожая. Часть сгнила еще в земле, часть – в хранилищах. В 1846 году на посадку остались только зараженные клубни. Практически весь этот урожай был потерян. Ни государственные инициативы, ни частная благотворительность, ни помощь других стран, в том числе, Османской империи, не могли побороть голод и начавшиеся эпидемии. В 1847 году фитофтора отступила: картофель, посаженный в этот год, не был ей затронут. Однако его урожай был слишком мал. На следующий же год, после того, как площади под картофель увеличили втрое, лето было дождливым, и фитофтора вернулась. За 5 лет Ирландия лишилась почти четверти населения: многие умерли от голода, тифа, цинги или эпидемии холеры в 1848-1849 годах, другие же уехали из страны – в основном, в США. С появлением эффективных фунгицидов подобные трагедии случаются все реже.

Карбоксин быстро подвергается фотолизу. В воде он полностью разрушается за 5-10 суток. В почве же этот фунгицид сохраняется 2-3 недели. Поэтому большинство препаратов карбоксина предназначено для протравливания семян перед посадкой, что намного удобнее, нежели опрыскивать побеги или обрезать их. При этом карбоксин не защищает зерно от плесневения, поэтому его часто используют в комбинации с другими пестицидами. Препараты карбоксина – «Витарос», «Колфуго», «Витавакс» и другие – применяют для защиты растений от головни, мучнистой росы, снежной плесени. Этот пестицид эффективен против корневой гнили, в том числе, фузариозной. В лабораториях у грибов удавалось сформировать резистентность к карбоксинам. В природных условиях такие организмы пока не были обнаружены.

Механизм действия карбоксина основан на угнетении митохондриального дыхания. Он ингибирует работу сукцинатдегидрогеназы – белкового комплекса, участвующего в переносе электронов. Карбоксин соединяется с участком комплекса, предназначенным для связывания с убихинолом и блокирует его. В организме млекопитающих это вещество метаболизируется и затем выводится с мочой.

Для человека и млекопитающих карбоксин малотоксичен: его ЛД50 для крыс при пероральном поступлении – около 3 г/кг массы тела. Однако известны острые отравления человека карбоксином. Для них характерны тошнота, рвота и головная боль. У крыс отмечали подавленность, нарушения дыхания и судороги. Карбоксин способен проникать через кожу и слизистые оболочки.

Карбоксин не проявляет канцерогенных, мутагенных и тератогенных свойств. У мышей этот фунгицид способствовал развитию аденом легких и бронхов при употреблении в дозах 2500-5000 мг/кг массы тела в течение 19 недель. У крыс при употреблении карбоксина в дозах 1000 мг/кг массы тела в сутки в течение 90 дней отмечали воспалительные изменения в почках и их фиброз. В более длительном исследовании, в котором самцы крыс получали карбоксин в дозах 400 мг/кг массы тела в сутки, а самки – 600 мг/кг массы тела в сутки, фиксировали хронические нефриты. Кроме того, крысы пили больше воды, у них снижалась масса тела и наблюдались изменения состава крови. В исследованиях на биглях отмечали только снижение массы тела и изменения состава крови.

Карбоксин быстро разрушается в окружающей среде, за исключением почвы, поэтому представляет лишь небольшую экологическую опасность. Для наземных животных и для пчел он слабо токсичен (3 класс опасности). У птиц при хроническом воздействии карбоксина отмечали снижение количества яиц в кладке, выживаемости эмбрионов и птенцов. У крыс – снижение массы тела новорожденных крысят. Однако он токсичен для некоторых водных ракообразных. Главные метаболиты этого фунгицида – сульфоксид карбоксина и сульфон карбоксида более устойчивы в среде. Их токсичность примерно такая же либо меньше, чем у исходного вещества.

В Российской Федерации содержание карбоксина в пищевом сырье и продукции растительного происхождения регламентируется ТР ТС 015/2011 «О безопасности зерна». Согласно этому документу, содержание карбоксина в кукурузе, просе и зерне хлебных злаков не должно превышать 0,2 мг/кг. К хлебным злакам, помимо кукурузы и проса, относятся рожь, пшеница, овес, ячмень, сорго и рис. «Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащих санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)» помимо этих требований устанавливают такой же максимально допустимый уровень карбоксина для картофеля. В Евросоюзе МДУ карбоксина ниже: 0,01 мг/кг (пределы чувствительности измерения) для зерна хлебных злаков, 0,05 мг/кг для картофеля и люпина, 0,1 мг/кг для чеснока, рапса и сладкой кукурузы, 0,2 мг/кг для сахарной свеклы, бобовых, семян подсолнечника, льна и хлопка. Карбоксин запрещено использовать в Швейцарии, Австрии и Германии.

Содержание карбоксина в пищевом сырье растительного происхождения определяют хроматографическими методами. СТАЙЛАБ предлагает стандарты карбоксина производства компании SPEX CertiPrep. Они изготавливаются в соответствии с ISO 17034:2016 (аккредитация A2LA). Система контроля качества соответствует ISO 9001:2015 (аккредитация DQS). Стабильность и точность концентрации стандартов гарантируется производителем.

Литература

1. Carboxin. PubChem
2. R.E.D. Facts – Carboxin. US EPA
3. Review of the existing maximum residue levels for carboxin according to Article 12 of Regulation (EC) No 396/2005. European Food Safety Authority. EFSA Journal 2017;15(10):5019
4. Shima Y, Ito Y, Hatabayashi H, Koma A, Yabe K. Five carboxin-resistant mutants exhibited various responses to carboxin and related fungicides. Biosci Biotechnol Biochem. 2011;75(1):181-4. Epub 2011 Jan 7.
5. DellaGreca M, Iesce MR, Cermola F, Rubino M, Isidori M. Phototransformation of carboxin in water. Toxicity of the pesticide and its sulfoxide to aquatic organisms. J Agric Food Chem. 2004 Oct 6;52(20):6228-32.