真菌毒素在食品工業(yè)中的危害與控制

王春玲， 戚 飛， 李 頌

(中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院營(yíng)養(yǎng)與代謝中心，北京 100005)

真菌毒素在食品工業(yè)中的危害與控制

王春玲， 戚 飛， 李 頌

(中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院營(yíng)養(yǎng)與代謝中心，北京 100005)

真菌毒素污染是當(dāng)前國(guó)際食品安全問(wèn)題的一個(gè)重要議題，簡(jiǎn)要回顧了人類歷史上由真菌毒素污染產(chǎn)生的食品安全事件，介紹了真菌毒素污染對(duì)于人類健康的危害;并對(duì)真菌毒素防毒去毒技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，概述食品產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)應(yīng)對(duì)真菌毒素污染的基本方案．

食品安全;真菌毒素;防毒去毒

真菌毒素(mycotoxin)是由某些真菌(fungi)在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的有毒次級(jí)代謝產(chǎn)物，目前已知的種類有300多種［1］．有30多種真菌毒素對(duì)人類和動(dòng)物有強(qiáng)毒性．包括黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、棒曲霉素、玉米赤霉烯酮和伏馬毒素等．這些毒素可廣泛污染食物、農(nóng)作物及其制品等［2］．據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食與農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO)估計(jì)，每年全世界約有25%的糧食作物受到真菌毒素的污染，造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千億美元［3］，而在發(fā)展中國(guó)家存在的問(wèn)題要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)達(dá)國(guó)家．因此，在人類密切關(guān)注食物衛(wèi)生質(zhì)量和安全的今天，真菌毒素對(duì)食物的污染已成為不可忽視的問(wèn)題．如何有效地控制真菌毒素的產(chǎn)生，降低食物中真菌毒素的含量，已成為當(dāng)今食品和健康領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)．

1 真菌毒素研究歷史

真正的真菌毒素的研究歷史不長(zhǎng)．20世紀(jì)以前，有關(guān)真菌毒素引起人畜中毒的描述和結(jié)論都是基于猜測(cè)．如關(guān)于麥角中毒的癥狀在圣經(jīng)舊約中就已有描述，近來(lái)還有專家推測(cè)伊特魯立亞文明的衰退、公元前500年前雅典發(fā)生的危機(jī)可能與T-2毒素和玉米赤霉烯酮有關(guān)，也有專家認(rèn)為埃及金字塔考古人員神秘死亡可能與赭曲霉毒素有關(guān)［4］．

第一次肯定的關(guān)于真菌毒素與人畜疾病的報(bào)告是在20世紀(jì)初，麥角中毒是發(fā)現(xiàn)最早的霉菌中毒癥，曾廣泛發(fā)生于歐洲和遠(yuǎn)東，急性麥角中毒的癥狀是產(chǎn)生幻覺和肌肉痙攣，進(jìn)而發(fā)展為四肢動(dòng)脈的持續(xù)性變窄而發(fā)生壞死［5］．第二次世界大戰(zhàn)期間，蘇聯(lián)奧它堡地區(qū)小麥因來(lái)不及收獲而在田間雪下越冬，感染了鐮刀菌及枝孢菌而產(chǎn)生劇毒物質(zhì)，食用者普遍暴發(fā)了致命的白血球缺乏癥［5］．

針對(duì)真菌毒素廣泛而深入的研究工作是從20世紀(jì)60年代初期開始的．1960年英國(guó)發(fā)生了火雞大量死亡事件，最初不了解其原因，所以被稱為“火雞X病”，后證明這種疾病是因飼料中含有從巴西進(jìn)口發(fā)霉花生餅引起的．1961年從這批發(fā)霉花生餅粉中分離出黃曲霉，并發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生發(fā)熒光的毒素，命名為黃曲霉毒素(alfatoxin)［6］．

此后，有關(guān)真菌毒素對(duì)人畜健康影響的研究報(bào)道逐漸增多，隨著檢測(cè)手段和分析技術(shù)的提高，人們發(fā)現(xiàn)真菌毒素幾乎存在于各種食品或飼料中，污染范圍包括糧食、水果、蔬菜、肉類、乳制品以及各種發(fā)酵食品等，其中糧食的污染尤應(yīng)引起重視．

2 真菌毒素對(duì)人類健康的危害

真菌毒素可通過(guò)污染谷物和喂飼污染飼料的動(dòng)物性食物(如牛奶、肉和蛋)而進(jìn)入食物鏈．真菌毒素的化學(xué)、生物學(xué)和毒理學(xué)性質(zhì)多種多樣，其作用機(jī)制主要是致DNA損傷和細(xì)胞毒性2個(gè)方面．不同毒素毒性作用的差別很大，取決于其攝入水平、暴露時(shí)間、動(dòng)物種屬、身體狀況以及飼料或食物中同時(shí)存在的真菌毒素之間的協(xié)同作用等．主要的毒性作用包括致癌作用、遺傳毒性、致畸作用、肝細(xì)胞毒性、中毒性腎損害、生殖紊亂和免疫抑制［7］．

以真菌毒素中最常見的黃曲霉素為例，黃曲霉毒素屬于遺傳毒性致癌物 (致DNA損傷)，也是目前發(fā)現(xiàn)的化學(xué)致癌物中最強(qiáng)的物質(zhì)之一．1993年，世界衛(wèi)生組織和國(guó)際癌癥研究所將黃曲霉毒素確定為一級(jí)人類致癌物［8］．

黃曲霉毒素的毒性主要表現(xiàn)在對(duì)肝臟的損害，最終會(huì)導(dǎo)致肝癌．有調(diào)查發(fā)現(xiàn)在糧油、食品受黃曲霉毒素污染嚴(yán)重的地區(qū)，人類肝癌發(fā)病率也較高．黃曲霉毒素可以單獨(dú)或者與乙型肝炎病毒共同作用可導(dǎo)致肝臟損害和肝癌．黃曲霉毒素?cái)z入高的地區(qū)人們患乙型肝炎的比例也高［8］．

黃曲霉素急性毒性是在一次性大量攝入后生病甚至死亡，癥狀包括發(fā)燒、疼痛和肝腫大．臨床檢驗(yàn)表現(xiàn)有肝出血，肝細(xì)胞壞死，肝硬化，以及膽管水腫，和肝昏迷．現(xiàn)實(shí)生活中，急性中毒較為少見，多發(fā)生在貧困、濕熱和食物短缺的地區(qū)．

長(zhǎng)期慢性黃曲霉暴露會(huì)產(chǎn)生慢性中毒，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)利用受阻和免疫系統(tǒng)受損．一些研究指出，低劑量黃曲霉毒素暴露需要經(jīng)過(guò)幾周甚至幾個(gè)月才能表現(xiàn)出肝臟功能受損［8］．任何劑量的攝入，都會(huì)導(dǎo)致累積毒性，進(jìn)而引起癌癥的發(fā)生，尤其是肝癌．除肝癌以外，胃癌，腸癌的發(fā)病率都會(huì)提高．也有研究表明，長(zhǎng)期操作受污染谷物的工人肺癌發(fā)病率高．

關(guān)于其他真菌毒素對(duì)于人類健康的威脅也有大量研究，如T-2毒素引起人類食物中毒性白細(xì)胞缺乏癥;黃曲霉毒素、腐馬毒素與人類癌癥關(guān)系的研究以及真菌毒素與人類某些地方病(大骨節(jié)病、克山病、四川趴病、乳腺腫大癥等)的關(guān)系研究等，都取得了一定的成果［9］．

3 防毒去毒技術(shù)研究進(jìn)展

針對(duì)真菌毒素對(duì)人類健康及環(huán)境等產(chǎn)生的危害，以及近年來(lái)時(shí)有發(fā)生的由真菌毒素引發(fā)的食品安全事件，科學(xué)家及食品企業(yè)不斷開發(fā)和改良技術(shù)，致力于避免真菌毒素污染事件的發(fā)生．

目前針對(duì)食品真菌毒素污染，采取的基本原則是“防治結(jié)合”．“防”，主要是指通過(guò)不同方法防止真菌毒素的產(chǎn)生;“治”，是指依靠不同手段去除已經(jīng)發(fā)生污染食品中的真菌毒素．理論上二者缺一不可，但是“治”往往成本較高，而且去毒效果往往受到質(zhì)疑，因此目前觀點(diǎn)認(rèn)為“防”重于“治”［10］．

3.1 防止真菌毒素產(chǎn)生的方法

目前防止真菌毒素產(chǎn)生的方法主要有4項(xiàng)．1)物理方法，如在原料生產(chǎn)加工和食品產(chǎn)銷過(guò)程中控制儲(chǔ)藏環(huán)境溫度等;2)化學(xué)方法，即通過(guò)防霉劑抑制真菌蛋白合成，或是干擾真菌的代謝等，進(jìn)而防止真菌毒素產(chǎn)生;3)生物防治，即使用生物競(jìng)爭(zhēng)抑毒技術(shù)或是生防微生物及其活性物質(zhì)防止真菌毒素的產(chǎn)生［11］;4)利用現(xiàn)代生物技術(shù)，通過(guò)遺傳育種或是基因改造等優(yōu)先選育一些抗蟲或抗真菌的作物品種，目前已經(jīng)取得了一些成果［12］．4種方法中，化學(xué)方法和生物防治受到關(guān)注較多．

篩選化學(xué)防霉劑的基本原則有:高效性、廣譜性和加工性(無(wú)腐蝕性、無(wú)刺激性和不良味道)等，此外防霉劑在加工過(guò)程中的分散度、解離度和酸堿度等也要符合食品要求．目前市場(chǎng)流通的防霉劑多為有機(jī)酸及其鹽類和酯類或是混合形式．例如，富馬酸二甲酯(dimethyl fumarate，DMF)，具有低毒、高效和廣譜抗菌等特點(diǎn)，效果優(yōu)于苯甲酸、山梨酸、丙酸鹽和脫氫醋酸等多種防霉劑，目前被廣泛應(yīng)用于飼料、面包和蔬菜水果等多種食品的防霉［13］．

利用生物防治法抑制真菌毒素污染是現(xiàn)今的研究熱點(diǎn)，以黃曲霉素為例，第一種方式依靠“生物競(jìng)爭(zhēng)”，通常指在土壤中接種具強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力的不產(chǎn)毒真菌菌株，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)抑制產(chǎn)毒菌株侵染作物，美國(guó)等國(guó)家將此法用于多種作物黃曲霉素的防治，效果顯著［14］;第二種方式是利用生物防治微生物(如乳酸菌和芽孢桿菌等)及其活性物質(zhì)抑制黃曲霉素的產(chǎn)生．當(dāng)前此領(lǐng)域研究側(cè)重于菌種的篩選，對(duì)抑菌活性成分缺乏系統(tǒng)研究，只有分離鑒定得到確切的抑菌活性成分，才能進(jìn)一步改善生物防治黃曲霉毒素的效率和安全性［15－16］．生物防治是一種“環(huán)保型”的防治方式，必將擁有廣泛的應(yīng)用前景．

3.2 去除食品中真菌毒素的技術(shù)與手段

當(dāng)前對(duì)于已發(fā)生真菌毒素污染的食品也有一系列脫毒手段．主要包括，1)物理脫毒法，包括通過(guò)加溫加壓和輻射手段去除真菌毒素;2)化學(xué)脫毒法，通過(guò)臭氧、酸、堿和氨處理等手段去除真菌毒素;3)微生物脫毒法，利用某些微生物的生物轉(zhuǎn)化作用將真菌毒素轉(zhuǎn)化為某些低毒物質(zhì)［17］;4)吸附劑脫毒法，利用吸附劑使真菌毒素不被吸收而直接隨糞便排出體外，這種方法的應(yīng)用較為廣泛．

真菌毒素吸附劑篩選的基本原則是:安全性高，具廣譜性和特異性強(qiáng)(不會(huì)造成食物中諸如微量營(yíng)養(yǎng)素等營(yíng)養(yǎng)成分損失)，此外吸附效率高和穩(wěn)定性強(qiáng)等因素也是篩選吸附劑的重要標(biāo)準(zhǔn)．目前常見的真菌毒素吸附劑主要分為3類:1)鋁硅酸鹽，主要包括沸石、蒙脫石和硅藻土等［18］，但有報(bào)道稱其對(duì)一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也有吸附作用;2)酵母細(xì)胞壁類吸附劑，其活性成分是甘露聚糖，其經(jīng)修飾后吸附能力得以進(jìn)一步增強(qiáng)，具廣譜、高效和環(huán)保等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景看好［19］;3)活性炭類，但其在體內(nèi)對(duì)真菌毒素的選擇吸附能力較差［19］．

4 食品產(chǎn)業(yè)中對(duì)真菌毒素的應(yīng)對(duì)方案

對(duì)待食品中真菌毒素污染問(wèn)題，應(yīng)建立從原料的生產(chǎn)加工直到成品銷售的全程監(jiān)控追溯體系，保障食品安全．

首先，各環(huán)節(jié)要嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)定和相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建立和完善與國(guó)際接軌的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量保證體系，特別是食品企業(yè)要建立涵蓋真菌毒素快速檢測(cè)和精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)的分析測(cè)試平臺(tái)，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的真菌毒素含量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);

其次，要加強(qiáng)從原料儲(chǔ)存直到成品流通過(guò)程中的衛(wèi)生監(jiān)管，強(qiáng)化真菌毒素的防治措施，使用不同方法確保各環(huán)節(jié)中食品不被真菌毒素污染，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)污染發(fā)生，根據(jù)污染程度的輕重采用適當(dāng)方法進(jìn)行脫毒，必要時(shí)應(yīng)廢棄原料或成品;

最后，國(guó)家相關(guān)部門和食品企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)原料供應(yīng)商和消費(fèi)者的科學(xué)教育和科學(xué)普及，加強(qiáng)公眾對(duì)真菌毒素危害的了解，以及一些關(guān)于真菌毒素污染的基本常識(shí)，讓每個(gè)家庭都有防控真菌毒素污染的意識(shí)和常識(shí)．

迄今為止，還沒有任何藥物可以專門預(yù)防、治療或逆轉(zhuǎn)霉菌中毒，只能通過(guò)切斷污染源和避免食用污染食物從源頭上防止中毒的發(fā)生，如發(fā)現(xiàn)相關(guān)中毒癥狀，應(yīng)及時(shí)就醫(yī)對(duì)癥治療．

5 結(jié)束語(yǔ)

真菌毒素污染是當(dāng)前國(guó)際食品安全問(wèn)題的一個(gè)重要議題．目前針對(duì)食品真菌毒素污染的問(wèn)題，采取的基本原則是“防治結(jié)合”．防止真菌毒素的生成主要有物理方法、化學(xué)方法和生物方法，其中生物防治法較為環(huán)保，可能代表著未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì);去除已污染食品中的真菌毒素包括物理脫毒、化學(xué)脫毒、微生物脫毒和吸附劑脫毒等方式，其中依靠酵母細(xì)胞壁活性成分甘露聚糖的吸附劑脫毒法應(yīng)用前景最為看好．對(duì)待食品中真菌毒素污染問(wèn)題，應(yīng)建立從原料到生產(chǎn)加工，再到成品銷售的全程監(jiān)控追溯體系，共同保障食品安全．

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(責(zé)任編輯:葉紅波)

Review on Health Impact of Mycotoxin and Control of Contamination for Food Industry

WANG Chun-ling， QI Fei， LI Song
(Center of Nutrition and Metabolism，COFCO Nutrition and Health Research Institute，Beijing 100005，China)

Mycotoxin contamination is a worldwide concern of food safety．This article reviews the history of food safety accidents caused by mycotoxin contamination，and the threats of mycotoxin contamination to human health．Popular technologies and methodologies used to prevent and remove mycotoxin are also reviewed．It is suggested that food industry should give priority to mycotoxin prevention contamination through the entire process of food supply chain．

food safety;mycotoxin;mycotoxin prevention and removing

TS201.2

A

1671-1513(2012)04-0012-03

2012-07-10

王春玲，女，中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院首席營(yíng)養(yǎng)學(xué)家，營(yíng)養(yǎng)與代謝中心負(fù)責(zé)人，博士，主要從事營(yíng)養(yǎng)與食品安全方面的研究．