黃曲霉毒素的危害及預(yù)防

于 澤，張凱淇，王 毅，張春曉，格浩瀚，孔祥佳

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理工系，河北 滄州 061100）

據(jù)新京報(bào)訊在2020年3月13日?qǐng)?bào)道稱，北京市市場(chǎng)監(jiān)督局發(fā)布食品安全監(jiān)督抽查信息顯示，有一批花生油菜籽油檢測(cè)出黃曲霉毒素超標(biāo)[1]。當(dāng)前，人們對(duì)黃曲霉毒素的認(rèn)識(shí)有了很大的提高，但在1960年6月—8月時(shí)，超過(guò)10萬(wàn)只火雞死于英格蘭東部和南部，火雞在死前羽翼下垂、食欲減退，并且腳異常往后伸出，表現(xiàn)出一種不同尋常的情形，將死去的火雞剖解后發(fā)現(xiàn)肝臟出血嚴(yán)重，并且腎臟變大，在經(jīng)病理檢查時(shí)，肝臟的細(xì)胞萎縮退化并且發(fā)生突變。由于當(dāng)時(shí)科技水平不發(fā)達(dá)，人們不能清楚地了解火雞生病的緣由，因此將此種病定義為“火雞X病”。歷經(jīng)2年的不斷探索，科學(xué)家從巴西等國(guó)家運(yùn)輸來(lái)的進(jìn)口花生蛋糕粉中成功分離出黃曲霉，通過(guò)更進(jìn)一步的探索，發(fā)現(xiàn)并證實(shí)這是一種由黃曲霉產(chǎn)生的熒光物質(zhì)，導(dǎo)致了英國(guó)地區(qū)火雞的突然大量死亡，科學(xué)家們將其取名為黃曲霉毒素（Aflatoxin）。自此以后，許多研究人員繼續(xù)研究黃曲霉毒素，發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素不僅會(huì)引起中毒，而且在長(zhǎng)時(shí)間食用后，還會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室中的動(dòng)物罹患癌癥。這項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)果獲得了高度認(rèn)可，這使得生物學(xué)家們開(kāi)始研究食品中常見(jiàn)真菌的代謝產(chǎn)物，并認(rèn)識(shí)了毒理學(xué)的新研究領(lǐng)域。

1 黃曲霉毒素的介紹

1.1 黃曲霉毒素的發(fā)現(xiàn)

1960年的英國(guó)火雞突然死亡事件引起人們強(qiáng)烈的關(guān)注，此后，Sargeant首先在1961年從發(fā)霉的花生粉中提煉出無(wú)色、粗晶的黃曲霉毒素，然后用紙層析色譜法進(jìn)一步提取，Sargeant發(fā)現(xiàn)這種毒素呈現(xiàn)出明亮的藍(lán)色熒光點(diǎn)，紙色譜法Rf值為0.7。后來(lái)，許多生物學(xué)家使用不同的紙色譜法方法對(duì)黃曲霉毒素的提取物進(jìn)行進(jìn)一步分析，用AlCl3薄層層析后再用紫外進(jìn)行照射，可以觀察到2種不同的光亮點(diǎn)，一種為藍(lán)紫色熒光，命名為AFB；另一種為黃綠色熒光，命名為AFG。隨后Hartley又用硅膠層析分析法將黃曲霉毒素進(jìn)行進(jìn)一步劃分，將其分為AFB1、AFB2和AFG1、AFG2。Allcroft發(fā)現(xiàn)了黃曲霉毒素M，Holzapfel將其分為M1和M2。與此同時(shí)，科學(xué)家們進(jìn)行進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)了許多黃曲霉毒素的相似物質(zhì)、衍生物質(zhì)等。

1.2 黃曲霉毒素的種類和結(jié)構(gòu)

黃曲霉毒素是一大類組成結(jié)構(gòu)類似的化合物，其均由一個(gè)氧雜萘鄰?fù)鸵粋€(gè)雙氫呋喃環(huán)組成。目前，最常見(jiàn)的有黃曲霉毒素B1、B2，G1、G2，M1、M2等，尚有多種黃曲霉毒素的代謝產(chǎn)物。黃曲霉毒素B1和G1的二氫呋喃環(huán)末端存在雙鍵，因此導(dǎo)致其毒性劇大，微少量便能引發(fā)生物罹患癌癥[2]。

1.3 黃曲霉毒素的理化性質(zhì)

1.3.1 熒光性

黃曲霉毒素這類物質(zhì)在紫外線的照射之下，能夠發(fā)出強(qiáng)烈的并且?guī)в刑厥鉄晒?。?jīng)紫外照射下，B族黃曲霉毒素會(huì)發(fā)出藍(lán)色熒光（λ為425 nm）；G族黃曲霉素產(chǎn)生綠色熒光（λ為450 nm）。在紫外照射區(qū)域，黃曲霉毒素一般會(huì)出現(xiàn)3個(gè)吸收高峰值。但在不同的基礎(chǔ)溶液中測(cè)量時(shí)，吸收峰高度便不同，在紅外線照射區(qū)域，各種毒素也有幾個(gè)吸收峰，并且所有毒素的自旋性都表現(xiàn)出向右。

1.3.2 熱穩(wěn)定性

黃曲霉毒素具有非常好的熱穩(wěn)定性，分解溫度可高達(dá)280℃，大部分黃曲霉毒素只能通過(guò)高溫滅活和煅燒等長(zhǎng)時(shí)間的高溫過(guò)程來(lái)滅活[3]。

1.3.3 溶解性

黃曲霉毒素易溶于有機(jī)溶劑，不溶于水。一般在中性溶液中比較穩(wěn)定，但在強(qiáng)酸性溶液中略有分解。在pH值9～10的強(qiáng)堿溶液中能迅速分解。

黃曲霉毒素的理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 黃曲霉毒素的理化性質(zhì)

1.4 黃曲霉毒素的毒性

黃曲霉毒素是受黃曲霉和寄生曲霉污染的食物在生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程中產(chǎn)生的毒素。這2種有毒菌素在自然界中很常見(jiàn)，容易污染食物，尤其是污染花生和玉米等谷物[4]。

黃曲霉毒素的主要傷害器官是動(dòng)物肝臟，使其受損[5]。其作用機(jī)制如下：在動(dòng)物體內(nèi)通過(guò)混合功能氧化酶系統(tǒng)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微粒體進(jìn)行代謝，在微粒體混合功能氧化酶系統(tǒng)的作用下，黃曲霉毒素B1發(fā)生去甲基化、羥基化和環(huán)氧化，F(xiàn)AB1經(jīng)環(huán)氧化后形成的環(huán)氧化物能共價(jià)結(jié)合DNA、RNA和蛋白質(zhì)等細(xì)胞內(nèi)大分子，對(duì)人體細(xì)胞或組織造成損傷。

黃曲霉的毒性主要分為4種：急性中毒、慢性中毒、誘發(fā)癌癥、胚胎中毒。

（1）急性中毒。黃曲霉毒素毒性巨大，砒霜的毒性大家有所耳聞，但是黃曲霉毒素的毒性為砒霜的68倍。不同的動(dòng)物對(duì)黃曲霉毒素的反應(yīng)程度不同，鴨雛對(duì)其的敏感程度最高[6]。同樣，不同種類的黃曲霉毒素也有著不同的毒性，其中FAB1的毒性最為強(qiáng)烈[7]。動(dòng)物黃曲霉毒素主要表現(xiàn)為食欲不振、體重減輕、大便出血、肝出血和肝壞死等。人類的主要臨床表現(xiàn)為黃疸、嘔吐、發(fā)熱、肝膽增生、膽汁淤積。

（2）慢性中毒。動(dòng)物若持續(xù)少量地?cái)z入黃曲霉毒素會(huì)引起慢性中毒，動(dòng)物生長(zhǎng)受到阻礙、肝臟出現(xiàn)慢性損害。主要表現(xiàn)為肝硬化、肝纖維化、肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞局部壞死、肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞增生、膽管囊性增生等。

（3）誘發(fā)癌癥。大量動(dòng)物試驗(yàn)證明，黃曲霉毒素存在強(qiáng)烈的致癌性，主要使人們患肝癌。長(zhǎng)期低劑量接觸或一次性接觸過(guò)多則可能導(dǎo)致人們罹患癌癥，許多流行病學(xué)研究學(xué)者觀察到人群暴露于黃曲霉毒素B1與肝癌發(fā)生率之間具有一定的相關(guān)性。

黃曲霉毒素?cái)z入量與原發(fā)性肝癌發(fā)病率見(jiàn)表2。

表2 黃曲霉毒素?cái)z入量與原發(fā)性肝癌發(fā)病率

（4）胚胎毒性。黃曲霉毒素對(duì)胚胎的毒性可直接導(dǎo)致胚胎畸變（或死胎）。

1.5 產(chǎn)毒條件

黃曲霉毒素的產(chǎn)毒條件主要從以下4個(gè)方面展開(kāi)：溫度、pH值、濕度及其他條件等。

（1）溫度。黃曲霉毒素屬于中溫型生物，其在6～60℃可生長(zhǎng)，黃曲霉毒素在36℃左右時(shí)適合生長(zhǎng)，產(chǎn)毒溫度在11～37℃。但是，不同品種的農(nóng)作物中，黃曲霉毒素的產(chǎn)毒溫度也略有不同，例如以大米為基質(zhì)，在37℃時(shí)，只產(chǎn)生B1[8]。

（2）pH值。真菌所能適應(yīng)的pH值很廣泛，但是能產(chǎn)生毒素的pH值的范圍卻比較窄，在酸性條件下容易產(chǎn)生毒菌。Hayes M等人[9]研究了黃曲霉毒素在發(fā)酵過(guò)程中pH值的相關(guān)變化，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)pH值為4.7時(shí)，黃曲霉最適宜產(chǎn)毒。

（3）濕度。黃曲霉毒素在最低相對(duì)濕度（RH）為80%時(shí)可以生長(zhǎng)，但這一數(shù)值并不固定，而是與培養(yǎng)基的物理狀態(tài)有關(guān)[10]。

（4）其他因素。①基質(zhì)含糖量。經(jīng)研究顯示，含糖量高的基質(zhì)更適合于黃曲霉毒素的產(chǎn)生。10%～30%葡萄糖培養(yǎng)基中黃曲霉毒素能生長(zhǎng)。②氣體因子。霉菌是嗜氣性微生物，黃曲霉菌的生長(zhǎng)和毒素的產(chǎn)生需要消耗氧氣，當(dāng)CO2的體積分?jǐn)?shù)低于20%時(shí)，氣體不會(huì)對(duì)菌體的生長(zhǎng)造成影響。經(jīng)檢測(cè)CO2的抑制效果會(huì)隨著溫度和相對(duì)濕度的下降而上升[11]。③其他霉菌。競(jìng)爭(zhēng)性的生長(zhǎng)也對(duì)黃曲霉毒素的產(chǎn)生起到抑制作用[12]，如Scopular-ipsis brevicaulis和A.niger等。

1.6 安全預(yù)防措施

目前，國(guó)內(nèi)外采取的預(yù)防黃曲霉毒素的措施主要有以下4種：①將耕作土地進(jìn)行合理規(guī)劃，并且在合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行收取[13]。②降低糧食及所使用的飼料的含水量，適當(dāng)調(diào)整貯藏溫度并且改進(jìn)糧食貯藏和的加工方式[14]。③通過(guò)抗性育種的操作，力求培育抗真菌的作物新品種。④有關(guān)部門加強(qiáng)污染的檢測(cè)與監(jiān)督，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)。李海濤等人[15]采用免疫層析法對(duì)黃曲霉毒素進(jìn)行測(cè)定，該技術(shù)操作較為方便簡(jiǎn)單、特異性強(qiáng)、選擇性良好的特點(diǎn)，從而廣泛應(yīng)用于生物學(xué)食品界。沈飛等人[16]用電子鼻法檢測(cè)出糙米中黃曲霉毒素的含量，這在生物界是一項(xiàng)壯舉。針對(duì)不同情況的樣品要采用不一樣的檢測(cè)方法，如果需要準(zhǔn)確定量時(shí)可選用基于儀器分析技術(shù)檢測(cè)黃曲霉毒素；如果樣品快速得到檢測(cè)結(jié)果，對(duì)定量沒(méi)有特別的要求時(shí)，可使用免疫學(xué)檢測(cè)黃曲霉毒素的方法[17]。

在生活中貯存花生等農(nóng)作物時(shí)，應(yīng)事先將其水分含量迅速降至8%以下，并貯存在干燥的地方。同樣要注意的是，在糧食貯存期間注意空氣的流通，并且注意防潮，并加強(qiáng)對(duì)貯存和市場(chǎng)銷售的糧油和豆類食物的檢驗(yàn)。除此之外，豆類谷類食物在食用前先淘洗再烹飪。

2 結(jié)語(yǔ)

黃曲霉毒素已被列為Ⅰ類致癌物，傷害性極大。因此在日常生活中，要學(xué)會(huì)利用學(xué)習(xí)到的知識(shí)，有效預(yù)防黃曲霉毒素，并且向家人和朋友普及知識(shí)。近年來(lái)，在我國(guó)飼料受到黃曲霉毒素污染的情況時(shí)有發(fā)生[18]，且呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這無(wú)形中影響了畜牧業(yè)以及農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)[19]，同樣，對(duì)我國(guó)出口產(chǎn)品也造成一定的影響，從而制約著對(duì)外貿(mào)易。截至目前，尚未發(fā)現(xiàn)有效治愈黃曲霉毒素的試劑[20]，目前檢測(cè)黃曲霉毒素的方法有很多，基于儀器研究分析而言，準(zhǔn)確性高，但是重復(fù)性也高，缺點(diǎn)則是過(guò)程比較繁瑣、周期長(zhǎng)，成本也有提高。從而啟發(fā)相關(guān)研究人員以及從業(yè)工作人員，需要進(jìn)一步探索黃曲霉毒素的預(yù)防方法及去毒機(jī)制。