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生物污染及其预防之:真菌与真菌毒素污染及其预防——黄曲霉毒素
www.quanyy.com         2012-03-27

  真菌在自然界分布很广,种类繁多。有些真菌对人类是有益的,如在发酵酿造工业和抗菌素医药制造等方面起着重要的作用。但有些真菌污染食品后能迅速繁殖,导致食品腐败变质,失去食用价值。甚至有些真菌在一定条件下产生毒素,使人和畜中毒。真菌毒素与细菌毒素不同,它不是复杂的蛋白质分子,不会产生抗体。它的形成受菌粒、菌株、环境、气候、生态学等因素的影响,在0℃以下和30℃以上多数真菌产毒能力减弱或消失。因此,造成真菌毒素人畜中毒常有地区性和季节性的特点。

  目前已知真菌毒素大约为200种,一般按其产生毒素的主要真菌名称来命名,比较重要的有黄曲霉毒素、杂色曲霉毒素、镰刀菌毒素、展青毒素、黄绿青毒素以及黄边米毒素。其中黄曲霉毒素尤其重要。

  黄曲霉素(aflatoxin,AF)

  黄曲霉毒素是结构相似的一类化合物,是由黄曲霉和寄生曲霉产生的一类代谢产物,具有极强的毒性和致癌性。早在1960年英国苏格兰火鸡饲料中的发霉花生粉分离出黄曲霉毒菌,1961年经动物实验证明,用污染了黄曲霉的黄生粉喂养大鼠可诱发大鼠肝癌。1962年鉴定出了致癌物,命名为黄曲霉毒素。

  1.黄曲霉毒素的化学结构与特性

  黄曲霉毒素的结构为二呋喃香豆素的衍生物,目前已分离鉴定出20余种,共分为B系和G系两大类。其化学结构见下图。

  

  黄曲霉毒素的毒性与结构有一定的关系。二呋喃环双键极易产生环氧化反应形成2、3-环氧化物。该环氧化物与核酸大分子中的亲核基团结合而影响核酸的结构与功能,所以凡二呋喃环的末端有双键者,其毒性较强,并有致癌性,如黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素G1和黄曲霉毒素M1。在粮油食品天然污染中以黄曲霉毒素B1最多见,而且其毒性和致癌性最强,因此,在食品卫生监测中常以黄曲霉毒素B1作为污染指标。

  黄曲霉毒素能够溶解于氯仿、甲醇及乙醇等,但不溶解于水、己烷、石油醚和乙醚中。在紫外线照射下产生荧光,可利用该特性测定黄曲霉毒素。根据荧光颜色、Rf值及结构的不同加以鉴定。分别命名为黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2、M1、M2、P1及Q1等。B1及B2产生蓝紫色荧光;G1及G2产生黄绿色荧光。

  黄曲霉毒素耐热,在一般的烹调加工温度下,不能被破坏。在280℃时发生裂解,其毒性被破坏。在加氢氧化钠的碱性条件下,黄曲霉毒素的内酯环被破坏,形成香豆素钠盐,该钠盐溶于水,故可通过水洗予以去除。

  2.易污染食品

  黄曲霉毒素在自然界分布十分广泛,土壤、粮食、油料作物、种子均可见到。我国26个省市食品中黄曲霉毒素B1的污染普查发现,受黄曲霉毒素污染较重的地区是长江流域以及长江以南的广大高温高湿地区,北方各省污染较轻。污染的品种以花生、花生油、玉米最严重,大米、小麦、面粉较轻,豆类一般很少受污染。其他食品如白薯干、甜薯、胡桃、杏仁等也有报道曾受到污染。

  3.危害

  (1)急性中毒:黄曲霉毒素是剧毒物质,其毒性为氰化钾的10 倍,对鱼、鸡、鸭、大鼠、豚鼠、兔、猫、狗、猪、牛、猴及人均有强烈毒性,以最敏感的雏鸭而言,其LD50为0.333μg/kg(0.267~0.3901μg/kg)。黄曲霉毒素属于肝脏毒。除抑制肝细胞DNA、RNA的合成外,也抑制肝脏蛋白质的合成,一次口服中毒剂量后,2~3天可出现肝实质细胞坏死、胆管上皮增生、肝脂肪浸润及肝出血等急性病变。人体组织的体外试验证实黄曲霉毒素对人体组织有毒性,如含10mg/L 黄曲霉毒素的组织培养液可使人胚肝细胞RNA减少,细胞核形状改变,1mg/L可阻止肝细胞DNA和RNA的合成。

  黄曲霉毒素引起人类急性中毒,国内外都发生过。我国台湾省有三家农民因食用黄曲霉毒素含量高(225.9μg/kg)的发霉大米,导致39人中有25人中毒,其中有3名儿童死亡。1974年印度两个邦中有200个村庄暴发黄曲霉毒素中毒性肝炎,397人发病,死亡106人。中毒患者都食用过霉变的玉米(黄曲霉毒素含量高达6.25~15.6mg/kg)。中毒临床表现以黄疸为主,且有呕吐、厌食和发热,重者出现腹水、下肢水肿、肝脾肿大及肝硬化,解剖时发现肝脏有广泛肝胆管增生及胆汁淤积。这是人类急性黄曲霉毒素中毒典型事件。

  (2)慢性中毒:长期少量持续摄入可引起慢性毒性,主要表现为动物生长障碍,肝脏出现亚急性或慢性损伤。表现为肝功能改变,可见血中转氨酶、碱性磷酸酶、异柠檬酸酶的活力升高和球蛋白含量升高,白蛋白、非蛋白氮、肝糖原和维生素A降低。肝脏组织学检查可见到肝实质细胞坏死、变性、胆管上皮增生、肝纤维细胞增生、形成再生结节,甚至肝硬化等慢性损伤等。

  (3)致癌性:在猴、大鼠、鱼类及家禽等多种动物诱发实验性肝癌。不同的动物致癌的剂量差别很大,其中以大白鼠最为明显。实验证实,用黄曲霉毒素含量为15μg/kg的饲料喂大鼠,经68周,12只雄性大鼠全部出现肝癌;黄曲霉毒素诱发肝癌的能力比二甲基亚硝胺大75倍,是目前公认的最强的化学致癌物质之一。黄曲霉毒素不仅可诱发动物肝癌,对其他部位也可致肿瘤,如胃腺瘤、肾癌、直肠癌及乳腺、卵巢、小肠等部位肿瘤。

  黄曲霉毒素对人类是否有致癌性,虽然目前尚不能肯定。但从亚非国家及我国肝癌流行病学调查研究发现,人群膳食中黄曲霉毒素污染程度与居民原发性肝癌的发生率呈正相关。例如,非洲撒哈拉沙漠以南的高温高湿地区,黄曲霉毒素污染食品比较严重,当地居民肝癌发病较多。相反,埃及等干燥地区,黄曲霉毒素污染食品较轻,肝癌发病较少。在菲律宾某些玉米和花生酱受黄曲霉毒素污染较严重的地区,肝癌的发生率较一般地区高7倍以上。我国调查(广西、江苏、上海)也见到类似的情况。提示黄曲霉毒素有可能与人的肝癌发病有关。

  4.预防要点

  主要是防霉、去毒、经常性食品卫生监测,并以防霉为主。

  (1)防霉:食品中真菌生长繁殖的条件,主要是有适宜的湿度、温度和氧气,尤以湿度最为重要。所以控制粮食中的水分是防霉的关键。在粮食收获后,必须迅速将水分含量降至安全水分以下,所谓安全水分,就是使粮食不易发霉的最高水分含量。不同的粮粒其安全水分不同,如一般粮粒含水分在13%以下,玉米在12.5%以下,花生在8%以下,真菌不易生长繁殖。粮食入仓之后应注意通风,保持粮库内干燥。采用除氧充氮的方法对防霉也有较好的效果。

  (2)去毒:粮食污染黄曲霉毒素后,可采用下列方法去毒:①挑出霉粒:对花生、玉米去毒效果较好;②研磨加工:发霉的大米加工成精米,可降低毒素含量;③加水反复搓洗、或用高压锅煮饭;④加碱破坏:适用于含黄曲霉毒素较高的植物油;⑤吸附去毒:在含毒素的植物油中加入活性白陶土或活性炭等吸附剂,经搅拌、静置,毒素可被吸附而去除。

  (3)经常性食品卫生监测:根据国家有关食品卫生要求和规定,加强食品卫生监测,限制各种食品中黄曲霉毒素含量,是控制黄曲霉毒素对人体危害的重要措施。我国规定的几种食品中黄曲霉毒素B1的允许量标准见下表。


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