黃曲霉毒素(AFB)是一種由若干真菌,例如隸屬于曲霉菌屬的黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)生的一種次生型代謝型產(chǎn)物。AFB1的發(fā)現(xiàn)與分離主要?dú)w因于1960年代,在英國(guó)發(fā)生一起神秘的數(shù)十萬(wàn)只火雞突發(fā)性死亡事件,該事件給當(dāng)?shù)仞B(yǎng)禽業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。那時(shí)人們還不能正確的認(rèn)識(shí)黃曲霉毒素,只能暫時(shí)將其稱(chēng)為“火雞X病”。后來(lái)調(diào)查發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)火雞和其他農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物的大規(guī)模死亡,其起因是與一種從巴西進(jìn)口的發(fā)霉花生粕有關(guān)。霉變的花生粕被添加進(jìn)了動(dòng)物飼料從而導(dǎo)致了動(dòng)物的患病與死亡。該可疑因子能被氯仿抽提出來(lái),同樣在1961年,人們發(fā)現(xiàn)了其與黃曲霉菌之間存在某種關(guān)聯(lián)。1962年,科學(xué)家提議,使用Aspergillus(曲霉菌屬)的首字母合并flavus(黃色的)的前三個(gè)字母,將其命名為aflatoxin(黃曲霉毒素)。
自從黃曲霉毒素被發(fā)現(xiàn)以來(lái),它對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物健康的消極影響便是個(gè)炙手可熱的研究領(lǐng)域。黃曲霉毒素主要發(fā)生在熱帶和亞熱帶,特別是氣候炎熱而又潮濕的地區(qū),這種氣候可以極大的促進(jìn)真菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)毒。同時(shí),落后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、錯(cuò)誤的貯藏方式和匱乏的運(yùn)輸與經(jīng)銷(xiāo),均是導(dǎo)致毒素污染和誘發(fā)相應(yīng)疾病的主因。人類(lèi)接觸黃曲霉毒素主要是通過(guò)消化道的直接攝入被污染的食物,或者是間接地食用先前吞食了受黃曲霉毒素污染飼料的動(dòng)物。
黃曲霉毒素的理化性質(zhì)
1962年,荷蘭科學(xué)家們分離純化出了黃曲霉毒素的晶體,并將其分為B型和G型。隨后,Asao等進(jìn)一步的將B型分為B1和B2型,并描繪出它們各自的獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)特征。經(jīng)過(guò)幾代科學(xué)家的研究探明,黃曲霉毒素是一類(lèi)化學(xué)結(jié)構(gòu)相類(lèi)似的二呋喃香豆素衍生物,其基本結(jié)構(gòu)為1個(gè)二呋喃環(huán)和1個(gè)氧雜萘鄰?fù)ㄏ愣顾兀┙M成。前者屬于基本毒性結(jié)構(gòu),而后者與致癌性有關(guān)。
目前已分離鑒定出黃曲霉毒素的20余種異構(gòu)體。其中最常見(jiàn)的有黃曲霉毒素 B1 (AFB1)、黃曲霉毒素B2 (AFB2)、黃曲霉毒素 M1 (AFM1)、黃曲霉毒素 M2(AFM2)等(見(jiàn)圖 1)。它們的區(qū)別在于,在365nm 波長(zhǎng)紫外光下能夠發(fā)出不同的熒光,發(fā)藍(lán)紫色熒光的是 B 族(blue),發(fā)綠色熒光的是 G 族(green)。黃曲霉毒素微溶于水,不溶于非極性溶液,可以溶解于極性或者極性稍強(qiáng)的有機(jī)溶液中,比如氯仿、乙腈和甲醇等,但不溶于石油醚、乙醚和乙烷中。黃曲霉毒素對(duì)溫度敏感性差,一般的裂解溫度是280℃。毒素在酸性條件下穩(wěn)定,而堿性條件下易降解,pH 9-10的強(qiáng)堿溶液中會(huì)發(fā)生可逆的分解反應(yīng)。上述理化性質(zhì)常成為黃曲霉毒素檢測(cè)分析的理論依據(jù)。
這一系列的真菌毒素廣泛地被檢出于各類(lèi)污染的農(nóng)業(yè)商品,包括油籽、膳食、干果、調(diào)味料和谷類(lèi)食品等。而AFM1和AFM2作為AFB1和AFB2的羥化代謝產(chǎn)物,主要被發(fā)現(xiàn)于牛奶里,極少數(shù)被報(bào)道發(fā)現(xiàn)于雞蛋中。在此其中,AFB1是分布最廣、毒性最大的一種。
影響黃曲霉毒素的產(chǎn)生因素
黃曲霉毒素主要是由曲霉屬中的黃曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)污染谷物和谷物產(chǎn)品后所產(chǎn)生的一組次生型代謝物。除此之外,最近發(fā)現(xiàn)一些品種,諸如特異曲霉(A. nomius)、家蠶曲霧(A. bombycis)和假溜曲霉菌(A. pseudotamari)等,也可產(chǎn)生黃曲霉毒素。但是相對(duì)來(lái)說(shuō)這些霉菌在自然界中出現(xiàn)的頻率很低。
黃曲霉毒素的形成和污染程度除了上述產(chǎn)毒真菌外,還需要適當(dāng)?shù)耐獠凯h(huán)境條件,例如溫度、濕度、水活力、物理性損傷、貯存條件和飼料種類(lèi)等。無(wú)論是在作物還是在土壤中,影響真菌產(chǎn)生黃曲霉毒素量的最主要因素是氣候。在寒冷的氣候中,產(chǎn)毒真菌競(jìng)爭(zhēng)能力低下,且黃曲霉在寒冷地帶(最低溫度低于20℃)的活力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于更溫暖的地區(qū)(最低溫度高于20℃)。黃曲霉和寄生曲霉等在谷物具有一定水分含量(15%)和相對(duì)濕度(40%)條件下即可生長(zhǎng),并生成黃曲霉毒素。在植物品種方面,花生粕、玉米、棉籽粕和青飼料等原料非常適合黃曲霉毒素的生長(zhǎng)和產(chǎn)毒,是組成黃曲霉毒素污染的主要部分。
黃曲霉毒素可影響的食品以及動(dòng)物飼料范圍十分廣泛,包括谷物、油料、香料、堅(jiān)果以及牛奶、肉類(lèi)、水果和干果等。其中以玉米和花生最為普遍,因?yàn)樗鼈冏钊菀资艿轿廴厩蚁M(fèi)量巨大。從全世界范圍來(lái)看,熱帶地區(qū)的發(fā)展中國(guó)家面臨最大的威脅,因?yàn)楦邷爻睗竦臍夂蛱貏e適宜真菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)毒,另外,落后的收割條件、不正確的儲(chǔ)藏、不良的運(yùn)輸和銷(xiāo)售條件也加劇了真菌的繁殖和黃曲霉毒素的風(fēng)險(xiǎn)。而食物不足和缺乏多樣性食物,讓居住在這些地區(qū)的人們面臨更高與黃曲霉毒素接觸的風(fēng)險(xiǎn)。
眾多因素可以影響食品中黃曲霉毒素的污染水平。影響食品中黃曲霉毒素污染的因素主要有氣候、莊稼基因類(lèi)型、土壤類(lèi)型、日最低和最高氣溫和每日凈蒸發(fā)量。毒素污染、昆蟲(chóng)活動(dòng)、錯(cuò)誤的收獲時(shí)機(jī)、收割時(shí)下大雨和不充分干燥的作物貯藏,都加劇了食品中的黃曲霉毒素污染。除此之外,貯存期間的濕度、溫度和通風(fēng)也是污染發(fā)生的重要因素。