王 巖
(新疆維吾爾自治區(qū)獸藥飼料監(jiān)察所,新疆烏魯木齊 830017)
黃曲霉是農(nóng)產(chǎn)品和飼料中產(chǎn)生黃曲霉素的主要來源。如何控制黃曲霉毒素對人類健康的危害,以及對農(nóng)作物和其他食品的污染是全球面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。
大約會有25%的農(nóng)作物被霉菌毒素污染,聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織認(rèn)為其黃曲霉毒素B1是主要的毒素。由于被黃曲霉毒素污染的食品具有極強(qiáng)的毒性和致癌性,世界許多國家都制定了有關(guān)食品中黃曲霉毒素限量標(biāo)準(zhǔn)。
黃曲霉毒素是一種由黃曲霉和寄生曲霉等真菌經(jīng)過聚酮途徑產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物,具有致癌性、致畸性和誘變性,目前的研究主要集中在與人類健康有關(guān)的曲霉-黃曲霉毒素的方面。
黃曲霉是環(huán)境中產(chǎn)生黃曲霉毒素的主要來源。曲霉的形態(tài)和分類特征具有一定的相似性,黃曲霉和寄生曲霉都有相當(dāng)密集的分生孢子,都能產(chǎn)生黃曲霉毒素。最近的研究表明有20種曲霉菌都能夠產(chǎn)生黃曲霉毒素。這些毒素是雙呋喃香豆素類化合物,根據(jù)其在紫外燈下呈現(xiàn)出藍(lán)色或綠色熒光以及在薄層色譜中的相對流動性,可以被確定為黃曲霉毒素B1、B2、G1和G2。其他黃曲霉毒素P1、Q1、B2a、G2a,是黃曲霉毒素通過人和動物的代謝過程形成的。黃曲霉毒素M1是在動物組織和體液中形成的,是黃曲霉毒素B1的羥基化代謝產(chǎn)物。
黃曲霉毒素中毒的嚴(yán)重程度與動物的物種、年齡、性別和營養(yǎng)狀況有關(guān),毒性主要作用于肝臟,導(dǎo)致肝損傷。動物黃曲霉中毒表現(xiàn)為胃腸道功能障礙、生產(chǎn)力降低、飼料利用率降低、貧血和黃疸。黃曲霉毒素B1是國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)唯一有足夠證據(jù)證明的天然致癌物。
流行病學(xué)研究數(shù)據(jù)表明,黃曲霉毒素與肝癌、營養(yǎng)不良、惡性營養(yǎng)缺乏病和消瘦癥有關(guān)。所有類型的黃曲霉毒素都是脂溶性的,很容易從暴露部位(如胃腸道、呼吸道)通過細(xì)胞膜被吸收,進(jìn)入血流,然后擴(kuò)散到組織和肝臟。
在人類和易感動物中,細(xì)胞色素P450酶將黃曲霉毒素B1轉(zhuǎn)化為一種環(huán)氧化物,與血液中的DNA和白蛋白結(jié)合,形成一種加合物導(dǎo)致DNA損傷。環(huán)氧化物會先與線粒體DNA結(jié)合而導(dǎo)致肝癌。黃曲霉毒素B1在肝細(xì)胞鳥嘌呤位點(diǎn)與DNA結(jié)合,影響調(diào)節(jié)細(xì)胞生長的酶的遺傳密碼,最終導(dǎo)致了腫瘤的形成。
在不同生長條件下,黃曲霉具有合成不同結(jié)構(gòu)化合物的獨(dú)特特性。培養(yǎng)基、養(yǎng)分供應(yīng)和環(huán)境條件(如溫度、濕度)等因素都會影響著聚酮的合成過程。在25℃~32℃,含水量12%~16%和相對濕度85%的條件下,黃曲霉菌的產(chǎn)毒量最高。因此,為了防止食品霉變,一定要將食品干燥或低溫下保存。
黃曲霉毒素的去除主要采用物理、化學(xué)和生物方法。動物飼料中的黃曲霉毒素可以通過使用粘合劑來去除,如沸石、粘土和活性炭。混合稀釋法是將霉變飼料和未霉變飼料進(jìn)行混合,從而降低飼料中霉菌毒素的濃度。
氨化也是一種效率很高的毒素去除方法,通過化學(xué)作用使黃曲霉毒素內(nèi)酯環(huán)破壞,生成相應(yīng)的香豆素銨鹽或鈉鹽,從而消除黃曲霉毒素的毒性,該方法在許多國家都獲得了成功,該方法雖然對去除黃曲霉毒素有一定效果,但在脫毒時,會產(chǎn)生有毒有害化學(xué)成分殘留,破壞飼料產(chǎn)品品質(zhì)。
通過生物學(xué)方法降解黃曲霉毒素,是近年來研究熱門的一種脫毒方法,主要通過微生物的降解作用,如枯草桿菌、乳酸菌、醋酸菌等,乳酸菌能分泌許多抗菌物質(zhì),對病原菌的生長和黃曲霉毒素的產(chǎn)生都有抑制作用。
黃曲霉和寄生曲霉是黃曲霉毒素的兩大主要來源,造成了世界各地許多重要經(jīng)濟(jì)作物的污染,帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,并且嚴(yán)重危害了人們的健康。因此,使用經(jīng)濟(jì)高效的方法來檢測農(nóng)作物和飼料具有十分重要的意義。通過研究曲霉菌的致病機(jī)理和生物學(xué)機(jī)制,可以為黃曲霉毒素的控制提供新的方法。