脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）的毒素污染分析及防控研究進展

張國輝，楊曉玲，吳小毛，李榮玉，李 明

1.凱里學院 大健康學院，貴州凱里 556011；2.貴州大學 作物保護研究所，貴州貴陽 550025；3.貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴州貴陽 550025

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）又名嘔吐毒素，是大麥、小麥、玉米等谷物及其制品中最常見的一類污染糧食等食品的真菌毒素，污染水平居鐮刀菌毒素之首，由黃色鐮刀菌（Fusarium culmorum）和鐮刀菌(Fusarium graminearum）產(chǎn)生，是已知的單端孢霉烯族化合物中毒性最強的一種，可引起人和動物的嘔吐、腹瀉、頭疼、頭暈等的中毒癥狀，嚴重時可損害造血系統(tǒng)而導致死亡，DON的慢性毒性主要表現(xiàn)在對胃癌細胞有一定的影響[1]。此外，DON還可導致人類患貧血、克山病以及食管癌等疾病。因常與其他霉菌產(chǎn)生的毒素發(fā)生協(xié)同作用，導致毒性增強[2]。DON因毒性的作用可導致動物的血磷和堿性磷酸酯酶活性下降，從而豬中毒呈“僵豬”狀態(tài)、肉雞中毒表現(xiàn)呼吸困難等癥狀、雛鴨有嘔吐等癥狀[3-5]。其他動物種屬毒性敏感性比較，嚙齒類動物影響最大，反芻動物最小[6]。

DON可引起急性毒性、慢性毒性及胚胎毒性，具有多種生物毒性，主要為細胞毒性、免疫毒性、遺傳毒性及致疇性和致癌性等，具有致癌、致畸和致突變作用[7-8]。毒性主要通過DON結合核糖體來抑制蛋白質的合成，主要與12，13-環(huán)氧結構密切相關。聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FHO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）早在1973年將單端孢霉烯族毒素定為最危險的自然發(fā)生食品污染物。DON已被WHO視為天然存在的最危險的食品污染物之一，其化學性質穩(wěn)定，在一般的食物烹調和加工過程中都難以破壞其毒性。因此，有必要深入研究DON，減輕其危害。對前人的部分研究進展進行綜述，以期為今后的DON研究提供科學依據(jù)。

1 DON的生化特性

DON的化學名稱為3α,7α,15-三羥基-12,13-環(huán)氧單端孢霉-9-烯-8-酮，毒性的主要結構基礎為12，13-環(huán)氧結構，因環(huán)氧結構耐煮沸和烘焙，135℃的高溫蒸汽也不會破壞此結構[9-10]。此外， 梨孢鐮刀菌（F. poae）、擬枝鐮刀菌（F. cladosporium）等多種鐮刀菌及其他真菌如頭孢菌屬、漆斑菌屬、木霉屬等菌株均可產(chǎn)生DON[11]。DON易在谷物的生長和收獲期間滋生，為田間毒素，較難清除[12]。DON具有較強的熱抵抗力和耐酸性，120℃加熱30 min和170℃加熱15 min可完全被破壞[13]。DON毒性穩(wěn)定、耐熱、耐壓、耐藏力很強。最適宜病原菌鐮刀菌生長和最易產(chǎn)生DON的環(huán)境溫度為21℃、濕度40%～50%、pH值為酸性和中性。高濕度年份的DON 毒素含量高得多[14]。

2 DON的檢測技術

國家標準《食品中真菌毒素限量》（GB 2761—2011）和《糧食衛(wèi)生標準》（GB 2715—2005）等標準中規(guī)定了小麥和面粉等制品DON的允許限量≤1 000 μg/kg。目前，常見的DON的準確檢測方法以高效液相色譜（HPLC）、薄層層析（TLC）、氣相色譜（GC）、質譜（MS）等的色譜化學技術為主，能夠精確地確定毒素的種類和含量[15]。李華等[16]利用牛血清蛋白偶聯(lián)物（3-HS-DON-BSA）作免疫原，建立DONR的間接 ELISA 檢測方法，以期建立簡便、可靠的毒素檢測方法。

3 DON毒素的防控研究

現(xiàn)有研究表明，在同一田塊中，長勢差的植株，病情更嚴重、毒素累積更高；殘存的花藥可為產(chǎn)DON病菌提供營養(yǎng)并刺激其生長，從而導致DON毒素累積[17]。目前尚沒有任何單一措施可以徹底解決DON對人和動物的污染難題。我國主要采用的是選用小麥的抗病品種、作物輪作耕翻、使用殺菌劑噴霧等。抗病品種特性是影響毒素累積程度的重要因素，如選用花藥殘留時間短或灌漿速度快的小麥品種，其抗病的主要原因是部分中抗品種因灌漿速度快，可限制病菌擴展從而減少DON產(chǎn)生。在化學防治方面，殺菌劑氰烯菌酯對所有禾谷鐮刀菌野生型敏感菌株和多菌靈的抗藥性菌株均表現(xiàn)極高的抑制活性，防治效果可達80.10%～98.28%[18]。但需要注意的是，殺菌劑嘧菌酯雖對小麥赤霉病的防治有效，但同時能刺激DON 在體內的產(chǎn)生與累積，因此，要根據(jù)需要十分慎重地使用它[19]。

在國外，北美小麥赤霉病毒素的控制以三唑類殺菌劑（DMI）、羥菌唑及丙硫菌唑為主。美國主要采用羥菌唑、丙硫菌唑、丙硫菌唑加戊唑醇和戊唑醇等殺菌劑[20]。此外，國外也采用物理方法如利用光學視覺色別以、紅外分光技術篩除含毒素小麥籽粒，從而顯著降低小麥中DON 毒素的含量[21]。

在生物防治方面，研究認為DON毒素清除的主要機制可能是包裹毒素，微生物中的鏈球菌和腸球菌等細菌可包裹DON毒素而減輕其毒性[22]。微生物塔賓曲霉（Aspergillus tubingensis）對DON的平均降解率為94.4%；在厭氧條件下，根瘤農(nóng)桿菌Agrobacterium-RhizobiumE3-39可 將DON轉化為3-keto DON；微生物Clostridiales、Collinsella、Anaerofilum和Bacillus均 能 夠將DON轉化為DOM-1。其中，諾卡氏（Nocardioides）細 菌WSN05-2對DON的轉化率達到90%。徳沃斯氏菌Devosia sp菌株DDS-1對飼料中的DON 毒素降解率達到75.47%[23-27]。復合抗菌肽也能緩解DON的危害，可修復斷奶仔豬的損傷腸道，從而緩解DON對仔豬的毒害[28]。Marin等[29]發(fā)現(xiàn)肉桂、丁香、玫瑰草和香茅精油均能有效抑制DON的產(chǎn)生。邢福國等研究發(fā)現(xiàn)，150 μL/L檸檬醛和 200 μL/L丁香酚對DON毒素的抑制率分別達98.3%和95.6%；薄荷油（主要成分為薄荷醇）可顯著抑制禾谷鐮刀菌和串珠鐮刀菌的生長及產(chǎn)毒。天然植物精油及其活性成分可作為新型綠色防霉抑菌劑的重要來源之一[30-32]。

4 結論與展望

近年來，小麥增產(chǎn)與質量安全的主要威脅就是DON，已引起全球各國的密切關注，成為我國乃至全世界糧食安全和食品行業(yè)保證食品質量安全的重大難題[33]。而且，在我國傳統(tǒng)飲食習慣中，小麥等谷物比重大大高于西方國家，使得我國以DON為主的真菌毒素危害問題更為突出[34]。生物防治將來會成為DON防治的重要研究方面，具有廣闊的研發(fā)前景。我國在真菌毒素風險評估等方面需要深入開展風險評估的技術研究，可多借鑒制度完善國家的評估經(jīng)驗，實現(xiàn)風險評估與科學監(jiān)管的對接[35]。在科研方面，除上面的研究進展外，而針對DON污染糧食和飼料的處理、處理DON后的安全性檢測及小麥抗DON品種的培育等研究仍需關注。在防控方面，仍需深入研究DON的有效防控措施，讓其成為可行可控的舉措。因為DON的毒素污染問題將會長久存在，所以因地制宜提出毒素管控的辦法，以保證加工產(chǎn)品的毒素含量符合國家限量標準，也是今后研究的努力方向。