農(nóng)產(chǎn)品和飼料中常見(jiàn)真菌毒素的種類(lèi)和危害

趙志輝

(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，上海 201403)

農(nóng)產(chǎn)品和飼料中常見(jiàn)真菌毒素的種類(lèi)和危害

趙志輝

(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，上海 201403)

對(duì)黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏馬菌素、玉米赤霉烯酮、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、展青霉素等常見(jiàn)真菌毒素的來(lái)源、種類(lèi)、特點(diǎn)、毒性等進(jìn)行了介紹，并進(jìn)一步闡述真菌毒素對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物健康的影響及國(guó)內(nèi)外對(duì)農(nóng)產(chǎn)品及飼料中真菌毒素控制的相關(guān)法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)．

真菌毒素;危害;農(nóng)產(chǎn)品;飼料

真菌毒素是由產(chǎn)毒真菌在適宜的環(huán)境條件下產(chǎn)生的有毒代謝產(chǎn)物．根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織資料，世界上約有25%的谷物不同程度地受到真菌毒素的污染而不能食用，不僅在經(jīng)濟(jì)上造成了巨大的損失，而且由真菌產(chǎn)生的真菌毒素還能引起人畜中毒，嚴(yán)重時(shí)甚至可以致癌．

一種真菌可以產(chǎn)生多種不同的真菌毒素，不同的真菌可以產(chǎn)生相同的真菌毒素．目前已知能產(chǎn)生真菌毒素的真菌有150余種，產(chǎn)生的真菌毒素約有300種［1］，其中包括黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮及其衍生物類(lèi)毒素、A型單端孢霉烯族、B型單端孢霉烯族等．真菌的生長(zhǎng)和繁殖都需要一定的溫、濕度條件，最適宜生長(zhǎng)溫度一般為20～30℃，霉菌繁殖產(chǎn)毒的最適溫度為25～30℃．其中曲霉菌屬最適宜生長(zhǎng)溫度為30℃左右，青霉菌屬為25℃左右，鐮刀菌屬一般為25℃左右．當(dāng)真菌處于干燥、低溫或處于與其他真菌競(jìng)爭(zhēng)的應(yīng)激情況時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生霉菌毒素［2］，由于真菌生長(zhǎng)有一定的地域性，因此，不同區(qū)域占優(yōu)勢(shì)的真菌毒素種類(lèi)也不同，如在亞熱帶和熱帶地區(qū)，農(nóng)產(chǎn)品和飼料主要被黃曲霉素和某些赭曲毒素污染;而玉米赤霉烯酮、嘔吐霉素、赭曲霉毒素A、T-2毒素、煙曲霉毒素則在溫帶地區(qū)占有顯著優(yōu)勢(shì)［3］．

據(jù)我國(guó)飼料霉變情況調(diào)查報(bào)告，真菌的檢出率和含量，南方地區(qū)都大大高于北方地區(qū)，特別是5～9月份，南方地區(qū)的平均氣溫都處于20℃以上，平均相對(duì)濕度在80%以上，這種高溫高濕的環(huán)境條件下，真菌生長(zhǎng)繁殖最為旺盛，谷物飼料霉變大多發(fā)生在這個(gè)季節(jié);北方的夏季雖然溫度較高，但相對(duì)濕度較低，不易霉變，但常因加工、運(yùn)輸或貯存不當(dāng)而產(chǎn)生真菌毒素［4－5］．以下是幾種常見(jiàn)的危害較大的真菌毒素及其危害．

1 黃曲霉毒素及其危害

黃曲霉毒素(aflatoxins，AFT)是二氫呋喃氧雜萘鄰?fù)难苌?，無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)味，含一個(gè)雙呋喃環(huán)和一個(gè)氧雜萘鄰?fù)?香豆素)．已分離到的AFT及其衍生物已有20多種，其中10余種的化學(xué)結(jié)構(gòu)已明確，并給以下命名:黃曲霉毒素 B1、B2、B2a、M1、M2、寄生曲霉醇 B3、BM1、GM1、GM2、P1、Q1等．前 4種通常共存，而以B1的致癌性最強(qiáng)，對(duì)敏感動(dòng)物的半致死量LD50是0.294 mg/kg，屬特劇毒的毒物范圍，它的毒性是氰化鉀的10倍，是砒霜的68倍［6］，其次為 G1、B2、M1．

在己知的真菌毒素中，AFT的毒性、致癌性、致突變性、致畸性均居首位［7］．其致癌力是奶油黃的900倍，比二甲基亞硝胺誘發(fā)肝癌的能力大75倍．2002年，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)第82卷專(zhuān)論中再次確定地評(píng)價(jià)天然產(chǎn)生的AFT為 I類(lèi)致癌物［8］．除此之外，AFT與其他致病因素(如肝炎病毒)等對(duì)人類(lèi)疾病的誘發(fā)具有疊加效應(yīng)．不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)于AFT的限量標(biāo)準(zhǔn)有很大差別，發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)嚴(yán)格，發(fā)展中國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)較為寬松［9－10］，見(jiàn)表1．

表1 部分國(guó)家和地區(qū)谷物中AFT的限量標(biāo)準(zhǔn)Tab．1 Limited value of AFT in cereals in some countries and areas

2 赭曲霉毒素及其危害

赭曲霉毒素(ochratoxin，OT)是由曲霉菌屬和青霉菌屬等產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，分為OTA、OTB、OTC 3種，其中以O(shè)TA毒性最大，廣泛地分布于農(nóng)產(chǎn)品及飼料中．OTA被證明具有較強(qiáng)的的肝毒性和腎毒性，并有致畸、致癌和致突變作用．動(dòng)物試驗(yàn)表明，OTA可以累積在家畜禽體內(nèi)，通過(guò)食物鏈對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成威脅，通過(guò)OTA喂養(yǎng)大白鼠可引起肝癌和腎癌［11］;同時(shí)，OTA 可造成腸炎及淋巴壞疽［12］．有實(shí)驗(yàn)證明，大白鼠經(jīng)口服入半數(shù)致死量為133～136 μg/kg．此外，母親經(jīng)膳食攝入的OTA可分泌至乳汁中從而影響下一代．目前對(duì)赭曲霉毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)還不完善，只有少數(shù)國(guó)家設(shè)定了限量［10，13］，見(jiàn)表2．

表2 部分國(guó)家和地區(qū)谷物中OTA的限量標(biāo)準(zhǔn)Tab．2 Limited value of OTA in cereals in some countries and areas

3 伏馬毒素及其危害

伏馬菌素(fumonisin，F(xiàn))是一組由鐮刀菌產(chǎn)生的真菌毒素．目前發(fā)現(xiàn)的F有11種，其中FB1的污染最為廣泛．所有能產(chǎn)生F的鐮刀菌中均含有多酮肽合成酶基因fum1［14］，該基因可以調(diào)控F合成過(guò)程中底物乙酸鹽合成伏馬菌素C-骨架的環(huán)節(jié)，當(dāng)缺失fum1時(shí)，任何一種F均無(wú)法產(chǎn)生［15］．F是神經(jīng)鞘脂類(lèi)合成的抑制劑，當(dāng)F含量達(dá)到一定濃度時(shí)可導(dǎo)致神經(jīng)鞘脂類(lèi)代謝的中斷．F對(duì)許多動(dòng)物均由毒性反應(yīng)，如日糧中添加40 mg/kg的F就可引起仔豬肺部重量顯著增加，出現(xiàn)明顯的肺水腫癥狀［16］;對(duì)老鼠的肝臟和腎臟造成毒害;給新生的大鼠皮下注射FB1，可引起腦組織SA/SO比值升高和髓鞘質(zhì)沉積減少，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育遲緩．Martin［17］報(bào)道牛奶中FB在4℃時(shí)穩(wěn)定，加熱至62℃ 30 min也不損失，加熱至90℃ 30 min只有少量損失．鑒于F的強(qiáng)毒性、穩(wěn)定性及高頻發(fā)性，1993年，國(guó)際癌癥研究中心把從輪狀鐮刀菌(串珠鐮刀菌)分離出的FB1、FB2歸類(lèi)為2B類(lèi)致癌物．美國(guó)FDA在2001年修訂可食性玉米及制品中FB的限量為5 mg/kg，谷物飼料中FB的限量為100 mg/kg，歐盟也正在制定相關(guān)法規(guī)．

4 玉米赤霉烯酮及其危害

玉米赤霉烯酮(zearalenone，ZEN)，又稱(chēng)F-2毒素，是由河谷鐮刀菌、木賊鐮刀菌、燕麥鐮刀菌、雪腐鐮刀菌等產(chǎn)生的有毒代謝產(chǎn)物，是一種雌激素真菌毒素．苗朝華等［18］從中國(guó)不同的地理區(qū)域收集了17個(gè)全價(jià)配合飼料樣品，ZEN的超標(biāo)率高達(dá)94%．ZEN具有遺傳毒性，可以增加人外周淋巴細(xì)胞姐妹染色單體交換率和哺乳動(dòng)物細(xì)胞DNA的加合物［19］．為了對(duì)食品及飼料中的ZEN進(jìn)行控制，世界各國(guó)相繼制定其進(jìn)出口的限量標(biāo)準(zhǔn)［9－10］，見(jiàn)表3．

表3 部分國(guó)家和地區(qū)谷物中ZEN的限量標(biāo)準(zhǔn)Tab．3 Limited value of ZEN in cereals in some countries and areas

5 嘔吐毒素及其危害

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)，又稱(chēng)為嘔吐毒素(vomintoxin)，屬B型單端孢霉烯族類(lèi)毒素．DON對(duì)原核細(xì)胞、動(dòng)植物真核細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞等均具有明顯的毒性，其在細(xì)胞水平的毒性主要通過(guò)與核糖體結(jié)合以及抑制轉(zhuǎn)移酶的作用而干擾蛋白質(zhì)的合成，從而干擾DNA的合成［20］．另外，DON還可影響動(dòng)物的生長(zhǎng)、繁殖率和子代的存活率，甚至可使生長(zhǎng)停滯，形成“僵鼠”，并對(duì)心、肝、腎等實(shí)質(zhì)性臟器產(chǎn)生損害，嚴(yán)重時(shí)損害造血系統(tǒng)造成死亡［21］．現(xiàn)已證明，DON與ZEA并存，其毒性同時(shí)產(chǎn)生并互相增強(qiáng)效力，引起繁殖功能障礙［22］，世界各國(guó)已經(jīng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品及飼料中DON的含量進(jìn)行限定［9］，見(jiàn)表 4．

6 展青霉素及其危害

展青霉素(patulin，PAT)是由部分曲霉、青霉和絲衣霉產(chǎn)生的有毒次生代謝產(chǎn)物．其主要是存在于溫度較高、通風(fēng)不良的儲(chǔ)存條件下的水分含量較高，營(yíng)養(yǎng)豐富的水果及蔬菜．Karaca等［23］首次在無(wú)花果中發(fā)現(xiàn) PAT的污染，含量范圍為39.3～151.6 μg/kg．

表4 部分國(guó)家和地區(qū)谷物中DON的限量標(biāo)準(zhǔn)Tab．4 Limited value of DON in cereals in some countries and areas

PAT是一種廣譜抗生素，可抑制70多種革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌及大腸桿菌、痢疾桿菌等革蘭氏陰性細(xì)菌，對(duì)某些典型真菌、原生生物和各種細(xì)胞培養(yǎng)物的生長(zhǎng)均有抑制作用．但是，其污染食品和飼料后產(chǎn)生的毒性作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其藥用價(jià)值．研究表明，PAT對(duì)動(dòng)物的腎和消化系統(tǒng)有毒性作用;PAT能抑制植物和動(dòng)物細(xì)胞的有絲分裂，有時(shí)伴有雙核細(xì)胞的形成和染色體紊亂，對(duì)HeLa細(xì)胞、大鼠肺細(xì)胞均具有細(xì)胞毒性作用;且由PAT引起的中毒病鴨表現(xiàn)神經(jīng)癥狀．我國(guó)目前已經(jīng)制訂水果、飲料和酒中展青霉素的限量．

目前國(guó)際社會(huì)越來(lái)越重視真菌毒素對(duì)動(dòng)物及人類(lèi)的危害，國(guó)際食品法典委員會(huì)于1995年已經(jīng)制定《食品和飼料中污染物和毒素通用準(zhǔn)則》，歐盟還在2005年發(fā)布了黃曲霉毒素的指導(dǎo)文件．國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization，ISO)、國(guó)際分析化學(xué)協(xié)會(huì)(Association of Official Agricultural Chemists，AOAC)及歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(European Committee for Standardization，CEN)都相繼制定了一系列真菌毒素的限量和檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)．我國(guó)也已經(jīng)對(duì)食品和飼料中真菌毒素制定了一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但總體上講，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比在研究水平上還存在差距，安全限量不夠完善．有專(zhuān)家認(rèn)為為確保我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品及飼料安全安全，應(yīng)當(dāng)每隔2～3年進(jìn)行一次全國(guó)范圍的真菌毒素污染狀況的普查，制定符合我國(guó)食品安全要求的真菌毒素限量標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)引進(jìn)借鑒國(guó)際上的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)真菌毒素相關(guān)科學(xué)研究，促進(jìn)真菌毒素危害的科普宣傳工作，提高全民的防范意識(shí)．

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(責(zé)任編輯:李 寧)

Advances of Research on Mycotoxins in Agricultural Products and Feed

ZHAO Zhi-hui
(Institute for Agri-food Standards and Testing Technology，Shanghai Academy of Agricultural Sciences，Shanghai 201403，China)

Mycotoxins，including aflatoxins(AFT)，ochratoxin(OT)，fumonisin(F)，zearalenone(ZEN)，deoxynivalenol(DON)and patulin(PAT)frequently contaminating agricultural products and feed were summarized．And then the influences of mycotoxin contaminants on human health and animal production were expatiated．

mycotoxin;hazard;agricultural products;feed

TS201．2

A

1671-1513(2012)04-0008-04

2012-07-10

上海市科委公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)(11DZ2292800);公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)(201203015);上海市科技興農(nóng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目(滬農(nóng)科攻字(2009)第6－1號(hào))．

趙志輝，男，研究員，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所所長(zhǎng)，主要從事農(nóng)產(chǎn)品安全檢測(cè)技術(shù)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的研究．

編者按:真菌毒素污染過(guò)的食品，不但品質(zhì)受到影響，對(duì)人類(lèi)健康的威脅更是不容置疑．2012年初，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局公布了對(duì)200種液體乳產(chǎn)品質(zhì)量的抽查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)某產(chǎn)品中黃曲霉毒素超出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定．黃曲霉毒素被世界衛(wèi)生組織癌癥研究機(jī)構(gòu)劃定為I類(lèi)天然存在的致癌物，是毒性極強(qiáng)的劇毒物質(zhì)，也是目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的300多種危害人畜健康的真菌毒素中的一種．針對(duì)真菌毒素對(duì)食品安全的影響，本期專(zhuān)家論壇邀請(qǐng)了3位專(zhuān)家，從真菌毒素的污染和危害、防治和控制、檢測(cè)技術(shù)等方面進(jìn)行闡述．希望政府監(jiān)管部門(mén)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)專(zhuān)家的建議、辦法、策略，能為真正有效地控制食品中真菌毒素污染問(wèn)題提供幫助．