粮油食品中黄曲霉毒素的污染问题[定稿]_黄曲霉毒素污染的品种

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粮油食品中黄曲霉毒素的污染问题

摘要：粮油食品在贮存的过程中极易发霉, 尤其是被黄曲霉污染而导致黄曲霉毒素超过国家标准。人食用含黄曲霉毒素超标的食品, 会导致肝脏损伤甚至发生癌变。因此, 采取有效措施防止粮油食品黄曲霉毒素的超标, 是保证食品安全和减少经济损失的关键环节。本文就黄曲霉毒素及其毒性、污染、检测方法和防治进行综述。

关键词：黄曲霉毒素;食品安全;污染;检测；防治

目前, 粮油食品的生物性污染问题随着食品质量安全问题而日益受到人们的普遍关注。

[1]真菌毒素的污染是导致食品污染的主要因素之一。据联合国粮农组织估计, 全世界谷物供应25% 受真菌毒素污染而不能食用。真菌毒素种类多, 其中黄曲霉毒素是迄今发现污染农产品毒性最强的一类生物毒素,也是强致癌物, 国家标准中对其有严格限定。因此掌握黄曲霉毒素检测方法和防治措施, 对保障粮油食品质量安全尤为重要。

1.黄曲霉毒素

1.1黄曲霉毒素的产生

黄曲霉毒素是到目前为止发现的最重要的真菌毒素之一，其基本结构是二呋喃环和氧杂萘邻酮（香豆素），前者是基本毒性结构，后者和致癌性有关[2]。黄曲霉毒素主要是由黄曲霉（Aspergillus flavus）、寄生曲霉（A.parasiticus）和模式曲霉（A.nomius）产生的有毒代谢产物。已发现证实的黄曲霉毒素衍生物有 17 种，其中最主要的是 B1、B2、G1、G2、M1等，尤以黄曲霉毒素 B1（AFT B1）毒性最强，具有急性毒性、致癌性、致畸性，其毒性是氰化钾的10倍，是砒霜的68倍[3]。国家癌症研究机构确定其为 I 类致癌物。我国在粮食卫生标准中规定 AFTB1的限量范围：大米10μg/kg，其他为 5μg/kg[4]。

玉米、花生、棉籽、稻谷等多种食物中都能生长黄曲霉，并产生毒素。黄曲霉生长所需

[5-6]的最适温度为 25～35℃，最低生长温度为 6～8℃，最高生长温度为 44～46℃。黄曲霉

[7]产毒温度：12～42℃，最佳产毒温度：24～28℃。无性繁殖最适相对湿度为85%，作物籽实含水量在17%左右时，黄曲霉容易生长并持续产毒。当遇持续干旱且温度低于25℃或高于32℃时，就不产生毒素。

黄曲霉毒素对热稳定，B1毒素在268℃时才分解，所以一般的烹调加工很少能破坏。但在碱性及强氧化剂条件下不稳定。紫外线照射下，低浓度的毒素易被降解。所以，日光下晾晒可以降低粮食中黄曲霉毒素的含量。

1.2黄曲霉毒素的理化性质

黄曲霉尽管种类繁多, 但它们基本结构中都有二呋喃环和氧杂萘邻酮(又名香豆素), 前者为其毒性结构, 后者可能于其致癌有关。黄曲霉毒素难溶于水、己烷、乙醚和石油醚, 易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙腈和二甲基甲酰胺等有机溶剂, 分子量为312～346 ,熔点为200～300 ℃。黄曲霉毒素对光、热和酸稳定,耐高温, 通常加热处理对其破坏很小, 只有在熔点温 度下才发生分解。黄曲霉毒素遇碱能迅速分解, pH为9 ～10 时迅速分解成几乎无毒的盐, 但此反应可逆, 即在酸性条件下有复原。因此在食品去毒时可利用这一化学反应。毒素纯品在高浓度下稳定, 低浓度的纯毒素在紫外辐射易分解。5% 的次氯酸钠溶液、Cl2、NH3、H2O2 及SO2 等均可与黄曲霉毒素起化学反应破坏其毒性。在自然条件下, 食品中污染的黄曲霉毒素稳定性很强。黄曲霉毒素B1 严重污染的稻谷, 室温下自然存放已有20 多年, 毒性含量逐渐降低, 但仍可检出黄曲霉毒素B1。

1.3黄曲霉毒素的分布 黄曲霉毒素存在于土壤、动植物、各种坚果、特别是花生和核桃中。在大豆、稻谷、玉米、通心粉、调味品、牛奶及奶制品、食用油等制品中也经常发现黄曲霉毒素。一般在热带和亚热带地区, 食品中黄曲霉毒素的检出率比较高, 在我国, 产生黄曲霉毒素的产毒菌种主要为黄曲霉, 1980 年从17 个省粮食中分离了黄曲霉1 660 株, 广西地区的产毒黄曲霉最多,检出率为58%。华中、华南、华北产毒株多, 产毒量也大, 东北、西北地区较少。

2.黄曲霉毒素的毒性及其污染

2.1黄曲霉毒素的毒性

黄曲霉毒素是一种肝毒素, 主要对肝脏造成损害, 其毒性是人们所熟知的剧毒药KCN(氰化钾)的10倍, 为砒霜的68倍, 被列为极毒。黄曲霉毒素也是目前发现的化学致癌物中致癌性最强的物质之一, 其致癌性比已知的致癌物二甲基亚硝酸的毒性高75倍, 为奶油黄(二甲基偶氮苯)的900倍。黄曲霉毒素可引起急性中毒, 慢性中毒和癌症。2.1.1急性中毒

一次性摄入大量的黄曲霉毒素而引起的中毒现象。主要症状为: 肝实质细胞坏死,胆管上皮增生, 肝脏脂肪浸润, 脂质消失延迟, 肝脏出血甚至死亡等。2.1.2慢性中毒

长期摄入小剂量黄曲霉毒素而引起的中毒现象。在现实中慢性中毒比急性中毒更

为普遍, 因为人们一次性摄入大量黄曲霉毒素的可能性很小, 而随日常饮食多次摄入小剂量黄曲霉毒素的情况较为普遍。主要症状为: 肝脏出现亚急性或慢性损伤, 食物利用率下降, 体重减轻, 生长发育迟缓等。2.1.3 致癌性

黄曲霉毒素可诱发多种动物发生癌症, 主要导致肝脏癌变, 国际致癌研究所将黄曲霉 毒素确定为一级致癌物。在身体其它部位也可导致肿瘤, 如胃腺瘤、肾癌、直肠癌及乳腺、卵巢、小肠等部位的肿瘤。调查发现, 在粮油食品受黄曲霉毒素污染严重的地区, 肝癌发病率明显增高。如我国江苏省启东县和广西扶绥县是肝癌的高发地区, 其原因是该地区的玉米、花生等容易霉变而产生黄曲霉毒素。

2.2 黄曲霉毒素对粮油食品的污染

黄曲霉毒素主要污染粮油及其制品, 其中以花生和玉米最为严重。黄曲霉是粮油食品上最常见的霉菌之一, 易在玉米、稻谷、花生、桃仁、果仁等粮食和坚果上生长, 其生长温度范围是6~ 47, 生长适温为30~38, 生长最低相对湿度为80%~ 86%。最适产毒温度为24~ 30, 最适产毒相对湿度为85%~ 90%。黄曲霉在水分为18.5%的玉米、稻谷、小麦上生长时, 于第3d开始产生黄曲霉毒素,第10d产毒量达到最高峰。

近几年来, 在酒类、酱油、豆酱等部分调味品、部分营养饮料、食品工业用的酶制剂等中也相继发现黄曲霉毒素, 原因是酿造原料和辅料在运输或储藏过程中遇雨受潮而发生了霉变。此外, 用霉变的玉米喂养畜禽, 黄曲霉毒素就会在动物体内畜积, 给人类带来危害。

3.黄曲霉毒素的检测方法

由于黄曲霉毒素污染已对人类健康构成严重威胁, 目前国际上对农产品中黄曲霉毒素含量的检测已成为强制性贸易措施。近年来, 国内外学者对AFT的检测研究不断进展, 检方法的灵敏度不断提高特异性得到增强, 高效、简便、经济的特点为AFT 检测及预防效果的评价开辟了新途径。黄曲霉毒素的测定方法有多种, 概括起来有化学分析法、仪器分析法、生物鉴定法及免疫分析法等[5]。

3.1生物鉴定法

生物鉴定法是利用AFT 能影响微生物、水生动物及家禽等生物体的细胞代谢, 来鉴定AFT 的存在, 其特点是待检样品不需很纯, 主要用于定性鉴定, 包括: ①抑菌试验;②对微生物遗传因子影响试验;③细菌发光试验;④荧光反应;⑤组织培养检测法;⑥鸡胚试验;⑦鸭胚试验;⑧鳟鱼试验;⑨植物试验;⑩饲喂实验动物试验。这些方法专一性差, 灵敏度低, 一般只作为化学分析法的佐证。

3.2化学分析法

最常用的为薄层层析法(TLC), 适用于粮食及其制品、调味品等AFT B1 的检测, 主要是半定量。利用AFT B1 具有荧光性的特点, 提取和浓缩样品中的AFT B1, 用单向或双向展开法在薄层上分离后,在365 nm 紫外光照射下产生蓝紫色荧光, 根据在薄层上显示荧光的最低检出量定量, 其灵敏度为5μg/kg。由于薄层层析法测定AFT B1 不是很专一,样品中其他荧光物质的干扰易造成测定误差。方法有: ①用多种溶剂系统展开, 可将AFT B1、G1 及各种AFT 类似物分开;②采用层析斑点的化学试验,将样品提取物用甲酸亚硫酰氨或三氟醋酸处理, 用衍生化的方法将AFT B1 与其类似物分开;③层析斑点的物理试验, 可根据紫外吸收光谱, 红外吸收光谱和荧光屏光谱的差别, 将非黄曲霉毒素和AFT 分开。

3.3仪器分析法

高效液相色谱法(HPLC)是20 世纪70 年代初发展起来的一种以液体为流行相的新型色谱技术,配以荧光检测器, 则具有灵敏度高、分离能力强、特异性好及测定结果准确可靠等优点, 国外己广泛地用于食品中AFT 的测定。但由于食物样品成分复杂, 在进行液相色谱分离分析前, 需对样品作彻底有效地净化处理。常用的净化方法是柱色谱法, 该法操作繁琐, 且需使用大量有机溶剂。免疫亲和柱作为AFT 特异有效的分离净化和浓缩手段, 一出现就和高效液相色谱法结合用来测定粮食、饮料、尿、血及奶中的AFT。王光建等[8]将免疫亲和柱的高度特异性和高效液相色谱法的高分离能力相结合, 所建立的花生和玉米中AFT B1、B2、G1 及G2 的测定方法具有杂质干扰少、操作简便、使用有机溶剂少及灵敏准确等优点, 整个分析操作可在15 min 内完成。

3.4免疫分析法

这种方法是利用免疫、酶及生化技术, 开辟了AFT 分析的新领域。目前应用的方法有放射免疫法、亲和层析法和酶联免疫法。①放射免疫法。特异性强、灵敏度高、比较准确迅速、操作简单及易于标准化。但也有严重的缺点, 特别是需要持殊的设备和安全保护, 妨碍了更广泛的应用;②亲和层析法。利用免疫化学反应原理, 采用大剂量的单克隆抗体, 选择性吸附提取液中的抗原物质-AFT。由于抗原-抗体反应具有高灵敏、高选择及高特异性等特点, 从而大大提高了试样的净化效果及检测灵敏度, 同时可显著减少有毒有害试剂的使用, 十分有利于操作人员的健康和环境保护。张艺兵等[9]提出了1 种以免疫亲和柱净化结合荧光光度法检测AFT 的新方法, 检测低限可达10 ～12 g/mL。20 世纪90 年代起, 免疫亲和技术在食品分析领域得到了广泛应用;③酶联免疫法(ELISA)。基本原理是将抗体吸附于固相载体上, 加入已经用酶标记的抗原与样品中的待测物混合物进行特异性的免疫反应, 然后再加入酶的底物进行显色反应, 通过颜色的深淡来判断样品中待测物的(抗原)含量。酶联免疫法大体分为两类: ①用双抗体夹心法检测样本中的AFT。如Wogan 将AFT B1 牛血清白蛋白涂于微滴定板池, 经初步培养后, 加兔的AFT B1 抗体和游离AFT B1 用磷酸4 —硝基苯酯作基质。以碱性磷酸酶—抗兔免疫球蛋白检测第一抗体的结合;②用竞争法检测样本中的AFT。如在涂抗体的小孔中, 用乙烷萃取的AFT B1,并与结合了辣根过氧化酶的AFT B1 室温下混合10min 后, 用水洗除去未结合的黄曲霉共轭物, 加底物后在405 nm 检测ELISA 法灵敏度高, 比薄层法提高了近200 ～500 倍[10, 11], 特异性强, 荧光物质、色素及结构类似物对结果无干扰, 而且回收率高, 准确性好, 提取方法简单, 测定时间仅需2 h , 可同时检测几十份样品, 提高了工作效率。

4.黄曲霉毒素的防治

到目前为止, 对黄曲霉毒素引起的中毒症还没有特别有效的治疗方法。所以, 预防黄曲霉毒素的主要措施是加强粮油食品的防霉工作, 其次是设法去除粮油食品中的毒素, 以尽量减少和控制随同食物摄入人体的黄曲霉毒素含量。

4.1防霉

4.1.1 干燥防霉

粮油食品的水分活度和环境湿度是影响霉菌生长与产毒的主要环境条件, 所以控制粮油食品水分, 保持储存食品环境的干燥状态, 是防止粮油食品霉变的重要措施。如将禾谷类粮食水分降到13%以下, 油料水分降到8%~9%以下, 保持仓内的相对湿度不高于65%, 能有效制储粮霉变现象的发生。4.1.2 低温防霉

霉菌的生命活动对温度有一定的适应范围, 如果温度低于霉菌生长所适宜的最低温度界限, 会使霉菌的生长受到抑制, 甚至死亡。所以在低温条件下储存食品, 是减少霉菌危害, 防止食品霉变和霉菌产毒的有效措施。一般可将粮油储存在15℃以下, 其它水分含量较高的食品储存在5℃以下, 可有效地防止霉变。4.1.3 气调防霉

霉菌都是好氧微生物, 需要在一定的氧气浓度条件下才能生存。通常运用密封技术, 采用缺氧或充二氧化碳、氮气等方法, 控制和调节环境中的气体成分, 达到抑菌的目的。在粮食储存过程中, 使粮堆中二氧化碳浓度保持在40%左右或氮气在95%以上, 氧气浓度在0.5%以下(储粮水分应在16%以下), 均可抑制霉菌的活动和真菌毒素的产生。其它食品采用真空包装的方法, 也可有效达到保鲜防霉的效果。4.1.4 化学防霉

为解决高水分粮在高温季节暂时无法降水或降水困难的问题, 可使用一些化学药剂(如熏蒸剂、氧化剂等)防霉。目前在粮食系统推广应用的绿色无公害仓储设备系统的核心技术之一臭氧气调仓储技术就是利用臭氧的氧化特性, 运用臭氧技术对储粮进行较大规模的处理, 不仅对高水分粮有很好的降水效果, 还可以有效解决灭菌防霉等问题。

4.2 去毒

如果粮油食品已经被黄曲霉毒素污染, 应设法将毒素破坏或去除。但黄曲霉毒素的耐热性很强,在280时才能被破坏, 一般的烹调加工温度难以去毒。常用的去毒方法有: 4.2.1 挑选霉粒法 由于黄曲霉毒素主要集中在霉坏粒和破损粒中, 因此挑除霉坏粒和破损粒, 可以大大降低毒素含量。如含黄曲霉毒素B1500g/ kg的黄玉米, 经人工挑选出霉粒、破损粒、虫蚀粒、瘪粒后, 黄曲霉毒素B1 含量可降至10g/ kg。4.2.2 加工去毒法

稻谷内的黄曲霉毒素主要集中在胚部、皮层及糊粉层, 而玉米中的黄曲霉毒素的80%集中在胚部。所以, 稻谷通过加工脱壳、精碾后, 大部分毒素随糠层去掉, 玉米采用机械脱胚后可去毒50%~80%。4.2.3 加水搓洗法

大米在食用前, 反复加水搓洗, 将附着在米粒表层的糠粉尽量洗净, 可以收到较好的去毒效果。如含黄曲霉毒素B115~ 50g/ kg的大米, 经过反复搓洗四次以上, 毒素可除去90%,达到10g/ kg。此法适用于一般家庭处理少量大米。4.2.4 植物油加碱去毒法

也称碱炼法。碱炼是目前常用的净制油的方法之一。它利用油中的脂肪酸与碱反应成肥皂, 像雪花一样下沉, 同时吸附色素、蛋白质和粘液素, 从而使油净化。在此过程中,如油中含有黄曲霉毒素, 就可被碱破坏。5.结语

黄曲霉毒素是一种强致癌的天然毒素，严重危害着人类的生命健康，随着食品安全性的普及和消费者安全意识的加强，各国先后对食品中黄曲霉素的允许量提出了严格的要求。为了保证人类的健康，必须对黄曲霉素预防、控制等方法进行深入研究，这就给农业工作者、检测技术工作者、生物工作者提出了更高的要求。

参考文献

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