劉曉萌，王壽南，張曉琳

（1.中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院有限公司，北京市畜產(chǎn)品質(zhì)量安全源頭控制工程技術(shù)研究中心，營(yíng)養(yǎng)健康與食品安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102209；2.南京財(cái)經(jīng)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院/江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京 210023）

糧食安全不僅關(guān)系到人們的生存問(wèn)題，也影響到我國(guó)在國(guó)際社會(huì)中的政治和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。雖然我國(guó)糧食連年增產(chǎn)，但糧食需求仍然呈剛性增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，結(jié)構(gòu)性矛盾依舊突出，能源資源和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益緊逼，糧食供求緊平衡的格局短時(shí)間內(nèi)難以改變。黨的十八大以來(lái)，以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視節(jié)糧減損工作和糧食安全，樹立了“谷物基本自給、口糧絕對(duì)安全”的新糧食安全觀，糧食安全這根弦要始終緊繃，牢把糧食安全主動(dòng)權(quán)，強(qiáng)調(diào)要采取一系列舉措減少糧食損失浪費(fèi)，從糧食生產(chǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈開源節(jié)流，確保我國(guó)糧食安全。

真菌毒素是威脅我國(guó)糧食安全和食品質(zhì)量安全的主要危害因子，我國(guó)真菌毒素源頭污染嚴(yán)重，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)因真菌毒素污染損失的糧食達(dá)3 100 萬(wàn)t/年，約占糧食年總產(chǎn)量的6.2%，相當(dāng)于近0.7 億人一年的口糧。實(shí)現(xiàn)糧食真菌毒素污染的有效防控，安全合理利用糧食資源，是保障國(guó)家糧食安全、確保人們“舌尖上安全”的迫切需求。

1 糧食中常見的真菌毒素及其危害

真菌毒素是由絲狀真菌在適宜溫度和濕度等條件下產(chǎn)生的一類分子量小、具有毒害作用的次級(jí)代謝產(chǎn)物。目前已知的真菌毒素有400 余種，當(dāng)前我國(guó)糧食中污染較廣泛的真菌毒素主要有玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）、黃曲霉毒素（Aflatoxins，AFs）、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）和煙曲霉毒素（Fumonisin，F(xiàn)B）[1]。

黃曲霉毒素是毒性作用最大的一類真菌毒素，具有較強(qiáng)的致突變性、抑制免疫和致癌性，其作用的靶器官是肝臟。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了20 余種黃曲霉毒素衍生物，包括AFB1、AFB2、AFM1、AFM2、AFG1和AFP1等，其中AFB1毒性最強(qiáng)，其毒性是氰化鉀的10 倍，砒霜的68 倍，被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）列為1 類致癌物（肯定致癌）[2]。玉米赤霉烯酮，又稱F-2 毒素，是污染最為廣泛的一種真菌毒素，具有類雌激素的作用，表現(xiàn)出生殖毒性、免疫毒性和肝臟毒性，同時(shí)還具有一定的致腫瘤毒性，被列為3 類致癌物[3]。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，因其能夠引起嘔吐癥狀，故又稱為嘔吐毒素，其污染水平居真菌毒素之首。嘔吐毒素的致毒作用主要表現(xiàn)為細(xì)胞毒性和免疫系統(tǒng)毒性，被列為3 類致癌物[4]。煙曲霉毒素，又稱伏馬毒素，廣泛污染玉米及其制品。到目前為止，已鑒定的伏馬毒素類似物有20 余種，其中伏馬毒素B1的污染最為廣泛且毒性最強(qiáng)，具有免疫毒性、神經(jīng)毒性、器官毒性和胚胎毒性；此外，伏馬毒素B1還會(huì)誘導(dǎo)人的細(xì)胞凋亡、食管癌和神經(jīng)管缺陷等癥狀，已被列為2B 類致癌物（可能致癌物）[5]。

研究發(fā)現(xiàn)，不同的鐮刀菌屬可能會(huì)產(chǎn)生同一種真菌毒素，同一種鐮刀菌屬也可能產(chǎn)生多種真菌毒素。調(diào)查表明，糧食中真菌毒素聯(lián)合污染現(xiàn)象比較普遍，這導(dǎo)致人類和動(dòng)物可能暴露在多種真菌毒素下，而且不同真菌毒素間的協(xié)同、累積作用將會(huì)增強(qiáng)毒性效益[6]。同時(shí)，真菌毒素及其代謝物會(huì)在動(dòng)物體內(nèi)殘留蓄積，通過(guò)食物鏈最終進(jìn)入人體，危害人類健康，必須引起高度重視。

2 真菌毒素的來(lái)源

產(chǎn)毒真菌在自然界中分布廣泛，存活于土壤、水、空氣等不同環(huán)境中，能夠通過(guò)雨水、空氣、昆蟲、鳥類、農(nóng)用工具等途徑進(jìn)行傳播。糧食農(nóng)作物是真菌的良好宿主，在其種植、干燥儲(chǔ)存，以及加工等環(huán)節(jié)均可能受到真菌侵染和真菌毒素污染[7]。

2.1 種植環(huán)節(jié)

真菌在田間傳播，農(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中，特別是當(dāng)其受到機(jī)械損傷、昆蟲/鳥的破壞時(shí)，極易受到真菌毒素的污染，真菌通過(guò)土壤和莖葉感染糧食作物。田間真菌最適生長(zhǎng)溫度為15 ～30 ℃，尤其在我國(guó)南方地區(qū)，地處亞熱帶，溫暖潮濕天氣更利于真菌生長(zhǎng)、繁殖和產(chǎn)毒。另外，在農(nóng)作物收獲前，高溫和干旱條件能促進(jìn)感染真菌的生長(zhǎng)及真菌毒素的產(chǎn)生[8]。在黃曲霉毒素產(chǎn)生菌的最適生長(zhǎng)溫度下，如果農(nóng)作物受到干旱脅迫，其籽粒含水量下降至17%左右時(shí)，產(chǎn)毒真菌更易生長(zhǎng)并合成真菌毒素。玉米和小麥在田間生長(zhǎng)時(shí)期，尤其在開花時(shí)最易感染鐮刀菌，鐮刀屬真菌會(huì)合成玉米赤霉烯酮或嘔吐毒素，玉米和小麥常被這兩種毒素污染。

2.2 收儲(chǔ)環(huán)節(jié)

糧食收獲后，部分籽粒上會(huì)攜帶真菌菌絲體或孢子。雖然烘干晾曬過(guò)程會(huì)破壞真菌菌絲體，但是其孢子抗逆性強(qiáng)，能夠抵抗干燥、高溫等不良環(huán)境，一旦萌發(fā)條件適宜，便可快速生長(zhǎng)。我國(guó)糧食的主要干燥方式為自然晾干和機(jī)器烘干。自然晾干周期較長(zhǎng)，若遇到陰雨天氣，真菌易生長(zhǎng)繁殖并產(chǎn)生真菌毒素。

我國(guó)糧食貯存期長(zhǎng)，若儲(chǔ)存不當(dāng)，糧倉(cāng)內(nèi)濕熱的空氣流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致糧堆水分遷移，局部水分發(fā)生變化，產(chǎn)生自由水，產(chǎn)毒真菌在水分含量高于14%時(shí)會(huì)產(chǎn)生真菌毒素；而且，貯存過(guò)程中的蟲害及物理破壞也會(huì)加劇真菌毒素的污染。

2.3 加工環(huán)節(jié)

在加工過(guò)程中，糧食可能會(huì)接觸機(jī)械設(shè)備上的谷物殘留物，陳舊的殘留物往往會(huì)滋生產(chǎn)毒真菌，進(jìn)而引入真菌毒素。同時(shí)，糧食粉碎、磨粉等過(guò)程導(dǎo)致溫度局部過(guò)熱，水分發(fā)生遷移，促進(jìn)產(chǎn)毒真菌的生長(zhǎng)繁殖，引發(fā)真菌毒素的產(chǎn)生。

3 糧食中真菌毒素污染的防控策略

真菌毒素污染具有連鎖效應(yīng)，起初產(chǎn)毒真菌在田間侵染，其后在收獲、干燥和貯存過(guò)程逐步增加。因此，糧食中真菌毒素污染防控包括產(chǎn)前預(yù)防和產(chǎn)后消減的聯(lián)合作用，從根本上減少因真菌毒素污染造成的糧食損失和浪費(fèi)，需要在種植、倉(cāng)儲(chǔ)和加工等過(guò)程進(jìn)行預(yù)防和控制。

3.1 糧食收獲前田間防控

通過(guò)抑制產(chǎn)毒真菌生長(zhǎng)繁殖或毒素生物合成的手段來(lái)控制真菌毒素，根據(jù)不同區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)情況，從選育抗性品種、田間管理、農(nóng)藥使用、收獲管理等方面，針對(duì)性地采取防治措施，對(duì)真菌毒素田間污染全面防控，最大限度減少真菌侵染及其合成的毒素污染。①通過(guò)雜交育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗真菌的農(nóng)作物品種，提高其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，從而降低真菌的侵染和真菌毒素的產(chǎn)生。我國(guó)通過(guò)育種技術(shù)已培育出抗禾谷鐮刀菌的小麥品系，可種植于高污染風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)[9-10]。②良好的田間管理可以有效降低糧食作物中真菌毒素的污染水平，通過(guò)耕作和輪作、灌溉和施肥、適當(dāng)降低種植密度、增加通風(fēng)等方式可以降低作物感染產(chǎn)毒真菌[11]。③使用殺真菌劑與殺蟲劑等農(nóng)藥也是傳統(tǒng)的防控真菌毒素污染的方法，使用經(jīng)批準(zhǔn)的殺真菌劑在揚(yáng)花期前后進(jìn)行噴灑，也可以減少糧食被真菌毒素污染的風(fēng)險(xiǎn)[12]。④通過(guò)調(diào)整種植和收獲等關(guān)鍵時(shí)期，避免揚(yáng)花期、收割期出現(xiàn)雨季而利于真菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)毒，減少天氣因素對(duì)糧食中真菌毒素產(chǎn)生的影響。

3.2 糧食收獲后倉(cāng)儲(chǔ)防控

儲(chǔ)藏過(guò)程中，糧食水分濕度、環(huán)境溫度和濕度是影響糧食中真菌毒素污染發(fā)生的重要因素。真菌的生長(zhǎng)條件要求水分活度高于0.65，因此，收獲的谷物必須經(jīng)過(guò)干燥環(huán)節(jié)（通風(fēng)干燥或熱風(fēng)干燥）將水分降至14.5%及以下[13]。選擇具有控溫且防雨功效的糧倉(cāng)，確保糧倉(cāng)相對(duì)濕度控制在70%，溫度波動(dòng)盡可能小。同時(shí)，為避免糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中真菌毒素發(fā)生變化，可以采用傳感器定期檢測(cè)糧倉(cāng)內(nèi)的溫度、濕度和二氧化碳，加強(qiáng)糧倉(cāng)污染防控。

灰塵、碎屑及干癟的谷物籽粒中真菌毒素含量普遍較高，通過(guò)前期的清理和分選也能夠有效減少糧食中真菌毒素污染。此外，顆粒受損、不完善籽粒會(huì)增加真菌毒素污染的風(fēng)險(xiǎn)，儲(chǔ)藏過(guò)程中要確保糧食不受害蟲及嚙齒類動(dòng)物的入侵，定期觀察，必要時(shí)可使用適當(dāng)劑量的生物農(nóng)藥或化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行防治，也可采用氮?dú)?二氧化碳?xì)庹{(diào)儲(chǔ)糧進(jìn)行物理防治。

對(duì)于存在高污染風(fēng)險(xiǎn)的作物，收獲后利用真菌毒素快速檢測(cè)儀、近紅外分析儀及微型光譜儀等設(shè)備盡快進(jìn)行檢測(cè)，將真菌毒素污染的糧食進(jìn)行分離剔除，或分類儲(chǔ)藏，避免引起真菌毒素污染大面積發(fā)生。

3.3 糧食加工環(huán)節(jié)防控及綜合安全利用

由于真菌毒素是分布不均勻，在谷物加工過(guò)程中，利用光譜智能分級(jí)分選設(shè)備，將谷物分成不同等級(jí)，即食品級(jí)（真菌毒素污染水平符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）、飼料級(jí)（真菌毒素污染中等）和工業(yè)級(jí)（真菌毒素污染嚴(yán)重）。研究表明，真菌生長(zhǎng)主要限于谷物的外層，但產(chǎn)生的真菌毒素能夠擴(kuò)散到胚乳中，可以通過(guò)柔性脫皮、提胚等工藝將籽粒中真菌毒素含量高的部分（種皮和胚乳）去除，經(jīng)過(guò)處理后的部分直接加工成食品或飼料。

此外，研磨、浸提等工藝中，真菌毒素可能會(huì)發(fā)生降解或遷移。小麥經(jīng)過(guò)制粉工藝，碾磨成面粉和麥麩后，大部分真菌毒素存在麥麩中；小麥經(jīng)浸泡后，真菌毒素主要存在于可溶部分中，通過(guò)分離方式將其去除，不溶物用于生產(chǎn)谷朊粉和小麥淀粉等。玉米干磨能夠去除種皮，產(chǎn)生玉米糝、胚乳和胚芽等部分，真菌毒素污染水平發(fā)生變化；玉米濕磨過(guò)程經(jīng)過(guò)浸泡工藝，能夠降低玉米粒中真菌毒素的含量，大約40%的初始含量進(jìn)入漿水中。

為了減少損失和浪費(fèi)，提高糧食的利用率，對(duì)于真菌毒素超標(biāo)但污染水平低的玉米、小麥及其副產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)微生物固態(tài)發(fā)酵、生物酶解或物理吸附作用，降低真菌毒素的污染水平，使其符合飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，再將其加工成飼料；對(duì)于真菌毒素污染嚴(yán)重的玉米、小麥及其副產(chǎn)物，可以將其用于燃料乙醇的生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

真菌毒素污染是威脅我國(guó)糧食安全的重要因素之一。通過(guò)對(duì)農(nóng)作物種植管理、收獲儲(chǔ)存和加工等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，可最大限度地減少糧食中真菌毒素污染風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生（圖1）。田間種植過(guò)程中，通過(guò)抗性品種選育結(jié)合田間管理，降低真菌毒素污染的發(fā)生；儲(chǔ)存過(guò)程中，結(jié)合快速檢測(cè)，進(jìn)行分類儲(chǔ)藏，避免混合儲(chǔ)存導(dǎo)致污染范圍擴(kuò)大，同時(shí)加強(qiáng)糧庫(kù)污染防控；加工過(guò)程中，結(jié)合真菌毒素的分布遷移規(guī)律，采用合理的加工工藝，減少由于加工不當(dāng)引起的食品和飼料中真菌毒素污染。本文從田間到餐桌全鏈條進(jìn)行真菌毒素污染防控，減少糧食污染損失，科學(xué)處理污染糧食，安全合理利用糧食資源，對(duì)于保障國(guó)家糧食安全，推進(jìn)節(jié)糧減損工作實(shí)施具有重要意義。

圖1 糧食全鏈條真菌毒素防控措施