食品常见真菌毒素对人类的危害及其防止措施

1、 PAGE 8食品常见真菌毒素对人类的危害及其防止措施黄天培1，何佩茹1，潘洁茹2,1，关雄1,收稿日期：基金项目：科技部农业科技成果转化资金“细菌生物农药的中试与应用”（2010GB2C400212）；福建省青年人才项目“苏云金菌素对霍乱弧菌等食源性病原细菌及其生物膜的作用”（2009J505165）; 福建省卫生厅青年科研课题 “筛选和鉴定对食源性病原菌高效的座壳孢菌活性化合物”（2009-2-61）；福建省高校服务海西建设重点项目“现代绿色农业技术与分子生态工程”（0b08b005）；福州市科技计划项目“果树白粉虱座壳孢菌生防菌落及提取物研究与应用”（2009-N-43）第一作者简介：黄

2、天培，男，1979年出生，博士，副研究员，硕导，主要从事微生物学研究。E-mail: 。通讯作者简介：关雄，男，1957年出生，博士，教授，博导，主要从事微生物学、生物农药研究。E-mail: 。（1福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室，福建 福州 350002；2福州市疾病预防控制中心，福建 福州 350004；）摘要：真菌毒素是一类由真菌产生的普遍存在的化合物，对人类和动物有急性毒性。从全球范围来看，粮食安全问题经常是由谷物、坚果、水果和绿色咖啡豆上的真菌毒素造成的。本文阐述了食品中常见真菌毒素的毒性及对食品的污染情况，并对目前常用防止措施进行了综述。关键词：真菌毒素，食品安全

3、，毒性，防止措施Health hazard to human and prevention strategies of foodborne mycotoxinsTianpei Huang1, Peiru He1, Jieru Pan2,1, Xiong Guan1, *(1. Key Laboratory of Biopesticide and Chemical Biology, Ministry of Education, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, 350002 Fujian, China;2. Fuzhou Ce

4、nter for Disease Control and Prevention, Fuzhou, 350004 Fujian, China)Abstract: Mycotoxins are a ubiquitous group of fungal compounds specifically associated with the precipitation of deleterious effects in humans and animals. Food safety is regularly compromised by the presence of mycotoxins occurr

5、ing in cereal grains, nuts, fruit and green coffee beans. The toxicities, foodborne conditions and preventive strategies of some common foodborne mycotoxins are reviewed.Key words: mycotoxins, food safety, toxicity, preventive strategy真菌毒素(Mycotoxin)是由真菌产生的具有毒性的次生代谢产物，广泛污染农作物、食品及饲料等植物性产品（李鹏等，2005）。危

6、害人类健康的真菌毒素主要源于麦角菌属（Claviceps）、曲霉（Aspergillus），青霉（Penicillium）、镰刀菌（Fusarium）和链格孢属（Alternaria）的次生代谢产物（DMello et al., 2003）。产毒真菌污染食品后，在食品中产生真菌毒素使食用者中毒，有些毒素可以诱导基因突变和产生致癌性，有些能显示出对特定器官的毒性，而有些具有其它的毒性机理。真菌毒素对食品安全和人类健康构成了很大威胁。现在，随着人们对食品健康和安全高度重视，对真菌毒素的研究越来越重视。本文综述了食品中常见真菌毒素对人类的危害及其防止措施。1 常见的真菌毒素及其在食品中的污染1.1

7、黄曲霉素(Aflatoxins, AF)黄曲霉素主要是黄曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)的代谢产物，具有极强的致癌性和毒性。黄曲霉毒素是一类化学组成相似的混合物，均有二呋喃环和氧杂萘邻酮(香豆素)，主要种类有黄曲霉素Bl、B2、G1和G2。在天然污染的食品中以黄曲霉素B1最常见，而且毒性也最强，是真菌毒素中致癌力最强的一种。黄曲霉毒素存在于土壤、动植物、各种坚果、香料中，特别是花生中（DMello et al., 2003；李慧芸等，2004）。一般在热带和亚热带地区，食品中黄曲霉素的检出率比较高（表 1）。表1 黄曲霉素

8、污染的食品（DMello et al., 2003）食品黄曲霉素污染范围（%）平均值/范围（g kg-1）国家玉米总黄曲霉素1917赞比亚总黄曲霉素0-76哥斯达黎加B1810-70B2560-6玉米的粥制品总黄曲霉素250.002-19.7尼日利亚花生B10.8-16博茨瓦纳B21.6-16G11.6-8G21.6-16总黄曲霉素523-48B10.8-10.9日本B20.2-1.7G10.1-21.8G20.4-4.1开心果总黄曲霉素28-524.1-224英国总黄曲霉素149美国，加利福尼亚B1165新西兰B10.8-128日本“软”花生酱总黄曲霉素114.1-10英国“脆” 花生酱总黄

9、曲霉素284.1-10B13.2-16博茨瓦纳B21.6-20G13.2-20G21.6-20无花果干总黄曲霉素644-227英国无花果酱总黄曲霉素244.1-165英国枣酱B1113阿拉伯联合酋长国G1133香料B14025埃及1.2 赫曲霉素（ochratoxin）赫曲霉素是曲霉属和青霉属的某些菌株产生的次级代谢产物，包括7种结构类似的化合物，其中赫曲霉素A （ochratoxin A, OTA）和赫曲霉素B （ochratoxin B, OTB）会污染食品，以OTA的毒性最强（谢刚，2005）。OTA广泛存在于食物中，主要在谷粒(Vrabcheva et al.，2000)、干藤果子(M

10、acDonald et al.，1999)和绿色咖啡豆中(Blanc et al.，1998)。在寒带和温带地区如欧洲和北美洲OTA主要来源于青霉属的疣孢青霉，在热带地区主要来源于赭曲霉（MacDonald et al., 1999; DMello et al., 2003；李慧芸等，2004）。1.3 麦角生物碱(Ergot alkaloids)麦角生物碱是人们最先认识到的一类真菌毒素，由麦角菌(Claviceps purpurea）产生（李慧芸等，2004）。麦角菌产生的麦角化合物可大致分成10类，现在已知包括有100多种化合物，其中最具生理活性的就是麦角生物碱。从历史上看，用来生产面包的

11、黑麦和其它谷物常受麦角菌污染。由于监控和立法的加强，以及全球黑麦生产量的下降，目前麦角菌对面包的污染已不严重。然而，值得注意的是作饲料用途的谷类和制作啤酒的现代大麦品种中可能存在的麦角生物碱。例如，在1999年，由于在谷物中检出大量麦角碱，大批苏格兰的大麦被抵制。麦角污染高粱是近来一些发展中国家呈现的新问题。因此，对麦角菌的污染仍需要提高警惕（DMello et al., 2003）。1.4 单端孢霉烯族化合物(Trichothecenes)单端孢霉烯族化合物是由头孢菌(Cephalosporium)、镰孢菌(Fusarium)、葡萄状穗霉(Stachybotrys)和木霉菌(Trichode

12、rma)等代谢产生的一组生物活性和化学结构相似的有毒代谢产物，均具有四环倍半萜烯结构。引起食品污染的单端孢霉烯族化合物主要有两个类群：一类是以T-2毒素为主的A簇，另一类是以脱氧瓜萎镰菌醇（deoxynivalenol, DON）为主的B簇。单端孢霉烯族化合物主要污染大麦、小麦、玉米等（DMello et al., 2003；李慧芸等，2004）。1.5 玉米赤霉烯酮(Zearalenone)玉米赤霉烯酮，即F-2雌性发情毒素，是由禾谷镰刀菌(Fgraminearum)、黄色镰刀菌(Fculmorum)、木贼镰刀菌(Fequiseti)等产生的类结构相似的化合物。它有15种以上的衍生物，其主要

13、存在于玉米和玉米制品中，小麦、大麦、高梁和大米中也有一定程度的分布（DMello et al., 2003；李慧芸等，2004）。1.6 伏马菌素(Fumonisins)伏马毒素是1989年发现的一种新型毒素，由串珠镰刀菌(Moniliform)等产生的水溶性的、由不同的多氢醇和丙二酸组成的结构类似的双酯化合物（王少康，2003）。目前研究表明伏马毒素的存在极其广泛，特别在热带的玉米中污染很严重（Wang et al., 1995; Ueno et al., 1997; Ono et al., 2001; DMello, 2003)。2 真菌毒素对人类的危害真菌毒素早已被认为与人类异常状况有关

14、（表2）。表2 与人类疾病有关的真菌毒素（DMello, 2003）真菌毒素 疾病食品/来源国家黄曲霉毒素 肝癌，恶性营养不良，肝硬化，急性肝炎，雷氏症候群花生，玉米东非和西非，印度，台湾，泰国，菲律宾麦角生物碱麦角中毒黑麦欧洲环匹阿尼酸kodua中毒谷物印度赭曲霉毒素巴尔干地方性肾病谷物保加利亚，罗马尼亚，前南斯拉夫，突尼斯黄绿青霉素脚气水稻日本T - 2毒素食物中毒性白血球缺乏症 谷物前苏联伏马毒素食管癌症玉米 南非，中国原发性肝癌玉米中国串珠镰刀菌素克山病 玉米 中国2.1 黄曲霉毒素中毒黄曲霉毒素可以引起人类急性中毒。尽管全世界已认识到其毒理及对健康的影响，但黄曲霉毒素中毒事件仍不断发

15、生（DMello and Macdonald, 1998）。肝脏中主要病理特征，包括小叶中心区域的破坏，中央静脉的增厚和肝硬化。慢性黄曲霉中毒可干扰人体免疫功能，而导致人体更易受到感染。为了保障人类健康，减少黄曲霉毒素对人类的危害，各国相应制定了食物中黄曲霉毒素的限量标准和法规 (Wang et al., 1996; DMello et al., 2003)。2.2 赭曲霉中毒OTA主要对肾产生危害，造成肾肿大，当浓度超过5 mg/kg时，会对肝脏组织和肠产生破坏，引起肠炎、肝肿大等。除特异性肾毒性作用以外，OTA还对免疫系统有毒性，并有致畸、致突变和致癌作用。赭曲霉中毒的病例分为慢性间质肾病

16、，慢性肾小球肾炎肾病和慢性血管性肾病。OTA还可与桔霉素(Citrinin)共同作用，对肝脏肿瘤细胞蛋白合成有增强作用。欧盟国家对赭曲霉毒素在食品中的限量标准极其严格：在谷物中不得超过5 g/kg，在谷物制品中不得超过3 g/kg，并在干鲜果品中不得超过10 g/kg（李鹏等，2005）。2.3 麦角中毒欧洲历史上著名的的关于麦角中毒的真菌中毒症事件是由黑麦麦角菌菌核产生的生物碱引起的。该生物碱会引起外周毛细血管收缩进而导致缺氧和四肢的坏疽。到目前为止，麦角毒素案件偶尔仍有发生（DMello et al., 2003）。2.4 癌症真菌毒素对人类的潜在致癌作用是当前真菌毒素研究的中心问题。在热

17、带国家，尤其是非洲、印度，泰国的东西部、菲律宾和中国，黄曲霉毒素的存在是居民一个难以解决的健康问题。证据显示，黄曲霉毒素的发生与肝癌的发病有密切的流行病学关系（Wang et al., 1996）。人们普遍接受黄曲霉素致癌力的大小是：AFB1AFG1AFB2AFG2。流行病学上的研究已证实南非人的食管癌症与食物中的伏马毒素有必然联系。此外，在中国有人认为，伏马毒素可促进由AFB1和或B型肝炎病毒引起的原发性肝癌的发生 (Ueno et al., 1997) 。3 防止措施3.1预防措施由于治疗效果有限，在食品安全方面要恪守预防污染的基本原则。当杀菌剂被有效地应用于控制农作物的真菌病害，农作物受

18、真菌毒素污染的可能性就较小。但是杀菌剂只是部分控制了谷类的真菌毒素，已收成的粮食仍可能受真菌毒素污染（DMello et al., 2003）。实验研究表明，能够抵抗黄曲霉菌的定殖及其导致的穗腐病的玉米育种植株一般可使粮食的AFB1污染程度降低。同样地，小麦中抗FHB基因的开发已经成功地用于减少谷物中的脱氧瓜萎菌醇含量。与易感的加拿大品种相比，抗FHB的中国小麦品种也能够降低麦粒中的脱氧瓜萎菌醇含量。为防止真菌毒素污染，用适当的方法贮藏已收获的粮食、坚果和水果是很重要的。特别是贮藏的湿度和温度是关键因素。此外，应尽可能减少昆虫和啮齿动物的入侵。在不慎食用了黄曲霉毒素后，服用抗氧化剂能显著降低老

19、鼠的肝癌发生概率。通过间歇性服用高剂量奥替普拉可抑制黄曲霉毒素活化，在持续服用低剂量奥替普拉情况下，通过与黄曲霉毒素发生N-乙酰-L-半胱氨酸共轭反应，奥替普拉可提高体内真菌毒素的清除效果。另外，还可以通过食用绿色蔬菜来防止黄曲霉毒素诱发的肝癌。流行病学证据有力表明，食用绿色蔬菜可能通过提供天然含硫化合物如硫代葡萄糖和S-甲基-L-半胱氨酸亚砜来减少几种不同人群癌症发病率（DMello et al., 2003）。3.2补救措施食品加工技术是一个减少真菌毒素污染的有效方法。常规的物理方法从简单到复杂都有。例如，应提倡对坚果和谷物等易受污染食物进行分拣。人们发现，当基于品质进行分拣的开心果在经过

20、流水生产线处理后，不同品质的开心果的黄曲霉素含量不一样。黄曲霉素含量与外壳损坏和昆虫入侵等采前生理伤害正相关。黄曲霉毒素的含量还与外壳变色有关。在发展中国家，建议对员工进行培训后，通过手工去除明显受害的玉米粒来减少脱氧瓜萎菌醇和伏马毒素等真菌毒素污染。把谷物磨碎用于生产面粉也可以减少污染（Ono et al., 2001）。将绿色咖啡豆加工成可溶性可可粉可显著减少OTA的残留量。通过密度差异法和净化空气法可以去除一些OTA，而通过烘烤可最有效减少OTA的含量。可溶性可可粉中OTA只有原OTA含量的16%。氨化是加工动物饲料中一种高效的黄曲霉毒素解毒的商业手段。因此，通过为奶牛提供以这种方式净化

21、的饲料可在实质上减少或完全消除了牛奶中的AFM1残留。4 结论目前的监测结果表明，植物性源头产品的真菌毒素是不可避免的、广泛的、持续影响着全球人类的健康。玉米和花生仁中的黄曲霉素通常超过安全阈值。在以这些食物作为主食的地处温暖和潮湿气候国家中的消费者特别容易食用到黄曲霉素污染的食物。由此可见，通过法律和规章制度来减少食物的真菌毒素污染是十分必要的。应当指出的是，缺乏任何防控黄曲霉毒素和赭曲酶毒素污染的法律措施的国家处于高度危险之中。至于伏马毒素这种新的真菌毒素，迫切需要建立相应防控玉米源食品污染的准则，并监测志愿者接触这类污染物后的情况。参考文献李慧芸，王 军，张宝善. 2004. 真菌毒素对

22、食品的污染及防止措施J. 食品研究与开发，25（3）：26-30.李鹏，赖卫华，金晶. 2005. 食品中真菌毒素的研究J. 农产品加工，3: 12-15.王少康. 2003. 伏马菌素污染情况及毒性研究进展J环境与职业医学, 20(2)：129-133.谢刚. 2005. 粮食污染主要真菌毒素的研究D. 四川成都：四川大学.Blanc M, Pittet A, Muoz-Box R and Viani R. 1998. Behaviour of ochratoxinA during green coffee roasting and soluble coffee manufactureJ.

23、Journal of Agricultural and Food Chemistry, 46: 673675.DMello J P F, Macdonald A M C, Postel D, Dijksma W P T, Dujardin A and Placinta C M. 1998. Pesticide use and mycotoxin production in Fusarium and Aspergillus phytopathogensJ. European Journal of Plant Pathology, 104: 741751.DMello J P F. 2003. F

24、ood safety. In chapter 4: Mycotoxins in cereal grains, nuts and other plant productsM. UK Oxfordshire: CABI Publishing.Ono E Y, Ono M A, Funo F Y, Medinal A E, Oliveira T C, Kawamura O, Ueno Y and Hirooka E Y. 2001. Evaluation of fumonisin aflatoxin co-occurrence in Brazilian comhybrids by ELISAJ. F

25、ood Additives and Contaminants, 18(8):719-729.MacDonald S, Wilson P, Barnes K, HYPERLINK /pubmed?term=%22Damant%20A%22%5BAuthor%5D Damant A, HYPERLINK /pubmed?term=%22Massey%20R%22%5BAuthor%5D Massey R, HYPERLINK /pubmed?term=%22Mortby%20E%22%5BAuthor%5D Mortby E and HYPERLINK /pubmed?term=%22Shepherd%20MJ%22%5BAuthor%5D Shepherd M J. 1999. Ochratoxin A in dried vine fruit: method development and surveyJ. Food Additives and Contaminants, 16: 253260.Ueno Y, Iijima K, Wang S D, Sugiura Y, Sekijima M, Tanaka T, Chen C and Yu S Z. 1997. Fumonisins as a possible contributory