糧食中新興真菌毒素研究進(jìn)展

應(yīng)旭洪 鄧果 嚴(yán)駿 涂雪韻 吳任之

摘要：真菌毒素是產(chǎn)毒真菌產(chǎn)生的低分子有毒次生代謝產(chǎn)物，具有包括遺傳毒性和內(nèi)分泌干擾在內(nèi)的一系列毒性作用。對人類和環(huán)境的影響主要與其在食品和飼料中的存在有關(guān)，特別是在糧食中存在廣泛。近年來隨著檢測技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)研究的深入，一些新興真菌毒素不斷被發(fā)現(xiàn)。目前檢出率較高、污染較為嚴(yán)重的新興毒素主要包括鐮刀菌屬、鏈格孢屬和曲霉屬等產(chǎn)毒真菌產(chǎn)生的毒素。本文將依據(jù)現(xiàn)有的風(fēng)險調(diào)查報告與數(shù)據(jù)，綜述糧食中新興真菌毒素及污染現(xiàn)狀研究進(jìn)展，旨在為新興真菌毒素的風(fēng)險評估提供理論參考。

關(guān)鍵詞：新興真菌毒素 污染現(xiàn)狀 鐮刀菌 鏈格孢菌 曲霉菌

目前全世界每年約有25%的糧食受到真菌毒素（Mycotoxin）污染，其中約有2%的糧食因嚴(yán)重污染而喪失營養(yǎng)及商業(yè)價值[1]。我國是糧食生產(chǎn)大國，隨著糧食產(chǎn)量不斷增長，糧食安全問題顯得尤為重要，其中真菌毒素就是安全問題之一。真菌毒素是真菌在其生長發(fā)育過程中產(chǎn)生的小分子有毒代謝物，已知的真菌毒素高達(dá)400多種，對人們的生命健康造成了嚴(yán)重威脅[2]。糧食作物中存在較為廣泛、污染較為嚴(yán)重的常見真菌毒素主要包括黃曲霉毒素（aflatoxins， AFs）、赭曲霉毒素A（ochratoxin A， OTA）、玉米赤霉烯酮（zearalenone， ZEN）和伏馬毒素（fumonisins， FBs）等[3]。

新興毒素（Emerging toxins）指在農(nóng)產(chǎn)品中污染較為普遍，但尚未被列入常規(guī)風(fēng)險篩查和監(jiān)管、也尚無相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)的真菌毒素種類[4]。近年來，隨著真菌毒素檢測方法的發(fā)展和研究的深入，一些新興真菌毒素不斷被發(fā)現(xiàn)并頻繁檢出。在全球糧食中新興真菌毒素污染分布較廣，檢出率較高的種類主要包括鐮刀菌屬（Fusarium spp.）產(chǎn)生的白僵菌素（Beauvericin， BEA）、恩鐮孢菌素（Enniatins， ENNs）、串珠鐮刀菌素（Moniliformin， MON）和鐮刀菌酸（Fusaric acid，F(xiàn)SA），鏈格孢菌屬（Alternaria spp.）產(chǎn)生的交鏈孢酚（Alternariol， AOH）、交鏈胞酚單甲醚（Alternariol monomethyl ether， AME）、細(xì)交鏈孢菌酮酸（Tenuazonic acid，TeA），曲霉菌屬（Aspergillus spp.）產(chǎn)生的柄曲毒素（Sterigmatocystin，STC）等。本文綜述了糧食中新興真菌毒素的產(chǎn)毒菌株及毒素污染狀況，以期為糧食中新興真菌毒素的認(rèn)識和風(fēng)險防控提供參考。

一、新興鐮刀菌毒素

（一）白僵菌素（BEA）

BEA是白僵菌侵染家蠶過程中產(chǎn)生的一種環(huán)狀三羧酸肽、弱極性化合物，由三個N-甲基苯丙氨基和三個D-α-羥基異戊基殘基交替排列而成，在鐮刀菌屬中，BEA首先在亞黏鐮刀菌（F. subglutinans）侵染糧食作物后分離得到，后續(xù)研究表明，層出鐮刀菌（F. proliferatum）、輪枝鐮刀菌（F. verticillioides）、尖孢鐮刀菌（F. oxysporumet）等均能產(chǎn)生BEA[5]。BEA可作為一種酶抑制劑發(fā)揮作用，也可作為一種化合物誘導(dǎo)氧化反應(yīng)，BEA可減輕細(xì)胞凋亡，干擾平滑肌收縮，阻止因膽固醇儲存在肝細(xì)胞內(nèi)而引起的脂肪變性。歐洲對BEA研究較早且檢測和報道相對較多，在芬蘭、西班牙、摩洛哥、波蘭等國家的糧食及其制品中均檢測出BEA，含量可達(dá)到數(shù)mg/kg[6-8]。亞洲和非洲國家BEA的相關(guān)污染報道較少，在伊朗和萊索托的大米和玉米樣品中檢出BEA含量為0.5 ug/kg和1.6 ug/kg[9-10]，污染總體水平較低。韓小敏等[11]對我國山東地區(qū)玉米及其制品研究發(fā)現(xiàn)，BEA陽性檢出率為80%，毒素平均含量達(dá)65.3 ug/kg。

（二）恩鐮孢菌素（ENNs）

ENNs是一大類環(huán)狀六酯肽類化合物，首次在尖孢鐮刀菌培養(yǎng)物中分離得到。截至目前，已發(fā)現(xiàn)的29種ENNs類似物中有7種可以在糧食及其制品中檢測到，檢出率由高到低分別為ENB /ENB1>ENA1>ENA>ENB2>ENB3>ENB4。ENNs具有細(xì)胞毒性，可促進(jìn)一價和二價陽離子的運(yùn)輸，從而影響細(xì)胞內(nèi)正常離子濃度，此外，ENNs之間還具有協(xié)同作用和遺傳毒性。ENNs在谷物中污染較為嚴(yán)重，北歐國家樣品中檢測到ENNs以ENB為主，而在地中海沿岸國家則以ENA1為主，在芬蘭谷物樣品中檢測到ENB含量最高可達(dá)5.8mg/kg[12]。ENNs在亞洲污染水平總體較低，Yoshinari T等[13]對日本糧食及其制品研究發(fā)現(xiàn)，ENB檢出率最高，為81.8%，ENA1的檢出率最低，為7.6%，檢出平均含量為5.5-33.4 ug/kg，胡文彥等[14]和韓小敏等[11]對我國大米、面粉、玉米及其制品研究發(fā)現(xiàn)，ENB和ENB1檢出率較高，但檢出平均含量較低，ENA和ENA1的檢出率和檢出含量均較低。

（三）串珠鐮刀菌素（MON）

MON是一種廣泛存在于世界各國大米、玉米和小麥等糧食中的一種水溶性毒素，分子式為C4HO3R（R=H、Na和K），環(huán)境pH=4時最穩(wěn)定。MON是導(dǎo)致玉米苗枯病的重要致病或致毒因子，對動物也有較強(qiáng)的毒性作用，可作用于增殖活躍的細(xì)胞，抑制細(xì)胞蛋白合成，干擾細(xì)胞分裂增殖，同時對生物膜通透性和各種酶活性有明顯影響，引起機(jī)體過氧化損傷[15]。該毒素的產(chǎn)毒菌株有30余種，包括禾谷鐮刀菌（F.graminearum）、半裸鐮刀菌（F.semitectum）和本色鐮刀菌（F.concolor）等[16]。MON的污染情況隨地區(qū)和樣品的不同而呈現(xiàn)出較大的差別，在阿根廷高粱樣品中檢出MON陽性樣品率為41%，平均含量為605.06 ug/kg[17]，瑞典燕麥樣品中MON陽性樣品率為42%，最大含量為215 ug/kg[18]，非洲國家萊索托玉米樣品中 MON 檢出率達(dá)100%，最高濃度1200 μg/kg[10]，Nazari F等[9]在伊朗大米樣品研究中未檢測到MON。我國關(guān)于MON研究較少，張大偉等[19]對我國9個地區(qū)玉米樣品研究發(fā)現(xiàn)，多地區(qū)樣本中MON陽性率為100%，最大值含量達(dá)699.0 ug/kg。

（四）鐮刀菌酸（FSA）

FSA是由鐮刀菌屬產(chǎn)生的寄主非轉(zhuǎn)化性毒素，分子式為C10H3NO2，呈中等毒性，常與其他真菌毒素協(xié)同作用，F(xiàn)SA能顯著抑制人類淋巴細(xì)胞有絲分裂，還對宮頸癌細(xì)胞系有較強(qiáng)的毒性作用。目前有關(guān)FSA污染情況報道較少，但已有報道表明FSA污染較為嚴(yán)重，美國555份玉米及玉米青貯飼料中，F(xiàn)SA陽性率達(dá)78.1%，檢出最大值達(dá)6792 ug/kg，對加拿大玉米、小麥等樣品研究發(fā)現(xiàn)，陽性檢出率在80%以上[20]，埃塞俄比亞高粱樣品中陽性率為79.6%，檢出最大值達(dá)2790 ug/kg[21]。

二、新興鏈格孢菌毒素

（一）交鏈孢酚（AOH）和交鏈胞酚單甲醚（AME）

AOH化學(xué)結(jié)構(gòu)與AME相似，都是由鏈格孢屬真菌侵染蔬菜、水果和糧食等多種植物產(chǎn)生的二苯并吡喃酮類物質(zhì)，都屬于聚酮類次級代謝產(chǎn)物，分子式分別為C14H10O5和C15H12O5，具有急性毒性、遺傳毒性、生殖發(fā)育毒性和致癌性。AOH和AME化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在糧食加工過程中存在也較為穩(wěn)定，因此在糧食中分布廣泛，特別是在小麥和玉米中污染最為嚴(yán)重。阿根廷小麥樣品中AOH檢出值達(dá)645-1388 ug/kg，AME檢出值達(dá)566-7451 ug/kg [22]，在歐洲比利時、捷克和俄羅斯小麥樣品中AOH的檢出率和檢出值高于玉米樣品[23-24]，非洲肯尼亞小麥樣品受AOH和AME毒素污染較輕[25]。在我國AOH和AME污染嚴(yán)重，Li F等[26]對小麥樣品研究發(fā)現(xiàn)，90.9%的樣品能檢出AOH，檢出最大值為731 ug/kg，95.5%的樣品能檢出AME，最大值為1426 ug/kg，張環(huán)宇等[27]檢測玉米樣品發(fā)現(xiàn)，AOH和AME檢出率高達(dá)96.7%和93.3%，但檢出值較低。

（二）細(xì)交鏈孢菌酮酸（TeA）

TeA是鏈格孢菌、稻瘟霉、高粱點(diǎn)霉產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物之一，為獨(dú)特的四酸類天然有毒代謝產(chǎn)物，分子式為C10H15NO3。TeA作為鏈格孢菌產(chǎn)生的毒性最強(qiáng)的毒素，能夠降低細(xì)胞和線粒體活力，還能降低核糖體活性，阻礙蛋白質(zhì)的合成和釋放，引起人嘔吐，腹瀉，胃腸道出血，腹腔糜爛，嚴(yán)重能引起死亡。在阿根廷小麥和大麥樣品中檢測到TeA陽性率和污染值都較高[22， 28]，張潔等[29]對我國小麥和大米研究中發(fā)現(xiàn)，小麥中TeA檢出率和檢出值明顯高于大米樣品，河南、安徽、山東、北京、吉林五個地區(qū)小麥粉及其制品進(jìn)行檢測，安徽省樣品中TeA含量明顯高于其他四個地區(qū)，可能是因?yàn)殡S著地理位置，氣候條件和儲藏方法的不同，TeA污染情況呈現(xiàn)不同的分布。

三、新興曲霉菌毒素

柄曲毒素（STC）為黃曲霉毒素（AFB1）的合成前體，由二呋喃環(huán)和氧雜蒽酮連接而成，分子式為C18H12O6，穩(wěn)定性良好，STC毒性較AFB1弱，具有潛在的致癌性，被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)劃分為2B類致癌物，除曲霉屬外，還發(fā)現(xiàn)翹孢霉屬（Emericella）、毛殼菌屬（Chaetomium）、枝葡萄孢屬（Botryotrichum）在內(nèi)的多種真菌也能產(chǎn)生STC?？茖W(xué)家對STC研究較早，發(fā)現(xiàn)STC在全球的污染水平都較低。在對巴西玉米、大豆等286份樣品檢測中未發(fā)現(xiàn)陽性樣品[30]，俄羅斯和拉脫維亞糧食樣品中STC檢出率較低或未檢出[31-32]。杜娟[33]對我國江蘇地區(qū)谷物樣品研究發(fā)現(xiàn)，200份樣品中僅6份樣品檢出STC，且檢出含量較低，趙亞容等[34]在小麥和玉米樣品中未檢測到STC，燕麥樣品陽性率為0.42%，稻谷樣品檢出率最高為16.0%。

四、總結(jié)與展望

目前，在全球糧食作物中多種新興真菌毒素分布廣泛，污染嚴(yán)重，對人類健康造成巨大危害。隨著地域、氣候和食品種類的不同，新興真菌毒素的污染水平也呈現(xiàn)較大的差異，歐洲和我國受到污染嚴(yán)重，玉米、小麥和高粱最易受到真菌毒素的污染。新興真菌毒素由于研究時間較短，相關(guān)的檢測方法也較少，傳統(tǒng)的真菌毒素檢測方法由于食品基質(zhì)復(fù)雜、靈敏度較低、操作復(fù)雜、耗時較長，難以滿足新興真菌毒素的檢測要求。

開發(fā)出快速、有效的真菌毒素檢測方法是現(xiàn)今需要解決的重要課題。我國對于新興真菌毒素起步較晚，相較于歐洲，我國有關(guān)新興真菌毒素的報道較少。因此，我國應(yīng)建立完善的新興真菌毒素檢測機(jī)制，將污染程度較重、危害較大的真菌毒素列入常規(guī)檢測，深入對新興真菌毒素的研究調(diào)查，以保證糧食作物及其制品質(zhì)量安全。

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（作者單位：四川酒業(yè)茶業(yè)投資集團(tuán)有限公司、宜賓黃桷莊糧油集團(tuán)有限公司）