真菌毒素污染引发的潜在食品安全问题及其对策探讨

2022-11-24陈嘉欣何咏欣蔡伟谊黄景初龚海锟杨嘉鑫威

食品安全导刊 2022年24期

陈嘉欣，何咏欣，蔡伟谊，黄景初，龚海锟，杨嘉鑫威

（广州市食品检验所，广东广州 511410）

1 真菌毒素污染引起的食品安全问题

随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，食品安全问题受到了社会公众和消费者的日益重视。真菌毒素是一类由丝状真菌产生的强毒性代谢产物[1]，具有脂溶性、耐高温的特点，在常规食品的加工和烹饪过程中很难彻底将其消除。真菌毒素在适宜的环境下极易污染粮食作物，如粮食作物在生长、储存、运输和加工等环节都有可能被真菌毒素污染。真菌毒素在谷物及其制品中造成污染较为常见[2]，真菌毒素随着食物链传递给牲畜从而可能污染肉、蛋、奶，直接或间接威胁人们的生命健康安全（畸形、内脏损伤、生殖系统紊乱和抑制免疫机制等）。

要防止真菌毒素病害，首先就要防止食物和饲料等发生霉变。近年来，尽管国家加大了对食品中真菌毒素残留的监管力度，但由真菌毒素污染引发的食品安全问题屡有发生。国家从1981年就开始对食品真菌毒素限量的标准《食品中黄曲霉毒素B1允许量标准》（GB2761—1981）进行修订，2003年引入并制定《中华人民共和国农产品质量安全法》。从该法确立的十几年里，我国针对各种农作物等食品原料如水稻、小麦、玉米的真菌毒素污染进行各种排查与风险评估，于2017年修订完成了《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》（GB 2761—2017）[3]，标准涵盖的食品类别更多、适用范围更广，该标准的修订完成充分体现了国家对食品安全保驾护航的决心。

当前，随着科学技术的发展和检测技术的提升，对真菌毒素残留的研究也越来越深入。许多经济发展较好的国家（美国、中国、日本）都对食品中真菌毒素残留做了限量要求，并规定了相关的检测标准。但是不同的国家或地区因国情不一样，所制定的真菌限量要求、检测指标与范围具有较大的差异，没有相对统一的标准。对比国内外食品真菌的限量要求与检测标准，欧盟对真菌毒素的检测技术的发展较早，检测技术大多以免疫亲和（固相萃取）结合高效液相色谱法联用法，这些方法早期被我国广泛运用。近年来，我国的检测技术快速发展，真菌毒素检测标准的检出限下降明显。与欧盟的相比，我国真菌毒素的检测标准涉及的食品种类更多、范围更广，但是GB 2761—2017的限量标准中仍然没有T-2或HT-2毒素的限量标准。

2 真菌毒素对食品安全的影响

2.1 食品中真菌毒素的种类

真菌毒素的种类很多，目前世界上已知的真菌毒素高达400多种[4]。食品安全主要监管和检测研究的真菌毒素分为6类，分别是黄曲霉毒素（Aflatoxins，AFT）、赭曲霉毒素（Ochratoxin，OTA）、玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）、伏马毒素（Fumonisin，FUM）以及T-2或HT-2毒素等。

2.1.1 黄曲霉毒素

黄曲霉毒素（Aflatoxins，AFT）是黄曲霉和寄生曲霉等某些菌株产生的双呋喃环素类毒素。黄曲霉毒素及其产生菌在自然界中分布广泛，有些菌株不止产生一种类型的黄曲霉毒素，在黄曲霉毒素中也有不产生任何类型黄曲霉毒素的菌株。其衍生物有约20种，分别命名为AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1和AFM2等。

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会被污染。产毒素的黄曲霉菌易在水分含量较高的禾谷作物、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。人们因误食这些含有毒素的食品或加工副产品而出现中毒。其中黄曲霉毒素B1的毒性最大，其致癌性是氰化物的10倍，属于IA级危险化合物。国际癌症研究机构把AFB1划分为I类致癌物。动物食用被黄曲霉毒素污染的饲料后，在肝、肾、肌肉、血、奶及蛋中均可检测出初级微量的毒素。我国已经有很多学者在研究AFM2，原因是全球范围内对AFM1的检测已经有大量数据，但对于牛奶中的AFM2的检测还较少[5]。何景等[6]随机抽取了北京地区120份小包装食用油，采用高效液相色谱法或液相色谱-质谱联用法，检测样品中包含AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1和AFM2共6种真菌毒素的含量。结果显示，在抽取的120份样品中，黄曲霉毒素检出率为6.67%。

黄曲霉毒素族具有致癌、致畸、致突变的作用，各国对食品中黄曲霉毒素残留量现状非常重视，中国、日本、欧盟等制定了相应的限量标准，其中我国规定大米、食用油中植物油脂黄曲霉毒素B1允许量标准为不得超过10 μg·kg-1；食用油中花生油、玉米油黄曲霉毒素B1允许量标准为不得超过20 μg·kg-1；婴幼儿配方谷物辅助食品AFB1不得超过0.5 μg·kg-1；婴幼儿配方奶粉AFM1不得超过0.5 μg·kg-1。黄曲霉毒素的检测标准众多，检测方法较为成熟，国家强制性标准《食品安全国家标准食品中黄曲霉毒素B族和G族的测定》（GB 5009.22—2016）里面涵盖了5种不同的检测方法（同位素稀释液相色谱-串联质谱法、高效液相色谱-柱前衍生法、柱后衍生法、酶联免疫吸附筛查法和薄层色谱法），实现了从各个维度、针对不同基质进行更加精准的检测。

2.1.2 赭曲霉毒素

赭曲霉毒素（Ochratoxin，OT）是由青霉属（Penicillium）和曲霉属（Aspergillus）的真菌所生的一组结构为氯化的异香豆素类似物与苯丙氨酸以酰胺键连接而成的次级代谢产物。赭曲霉毒素有3种结构类似物，分别是赭曲霉毒素A（Oehratoxin A，OTA）、赭曲霉毒素B（Ochratoxin B，OTB）和赭曲霉毒素C（Ochratoxin C，OTC），其中赭曲霉毒素A的毒性最大。赭曲霉毒素能污染小麦、花生、啤酒等多种食物。有学者认为OTA主要的靶器官是肾脏，但是急性毒性作用也会引起肝的细胞毒性作用[7]，国际癌症研究机构将OTA定位2B类致癌物。我国OTA的限量标准与AFB1大致相同，基本为0.5～ 5.0 μg·kg-1。国家强制性标准《食品安全国家标准食品中赭曲霉毒素A的测定》（GB 5009.96—2016）里面包含了5种不同的方法（免疫亲和层析净化液相色谱法、离子交换固相萃取柱净化高效液相色谱法、免疫亲和层析净化液相色谱-串联质谱法、酶联免疫吸附测定法和薄层色谱测定法）用于测定食品中赭曲霉毒素A的含量。《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》（GB 2761—2017）新增了葡萄酒与咖啡豆的OTA限量标准，但是目前全世界范围内，还没有国家规定OTB与OTB的限量标准。

2.1.3 玉米赤霉烯酮

玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）是由粉红镰刀菌和禾谷镰刀菌产生的一种类似激素真菌毒素，广泛存在于燕麦、高粱、小麦、玉米等谷类作物以及制品中。有学者认为ZEN的毒性比AFB1与OTA要低，但仍具有细胞毒性，过高的ZEN浓度水平会导致哺乳动物生殖系统紊乱，引发不孕不育，同样严重危害人类健康[8]。1997年，澳大利亚、法国和俄罗斯等国家已经制定了食品和动物饲料中玉米赤霉烯酮的最大允许限量为30～1 000 μg·kg-1，欧盟的限量标准是50～300 μg·kg-1，我国限量标准规定了小麦、玉米及其制品为60 μg·kg-1。国家强制性标准《食品安全国家标准食品中玉米赤霉烯酮的测定》（GB 5009.209—2016）里面包含3种不同的方法（液相色谱法、荧光光度法、液相色谱-质谱法）用于测定食品中玉米赤霉烯酮的含量。在我国ZEN分布广泛，其中广西[9]与山东[10]的玉米被赤霉烯酮污染的比较严重，ZEN的检出率高达45%，超出我国限量标准的就有16%，其中最高值为4 221.0 μg·kg-1。

2.1.4 脱氧雪腐镰刀菌烯醇

脱氧雪腐镰刀烯醇又名呕吐毒素（Deoxynivalenol，DON），该毒素是由和镰刀菌产生的二级代谢产物，该毒素是具有四环倍半萜的环氧化合物。根据其化学结构的不同，可以分为A、B、C和D四型，其中 B型（DON）的毒性最强。DON是谷物受污染最为严重的真菌毒素，DON在谷物中检出率几乎为100%。DON理化性质稳定，一般的食品研磨、压制、烹煮等加工程序都无法破坏其毒性，还可能通过食物链进行富集，因而对动物与人类构成严重威胁。 DON的急性毒性通常表现为呕吐、腹泻等胃肠道症状，严重时会导致造血系统坏死。国际食品法典委员会和欧盟已经颁布的婴幼儿谷物食品的限量标准为200 μg·kg-1；我国的大麦、小麦、麦片等谷物制品的限量标准为1 000 μg·kg-1，尚未制定婴幼儿的限量规定。国家强制性标准《食品安全国家标准食品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其乙酰化衍生物的测定》（GB 5009.111—2016）里面包含4种不同的方法（同位素稀释液相色谱-串联质谱法、免疫亲和层析净化高效液相色谱法、薄层色谱测定和酶联免疫吸附筛查法）用于测定食品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的含量。

2.1.5 伏马毒素

伏马毒素（Fumonisins，FUM）是由串珠镰刀菌、层出镰刀菌、尖孢镰刀菌等丝状植物病原真菌产生的一种水溶性代谢产物，分为FA1、FA2、FA3、FB1、FB2、FB3、FB4、FB5、FP2和FP3等，常见的为FB1、FB2和FB3。伏马毒素易污染玉米、水稻、小麦、高粱等多种粮食作物，引起农作物幼苗苗枯、根腐。伏马毒素可对动物的内脏造成损害，如引起肺水肿，生殖系统的紊乱（早产、流产、死胎和发情周期异常），造成马的脑部受损（白脑软化症），也会引起神经性中毒，因此对畜牧业的发展造成严重威胁。伏马毒素主要污染粮食及其制品，已成为继黄曲霉毒素之后的又一研究热点。伏马毒素在国际食品法典委员会、美国或欧盟都有相应的检测标准与限量标准，限量范围根据食品类型不同而不同，其限量在200～2 000 μg·kg-1。我国伏马毒素的检测有标准依据，但尚未有限量标准。国家强制性标准《食品安全国家标准食品中伏马毒素的测定》（GB 5009.240—2016）里面包含3种不同的方法（免疫亲和柱净化-柱后衍生高效液相色谱法、高效液相色谱-串联质谱联用法、免疫亲和层析净化-柱前衍生液相色谱法）用于测定食品中伏马毒素的含量。

2.1.6 T-2或HT-2毒素

T-2毒素主要是由拟枝镰孢菌、禾谷镰孢菌、三线镰孢菌等镰孢菌产生的次级代谢产物。T-2毒素在温和的碱性（碳酸钾溶液或氢氧化胺）条件下可以水解为HT-2毒素。T-2是单端孢酶烯族毒素中毒性最强的，在自然界中广泛分布，谷物在收获或储存中都有可能受其感染，所以认为T-2毒素是天然存在的最危险的食品污染物之一。有学者认为T-2毒素的靶目标是骨髓或肝器官中淋巴细胞，引起免疫受抑制，造成免疫力低下，导致其他疾病发生。欧盟的限量标准为15～1 000 μg·kg-1，婴幼儿谷物食品则不得超过15 μg·kg-1。国家强制性标准《食品安全国家标准食品中T-2毒素的测定》（GB 5009.118—2016）里面包含3种不同的方法（免疫亲和柱层析净化液相色谱法、间接ELISA法、直接ELISA法）用于测定食品中T-2的含量。

2.2 真菌毒素与其他食品污染物的联合毒性作用

AFB1+DON模式可以加强抑制细胞DNA的合成、干扰细胞蛋白质的合成，从而抑制其正常的生理活动，影响细胞代谢，引发细胞毒性作用[11]；AFB1+FB模式可以降低ROS的产生，从而使细胞凋亡[12]；AFB1+ST模式可以引起DNA与线粒体的损耗，从而引起细胞凋亡[13]；DON+PAT+T-2模式共存可能会增加其细胞毒性作用[14-15]。我国是谷物生产大国，因此谷物及其制品受真菌污染的情况备受关注。文献曾报道过127种霉菌毒素组合（在谷物或其制品），其中就包括了AFs+FUM、DON+ZEA、AFs+OTA和FUM（烟曲霉毒素）+ZEA[16]。真菌毒素的联合作用引起了越来越多的关注，大量的数据表明，与单一真菌毒素的作用相比，真菌毒素的联合作用对人体的健康损害更大[10]。

2.3 真菌毒素在食品原料（农作物）的蓄积分布

研究表明，水稻颖壳和米糠中的毒素比胚乳要高，可能因为易与粗纤维和蛋白质结合[17]；AFB1在糙米的浓度比精米高，加工过的糙米AFB1的浓度有所下降，所以有人用脱除颖壳脱毒[18]；还有研究表明小麦的真菌毒素DON污染往往是麸皮，去除麸皮可以降低毒素的污染水平[19]。相比之下，不受管制的真菌毒素，包括隐蔽型和新型的真菌毒素、真菌毒素的联合作用以及真菌毒素与其他食品污染物的组合都会提高食品污染的发生率，而且研究者对它们潜在的毒理学和生物学影响知之甚少[14-15]，因为缺乏相关的检测分析方法与限量标准，但是它们对食品安全的影响不可忽视。

新出现与隐秘型的真菌毒素包括镰刀菌、恩镰孢菌、白僵菌BEA和念珠菌、曲霉（柄曲霉）、青霉（霉酚酸酯）、桔霉素和链格孢属（链格孢属、链格孢菌单甲醚和链格孢菌酮酸）杂色曲霉毒素、环匹阿尼酸[20]。对于这些新出现的真菌毒素，尚未确定最大限值，这可能是由于它们的识别较晚以及关于它们的毒性、浓度水平和发病率的可用数据不足[21]。有文献指出，虽然急性接触ENN和BEA不会对人类健康造成危害，但也无法评估这些新型的真菌毒素对人类和动物的影响，需要进行长期研究以评估体内毒素可能产生的慢性毒性作用，建议采用毒理学相关方法来评估人类饮食接触的这些新型真菌毒素的影响[22-23]。

3 真菌毒素污染问题的解决对策探讨

3.1 在限量标准制修订方面

目前，我国的食品中真菌毒素限量标准主要为《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》（GB 2761—2017）[3]，标准的修订与变更需为我国的农产品质量安全提供更加科学和准确的依据。我国的限量标准是2017年开始实施的，经过了5年的发展，其涵盖了黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素M1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、展青霉素、赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮的限量指标。因此，随着检验技术的发展、风险评估体系的范围的扩大，该标准还需要不断细化、增加、完善涉及的真菌毒素种类（如伏马毒素、T-2毒素等）和食品类别，并改进应用原则。

3.2 在检测方法研究方面

国内多数学者研究集中在少数几种真菌毒素的检测，并不能提供有效、全面、可靠的真菌毒素污染情况。因此，更加快速、高效、精准、新兴和隐秘型真菌毒素的筛查手段与检测技术的开发对准确分析各种食品中真菌毒素和原型及其有毒中间代谢产物的污染情况，降低引发食品安全问题具有的重要意义。同时，随着现代科学计数的不断发展，特别是免疫学、生物化学、分子生物学的发展，国内外已经建立了不少快速、简便、特异、敏感、低耗且实用的真菌毒素检测方法，建立适合我国现状的真菌毒素污染控制和检测技术尤为重要。