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黄曲霉素一般指黄曲霉毒素,黄曲霉毒素(AFT)是黄曲霉寄生曲霉等某些菌株产生的双呋喃环类毒素。[1]其衍生物有约20种,分别命名为B1、B2、G1、G2、M1、M2、GM、P1、Q1、毒醇等。其中以B1的毒性最大,致癌性最强。动物食用黄曲霉毒素污染的饲料后,在肝、肾、肌肉、血、奶及蛋中可测出极微量的毒素。黄曲霉毒素及其产生菌在自然界中分布广泛,有些菌株产生不止一种类型的黄曲霉毒素,在黄曲霉中也有不产生任何类型黄曲霉毒素的菌株。黄曲霉毒素主要污染粮油及其制品,各种植物性与动物性食品也能被污染。

产毒素的黄曲霉菌很容易在水分含量较高(水分含量低于12%则不能繁殖) 的禾谷类作物、油料作物籽实及其加工副产品中寄生繁殖和产生毒素,使其发霉变质,人们通过误食这些食品或其加工副产品,又经消化道吸收毒素进去人体而中毒。

1993年,黄曲霉毒素被世界卫生组织(WHO)癌症研究机构划定为一类天然存在的致癌物,是毒性极强的剧毒物质。

AF概况编

简介

1960年首次于英国伦敦郊区“火鸡X病”(当时不清楚病因,故以此命名)的发生导致了AF(黄曲霉毒素)的发现。[2]AF是一类结构和理化性质相似的真菌次级代谢物,是自然界中已经发现的理化性质最稳定的一类霉菌毒素。

是一类基本结构都含有二呋喃环和香豆素(氧杂萘邻酮)的化合物。黄曲霉毒素在长波紫外光下产生荧光,根据荧光颜色、RF值及结构不同等分别命名为B1,B2,G1,G2,M1,M2,P1,R1,GM和毒醇。其中以B1的产量最高,毒性最大,致癌性最强,G1和M1的毒性次之。样品中AF的含量可通过薄层层析显示的荧光检出量来测定。1961年即发现黄曲霉污染的花生饼能诱发大鼠肝癌,1962年鉴定并证明了黄曲霉毒素为强致癌物。结构中二呋喃环末端带有双键的黄曲霉毒素,易形成环氧化代谢产物而使其毒性、致癌性和致突变性增强。黄曲霉毒素主要污染粮油及其制品,如花生、花生油、玉米、大米及棉籽等。国内食品检测中以黄曲霉毒素B1作为污染指标,可通过薄层层析法和高压液相法检测。

黄曲霉毒素及其产生菌在自然界中分布广泛,有些菌株产生不止一种类型的黄曲霉毒素,但在黄曲霉中也有不产生任何类型黄曲霉毒素的菌株。谷物和油料作物的种子及加工产品、干鲜果品、调味品、烟草、乳及乳制品、肉类、鱼虾类和动物饲料中均能检出黄曲霉素,花生和玉米最容易污染。AF能通过食料转移到动物的乳汁、肝、肾和肌肉组织中积留。AF属于超剧毒物质,其中B1是目前已知致癌物质中致癌性最强烈的,能诱发动物肝癌,对某些动物能引起急性中毒致死。联合国世界卫生组织(WHO)和粮农组织(FAO)1975年规定食品中 AFB1的最高允许含量为15ppb,各国政府均制定了AF在食品和饲料中最高允许量的卫生标准和检验法规。影响AF产生的最重要环境因子是温度和水分,适宜黄曲霉生长和产毒的温度范围是12~42℃,最适温度33℃左右,最低相对湿度78%,最适相对湿度98%,谷物含水分18%以上,花生含水分10%以上,在通气条件下,黄曲霉即能迅速生长和产毒。采取低温、干燥、除氧和化学药剂等方法来保存食品和饲料,可以有效地防止黄曲霉的生长和产毒。对于含有黄曲霉毒素的食品和饲料,可采用物理的、化学的和生物学方法去毒,如利用机械、电子和手工方法挑选出破损的含毒素的花生; 提高加工精度可碾去存在于粮食籽粒皮层和种胚中的毒素;高温高压处理能使AF转变为无毒的化合物,利用活性白土和活性炭吸附,能除掉植物油中的AFT;用强碱或氧化剂处理可以使AFT发生化学变化而解毒; 试验证明有少数细菌、霉菌和放线菌有转变黄曲霉毒素的能力等。

AF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,后者可能与其致癌有关。AFT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℃。AF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。在中性、弱酸性溶液中很稳定,pH1~3的酸性溶液中稍分解,在pH9~10溶液中迅速分解破坏。AFT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AFT起化学反应破坏其毒性。在自然条件下,食品中污染的AF稳定性很强。AFB1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AFB1。

AF的结构

从化学结构上看,黄曲霉毒素是高度取代的香豆素。其中 AFB1类为甲氧基、二呋喃环、香豆素、环戊烯酮的结合物。AFG1类结构为甲氧基、二呋喃环、香豆素和环内酯。自然环境下,在被污染的食品中只检测出AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1和 AFM2,其中以 AFB1存在量最大也毒性最高,AFM1是AFB1的代谢产物,毒性仅次于 AFB1。 [2] 黄曲霉毒素的各种代谢产物的毒性强弱顺序是:AFB1> AFM1> AFG1>AFB2> AFM2> AFG2。从毒性顺序可以看出,结构中双呋喃环末端具有双键结构的毒性大,不具双键结构的毒性相对较小。 [2]

AF产生条件与分布

AF的产生

AF的产生需要一定的条件,不同的菌株产毒能力差异很大,除基质以外,温度、湿度、空气均是AFT生长繁殖及产毒的必要条件。研究者发现AF和寄生曲霉的最佳生长条件为33~38℃,pH为5.0和Aw(水分活性)为0.99。温度在24~28℃之间,相对湿度在80%以上,黄曲霉菌产毒量最高。故南方及温湿地区在春夏两季易发生AF中毒,有的作物甚至在收获前或收获期就可能被AF污染。 [3]

AF的分布

AF常常存在于土壤、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、食用油等制品中也经常发现AF。一般在热带和亚热带地区,食品中AF的检出率比较高。在中国总的分布情况为:华中、华南、华北产毒株多,产毒量也大,东北、西北地区较少。

AF的毒性及危害

AF的致突变性

黄曲霉毒素具有致突变性,能使人成纤维细胞发生程序外DNA合成,动物实验可见染色体畸变,染色体断裂,某些染色体4q、13q、14p发生缺失。AFB1是一种能导致生物体遗传物质发生变化的致突变化合物,但 AFB1本身不能引起突变,而必须在机体内经过代谢活化后才具有致突变作用,称为间接致突变物。AFB1由肝微粒体酶活化为亲电子物,即AFB1-2,3-环氧化物,该环氧化物的第2个碳与DNA的鸟嘌呤酮基结合形成 AFB1-DNA加合物,此外,AFB1的代谢产物AFM1和AFP1也能转化成亲电子物而与DNA结合,AFB1-DNA加合物经去嘌呤反应形成AFB1-N7-鸟嘌呤,使DNA分子产生无嘌呤位置的缺口,因而造成DNA的损伤。

目前认为无论是DNA去嘌呤造成的损伤还是由于经酸、碱水解不断蓄积开环加合物而使DNA分子发生的改变,都是突变前的一种改变,都有进一步发展为癌症的可能性。

对肝脏的危害

黄曲霉毒素是一种剧毒的致肝癌物质,其中黄曲霉毒素B1可引起细胞错误地修复DNA,导致严重的DNA诱变,还可抑制DNA和RNA的合成,从而抑制蛋白质的合成。从我国肝癌流行病学调查研究中发现,某些地区人群膳食中黄曲霉毒素的污染水平与原发性肝癌的发生率呈正相关。专家对其他肝癌发病率高的地区进行调查,也得出相同结论。乙型肝炎病毒和黄曲霉毒素B1是我国诱发肝癌的两大主要危险因素,有关肿瘤研究专家通过建立乙肝病毒和黄曲霉毒素B1致肝癌机理的实验模型,利用这些模型发现单独存在的乙肝病毒基因并不能诱发小鼠肝癌,但乙肝病毒基因可增强黄曲霉毒素B1的致癌效应,两者均可使肝细胞处于较活跃的增殖状态,在致肝癌过程中具有明显的协同作用。

癌症的发生是基因变化积累的结果,科学家已证实p53基因是癌症的抑制基因,p53基因的变异是多种肿瘤发生的物质基础,而不少人可能在生命的早期(5岁左右)就受到乙肝病毒和黄曲霉毒素的攻击,加之人体内某些基因的缺失或变异引起p53基因突变,协同其他因素最终导致癌变。

毒性

自1962 年分离出黄曲霉毒素以来,人们对其毒性进行了较深入的研究,发现其毒性属于极毒,其剧烈的毒性比人们熟知的剧毒药氰化钾要强10倍,比眼镜蛇、金环蛇的毒汁还要毒,比剧毒农药1605、1059的毒性强28~33倍,一粒严重发霉含有黄曲霉毒素40μg的玉米,可令两只小鸭中毒死亡。北京医科大学曾用含20μg/kg 黄曲霉毒素的饲料喂大鼠一年后即发肝癌。国外有报道说,AF为1μg/kg时即可诱发癌变。

黄曲霉毒素有很强的急性毒性,也有显著的慢性毒性。人摄入大剂量的黄曲霉毒素后可出现肝实质细胞坏死、胆管上皮细胞增生、肝脂肪浸润及肝出血等急性病变,前期症状为发烧、呕吐、厌食、黄疸,继而出现腹水,下肢浮肿并很快死亡。由黄曲霉毒素引起的中毒事件,国内外都有过报道,其中以1974 年印度发生的中毒事件最为严重:印度西部两个邦中200多个村庄皆以玉米为主食,由于当年雨水过多,造成玉米严重霉变,村民食用霉变玉米后导致397人中毒,106人死亡,尸检及病理实验证明,这次中毒事件的原因是黄曲霉毒素B1中毒。而慢性毒性表现为生长障碍,肝脏出现亚急性或慢性损伤,体重减轻,诱发肝癌等。

对食品的污染

我国于1972、1973、1974及1981年先后在全国进行食品中AFB1的普查工作,结果发现黄曲霉毒素的污染有地区和食品种类的差别。长江及长江以南地区黄曲霉毒素污染严重,北方各省污染较轻。在各类食品中,花生、花生油、玉米污染最严重,大米、小麦、面粉污染较轻,豆类很少受到污染。有专家学者在1992年对我国广西、江苏、河北、北京等地的粮油食品中黄曲霉毒素的污染情况进行了调查,其结果表明除花生样品的污染率较高,达到 55.6%外,玉米的污染率仅为15.6% ,且污染水平均未超过我国现行食品中黄曲霉毒素B1的允许量标准。

黄曲霉毒素在食品中的污染波及世界各地区,一般来说,热带和亚热带地区食品污染较重,其中以花生、玉米的污染最为严重,上个世纪60~80年代,12个国家的调查结果表明:花生的阳性率为0.9%~50%,平均含毒量为25~1000ng/g,含毒量最高的样品达25000ng/g,玉米的阳性率为3.5%~73%,平均含毒量为5~400ng/g,最高含毒量为12500ng/g。

鉴于AF的毒性,目前世界上有60多个国家制订了食品和饲料中黄曲霉毒素的最高限量标准和相应的法规。我国也于1990年11月26日颁布了《防止黄曲霉毒素污染食品卫生管理办法》。管理办法规定:为确保婴幼儿健康,粮食部门应提供不得检出黄曲霉毒素的粮食,利用含有黄曲霉毒素超出允许量标准的粮食、油料及油品加工食用时,必须在工艺过程中采取有效措施去除毒性,产品符合标准后方可供食用。若有违反规定的将追究法律责任。

AF污染引起食品变质。食品由于受其污染而食用价值降低,甚至完全不能食用,美国弗吉尼亚洲在5年时间内检测了500份玉米样品,每年的玉米样品中约有25%含有毒素。人类食用被AFT污染的食品会导致急性中毒,引起肝脏坏死出血,慢性中毒可引起肝癌。同时用被污染的饲料饲养畜禽会使畜禽生产率降低,增重减慢,间接对人类造成重大危害。

对经济的影响

世界粮农组织(FAO)估计,25%的食用作物受真菌毒素的影响,其中主要是AFT。AFT可导致家畜死亡,生长率下降,饲料利用率降低。AFT还能降低食用作物和纤维作物的产量。由于各国制定了相应的AFT允许标准和法规,从而对贸易会造成一定的影响,如欧盟多次以AFT超标为由拒绝进口花生及其制品。

AF吸收代谢干预

一旦摄入黄曲霉毒素,可以通过两种途径降低体内黄曲霉毒素的毒性和致癌性。

阻断减少AF吸收

益生菌可以吸附黄曲霉毒素,形成菌体-AF复合体,使得黄曲霉毒素在肠道的吸收减少,微生物和黄曲霉毒素一起排出。腐殖酸是一种有机高分子化合物,对重金属、芳香族化合物、矿物质等吸附作用强,有研究表明,从烟煤中提取的腐殖酸对AFB1有较强吸附作用。叶绿酸与AFB1结合成牢固的分子化合物,影响AFB1的吸收,降低摄入的致癌物的生物活性。研究表明,葡甘聚糖及其与无机吸附剂组成的复合物在常温下对黄曲霉毒素的吸附效果均比较好,其机制是甘露低聚糖可通过氢键、离子键和疏水作用力对黄曲霉毒素产生吸附力,其以物理作用为主。 [6]

调节AF体内代谢

研究发现许多中药及其有效成分可作用于药物代谢酶系统,进而影响黄曲霉毒素的代谢活化及解毒,例如黄岑、丹参、姜黄素、黄酮、多酚等。吡噻硫酮抗黄曲霉毒素的机制是不但减少AFB1-8,9-环氧化合物,而且提高GST的活性,促进谷胱甘肽与AFB1-8,9-环氧化合物结合,增加AFB1-硫醇尿酸加合物经尿液排出。

AF检测方法

AF的检测方法从最初以薄层层析法为主,发展到高效液相色谱法、微柱法、酶联免疫吸附法等多种方法普遍应用,其进展与新的化学检测手段和新仪器的出现密不可分。这些新方法、新手段的快速应用,为黄曲霉毒素的检测提供了更广泛的选择余地,适应了不同的检测目的和要求。

薄层层析法

薄层层析法(TLC)是测定AF的经典方法,其原理是将样品经过提取、柱层析、洗脱、浓缩、薄层分离后,在波长365nm紫外光下产生蓝紫色或黄绿色荧光,并根据其在薄层上显示的最低检出量来确定其含量。

高效液相色谱法

HPLC具有高分辨率,分析时间较短等优点。它的原理是样品溶液中欲分离的几种化合物在流动相和固定相之间有不同的分配量,从而达到分离的目的。AF经柱后电化学衍生化后,能发射特征性荧光,被荧光检测器捕获后而得到检测,最后经化学工作站处理数据。这一检测方法,将化学分析试验与领先的计算机技术结合,使自动化程度得到极大的提高,在试验空间、人力和仪器都保持不变的情况下,能检测更多的样品。HPLC是近几年发展起来的检测AFB1的方法,主要是用荧光检测器检测。该法快速而准确,但需要昂贵的仪器设备,未能广泛使用。

微柱法

微柱法测定AF,是利用微柱管内的硅镁型吸附剂吸附AF并在365nm紫外光下显示荧光,其强度与一定浓度的AF含量成正比关系,由此可简略定量AF。

酶联免疫吸附法

酶联免疫吸附法(ELISA)是抗原(或抗体)吸附剂和用酶标记的抗体(或抗原)与标本中的待测物(抗原和抗体)起特异的免疫学反应,用测定酶活力的方法来增加测定的敏感度,是一种定性或半定量的方法。大致采用两种方法检测AF:一种是用双抗体夹心法;另一种是用竞争法。免疫吸附法测定的试剂盒及配套仪器、方法被列入国家标准(GB/T5009 22-1996第二法)。

关于运用酶联免疫法检测AFB1的检测报道也较多,目前国外已有较成熟的检测食品及饲料中AFB1等真菌毒素的ELISA试剂盒出售,我国自20世纪90年代以来也有一些以ELISA检测食品及饲料中AFB1的研究报道。

其他方法

(1)溴化荧光分光光度法(SFB)

样品经甲醇-水混合溶剂提取后,部分提取液通过固相分离进行柱前处理,500μL纯化的提取液用溴试剂衍生化后,用荧光检测计中检测,样品荧光吸收度与硫酸喹啉液的吸收度比较可直接换算成AF的总含量。该法已通过AOAC和美国农业部联邦谷物检测中心的认证。

(2)超光谱方法(HS)

超光谱法是基于反射能基础上的一种非侵入无破坏的映像技术,用于农产品检测中,能够快速地提供该产品的有关化学和其他方面的内部细节。另据研究报道,培训黄蜂可用于AF检测。由于AF主要是由黄曲霉产生的,寄生黄蜂通过培训能把黄曲霉的气味和糖水联系起来,并对这些气味产生有区别的行为反应,借此来识别目标气味的存在。这种培训反应正在应用于储藏玉米、花生的AF监控和检测实践当中,目前还未给出有关的结果评定。

各方法对比

薄层层析法对样品处理繁琐,实验过程复杂,所需时间多,易受杂质干扰,较适合于对AF的定性检测,是研究AF初期所使用的主要方法。今后,虽然薄层层析法在不断地改进,并在一般实验室均可完成操作,但由于它复杂的前处理过程致使在应用中仍然会受到一定程度的限制。

高效液相色谱法测定AF,技术水平要求较高,目前采用这种方法检测AF较多,但具体一次实验所使用的化学药剂和处理途径差别很大,对实验结果的精度造成影响,这种方法还应在实践中进一步改进。但总体上说高效液相色谱法操作较为简便,同时可检测多个AF种类,适于大批量样品的分析。将免疫亲和柱与高效液相色谱法结合应用,是目前采用较多的一种方法,今后将被广泛应用。

微柱法测定AF,主要是用来检验AF的存在与否以及快速筛选出超标样品,而要对AF种类进行区分定量检验,则需要对不同AF组分进行分离,再利用其他方法检测。因此,微柱法并不能完成整个AF检测过程,仅适用于定性检验。

酶联免疫吸附法操作简便,使用较为安全,但由于酶本身的不稳定性,用此方法检验AF有可能带来假阳、阴性结果,而且研制出的AF快速测试盒多以测定最具毒性的种属为主,食品和饲料工业上利用它来界定食品或饲料中AF的超标问题。酶联免疫吸附法的检测精度还有待于提高。

溴化荧光分光光度法的最大优点是检测时不使用AF对照品,同时快速、灵敏,适合大批量样品普查,仪器价格也较低,张雪辉等比较了用SFB法和溴衍生HPLC检测中药中AF的结果,发现SFB法在测定中药时可能出现许多假阳性结果。

AF的去除措施

碾磨搓洗

黄曲霉素在食品中分布极不均匀,在花生样品中以霉变、破损、长芽、皱皮及变色花生粒最为集中,只要将其拣除,毒素含量将大大降低,甚至低到无毒。碾磨加工可将大部分集中于米糠层和谷皮、胚层的黄曲霉素去除一大部分;搓洗可去除粮食表面的大量毒素。

吸附法

常用的吸附剂有沸石、活性白陶土、活性碳等。含有AF的植物油可加活性白陶土或活性炭等吸附剂,毒素可被吸附而去毒,如广西用此法处理花生油,加入1.5%的白陶土,可使花生油中AF由原来的100μg/kg降至10μg/kg。选择毒素吸附剂时,一方面应注意吸附能力必须具备试验室及动物试验双重资料方能证明有效,另一方面考虑吸附剂具有高度吸附能力、选择性吸附、广谱吸附、无副作用等条件。 [3]

辐射处理

AF在紫外光照射下不稳定,可用紫外光照射去毒。该法去毒对植物油等液体食品效果较好,而对固体食品效果不明显。应用辐射法,必须注意照射的剂量和照射时间,以不影响食品的感官和理化性质为宜。 [3]

碱处理法

碱炼是油脂精炼的一种加工方法,在油脂中加入1%NaOH溶液,AF内酯环即可破坏,形成香豆素钠盐。后者可溶于水,故加碱后再用水洗可将毒素去除。加碱水洗可使油中AF降至标准以下,甚至不能检出。 [3]

有机溶剂萃取法

AF为脂溶性毒素,易溶于有机溶剂,可用水合乙醇、异丙醇、丙酮、正己烷和水的混合物等进行提取分离、去毒。提取需反复3~5次,去毒效果可达90%以上,其中以丙酮和水(90∶ 100)混合液效果最好。处理后的粮油制品,必须将溶剂彻底挥干,方可食用。

氧化降解法

漂白粉、氯气、双氧水、臭氧等氧化剂可以迅速将AF氧化去除,其中以漂白粉去毒效果最强。高度污染的花生粉可用5%漂白粉处理几秒钟就可以全部去毒,用氧化剂处理过的粮食经火鸡喂养试验证明无毒。

二氧化氯法

霉变染有AFB1的玉米,用250μg/mL低浓度的二氧化氯浸泡30~60min,能有效地解除AFB1的毒性。

中草药去毒法

1976年我国首次发现山苍子中的挥发油可以彻底除去食品中的AF。挥发油中的某些成分与AF可发生加成和缩合反应,改变毒素分子结构,达到去毒目的。AF超过国家标准20倍的玉米、稻谷或超标2500倍的花生经大剂量山苍子芳香油处理可一举去毒。此法简便易行,特别适合家庭应用,并对食品质量和营养成分无任何影响。另外,甘草、葫芦巴、羽扁豆茴香、五香粉、大蒜等也有去除AF的作用。

生物学方法

乳酸菌粘附法是通过乳酸菌自身粘附作用和所分泌的代谢产物的抑菌作用,来去除AF。由乳酸菌产生的乳酸链球菌素具有粘附、降解AF的作用。

乳酸菌广泛地应用在食品发酵工业中,具有改善肠道微生态,防腐和治疗功效。乳酸菌能分泌许多抗菌物质,阻止病原菌的生长。其他微生物如枯草杆菌、乳酸菌、醋酸菌等对AF降解能力最强,在液体培养基60h后,可分别除去89%、88%和81%。

酶解法

酶的降解去毒主要利用酶的专一性,高效地催化、降解AF为无毒化合物或小分子无毒物质的方法。酶降解去除黄曲霉素效果好,实用性强,适合于各种形式受到污染的食品,必将成为今后研究和应用的热点。 [3]

黄曲霉菌生长条件

产生黄曲霉毒素的最基本条件是产毒真菌的存在。经过大量实验证明,能产生AF的真菌主要是黄曲霉菌和寄生曲霉菌,而黄曲霉菌是一种广泛分布于世界各地区的比较常见的腐生菌,适宜的条件是它产生毒素的温床。影响曲霉菌生长繁殖及产毒的因素有很多,与食品关系密切的主要有水分、温度、食品基质、通风条件等。

水分

水分是微生物生存不可或缺的,食品中水分以结合水和游离水两种状态存在,结合水存在于食品的组织本身,它是活组织的一部分,是细胞所有生理过程所必需的。而微生物能利用的水分是游离水。一般来说,米麦类水分在14%以下,大豆类在11%以下,干菜和干果类在30%以下,微生物生长比较困难,食品中真正能被微生物利用的那部分水称为水分活性(Water activity,缩写 Aw),纯水的 Aw为1.0(相当于相对湿度100%),当Aw值越小时,细菌能利用的水越少,水分活性越接近1,微生物就越易生长繁殖,当食品中的Aw 为0.98 时,微生物最易生长繁殖,当Aw降为0.93时,微生物繁殖受到抑制,但霉菌仍能生长,当Aw小于0.7时,则霉菌的生长受到一定抑制,可以阻止产毒的霉菌繁殖。

温度与通风

温度对霉菌的繁殖和产毒均有重要影响,不同种类的霉菌最适温度是不一样的。在相对湿度为80%~90% ,大多数霉菌繁殖最适宜的温度是25~30℃ ,在0℃以下不能产毒。如黄曲霉的最低繁殖温度范围是6~8℃,最高繁殖温度是44~46℃,最适宜生长温度是37℃左右,产毒温度略低于最适宜生长温度,为25~32℃。缓慢通风比快速风干的霉菌容易繁殖产毒。

食品基质

与其他微生物生长繁殖的条件一样,菌株腐生的基质也很重要。不同的食品基质霉菌的生长情况不同,一般来说,营养丰富的食品,霉菌生长的可能性就大,天然基质比人工培养基质的产毒效果好。

生物防治剂

许多细菌和真菌,如乳酸菌、芽孢杆菌、橙黄杆菌、酵母等均有抑制黄曲霉生长和产毒的能力。

乳酸菌

研究表明,乳酸菌属的许多菌株,包括Lactobacillus、Bifi-dobacterium、Propionibacteri-um和Lactococcus等均被报道具有吸附黄曲霉毒素的作用。尽管乳酸菌能吸附黄曲霉毒素,但这种吸附可能是可逆的,易造成毒素的残留;再者乳酸菌属厌氧菌,在实际应用过程中难以保证厌氧的环境,从而限制了乳酸菌作为拮抗菌的实际应用。

芽孢杆菌

枯草芽孢杆菌产生的抑菌物质具有较好的耐热性,若能将其分泌的活性物质进行纯化和鉴定,并将其活性物质用于黄曲霉毒素污染的控制,将给农作物的生产带来巨大的效益。

橙黄杆菌

橙黄杆菌是一类研究得较早的生防菌,早在20世纪六、七十年代,有学者发现橙黄杆菌的细胞培养物能移去水溶液中的黄曲霉毒素B1;其死细胞移除黄曲霉毒素B1的能力受温度和pH的影响,活细胞吸附的黄曲霉毒素B1则不能被液相萃取出来。此外,红串红球菌(Rhodococcus erythropolis)和分支杆菌(Mycobacterium fluoranthenivorans)的无细胞抽提液能显著降低食品和饲料中的黄曲霉毒素B1。橙色粘球菌(Myxococcus fulvus)是好氧革兰氏阴性棒状菌,广泛存在于土壤中。它们分泌的胞外产物可以分解不同的生物大分子和整个微生物体。

不产毒的黄曲霉和寄生曲霉

采用不产毒的黄曲霉和寄生曲霉可有效防治作物收获前黄曲霉毒素并已得到应用。早在1992年,有学者就已经提出将不产毒的寄生曲霉菌株播撒在花生生长的土壤中能够使花生黄曲霉毒素含量降低83%~85%。同样,在土壤中引入不产毒的黄曲霉菌株也可以降低棉花种子中的黄曲霉毒素含量。近年来,美国环境保护协会还注册了两株不产毒的黄曲霉菌株来防治棉花和花生黄曲霉毒素污染问题,并在美国多个州的试验田中广泛试用。在非洲、澳大利亚和中国,亦筛选出能有效抑制黄曲霉毒素产生的不产毒黄曲霉菌株,这些菌株能使田间产毒菌株的数量降低95%以上。

通过引入黄曲霉和寄生曲霉来控制土壤中的微生物菌群,在农作物生长过程中优先替代了土壤中原有的产毒菌株,对于降低收获前黄曲霉毒素的污染是很有效的。早期的田间试验直接将不产毒菌株的孢子悬液与种子浸泡后播种或者直接将孢子悬液喷洒到土壤中,虽然效果十分明显,但成本较高;近年来,则采用谷类固态发酵的方法孵育孢子,孵育完成后在50℃下烘干,5℃贮存备用。土壤温度是影响生物防治黄曲霉毒素污染效果的重要因素之一,在实验室内,黄曲霉孢子萌发的温度需高于10℃;但在试验田内,温度需高于20℃时孢子才会萌发,因此,必须等到土壤温度高于20℃时才能将不产毒的菌株应用到试验田。不同地区应根据具体情况确定施用日期。

尽管很多不产毒的黄曲霉和寄生曲霉菌株已成功应用于田间防治黄曲霉毒素污染,但采用直接接种孢子的方法会改变田间的微生物菌群,甚至将影响到正常菌群的生长,这势必会影物的产量。此外,该方法只能在土壤温度高于20℃时才能应用,对于多季种植作物的地区,其应用受到了限制。

酵母

实验表明,腐生型酵母,如假丝酵母属(Candida)和毕赤酵母属(Pichia)的一些种能够在很大程度上抑制黄曲霉的生长,但能否有效地用于田间还有待进一步研究。

食用菌

有学者将平菇(Pleurotus ostreatus)和黄曲霉共培养,结果表明平菇能抑制黄曲霉的生长;在稻草和玉米芯中感染黄曲霉3周后再接种平菇能使稻草和玉米芯的黄曲霉毒素含量降低。平菇可以产生一种分子量为90kD的胞外酶,并通过薄层层析证明该酶能有效地降解AFB1,荧光测定显示该酶能够催化AFB1内酯环的打开,从而达到降解毒素的作用。

黄曲霉毒素解毒酶是目前为止降解黄曲霉毒素效率较高的物质,是从食用菌中提取出的酶类,具有较高的安全性,只是该酶的产量还需进一步提高,广泛应用于生产还有一段距离。

其它真菌

有报道显示,绿色木霉(Trichoderm viride)、不明毛霉(Mucor ambiguus)以及少数其他真菌对AFB1也有很好的降解能力。然而其中一些菌株在条件改变的情况下有可能产生AFB。研究表明,黑曲霉(Aspergillus niger)及其突变菌株与产毒黄曲霉混合对峙培养时,野生型虽然对黄曲霉生长只有微弱的抑制,但其可使黄曲霉产毒和合成色素能力下降;而突变株有较强抑制黄曲霉生长的能力。

药用植物提取液

药用植物中含有许多有效抑菌成分,大量研究表明,将药用植物与农作物实行间作栽培可以有效地抑制黄曲霉的生长,降低作物被黄曲霉毒素污染的几率。

有学者从药用植物三齿拉瑞阿(Larrea tridentata)中分离到抗菌物质木酚素,能显著抑制黄曲霉生长。此外,黄花(Sida acuta)、翅果铁刀木(Senna Alata)、肉桂(Cinnamomum cassia)、柠檬、石香薷(Mosla chinensis)、山核桃(Carya cathayensis)及杜仲(Eucommia ulmoides)等药用植物对黄曲霉孢子的萌发及菌丝的生长都有抑制作用。上述几种药用植物除了石香薷外大多都是木本植物,虽说在临床治疗方面有广泛的应用前景,但对田间作物的生物防治则很难推广。

参考文献