书城科普环境中有害物质知多少
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第28章 环境中的真菌毒素(1)

什么是真菌毒素

真菌广泛分布于自然界,可以说无处不在,数目庞大,估计有10万种之多,我们日常生活中与真菌有着千丝万缕的联系。我们吃的馒头、面包、酱油、醋、豆腐乳、豆酱等食品少不了酵母、曲霉、根霉等真菌的作用,美味的蘑菇、木耳、银耳,产生青霉素的青霉;中药材的茯苓、虫草、灵芝;引起食品、衣物、纸张、器皿发霉变质的霉,引起麦类发生赤霉病的镰刀菌等等,都是真菌。

在数量庞大的真菌中,有些真菌如黄曲霉、寄生曲霉、镰刀菌、节菱抱等,在食品和农作物中生长繁殖,使食品发霉,品质降低,甚至不能食用。它们能使农作物发生病害,产量降低,造成巨大的经济损失。这些真菌还能产生有毒的代谢产物—真菌毒素。至今已发现的真菌毒素已达300多种,其中霉菌毒素已有200多种,与人类关系密切的有近100种。

产毒真菌在自然界分布很广,在土壤、水体和空气中几乎无处不有,主要分布在不通风、阴暗、潮湿和温度较高的环境中,其中最常见的为青霉、曲霉、镰孢霉中的某些种。据报道,在粮谷、作物、饲料中分离得到的真菌中有30%~40%的菌株可产生毒素。

环境中的真菌毒素对人和动物产生的危害主要是污染食品造成的。有关真菌毒素的问题世界各国都很重视,黄曲霉毒素的研究尤其具有划时代的意义。黄曲霉毒素之所以引人注目的另外一个原因是它是天然物中致癌性最强的毒素,也是世界各地的农产品及食品最易受其污染的一种真菌毒素。有数字表明,每年大约有25%的农作物受到不同程度的真菌毒素的污染,这已经对农作物、家禽甚至于国民经济产生深刻的影响。据保守估计,由于真菌毒素存在的原因对饲料和家畜业的影响,仅在美国和加拿大每年造成的损失就有50亿美元。在发展中国家,食物中的真菌毒素甚至影响人口数量,并缩短人的平均寿命。

真菌毒素的存在而造成的直接经济损失可以通过农作物减少的数量、降低的质量,以及动物发病率的增加作一估计。但造成的间接影响却未得到足够的重视。举例来说,被黄曲霉毒素污染过的农作物由于品质下降,不仅减少了市场份额,还增加了处理和加工的费用,并增加了解毒和稀释毒性方面的费用。许多发展中国家的经济很大程度上依靠农业粗产品的出口,但由于干燥设备的不足及湿润的气候条件,导致一些农产品的黄曲霉毒素超标。大多数发达国家进口的技术和卫生要求越来越高,这些也导致出口的收缩并最终对发展中国家的经济产生重大影响。

真菌毒素对人类有严重的伤害,表现在它能对人体产生长期的影响,尤其是会引起免疫机能的伤害和产生癌症。但由于其对人体的危害并不像病毒和微生物污染那样明显,因而公众对真菌毒素的影响依旧不够重视。现已查明自然界存在的真菌毒素在200种以上,按真菌毒素的重要性及危害依次排列为:黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、单端孢霉烯族毒素、玉米赤霉烯酮。真菌毒素具有两种毒性,一是致脱氧核糖核酸损伤,有者可致癌;二是细胞毒性,有破坏质膜和细胞酶的作用。

黄曲霉毒素有何毒害作用

黄曲霉毒素是由黄曲霉、寄生曲霉代谢产生—类结构相似含多环不饱和香豆素的化合物,已分离出17种,其中4种(B1,B2,G1,G2)已完全弄清其特性并从毒物学方面进行了广泛研究,以黄曲霉毒素B1毒性最大(大于氰化钾)。黄曲霉是分布最广的霉菌之一,在全世界几乎无处不有。但并非所有黄曲霉菌株都产生黄曲霉毒素,近年的研究发现,产毒菌株数和华东产毒菌株多,产毒量也高;东北和西北较少。

黄曲霉毒素可存在于多种热带或亚热带地区出产的食品内。最常发现含有黄曲霉毒素的是花生。其他食品还有玉米、无花果、果仁及多类谷物中感染黄曲霉毒素都较常见。黄曲霉菌肉眼看上去往往是绿色的,而黄曲霉毒素却无臭、无味、无色。

化学上而言,食物中的黄曲霉毒素呈稳定状态,能抵受一般的烹调过程,不易分解。黄曲霉毒素一旦出现,便难以消除。在现今社会里,人类因摄取到黄曲霉毒素而引起急性中毒的个案是很罕见的。中毒病征可能包括发热、呕吐及黄疸病,也可能引致急性肝脏受损,情况严重的会致命。长期摄取黄曲霉毒素与罹患肝癌有关。动物研究结果显示老鼠、仓鼠及猴子等动物经长期口服黄曲霉毒素后,可引致肝部长出肿瘤。

黄曲霉毒素对食物和食物原料的污染在世界各国具有普遍性。黄曲霉毒素主要通过食物摄入后经消化道吸收,大部分分布在肝脏,但在肾脏、血液、肌肉和脂肪组织中也有分布。黄曲霉毒素的代谢产物大多也有毒或致癌、致突变。黄曲霉毒素可引起急慢性中毒,中毒多发生在阴雨连绵的收获季节后。

黄曲霉毒素B1与人类肝癌有直接关系。流行病学研究表明,人群膳食中黄曲霉毒素水平与人类原发性肝癌的发病率呈很强的正相关。由于黄曲霉毒素具有极强的毒性和致癌性,而引起了世界各国的重视。我国于1981年作为正式国家标准,颁布了食品中黄曲霉毒素B1最高允许量标准:玉米、花生仁、花生油为≤20微克/千克;玉米及花生仁制品为≤20微克/千克;大米和其他食油≤10微克/千克;其他粮食、豆类、发酵食品≤5微克/千克;婴儿食品中不得含有。

黄曲霉毒素耐热,一般烹调加工方法达不到去毒的目的。污染食品仅依靠加热处理仍不能安全消除隐患,应根据具体情况进行综合防范。①谷物收获后,尽快脱水干燥,并放置在通风、阴凉、干燥处,防止发霉变质。②拣除霉变颗粒。除去发霉、变质的花生、玉米粒,是防止黄曲霉毒素中毒、减少危害的最有效措施之一。③反复搓洗、水冲。对污染的谷物、豆类等粮食,用清水反复搓洗4~6次,随水倾去悬浮物,可去除50%~88%的毒素。④加碱、高压去毒。碱性条件下,黄曲霉毒素被破坏后可溶于水中。反复水洗或加高压,可去除85.7%的毒素。

赭曲霉毒素有何毒害作用

赭曲霉毒素是分子结构类似的一组化合物,包括赭曲霉毒素A、赭曲霉毒素B、赭曲霉毒素C、赭曲霉毒素D和赭曲霉毒素α,是由曲霉属和青霉属的某些菌种产生的。赭曲霉毒素的分布范围较广,作为一种天然污染物几乎可在所有谷物中分离到。国内外均有分布,是谷物、大豆、咖啡豆和可可豆的常见污染物。在气候温和的澳大利亚和南斯拉夫,从谷物中分离到的赭曲霉,有28%~50%的菌株具有产毒能力。

赭曲霉毒素A是一种比黄曲霉毒素B1毒性更大的真菌毒素,赭曲霉毒素A在国内某些地区的分布比黄曲霉毒素更为广泛,危害相当严重,现已发现有7种曲霉和6种青霉菌能产生赭曲霉毒素A,其中曲霉和鲜绿青霉为主要产毒菌。在所有赭曲霉毒素中以赭曲霉毒素A毒性最大。赭曲霉毒素A主要危害肾,造成肾肿大;也可造成肠炎、淋巴坏疽、肝大等。虽然赭曲霉毒素A单独作用时致死率不高,但它常存在于含黄曲霉毒素的玉米中起协同作用,使黄曲霉毒素的有害作用增大增强。

赭曲霉毒素A是一种与人类健康密切相关的霉菌毒素,可能是人类的致癌剂。除了潜在的遗传毒性和致癌性外,赭曲霉毒素A也是一种具有免疫赭曲霉毒素抑制、神经毒性以及致畸性的物质。

世界粮农组织和卫生组织联合专家委员会在第37次会议上暂订的赭曲霉毒素A周摄入量为112纳克/千克体重,相当于每日16纳克/千克体重。在1995年的第44次会议上,重新确定了赭曲霉毒素A的周摄入量为100纳克/千克体重,相当于每日14纳克/千克体重。目前,有部分国家已制定了食品和饲料中赭曲霉毒素A的限量标准。我国尚未制定。

防止赭曲霉毒素中毒的措施是:①防止食品发霉变质。谷物应尽快脱水干燥,并保存在通风、阴凉、干燥处。②拣除发霉、变质的大豆、玉米粒,防止赭曲霉毒素中毒。③用清水反复冲洗,可去除一定数量的赭曲霉毒素。④赭曲霉毒素可溶于稀的碳酸氢钠溶液中,进行处理后再反复水洗,即可达到安全要求。

展青霉素有何毒害作用

展青霉素是一种由多种真菌产生的有毒代谢产物。展青霉素具有两方面的作用:首先它是一种广谱抗生素,可抑制多种革兰阳性细菌及大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒、副伤寒杆菌等革兰阴性细菌,对某些典型真菌、原生生物和各种细胞培养物的生长有抑制作用;另一方面又对小鼠、大鼠、猫、兔子等实验动物有较强的毒性。其污染食品和饲料后产生的毒害作用远大于其药用价值。

自然界有多种青霉及曲霉可产生展青霉素,污染食品和饲料的真菌主要有荨麻青霉、展青霉、棒状青霉、灰黄青霉、棒曲霉、巨大曲霉及雪白丝衣霉等。

1953年日本从引起奶牛中毒的发芽饲料中分离出了荨麻青霉,并从中检测出了展青霉素。中毒奶牛主要表现为上行性神经麻痹、中枢神经系统水肿及灶性出血。高剂量的展青霉素对大鼠的肾及胃肠系统有毒害作用。展青霉素还具有致畸性、致突变性和致癌性。

鉴于展青霉素的毒性及其污染情况,世界上已有十几个国家制定了水果及其制品中展青霉素的最高限量标准。我国1994年制定的相关标准为:苹果和山楂半成品中为100微克/千克,果汁、果酱、果脯、果酒、罐头和糖果类的限量标准为50微克/千克。

防止展青霉素中毒的措施有:①水果的外观应具有其本身的光亮色泽、适宜的表皮硬度、水分饱满、质嫩香甜,果体无病斑、无腐烂、无异味。

②水果储藏时,要视水果的水分、肉质不同,放在冰箱内或用纸箱存放于阴凉通风处。发现腐烂、霉变或有异味的水果要及时去除,以免污染其他好果。③食用前要用安全、无毒的水果消毒剂洗净,清水反复冲洗,或洗后削皮食用,避免表皮微生物及残留农药的污染。④尽量吃新鲜的水果,果体有小块腐烂时,要用刀挖去腐烂及其周围超出1厘米处的好果部分。如果果实腐烂1/3以上,就不应再食用了。

单端孢霉烯族化合物有何毒害作用

单端孢霉烯族毒素是镰刀菌属中的一些种产生的次生代谢产物。目前已发现有10种镰刀菌能产生单端孢霉烯族毒素,其中主要产毒菌为三线镰刀菌。此菌在28℃时繁殖最快,但在5℃时产毒最多,所以低温储藏过冬的玉米、麦类、小米和高粱等常含有大量的单端孢霉烯族毒素。到目前为止,从真菌培养物及植物中已分离出化学结构基本相同的单端孢霉烯族化合物148种。根据相似的功能团可将其分为A、B、C和D四个型。

赤霉病是粮食作物的一种重要病害,食用赤霉病谷物可引起食物中毒。引起小麦赤霉病的霉菌主要为禾谷镰刀菌。引起赤霉病的霉菌,可以产生两类霉菌毒素:一类为具有致呕吐作用的赤霉病麦毒素,主要有二氢雪腐镰刀菌烯酮、T-2毒素、镰刀菌烯酮-X等,这些毒素都属于单端孢霉烯族化合物;另一类是具有雌性激素作用的玉米赤霉烯酮。

大多数单端孢霉烯族化合物是由镰刀菌属的一些菌种产生的,A型单端孢霉烯族化合物的产生菌有三线镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、梨孢镰刀菌、木贼镰刀菌等;B型单端孢霉烯族化合物的产生菌主要有禾谷镰刀菌和黄色镰刀菌。

镰刀菌属的菌种广泛分布于自然界,从土壤中可分离到50多种镰刀菌,世界各地均有污染。这些真菌及其毒素主要侵害玉米、小麦、大米、燕麦、大麦等谷物。在我国,禾谷镰刀菌引起的赤霉病毒流行颇广,由此引起的人畜中毒事件屡有发生。

单端孢霉烯族化合物的主要毒害作用为细胞毒性、免疫抑制和致畸作用,甚至还有弱的致癌性。人类单端孢霉烯族毒素中毒的主要临床表现为消化系统和神经系统症状。主要表现为呕吐、衰弱、血性腹泻及运动失调等。肉眼可见肠道、淋巴结和心脏多发性出血点或出血斑,肠腔内含有大量的暗红色内容物。显微镜下可见肠道、淋巴结、心脏出血,胃肠道上皮细胞坏死,淋巴结、骨髓及肝脏细胞构成减少。有些单端孢霉烯族化合物可影响动物的免疫系统而改变其免疫应答,导致迟发型变态反应以及抗感染能力降低。

关于单端孢霉烯族化合物造成的人类食物中毒,全世界有不少报道。单端孢霉烯族化合物引起的食物中毒现象已引起世界各国的重视。加拿大、美国等国已制定了小麦中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的限量标准,我国于1996年也制定了小麦、玉米及其制品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的限量标准为:小麦、小麦面粉、玉米和玉米粉均≤1000微克/千克。

防止单端孢霉烯族化合物中毒的措施有:①谷物收获后要及时晒干脱水,储存在干燥、通风处,仓储要定期翻晒,以防霉变。②食品加工前应对储存的粮食进行霉菌毒素含量分析,超标者不能用于食品加工。③提高识别霉变食品的能力,对肉眼可见的发霉豆类、谷物等食品,应挑出霉变颗粒后再加工食用。发霉严重者不能食用。④培育优质、抗病的谷物品种。既可减少农作物病害,降低经济损失,又可防止人类霉菌毒素中毒,保障人类身体健康。