黄曲毒素知多少?
2009/12/04 23:49
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黄曲毒素(aflatoxins)是恶名昭彰的真菌毒素,常让人和发霉的食品联想在一起。它们受到重视起因于1960年在英国发生了因喂食被真菌污染的花生粕而导致大批火鸡突然死亡的事件。并非所有遭到真菌污染的食品或饲料都会残留黄曲毒素。黄曲毒素主要是由属于曲菌属(Aspergillus)的黄曲菌(A. flavus)及寄生曲菌(A. parasiticus)这两种真菌所产生的二级代谢产物(secondary metabolites),另一类很重要的真菌二级代谢产物是青霉菌(Penicillium)产生的青霉素(penicillins)。目前已知的黄曲毒素种类有B1、B2、G1及G2四种(图一),它们是一类具有很强毒性(toxic)和致癌性(carcinogenic)的低分子量化合物(表一)。这四种毒素以黄曲毒素 B1的毒性最强,常使动物及人类肝脏发生病变,实在不可不慎。
然而黄曲毒素难道只有在发霉的花生和其制品中才有吗?其实不然,后来研究人员发现乳制品中也有黄曲毒素,尤其是第五种黄曲毒素M1。酪农饲养乳牛除了提供草料之外,也会补充适量的配合饲料,以促进生长并提高泌乳量,但饲料若处理不当就可能遭黄曲毒素污染,当乳牛摄入此种受污染的饲料后,其中所含的黄曲毒素B1经牛体代谢后残存百分之一至二,且转为另一形式的黄曲毒素M1,随乳汁分泌出来。黄曲毒素M1之毒性虽较黄曲毒素B1弱,但长期食用含过量黄曲毒素M1之乳制品,仍会造成肝脏损伤。
卫生署食品卫生标准规定,花生及其制品中黄曲毒素不得超过15ppb。倘若,摄食了大量被黄曲毒素污染的食物,会导致急性肝中毒(hepatotoxicity),甚至死亡。主要的病征有:呕吐、腹痛、肺水肿、痉挛、昏迷、或肝、肾、心衰竭或脑水肿而造成死亡。有流行病学研究指出,受到黄曲毒素污染严重的地区,人们通常有较高的肝癌发生率,而黄曲毒素也可能是B型肝炎病毒带原者发生肝癌的另一导致因素。
黄曲毒素的合成路径一般相信是由初级代谢产物而来。当菌开始生长时,初级代谢即开始进行,此时根本没有或只有少量之黄曲毒素,后来由于磷、氮或一些其他微量元素等初级代谢中所需之养份渐渐用完而变成限制因子之后,生长逐渐受阻,初级代谢作用也受到干扰,各种不同的初级代谢物开始累积,会引发或促进次级代谢所需酵素之活性,导致次级代谢作用之进行,例如A. flavus及 A. parasiticus,此时polyketide生合成代谢路径会超过脂肪酸之生合成代谢,进而促进黄曲毒素之生合成作用。
目前最新的对黄曲毒素的检测方法是利用单株抗体,其特征在该单株抗体对黄曲毒素B1, B2, G1 及G2具高亲和力,可用于检测试样中黄曲毒素之总含量,但对黄曲毒素衍生物不具交叉反应。
影响黄曲毒素产生的因素有很多,其中温度、湿度、基质、培养时间以及不同地区所得到菌株产生黄曲毒素的量也大不相同;Sorensen et al. 1967的报告中指出A. flavus和A. parasitics在11-37℃都可产生黄曲毒素。Diener and Davis 1967研究相对湿度对花生在储存时黄曲毒素累积的影响,发现受伤害的花生要在相对湿度85﹪时,有少量的黄曲毒素产生,而完整的花生则要在相对湿度87-89﹪才会有黄曲毒素产生。在相对湿度为97-99﹪,温度范围13-41.5℃之间均会产生黄曲毒素。Ehrlich and Cotty 2002指出不同地区所得到相同种(species)的不同菌株其黄曲毒素的产生量有着大不相同的结果,此现象可归因于调控基因层次上的不同。他们发现将北美的亚利桑纳州(SB)与非洲西部的贝宁(SBG)所得到的A. flavus在实验培养时,SBG菌株以硝酸盐为氮源黄曲毒素的产量远较以铵盐为氮源时少。经过进一步研究后得到一结论:黄曲毒素的产生是因AflR与AflJ这两个基因所调控,而这两个基因又被AreA-binding site所调控著,此外,AreA-binding site的多寡也调控著黄曲毒素的产量。此两地所得到的A. flavus其所含有的AreA-binding site则是(SB)含有较多,(SBG)较少,相对的黄曲毒素的产量也是(SB)较多。
产生黄曲毒素的真菌不仅在花生中可找到,还可在玉米、小麦、燕麦、棉籽、树豆等作物中发现。市售农产品由于受到自然环境、卫生条件及储藏时间之影响,往往为黄曲菌寄生并导致黄曲毒素的产生。由于黄曲毒素具有极高的热安定性,不易被一般加工方法所破坏或去除;且其毒性经动物试验结果显示在极低的剂量下,即足以导致癌症的产生,故防治此类真菌对于农产品的污染,已成为农业界之重要课题。日常生活中要预防黄曲毒素的危害,建议在购买这一类的产品时,尽可能选购新鲜的、包装完整的,并从外观色泽观察是否长霉;储藏时要保持在干燥阴凉通风处,一过保存期限就要丢弃。花生制品如花生酱、花生粉少吃。家禽类食入黄曲毒素的机会很高,所以应该少吃动物内脏(尤其是肝脏)。食物发霉应立即丢弃,不要食用,以避免遭受黄曲毒素的伤害。
表一、黄曲毒素的毒性和致癌性
黄曲毒素种类 | 毒性 (半致死剂量mg/kg) | 相对致癌性 |
B1 | 0.36 | 100 |
M1 | 约0.36 | 3 |
G1 | 0.78 | 3 |
B2 | 1.69 | 0.2 |
G2 | 2.45 | 0.1 |
参考文献:
1. Ehrlich, K. C. and P. J. Cotty. 2002. Variability in nitrogen regulation of aflatoxin production by Aspergillus flavus strains. Appl. Microbiol. Biotechnol. 60:174-178.
Marth, E. H. 1982. Aflatoxin (part of chapter 4). In G. Reed (ed.), Prescott & Dunn’s Industrial Microbiology, 4th ed.
来源:
http://vschool. scu. edu. tw/ biology/ content/ mbiology/ mb030. htm