(上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所,上海201403)
关键词:真菌毒素;危害;农产品;饲料
真菌毒素是由产毒真菌在适宜的环境条件下产生的有毒代谢产物.根据联合国粮农组织资料,世界上约有25%的谷物不同程度地受到真菌毒素的污染而不能食用,不仅在经济上造成了巨大的损失,而且由真菌产生的真菌毒素还能引起人畜中毒,严重时甚至可以致癌.
一种真菌可以产生多种不同的真菌毒素,不同的真菌可以产生相同的真菌毒素.目前已知能产生真菌毒素的真菌有150余种,产生的真菌毒素约有300种[1],其中包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮及其衍生物类毒素、A型单端孢霉烯族、B型单端孢霉烯族等.真菌的生长和繁殖都需要一定的温、湿度条件,最适宜生长温度一般为20~30℃,霉菌繁殖产毒的最适温度为25~30℃.其中曲霉菌属最适宜生长温度为30℃左右,青霉菌属为25℃左右,镰刀菌属一般为25℃左右.当真菌处于干燥、低温或处于与其他真菌竞争的应激情况时,就会产生霉菌毒素[2],由于真菌生长有一定的地域性,因此,不同区域占优势的真菌毒素种类也不同,如在亚热带和热带地区,农产品和饲料主要被黄曲霉素和某些赭曲毒素污染;而玉米赤霉烯酮、呕吐霉素、赭曲霉毒素A、T-2毒素、烟曲霉毒素则在温带地区占有显著优势[3].
据我国饲料霉变情况调查报告,真菌的检出率和含量,南方地区都大大高于北方地区,特别是5~9月份,南方地区的平均气温都处于20℃以上,平均相对湿度在80%以上,这种高温高湿的环境条件下,真菌生长繁殖最为旺盛,谷物饲料霉变大多发生在这个季节;北方的夏季虽然温度较高,但相对湿度较低,不易霉变,但常因加工、运输或贮存不当而产生真菌毒素[4-5].以下是几种常见的危害较大的真菌毒素及其危害.
黄曲霉毒素(aflatoxins,AFT)是二氢呋喃氧杂萘邻酮的衍生物,无色、无嗅、无味,含一个双呋喃环和一个氧杂萘邻酮(香豆素).已分离到的AFT及其衍生物已有20多种,其中10余种的化学结构已明确,并给以下命名:黄曲霉毒素B1、B2、B2a、M1、M2、寄生曲霉醇B3、BM1、GM1、GM2、P1、Q1等.前4种通常共存,而以B1的致癌性最强,对敏感动物的半致死量LD50是0.294mg/kg,属特剧毒的毒物范围,它的毒性是氰化钾的10倍,是砒霜的68倍[6],其次为G1、B2、M1.
在己知的真菌毒素中,AFT的毒性、致癌性、致突变性、致畸性均居首位[7].其致癌力是奶油黄的900倍,比二甲基亚硝胺诱发肝癌的能力大75倍.2002年,国际癌症研究机构(IARC)第82卷专论中再次确定地评价天然产生的AFT为I类致癌物[8].除此之外,AFT与其他致病因素(如肝炎病毒)等对人类疾病的诱发具有叠加效应.不同国家和地区对于AFT的限量标准有很大差别,发达国家的标准相对严格,发展中国家制定的标准较为宽松[9-10],见表1.
表1部分国家和地区谷物中AFT的限量标准Tab.1LimitedvalueofAFTincerealsinsomecountriesandareas
20日本谷物0美国玉米5欧盟谷物4印度花生、玉米中国谷物5
赭曲霉毒素(ochratoxin,OT)是由曲霉菌属和青霉菌属等产生的次生代谢产物,分为OTA、OTB、OTC3种,其中以OTA毒性最大,广泛地分布于农产品及饲料中.OTA被证明具有较强的的肝毒性和肾毒性,并有致畸、致癌和致突变作用.动物试验表明,OTA可以累积在家畜禽体内,通过食物链对人类健康构成威胁,通过OTA喂养大白鼠可引起肝癌和肾癌[11];同时,OTA可造成肠炎及淋巴坏疽[12].有实验证明,大白鼠经口服入半数致死量为133~136μg/kg.此外,母亲经膳食摄入的OTA可分泌至乳汁中从而影响下一代.目前对赭曲霉毒素的限量标准还不完善,只有少数国家设定了限量[10,13],见表2.
表2部分国家和地区谷物中OTA的限量标准Tab.2LimitedvalueofOTAincerealsinsomecountriesandareas
中国谷物5美国小麦5丹麦谷物5奥地利小麦5硬质小麦5法国谷物5巴西稻谷、大麦、豆类50瑞典禽用饲料200猪用饲料100
玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN),又称F-2毒素,是由河谷镰刀菌、木贼镰刀菌、燕麦镰刀菌、雪腐镰刀菌等产生的有毒代谢产物,是一种雌激素真菌毒素.苗朝华等[18]从中国不同的地理区域收集了17个全价配合饲料样品,ZEN的超标率高达94%.ZEN具有遗传毒性,可以增加人外周淋巴细胞姐妹染色单体交换率和哺乳动物细胞DNA的加合物[19].为了对食品及饲料中的ZEN进行控制,世界各国相继制定其进出口的限量标准[9-10],见表3.
表3部分国家和地区谷物中ZEN的限量标准Tab.3LimitedvalueofZENincerealsinsomecountriesandareas
60巴西玉米200法国谷物200乌拉圭玉米、大麦中国小麦、玉米200
脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON),又称为呕吐毒素(vomintoxin),属B型单端孢霉烯族类毒素.DON对原核细胞、动植物真核细胞及肿瘤细胞等均具有明显的毒性,其在细胞水平的毒性主要通过与核糖体结合以及抑制转移酶的作用而干扰蛋白质的合成,从而干扰DNA的合成[20].另外,DON还可影响动物的生长、繁殖率和子代的存活率,甚至可使生长停滞,形成“僵鼠”,并对心、肝、肾等实质性脏器产生损害,严重时损害造血系统造成死亡[21].现已证明,DON与ZEA并存,其毒性同时产生并互相增强效力,引起繁殖功能障碍[22],世界各国已经对农产品及饲料中DON的含量进行限定[9],见表4.
展青霉素(patulin,PAT)是由部分曲霉、青霉和丝衣霉产生的有毒次生代谢产物.其主要是存在于温度较高、通风不良的储存条件下的水分含量较高,营养丰富的水果及蔬菜.Karaca等[23]首次在无花果中发现PAT的污染,含量范围为39.3~151.6μg/kg.
表4部分国家和地区谷物中DON的限量标准Tab.4LimitedvalueofDONincerealsinsomecountriesandareas
2000美国食用小麦种产品1000饲料用小麦4000食用磨粉用小麦2000加拿大婴儿食用小麦1000麦麸未清洗小麦2000
PAT是一种广谱抗生素,可抑制70多种革兰氏阳性细菌及大肠杆菌、痢疾杆菌等革兰氏阴性细菌,对某些典型真菌、原生生物和各种细胞培养物的生长均有抑制作用.但是,其污染食品和饲料后产生的毒性作用远远大于其药用价值.研究表明,PAT对动物的肾和消化系统有毒性作用;PAT能抑制植物和动物细胞的有丝分裂,有时伴有双核细胞的形成和染色体紊乱,对HeLa细胞、大鼠肺细胞均具有细胞毒性作用;且由PAT引起的中毒病鸭表现神经症状.我国目前已经制订水果、饮料和酒中展青霉素的限量.
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(责任编辑:李宁)
AdvancesofResearchonMycotoxinsinAgriculturalProductsandFeed
ZHAOZhi-hui(InstituteforAgri-foodStandardsandTestingTechnology,ShanghaiAcademyofAgriculturalSciences,Shanghai201403,China)
Abstract:Mycotoxins,includingaflatoxins(AFT),ochratoxin(OT),fumonisin(F),zearalenone(ZEN),deoxynivalenol(DON)andpatulin(PAT)frequentlycontaminatingagriculturalproductsandfeedweresummarized.Andthentheinfluencesofmycotoxincontaminantsonhumanhealthandanimalproductionwereexpatiated.
Keywords:mycotoxin;hazard;agriculturalproducts;feed
中图分类号:TS201.2
文献标志码:A
收稿日期:2012-07-10
基金项目:上海市科委公共服务平台建设专项(11DZ2292800);公益性行业(农业)科研专项(201203015);上海市科技兴农重点攻关项目(沪农科攻字(2009)第6-1号).
作者简介:赵志辉,男,研究员,上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所所长,主要从事农产品安全检测技术与质量标准有关的研究.
编者按:真菌毒素污染过的食品,不但品质受到影响,对人类健康的威胁更是不容置疑.2012年初,国家质量监督检验检疫总局公布了对200种液体乳产品质量的抽查结果,发现某产品中黄曲霉毒素超出标准的规定.黄曲霉毒素被世界卫生组织癌症研究机构划定为I类天然存在的致癌物,是毒性极强的剧毒物质,也是目前已经发现的300多种危害人畜健康的真菌毒素中的一种.针对真菌毒素对食品安全的影响,本期专家论坛邀请了3位专家,从真菌毒素的污染和危害、防治和控制、检测技术等方面进行阐述.希望政府监管部门和专业技术机构专家的建议、办法、策略,能为真正有效地控制食品中真菌毒素污染问题提供帮助.