浅析食品污染中常见真菌毒素类型与防控措施

2019-03-29 12:05杨明玉
祖国 2019年3期
关键词:食品安全

杨明玉

摘要:真菌毒素是部分丝状真菌在一定湿度及温度条件下产生的二级代谢产物。真菌毒素种类繁多,主要包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素和麦角生物碱等,其作用机制各异,对饮食安全及国家经济发展造成很大威胁。随着科技水平的提高和人们对食品安全的日益重视,真菌毒素检测与防控方式层出不穷,包括薄层色谱法和免疫化学检测法等。本文综述了食品中常见真菌毒素的类型及其危害,总结了有效的防控措施并提出了进一步研究的展望。

关键词:真菌毒素 食品安全 食品污染 黄曲霉毒素 赭曲霉毒素

食品安全一直是广受关注的重点话题,对于人们无法看见的真菌(Fungi)等微生物导致的食品污染,我们更应给予高度重视。部分丝状真菌感染食物后,在一定的温度及湿度条件下会形成真菌毒素(Mycotoxin)[1],这是一种极易污染农作物的二级代谢产物[2],可影响食品生产、运输到食用的多个环节,故食品工業全过程都是真菌毒素污染的可能靶点[3]。真菌毒素的种类繁多,不同的毒素会对人体造成不同严重程度和方面的损伤,但它们在一定程度上都有相似之处:由于机体无法对入侵的真菌毒素产生免疫和抗体[4],误食真菌的人们很可能会出现免疫力下降、生殖系统紊乱甚至癌症发生等现象[5],从而影响人们的身体健康。所以实行对真菌毒素污染的有效防控措施极为必要,正确的运输保存以及食用安全的绿色食品,能在一定程度上减少毒素污染的可能性[6]。这不仅能对人们的身体健康起到一定的保障作用,更是一种减少国际贸易损失的良策[7]。本文将阐述食品中常见真菌的主要类别、对人体的危害及目前常用可行的防控抵御措施。

一、真菌(Fungi)与真菌毒素(Mycotoxin)

通常我们把能进行有性或无性繁殖,并总营腐生或寄生生存的微生物称为真菌[8]。在一定的湿度及温度下,真菌中的丝状真菌便会产生具有毒性的次级代谢产物,这种产物就是真菌毒素[1]。对于真菌毒素来说,合适的环境条件是生长与繁殖必不可缺的因素。据研究发现,当温度达到25至33摄氏度、相对湿度达到85-95%时,真菌最容易生长繁殖,也最容易形成真菌毒素[2]。这些真菌毒素通过污染人们的日常饮食来侵入人体并危害人体健康。其污染的食物就包括如今我们生活中必不可少的植物油,植物油受真菌毒素污染已成为如今食品安全方面一个极大的安全隐患,每年审核未达标的食用油有相当庞大的数量。真菌毒素污染植物油的广泛影响不仅限于对我们饮食安全的极大损害,也对作为豆油第一大国的中国,造成了极其严重的经济损失[7]。随着社会的发展和科学技术的进步,研究人员通过检测发现人们所食用的几近所有食品及动物养殖所用的饲料中都存在真菌毒素的污染。因此,真菌毒素对于食品的污染更是需要提起食品监管相关部门的高度重视[2]。

真菌毒素的种类繁多,今已有300多种真菌毒素被人们所发现,其中包括比较常见的黄曲霉毒素(AFT)、赭曲霉毒素(OTA)、麦角生物碱(EA)等。这些真菌毒素由于摄入的水平、暴露时间、身体自身的情况及动物种属等多种因素的不同,造成的毒性影响也有极大的差异;然而它们的毒性也有相同之处:共同毒性以致DNA损伤及细胞毒性两方面为主,也就是说明致癌、遗传毒性、生殖紊乱、导致畸形、抑制免疫力等是绝大多数真菌毒素皆具有的危害[5]。

二、常见真菌毒素及其危害介绍

(一)黄曲霉毒素(Aflatoxin)

黄曲霉毒素主要由黄曲霉(A.flavus)以及寄生曲霉(A.parasiticus)的代谢产物组成[1],并在1993年被世界卫生组织(WHO)的癌症研究机构正式确定为一种致癌物质[2]。这种毒素在动物体内通过介导氧化反应而形成致癌物,对人体造成伤害[4]。肉类、坚果类以及各种乳制品等都是黄曲霉真菌毒素主要的污染对象[9]。由于各种黄曲霉毒素的结构式不同,所以它们的毒性及其对人体的危害也有极大的区别[3]。主要的真菌毒素分为B1、B2、G1、G2、M1、M26型,其中B1是毒性最强的一种毒素,同时这种毒素又是最常见的[1]。因此一旦毒素被人误食,这种剧毒物质便会迅速侵害人体,威胁人体健康。被毒素侵害的人们一般会出现发热、呕吐等症状进而导致死亡[10]。真菌毒素对温度及湿度有一定的要求,黄曲霉毒素在湿度温度较高的地区,如热带及亚热带地区等,更容易生长繁殖。所以,对黄曲霉毒素污染进行鉴别、防控并采取有效措施应得到进一步重视。一般来说,被黄曲霉毒素污染的食品,表面会出现霉菌丝,同时菌落表面也会逐渐由白色变成黄色或黄绿色,最终以半绒毛状呈现出来[9]。因此,通过这一特征肉眼辨别已被毒素侵害的食物是较容易的。采用低温保存法抑制黄曲霉真菌的生长也是一个值得提倡的方式[4]。

(二)赭曲霉毒素(Ochratoxin)

赭曲霉毒素是一种由7种结构相似化合物组成的次级代谢产物,主要由曲霉素和青霉素的部分菌株合成产生[4]。在组成赭曲霉毒素的ABC等7种化合物中,A型赭曲霉毒素毒性最强[2]。赭曲霉毒素通过产生产毒赭曲霉(As.pergiltus Ochratoxin)和硫色曲霉(A.sulphureus)污染食品[9],大豆、啤酒、调味料、草本植物等都很有可能受其感染[2]。且赭曲霉毒素般在中温或寒冷气候的下更易产生[2]。赭曲霉素中毒往往导致肾肿大、肝肿大、肠炎等症状,甚至可能对免疫系统及神经系统造成危害进而致癌致畸[3,7]。素为数众多的临床疾病均由赭曲霉毒素引起,如巴尔干半岛流行肾病,该病的病原体即为产生赭曲霉毒素的真菌[11]。

因此,防范食物中的赭曲霉毒素污染意义重大。在一些欧盟国家,食品中赭曲霉毒素的含量受极其严苛的管控,例如在谷物及谷物制品中,含量控制到极小[2]。我们可通过预防毒素污染、对被污染的食品进行净化或解毒等途径,降低赭曲毒素侵害人体的可能性[9]。

(三)伏马菌素(Fumonisin FB)

伏马菌素指串珠镰刀菌(Fusarium moniliform)产生的水溶性真菌毒素[4]。现如今已存在多达11种形式的伏马菌素,其中包括FA1、FA2、FB1、FB2、FB3、FB4、FC1、FC2、FC3、FC4、FP等。伏马菌素广泛存在于日常食用的小麦、玉米等农作物中,当农作物受感染时,其根部会产生不同大小形状的褐色病斑,感染处可见白色真菌菌丝,茎部腐烂[9]。若误食含伏马菌素的食物,可引发儿童畸形、神经性中毒甚至导致肝脏癌症等[2,4,9]。

(四)玉米赤霉烯酮(Zearalenone)

多数禾谷镰刀菌(Fusarium moniliform)产生的真菌毒素都为玉米赤霉烯酮,也称F-2雌性发情毒素[1,4]。这是一种溶于碱性水溶液但不溶于水的毒素,大多存在于玉米小麦之中[4]。玉米赤霉烯酮往往在16至24摄氏度、相对湿度为85%的环境下易滋生,其负面影响主要为影响妇女怀孕及胎儿发育[1]。由于致病真菌也可形成其他种类镰刀菌毒素,故玉米赤霉烯酮极容易与其他真菌毒素协同作用造成交叉感染[4]。

(五)麦角菌(Claviceps purpurea)

麦角菌(Claviceps purpurea)产生的麦角化合物种类繁多,目前发现的已有10种类型,共计100种以上的化合物。当高粱、小麦等谷物被麦角菌属真菌感染后,便会产生麦角化合物中生物活性最高的麦角生物碱(ergot alkaloids,EA),又称麦角碱[6,9]。麦角生物碱是一种以麦角酸为基础的一系列碱衍生物,这种毒素多分布于潮湿的温带[9]。麦角生物碱性质稳定性高,且高温难以灭活,若误食后会导致恶心、腹泻、心脏衰竭等症状素。如今,相关机构对易染麦角菌的黑麦类植物监管加强,对检疫不合格的谷物防控力度日益加大,麦角生物碱对食品的污染程度也已降低,但仍需对用于日常饮食及饲料中的麦类作物进行防范[6]。

三、真菌毒素的防控措施

(一)真菌毒素的检测

1.薄层色谱法

这是真菌毒素检测最早使用的方法,可以有效检测出可可豆、椰汁等食物中真菌毒素的含量,也是法定检测玉米赤霉烯酮以及杂色曲霉素等真菌毒素的方式[5]。通过利用各类物质在不同相态的选择性分配将其分离,再由检测器进行检测,便可有效的观测出毒素含量[3]。这种检测方式对设备、经济及检验人员水平都没有过高的标准,所以也是很多发展中国家目前常用的检测方式之一。

2.免疫化学检测法

这是一种利用抗原抗体的反应测定抗原抗体及免疫细胞的化学分析法[3、12]。这种方法由于所需经费较低,操作简易且准确度较高,所以广泛应用于真菌毒素的检测。其中酶联免疫吸附法(ELISA)、免疫荧光技术(FIA)均常见于实际工作中[3]。

3.其他方法

由于真菌毒素种类繁多,基质复杂,所以检测方法多种多样。除以上薄层色谱法以及免疫化学检测法以外,常用方法还有气相色谱法、液相色谱法、种子发育实验、核磁共振等[2,3,5,7]。

(二)防毒、去毒技术

1.防毒

防毒是指采用积极的预防措施,直接防止真菌毒素入侵饮食的方式。一般情况下采用隔离消灭真菌源或严控制品贮藏运输的环境条件两种方式。第一种方式通过减少真菌产毒并严格监控食品防止污染进行防毒;第二种则是通过限制外部条件,使得致病真菌无法生存繁殖从而达到防毒目的[1]。

2.去毒

对于已经被真菌毒素污染的食品而言,如直接食用会对人体造成极大的损害,但若直接丢弃会对国家经济造成很大负面影响,故污染食品的去毒已成为保障国人身体健康及国家经济发展的的重要一环。

目前常用的去毒方法主要包括物理去毒法和化学去毒法两种。物理去毒法主要包括挑选法和辐射法,化学去毒法常用的主要为加碱法。

挑选法最为简单可靠,通过观察食品外表是否长幼绿色霉菌等特征,可将以感染的食品挑出,如花生表皮變色、破损等皆为感染的特征。但这种方式需耗费大量时间[1]。

辐射法于1973年由Marth等发现,他们观测到黄曲霉毒素在紫外线照射下发出了强烈荧光且毒性降低[2]。黄曲霉毒素可以吸收一定波长光能,一部分会被紫外线激发的荧光消耗,另一部分则会使毒素分子内发生化学反应,荧光消失则说明毒素被除去[7]。此方法可使毒素含量降低95%以上[1]。

由于有机碱及无机碱可以降解AFB1所污染的农产品,加碱法已成为一种常用的化学去毒法。植物油的去毒一般流程为:预热→加碱液→澄清→分离,通过此类方式便可精炼出无毒食品[7]。但是此方式对原料消耗大,容易导致食品营养物质的大量损耗[2]。

四、意义与展望

真菌毒素与人们的食品和生命安全以及国家经济发展水平有着紧密的联系。如今,对于真菌毒素污染的研究已相对深入完善,然而在防控方面还需进一步努力和探索[7]。因此,我们需要继续深入研究,改进相关防控方法,完善防毒去毒措施,以保障人们的饮食安全并减小经济损失[2]。

五、结语

综上所述,真菌毒素污染食品已是全球性的问题,直接危害着人们的身体健康及世界经济[5、7]。真菌毒素的种类繁多,危害极大。而现在对真菌毒素的防毒去毒已有辐射法、挑选法等多种方法进行控制管理。无论是生活中对于食品的挑选及贮存亦或是国家、世界对于食品的生产运输的控制都应选用经济、安全的方式加大管理控制,力求建立控制真菌毒素的良好体系。

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(作者单位:六盘水第二十三中学)

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