真菌毒素在食品工业中的危害与控制

王春玲， 戚 飞， 李 颂

(中粮营养健康研究院营养与代谢中心，北京 100005)

真菌毒素在食品工业中的危害与控制

王春玲， 戚 飞， 李 颂

(中粮营养健康研究院营养与代谢中心，北京 100005)

真菌毒素污染是当前国际食品安全问题的一个重要议题，简要回顾了人类历史上由真菌毒素污染产生的食品安全事件，介绍了真菌毒素污染对于人类健康的危害;并对真菌毒素防毒去毒技术现状进行介绍，概述食品产业各环节应对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)在生长过程中产生的有毒次级代谢产物，目前已知的种类有300多种［1］．有30多种真菌毒素对人类和动物有强毒性．包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、棒曲霉素、玉米赤霉烯酮和伏马毒素等．这些毒素可广泛污染食物、农作物及其制品等［2］．据联合国粮食与农业组织(Food and Agriculture Organization，FAO)估计，每年全世界约有25%的粮食作物受到真菌毒素的污染，造成的经济损失达数千亿美元［3］，而在发展中国家存在的问题要远远大于发达国家．因此，在人类密切关注食物卫生质量和安全的今天，真菌毒素对食物的污染已成为不可忽视的问题．如何有效地控制真菌毒素的产生，降低食物中真菌毒素的含量，已成为当今食品和健康领域研究的热点．

1 真菌毒素研究历史

真正的真菌毒素的研究历史不长．20世纪以前，有关真菌毒素引起人畜中毒的描述和结论都是基于猜测．如关于麦角中毒的症状在圣经旧约中就已有描述，近来还有专家推测伊特鲁立亚文明的衰退、公元前500年前雅典发生的危机可能与T-2毒素和玉米赤霉烯酮有关，也有专家认为埃及金字塔考古人员神秘死亡可能与赭曲霉毒素有关［4］．

第一次肯定的关于真菌毒素与人畜疾病的报告是在20世纪初，麦角中毒是发现最早的霉菌中毒症，曾广泛发生于欧洲和远东，急性麦角中毒的症状是产生幻觉和肌肉痉挛，进而发展为四肢动脉的持续性变窄而发生坏死［5］．第二次世界大战期间，苏联奥它堡地区小麦因来不及收获而在田间雪下越冬，感染了镰刀菌及枝孢菌而产生剧毒物质，食用者普遍暴发了致命的白血球缺乏症［5］．

针对真菌毒素广泛而深入的研究工作是从20世纪60年代初期开始的．1960年英国发生了火鸡大量死亡事件，最初不了解其原因，所以被称为“火鸡X病”，后证明这种疾病是因饲料中含有从巴西进口发霉花生饼引起的．1961年从这批发霉花生饼粉中分离出黄曲霉，并发现其产生发荧光的毒素，命名为黄曲霉毒素(alfatoxin)［6］．

此后，有关真菌毒素对人畜健康影响的研究报道逐渐增多，随着检测手段和分析技术的提高，人们发现真菌毒素几乎存在于各种食品或饲料中，污染范围包括粮食、水果、蔬菜、肉类、乳制品以及各种发酵食品等，其中粮食的污染尤应引起重视．

2 真菌毒素对人类健康的危害

真菌毒素可通过污染谷物和喂饲污染饲料的动物性食物(如牛奶、肉和蛋)而进入食物链．真菌毒素的化学、生物学和毒理学性质多种多样，其作用机制主要是致DNA损伤和细胞毒性2个方面．不同毒素毒性作用的差别很大，取决于其摄入水平、暴露时间、动物种属、身体状况以及饲料或食物中同时存在的真菌毒素之间的协同作用等．主要的毒性作用包括致癌作用、遗传毒性、致畸作用、肝细胞毒性、中毒性肾损害、生殖紊乱和免疫抑制［7］．

以真菌毒素中最常见的黄曲霉素为例，黄曲霉毒素属于遗传毒性致癌物 (致DNA损伤)，也是目前发现的化学致癌物中最强的物质之一．1993年，世界卫生组织和国际癌症研究所将黄曲霉毒素确定为一级人类致癌物［8］．

黄曲霉毒素的毒性主要表现在对肝脏的损害，最终会导致肝癌．有调查发现在粮油、食品受黄曲霉毒素污染严重的地区，人类肝癌发病率也较高．黄曲霉毒素可以单独或者与乙型肝炎病毒共同作用可导致肝脏损害和肝癌．黄曲霉毒素摄入高的地区人们患乙型肝炎的比例也高［8］．

黄曲霉素急性毒性是在一次性大量摄入后生病甚至死亡，症状包括发烧、疼痛和肝肿大．临床检验表现有肝出血，肝细胞坏死，肝硬化，以及胆管水肿，和肝昏迷．现实生活中，急性中毒较为少见，多发生在贫困、湿热和食物短缺的地区．

长期慢性黄曲霉暴露会产生慢性中毒，导致营养利用受阻和免疫系统受损．一些研究指出，低剂量黄曲霉毒素暴露需要经过几周甚至几个月才能表现出肝脏功能受损［8］．任何剂量的摄入，都会导致累积毒性，进而引起癌症的发生，尤其是肝癌．除肝癌以外，胃癌，肠癌的发病率都会提高．也有研究表明，长期操作受污染谷物的工人肺癌发病率高．

关于其他真菌毒素对于人类健康的威胁也有大量研究，如T-2毒素引起人类食物中毒性白细胞缺乏症;黄曲霉毒素、腐马毒素与人类癌症关系的研究以及真菌毒素与人类某些地方病(大骨节病、克山病、四川趴病、乳腺肿大症等)的关系研究等，都取得了一定的成果［9］．

3 防毒去毒技术研究进展

针对真菌毒素对人类健康及环境等产生的危害，以及近年来时有发生的由真菌毒素引发的食品安全事件，科学家及食品企业不断开发和改良技术，致力于避免真菌毒素污染事件的发生．

目前针对食品真菌毒素污染，采取的基本原则是“防治结合”．“防”，主要是指通过不同方法防止真菌毒素的产生;“治”，是指依靠不同手段去除已经发生污染食品中的真菌毒素．理论上二者缺一不可，但是“治”往往成本较高，而且去毒效果往往受到质疑，因此目前观点认为“防”重于“治”［10］．

3.1 防止真菌毒素产生的方法

目前防止真菌毒素产生的方法主要有4项．1)物理方法，如在原料生产加工和食品产销过程中控制储藏环境温度等;2)化学方法，即通过防霉剂抑制真菌蛋白合成，或是干扰真菌的代谢等，进而防止真菌毒素产生;3)生物防治，即使用生物竞争抑毒技术或是生防微生物及其活性物质防止真菌毒素的产生［11］;4)利用现代生物技术，通过遗传育种或是基因改造等优先选育一些抗虫或抗真菌的作物品种，目前已经取得了一些成果［12］．4种方法中，化学方法和生物防治受到关注较多．

筛选化学防霉剂的基本原则有:高效性、广谱性和加工性(无腐蚀性、无刺激性和不良味道)等，此外防霉剂在加工过程中的分散度、解离度和酸碱度等也要符合食品要求．目前市场流通的防霉剂多为有机酸及其盐类和酯类或是混合形式．例如，富马酸二甲酯(dimethyl fumarate，DMF)，具有低毒、高效和广谱抗菌等特点，效果优于苯甲酸、山梨酸、丙酸盐和脱氢醋酸等多种防霉剂，目前被广泛应用于饲料、面包和蔬菜水果等多种食品的防霉［13］．

利用生物防治法抑制真菌毒素污染是现今的研究热点，以黄曲霉素为例，第一种方式依靠“生物竞争”，通常指在土壤中接种具强竞争能力的不产毒真菌菌株，通过竞争抑制产毒菌株侵染作物，美国等国家将此法用于多种作物黄曲霉素的防治，效果显著［14］;第二种方式是利用生物防治微生物(如乳酸菌和芽孢杆菌等)及其活性物质抑制黄曲霉素的产生．当前此领域研究侧重于菌种的筛选，对抑菌活性成分缺乏系统研究，只有分离鉴定得到确切的抑菌活性成分，才能进一步改善生物防治黄曲霉毒素的效率和安全性［15－16］．生物防治是一种“环保型”的防治方式，必将拥有广泛的应用前景．

3.2 去除食品中真菌毒素的技术与手段

当前对于已发生真菌毒素污染的食品也有一系列脱毒手段．主要包括，1)物理脱毒法，包括通过加温加压和辐射手段去除真菌毒素;2)化学脱毒法，通过臭氧、酸、碱和氨处理等手段去除真菌毒素;3)微生物脱毒法，利用某些微生物的生物转化作用将真菌毒素转化为某些低毒物质［17］;4)吸附剂脱毒法，利用吸附剂使真菌毒素不被吸收而直接随粪便排出体外，这种方法的应用较为广泛．

真菌毒素吸附剂筛选的基本原则是:安全性高，具广谱性和特异性强(不会造成食物中诸如微量营养素等营养成分损失)，此外吸附效率高和稳定性强等因素也是筛选吸附剂的重要标准．目前常见的真菌毒素吸附剂主要分为3类:1)铝硅酸盐，主要包括沸石、蒙脱石和硅藻土等［18］，但有报道称其对一些营养物质也有吸附作用;2)酵母细胞壁类吸附剂，其活性成分是甘露聚糖，其经修饰后吸附能力得以进一步增强，具广谱、高效和环保等多项优势，应用前景看好［19］;3)活性炭类，但其在体内对真菌毒素的选择吸附能力较差［19］．

4 食品产业中对真菌毒素的应对方案

对待食品中真菌毒素污染问题，应建立从原料的生产加工直到成品销售的全程监控追溯体系，保障食品安全．

首先，各环节要严格遵守国家规定和相关质量标准，建立和完善与国际接轨的质量检测标准和质量保证体系，特别是食品企业要建立涵盖真菌毒素快速检测和精准监测的分析测试平台，对产品生产过程中的真菌毒素含量实时监测;

其次，要加强从原料储存直到成品流通过程中的卫生监管，强化真菌毒素的防治措施，使用不同方法确保各环节中食品不被真菌毒素污染，一经发现污染发生，根据污染程度的轻重采用适当方法进行脱毒，必要时应废弃原料或成品;

最后，国家相关部门和食品企业要加强对原料供应商和消费者的科学教育和科学普及，加强公众对真菌毒素危害的了解，以及一些关于真菌毒素污染的基本常识，让每个家庭都有防控真菌毒素污染的意识和常识．

迄今为止，还没有任何药物可以专门预防、治疗或逆转霉菌中毒，只能通过切断污染源和避免食用污染食物从源头上防止中毒的发生，如发现相关中毒症状，应及时就医对症治疗．

5 结束语

真菌毒素污染是当前国际食品安全问题的一个重要议题．目前针对食品真菌毒素污染的问题，采取的基本原则是“防治结合”．防止真菌毒素的生成主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中生物防治法较为环保，可能代表着未来的发展趋势;去除已污染食品中的真菌毒素包括物理脱毒、化学脱毒、微生物脱毒和吸附剂脱毒等方式，其中依靠酵母细胞壁活性成分甘露聚糖的吸附剂脱毒法应用前景最为看好．对待食品中真菌毒素污染问题，应建立从原料到生产加工，再到成品销售的全程监控追溯体系，共同保障食品安全．

［1］Paterson R R，Lima N．Toxicology of mycotoxins［J］．EXS，2010(100):31-63．

［2］Coppock R W，Jacobsen B J．Mycotoxins in animal and human patients［J］．Toxicol Ind Health，2009(25):637-655．

［3］徐剑宏，祭芳，陆琼娴，等．谷物真菌毒素的控制策略［J］．江苏农业学报，2007，23(6):642-646．

［4］李群伟．真菌毒素与人畜健康的研究现状及展望［J］．中国预防医学杂志，2004(5):409-412．

［5］刘翊中．真菌毒素与食物中毒［J］．西北民族大学学报:自然科学版，2003，24(3):49-55．

［6］Denning D W．Aflatoxin and human disease［J］．Adverse Drug React Acute Poisoning Rev，1987(6):175-209．

［7］陈丽星．真菌毒素研究进展［J］．河北工业科技，2006，23(2):124 －126．

［8］Henry S H，Bosch F X，Bowers J C．Aflatoxin，hepatitis and worldwide liver cancer risks［J］．Adv Exp Med Biol，2002(504):229-233．

［9］杨建伯．真菌毒素与人类疾病［J］．中国地方病学杂志，2002，21(4):314-317．

［10］Bryden W L．Mycotoxins in the food chain:human health implications［J］．Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition，2007，16(S1):95-101．

［11］Yin Y N，Yan L Y，Jiang J H，et al．Biological control of aflatoxin contamination of crops［J］．Journal of Zhejiang University Science B，2008(9):787-792．

［12］胡娜，许杨．黄曲霉毒素污染控制技术研究进展［J］．中国公共卫生，2006，22(3):371 －373．

［13］吴晖，刘磊，李晓凤，等．防霉剂富马酸二甲酯的研究现状及应用［J］．中国粮油学报，2007，22(6):160－162．

［14］Pitt J I，Hocking A D．Mycotoxins in Australia:biocontrol of aflatoxin in peanuts［J］．Mycopathologia，2006(162):233-243．

［15］李玲，刘付香，梁炫强．生物防治黄曲霉毒素污染研究进展［J］．中国生物防治，2010，26(1):96-101．

［16］Domer J W．Biological control of aflatoxin crop contamination［A］．FL:CRC Press，2005:333-352．

［17］Schatzmayr G，Zehner F，Taubel M，et al．Microbiologicals for deactivating mycotoxins［J］．Molecular Nutrition and Food Research，2006(50):543-551．

［18］齐德生，于炎湖．铝硅酸盐类吸附剂对霉菌毒素的选择性吸附机制及其应用［J］．粮食与饲料工业，2002(5):31-33．

［19］刘艳丽，杨斌，常志顺，等．霉菌毒素脱毒的研究进展［J］．中国畜牧兽医，2012，39(1):85-88．

(责任编辑:叶红波)

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，中粮营养健康研究院首席营养学家，营养与代谢中心负责人，博士，主要从事营养与食品安全方面的研究．