霉菌毒素与农药

食品卫生学张万起博士、博导2013年5月霉菌与霉菌毒素

MoldandMycotoxin1.霉菌霉菌（molds）是真菌的一部分。霉菌是菌丝体比较发达又缺乏较大子实体的一部分真菌的俗称。霉菌在自然界分布广泛，约有4.5万种，不需要较高的营养条件，在多种食品中极易繁殖。一般情况下需要氧气，适宜繁殖温度为2530℃多数霉菌对人有益也有一些霉菌对人有害无益个别菌种或菌株能产生对人体有害的霉菌毒素霉菌与霉菌毒素

MoldandMycotoxin2.霉菌毒素霉菌毒素是指霉菌有毒的二次代谢产物二次代谢产物指的是由细胞增殖过程中形成的丙酮酸、酯酸、氨基酸等初级代谢产物作为前体物质，进行生物合成的物质。3.霉菌毒素特点：①同一产毒菌株的产毒能力有可变性和易变性

如产毒菌株经过累代培养可完全失去产毒能力，而非产毒菌株在一定条件下可出现产毒能力。②产毒菌种所产生的霉菌毒素不具有严格的专一性

如一种菌种或菌株可以产生几种不同的毒素，而同一霉菌毒素也可由几种霉菌产生，如杂色曲霉毒素可由杂色曲霉、黄曲毒和构巢曲霉产生，又如岛青霉可以产生黄天精、红天精、岛青霉毒素以及环氯素等几种毒素。③霉菌产生毒素有严格的条件要求

霉菌污染食品并在食品上繁殖是产毒的先决条件，而霉菌是否能在食品上繁殖又与食品的种类和环境因素等各方面的影响有关。4.产毒霉菌产生毒素需要的条件食物基质的水分含量和湿度：大部分霉菌需要水分活性（aw）0.80，部分0.91，<0.7一般不能生长基质：所需营养物质主要是糖、少量氮质和无机盐温度：生长温度2028℃，<10℃

和>30℃减弱，0℃几乎不生长。产毒温度略低于其生长最适温度空气流通性一、黄曲霉毒素（Aflatoxin,AFT）火鸡的X病：1960年6月－8月间，英国英格兰南部和东部地区主要症状：动物食欲减退、羽翼下垂，发病后一直昏睡，一周后死亡。死时，头向后背，脚向后伸，呈现出一种特殊的死相。解剖时发现，肝脏出血、坏死，肾脏肥大。病理检查时，发现肝实质细胞退行性变，胆管上皮细胞异常增生1961年，从霉变的花生饼粉中分离到黄曲霉

黄曲霉产生的一种在紫外光下产生蓝和绿色荧光的毒素，造成了火鸡的死亡在污染黄曲霉的食物中分离到4种具有紫外光下发荧光的物质，并分别命名为黄曲霉毒素（Aflatoxin）B1、B2、G1和G21．来源黄曲霉毒素主要污染粮油及其制品如花生、花生油、玉米、大米、棉籽等，如以之饲养禽畜，则禽畜的肉、乳、蛋等均可被污染我国南方高温高湿地区一些粮油及其制品也受污染，而华北、东北及西北地区除个别样品外，一般检不出黄曲霉毒素

粮食中毒素的含量也可从1ug/kg(1ppb)至高达12000ug/kg(12ppm)黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2这四种毒素的比例约为1.0：0.1：0.3：0.032.产毒菌株黄曲霉毒素主要由黄曲霉和寄生曲霉产生3．结构

已确定的黄曲霉毒素有十几种，在紫外线下都发出荧光，根据所发荧光的颜色命名，发兰色的为黄曲霉毒素B1、B2；发黄绿色光的为G1和G2等。化学结构上，黄曲霉毒素属于二呋喃氧杂萘邻酮的衍生物，即含有一个二呋喃环和一个氧杂萘邻酮（香豆素）其中B系（或称族；System）都含有戊酮；G系都含有呋喃邻酮。B1和G1的二呋喃环末端有双键。二呋喃环末端有双键者毒性较强并有致癌性。4.靶器官

主要为肝脏急性中毒的动物主要表现为肝脏损伤、肝实质细胞损伤、胆管增生和肝出血慢性中毒主要表现为生长发育迟缓、肝脏出现亚急性或慢性损伤。可引起原发性肝细癌也可作用于其他器官，如肾脏、胃、直肠、乳腺、卵巢等

5.代谢

黄曲霉毒素在动物体内经细胞内质网微粒体混合功能氧化酶系代谢。在微粒体混合功能氧化酶系的作用下黄曲霉毒素B1发生脱甲基、羟化及环氧化反应。黄曲霉毒素B1羟化而成为M1、Q1。M1由于首先在牛羊奶中发现，故称M1。环氧化后形成的环氧化物能与细胞内大分子物质DNA、RNA和蛋白质共价结合，从而对机体细胞或组织产生危害。6.生物活性

1）毒性急性毒性：黄曲霉毒素对家畜、家禽及动物有强烈的毒性，按毒性级别分类，属于超剧毒级，其毒性是氰化钾的10倍，是砒霜的68倍急性毒性表现为：食欲明显减退、体重下降、口渴、便血、生长缓慢、发育停滞、皮肤出血或充血。随后出现抽搐、过度兴奋、黄疸等症状。中毒的主要病变在肝脏，表现为肝出血、坏死和胆管增生，也可见到肾脏损伤人类急性中毒，国内外都有报道临床表现：黄疸为主，兼有呕吐、厌食、发热，重者出现腹水、下肢水肿、肝脾肿大及肝硬化解剖：肝脏广泛肝胆管增生、胆汁淤积慢性毒性

慢性中毒的表现往往使动物生长障碍，肝脏出现亚急性和慢性损害。如肝实质细胞变性和灶性坏死、肝实质细胞增生、以及胆管的囊性增生等。2）诱变性

在有无S9的情况下都能使人体成纤维细胞发生程序外DNA合成使鼠伤寒沙门氏菌TA98及TA100在有S9的情况下发生阳性致突变反应，枯草杆菌试验也呈阳性动物实验中造成染色体畸形，染色体断裂及形成加合物；微核实验阳性；姐妹染色单体交换等3）致癌性动物实验表明：AFT至少对8种动物有强致癌作用，可以导致肝癌、结肠癌、胃癌、肺癌、乳腺癌以及肾脏和卵巢的恶性肿瘤。

与人类癌症关系尚不能肯定许多流行病学研究观察到凡是肝癌高发的地区，食物的AFT污染也较严重，并证实了人类肝癌的发病率与AFT的摄入量之间的相关性

AFB1是人类肝癌发病的重要因素4）胚胎毒性

将黄曲霉毒素B1给予妊娠地鼠，能使胎鼠死亡及对仔鼠有发育毒性孕期暴露AFB1越早，对子代的损伤越严重

至今为之，尚未找到一种较为温和的破坏AFT的方法。为了减少AFT的摄入，在日常生活中至少应该注意以下几个方面：过于陈旧的、特别是霉变的食品要坚决弃掉。少吃“花生等果仁被包裹在内部”的糖果、小食品，如皮豆、五香瓜子等。因为这样的食品无法看出“果仁”是否变质。乳、蛋、肉及其制品，尽量选购口碑良好的企业的产品。

7.预防措施二、镰刀菌毒素(FusantiumMycotoxin)

1.单端孢霉烯族化合物（1）T2毒素（2）脱氧雪腐镰刀菌烯醇DON（呕吐毒素）（3）雪腐镰刀菌烯醇NIV2.玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)(F-2毒素)3.伏马菌素（fumonisns,FB）镰刀菌毒素主要是镰刀菌属（包括有性期赤霉属）和个别其它菌属所产生的有毒代谢产物的总称根据其化学结构和毒性作用可主要分为：（一）单端孢霉烯族化合物（Trichothecenes）1.结构基本化学结构是倍半萜烯，因在C-12、C-13位上形成环氧基，故又称12、13-环氧单端孢霉烯族化合物分为二型：2．毒性共同特点较强的急性毒性，细胞毒性，免疫抑制及致畸作用，有的有弱致癌性呕吐作用、引起局部皮肤刺激、炎症及坏死是一组较强的蛋白抑制类霉菌毒素，依靠其倍半萜烯结构作用于翻译过程的不同阶段与一些免疫调节剂和细胞受体相互作用，引起免疫抑制作用

每种毒素还有特殊的毒性表现

（二）玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEA)是一类具有二羟基苯酸内酯化合物，具有类雌性激素作用产生该毒素的菌种主要有禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌和木贼镰刀菌等猪对该毒素最敏感，猪的雌性激素症候群主要表现为青春期雌性猪外阴充血和水肿，严重时阴道和直肠脱垂、乳房肿大和乳头肥大，成年猪还可引起不育症。雄性小猪可出现睾丸萎缩、乳腺肿大等雌性变化（三）伏马菌素（fumonisins，FB）

由串珠镰刀菌产生为一类相关的极性、水溶性代谢产物，为多氢醇和丙三羧酸的双酯化合物对热很稳定，不易被蒸煮破坏食物中以FB1为主，FB1对食品污染的情况在世界范围内普遍存在，且对粮食作物的污染情况较严重，其污染的食物主要为玉米及其制品2002年，粮农组织/卫生组织食品添加剂联合专家委员会规定了对FB1、FB2、FB3单独或共同摄入每日最高允许摄入量为2µg／公斤体重

伏马菌素能引起马属动物霉变玉米中毒，又称为马的脑白质软化症（equineleucoencephalomalacia，ELEM）。其神经中毒症状包括精神紧张、淡漠、偏向一侧的蹒跚、震颤、共济失调、行动迟缓、下唇和舌轻度瘫痪，不能进食水，甚至出现强直性痉挛。脑部病理学检查发现脑部重度水肿，延髓髓质有早发的、两侧对称的斑点样坏死，脑白质软化改变。伏马菌素表现出促癌活性，FB1对大鼠的促癌作用与毒性作用密切相关还可引起猪肺水肿症候群（porcinepulmonaryedema，PPE）羊的肝病样改变和肾病大鼠的肝坏死和心室内形成血栓抑制鸡的免疫系统，增强二乙基亚硝胺的致肿瘤作用对雄性BDIX大鼠的终身慢性毒性实验，发现80％的实验动物出现肝细胞肿瘤，同时63％的实验动物出现肝胆管肿瘤。表明FB不仅是促癌剂，而且是一个完全的致癌物

四、赭曲霉毒素（ochratoxin）赭曲霉毒素是由曲霉属和青霉属的一些菌种产生的一组结构相似的霉菌代谢产物，包括赭曲霉毒素A、B、C和D。其中赭曲霉毒素A是植物性食品中天然污染的主要化合物毒性最强，可由赭曲霉、洋葱曲霉、鲜绿青霉、圆弧青霉、变幻青霉等产生。在一些国家，食品中赭曲霉毒素A的污染率为2%～30%。2．赭曲霉毒素A的毒性

①急性毒性

赭曲霉毒素A的急性毒性很强，对实验动物经口LD50为3.4～30.3mg/(kg·bw)。动物中毒的靶器官主要为肾脏和肝脏。

②三致作用

大鼠和仓鼠试验发现赭曲霉毒素还有胚胎毒性和致畸性。有报道给猴染毒赭曲霉毒素A后可诱导肾细胞的异常分裂，提示其有致突变的可能。1993年国际癌症研究机构已将赭曲霉毒素A定为人类可能的致癌剂。赭曲霉毒素主要污染玉米、大豆、可可豆、大麦、柠檬类水果，腌制的火腿、花生、咖啡豆等。我国部分省市进行调查的结果表明，谷类食品赭曲霉毒素A的污染不太普遍，污染率分别为小麦2％、玉米1.25％，而在大米中未检出。我国大部分阳性样品中赭曲霉毒素A的含量较低。六、霉菌毒素污染的控制措施

1．食品防霉主要的措施是控制食品的水分选择优良的抗霉品种，可减少霉菌的污染2．去除毒素3．加强监督检验工作对将进入市场的食品应加强监督检验，凡超过国家食品卫生限量标准的一律不得投放市场，以保障人体健康农药对食品的污染与卫生管理

Pesticide一、定义与分类二、农药污染食品的途径三、几种农药对食品的污染和毒性问题四、食品贮藏和加工过程对残留的作用五、降低农药在食品中残留的措施一、定义与分类1定义：

农药(pesticide)是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其他天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。2分类按用途

可将农药分为杀(昆)虫剂(insecticide)、杀(真)菌剂(Fungicide)、除草剂(herbicide)、杀线虫剂、杀螨剂、杀鼠剂、落叶剂和植物生长调节剂等类型。按化学组成

及结构可将农药分为有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机氯、有机砷、有机汞等多种类型

二、农药污染食品的途径（一）

直接污染（二）

间接污染（三）

事故性污染生物富集

与食物链（foodchain）生物富集与食物链食物链（foodchain）:在生态系统中，一种生物以另一种生物为食物，彼此形成一个以食物连接起来的链索关系称为食物链。生物富集(bioconcentration)：指生物将环境中低浓度的化学物质通过摄食、吸收、转运和蓄积作用达到高浓度的能力。生物富集与食物链的陆生、水生生态模式三、几种农药对食品的污染和毒性问题（一）有机磷农药

Organophosphorouspesticide（二）有机氯农药

Organochlorinepesticide（三）

氨基甲酸酯（四）

拟除虫菊酯类

（五）

除草剂herbicide

（六）熏蒸剂2、最大残留允许量：供消费食物中允许的最大限度的农药残留。

1、每日允许摄入量ADI值(AcceptableDailyIntake)

各种农药的每日允许摄入量是根据当前已知该农药对动物的生理影响，包括对下一代的影响而制定的，它是保证人