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1、第六章食物中的真菌毒素 第一节黄曲霉毒素第二节其他曲霉和青霉毒素第三节麦角中毒和食物中毒性白细胞缺乏症第四节蘑菇毒素 2019 1 真菌 Fungi 在新陈代谢过程中可产生大量化学结构各异的生物活性物质 许多这类物质对人和动物具有毒性 被称为真菌毒素 真菌毒素一般分为霉菌毒素 Mycotoxins 和蘑菇毒素 Mushroomtoxins 两类 2019 2 霉菌毒素通常是指丝状真菌产生的毒素 霉菌及其产生的毒素对食品的污染多见于南方多雨地区 霉菌和霉菌毒素污染食品后 引起的危害主要有两个方面 即霉菌引起的食品变质和霉菌产生的毒素引起人类的中毒 霉菌污染食品可使食品的食用价值降低 甚至完全不能
2、食用 造成巨大的经济损失 据统计全世界每年平均有2 的谷物由于霉变不能食用 霉菌毒素引起的中毒大多通过被霉菌污染的粮食 油料作物以及发酵食品等引起 而且霉菌中毒往往表现为明显的地方性和季节性 2019 3 目前已知的霉菌毒素约有200余种 不同的霉菌其产毒能力不同 毒素的毒性也不同 曾按其毒性作用性质分为肝脏毒 肾脏毒 神经毒 致皮肤炎物质 细胞毒及类性激素作用的物质 现也按其化学结构不同而表示其毒性作用 目前均按产毒的主要霉菌名称来命名 与食品的关系较为密切的霉菌毒素有黄曲霉毒素 赭曲毒素 杂色曲毒素 岛青霉素 黄天精 桔青霉素 层青霉素 单端孢霉素类 丁烯酸内酯等 2019 4 第一节黄曲
3、霉毒素 黄曲霉毒素是由黄曲霉 aspergillusflavus 和寄生曲霉 aspergillusparasiticus 产生的一类次生代谢产物 温特曲霉也能产生黄曲霉毒素 但产量较少 黄曲霉毒素具有极强的毒性和致癌性 是目前所知致癌性最强的化学物质 2019 5 是怎么被发现的 发现黄曲霉毒素的历史 可追溯到1960年的火鸡事件 1960年6 8月 英国苏格兰某地在短短几个月内突然死亡10万只火鸡 一时间造成了极度恐慌和不安 关于病因当时也弄不清 只得取名为x病 这就是英国有名的 火鸡x病 事件 后来经过食品 毒理和细菌学方面专家的通力合作 终于找出了火鸡大批死亡的原因 剖检见肝出血性坏死
4、 疑为来自巴西的发霉花生粉饲料 并从中分离出黄曲霉菌 用该花生粉喂饲小鸡 小鸭 出现与火鸡中毒相似症状 1961年又用该花生粉喂饲大白鼠 并进行长期毒性试验 结果表明 在部分大鼠中 成功诱发出肝癌 以后又对该物质提纯 纯品在动物身上也复制出同样病变 遂将其命名为黄曲霉毒素 AF 2019 6 认识黄曲霉毒素 化学结构 黄曲霉毒素 Aflatoxins 是一组化学结构类似的化合物 目前已分离鉴定出十几种 其中包括以下几种 B1 B2 G1 G2 M1 M2 P1 Q H1 GM B2a和毒醇 黄曲霉毒素的的基本结构为二呋喃环和香豆素 即含有一个双呋喃环和一个氧杂萘邻酮 香豆素 前者为基本毒性结构
5、 后者与致癌有关 B1是二氢呋喃氧杂萘邻酮的衍生物 为毒性及致癌性最强的物质 M1是黄曲霉毒素B1在体内经过羟化而衍生成的代谢产物 黄曲霉毒素的主要分子型式含B1 B2 G1 G2 M1 M2等 其中M1和M2主要存在于牛奶中 2019 7 2019 8 二 理化性质 在紫外线下 黄曲霉毒素B1 B2发蓝色荧光 黄曲霉毒素G1 G2发绿色荧光 黄曲霉毒素的相对分子量为312 346 难溶于水 易溶于油 甲醇 丙酮和氯仿等有机溶剂 但不溶于石油醚 己烷和乙醚中 一般在中性溶液中较稳定 但在强酸性溶液中稍有分解 在pH9 10的强碱溶液中分解迅速 其纯品为无色结晶 耐高温 黄曲霉毒素B1的分解温度
6、为268 紫外线对低浓度黄曲霉毒素有一定的破坏性 2019 9 三 Wherearetheyfrom AFT主要污染粮油食品 动植物食品等 如花生 玉米 大米 小麦 豆类 坚果类 肉类 乳及乳制品 水产品等均有黄曲霉毒素污染 其中以花生和玉米污染最严重 家庭自制发酵食品也能检出黄曲霉毒素 1 污染的主要粮油及制品 如小麦 面粉 高梁 大米等 2 污染的主要其他食品 如花生 玉米 黄豆 马铃薯 干咸鱼 2019 10 在我国 产生黄曲霉毒素的产毒菌种主要为黄曲霉 1980年测定了从17个省粮食中分离的黄曲霉1660株 广西地区的产毒黄曲霉最多 检出率为58 总的分布情况为 华中 华南 华北产毒株
7、多 产毒量也大 东北 西北地区较少 黄曲霉菌在有氧 温度高 30 33 和湿润 湿度89 90 的条件下容易生长 并可淘汰其拮抗菌种如青霉菌 Penicillium 和镰刀霉菌 Fusarium 的生长 故尤其是高温高湿地区的粮油及制品总检出率更高 2019 11 四 在机体内的代谢 1 分布与排泄 黄曲霉毒素进入机体后 在肝脏中的量较其他组织器官为高 说明肝脏可能受黄曲霉毒素的影响最大 肾脏 脾脏和肾上腺也可检出 肌肉中一般不能检出 黄曲霉毒素如不连续摄入 一般不在体内积蓄 一次摄入后约1周即经呼吸 尿 粪等将大部分排出 2 代谢 AFB1在动物体内经细胞内质网微粒体混合功能氧化酶系代谢 在
8、微粒体混合功能氧化酶系的作用下AFB1发生脱甲基 羟化及环氧化反应 主要代谢产物为AFM1 AFP1 AFQ1三个羟化产物和AFB1 8 9 环氧化物 2019 12 2019 13 AFM1可在喂养含B1的饲料的奶牛产牛奶中检出 据计算约有1 的AFB1在牛奶中转化为该代谢物 也可在喂养含B1的饲料的绵羊和小鼠的肝 肾 尿中检出 在生物体内的AFM1约占黄曲霉毒素代谢物量的2 两者急性中毒剂量几乎完全相同 但M1的小鼠致癌活性为B1的1 10 AFP1 AFQ1的急性毒性均低于B1 其中Q1对鳟鱼无致癌作用 2019 14 黄曲霉醇 Aflatoxical 是B1的还原产物 急性毒性为B1的
9、1 20 雏鸭 Ames试验的致突变活性是B1的1 15 对鳟鱼的致癌活性约为B1的1 2 黄曲霉醇在体内可完全氧化形成B1 但有学者指出 其醇会发生葡萄糖醛酸结合反应或硫酸结合反应形成结合产物 为B1的解毒途径 2019 15 AFB1 8 9 环氧化物是B1的终末致癌物 曾经分离得到AFB1 8 9 环氧化物与核酸鸟苷酸碱基的结合产物 G N 黄曲霉素 2019 16 2019 17 五 黄曲霉毒素毒性 1 AFT的毒性毒性极强 远远高于氰化物 砷化物和有机农药的毒性 黄曲霉毒素B1 B2 G1 G2 M1 M2对雏鸭的经口LD50分别为12 g 只 84 8 g 只 39 2 g 只 1
10、72 5 g 只 16 6 g 只 62 g 只 急性中毒症状主要表现为呕吐 厌食 发热 黄疸和腹水等肝炎症状 小鼠急性中毒反应包括伴有水肿的肝损害 胆管增生和实质性细胞坏死 恒河猴急性中毒反应为肝脏脂肪浸润和胆管增生 并伴有静脉纤维化 因此 黄曲霉毒素急性毒性主要表现为肝毒性 1993年黄曲霉毒素被世界卫生组织 WHO 的癌症研究机构划定为1类致癌物 2019 18 2 黄曲霉毒素B1的毒性在天然污染的食品中黄曲霉毒素以B1最为多见 其毒性和致癌性也最强 1 急性中毒 它是一种剧毒物质 毒性比KCN大100倍 仅次于肉毒霉素 是目前已知霉菌中毒性最强的 人日摄入黄曲霉毒素B12 6mg即可发
11、生急性中毒甚至死亡 它的毒害作用 无论对任何动物 主要变化是肝脏 呈急性肝炎 出血性坏死 肝细胞脂肪变性和胆管增生 脾脏和胰脏也有轻度的病变 2019 19 2019 20 2 慢性中毒 长期摄入小剂量的黄曲霉毒素则造成慢性中毒 其主要变化特征为肝脏出现慢性损伤 如肝实质细胞变性 肝硬化等 出现动物生长发育迟缓 体重减轻 母畜不孕或产仔少等系列症状 2019 21 3 黄曲霉毒素的致癌性 致突变性和致畸性 1 致癌性 AFT是目前所知致癌性最强的化学物质 致癌力居首位 当饲料中的B1含量低于100 g kg时 26周即可使敏感生物如小鼠和鳟鱼出现肝癌 危害性主要在于对人及动物肝脏组织有破坏作用
12、 严重时 可导致肝癌甚至死亡 也能诱发胃癌 肾癌 直肠癌及乳腺 卵巢 小肠等部位的癌症 其致癌特点是 A 致癌范围广 能诱发鱼类 禽类 各种实验动物 家畜及灵长类等多种动物的实验肿瘤 B 致癌强度大 其致癌力比二甲基亚硝胺诱发肝癌的能力大75倍 是奶油黄的900倍 比3 4 苯并芘大4000倍 比六六六大1万倍 C 可诱发多种癌 2019 22 黄曲霉毒素对人的致癌性虽然缺乏直接证据 但大量流行病学调查均证实 黄曲霉毒素的高水平摄入和人类肝癌的发病率密切相关 在有关主要地区 东南亚 中国南方进行的对比性研究中发现 原发性肝癌和食物中黄曲霉毒素含量多少有关 广西扶绥县和我国另一个肝癌高发区 江苏
13、启东市地处潮湿的三角洲地带 粮食易于霉变 流行病学调查发现这一地区玉米和花生所含的B1含量大多超过了诱发动物肿瘤所需要的剂量 2019 23 2 致突变 致畸性黄曲霉毒素在Ames实验和仓鼠细胞体外转化实验中均表现为强致突变性 对大鼠和人均有明显致畸作用 大鼠妊娠第15d静脉注射黄曲霉毒素B1剂量80mg kg体重可导致畸胎 2019 24 2019 25 AFT急慢性中毒的靶器官主要是肝脏 但并不局限于肝脏 需要经过体内代谢活化才表现毒性 AFT首先由肝微粒体中与细胞色素P450有关的多功能氧化酶催化 形成一种具有高反应活性的 亲电性的 由AFB1的8 9 乙烯基醚环氧化而形成 环氧化物 该
14、环氧化物一部分可由于形成生物大分子结合物 如与谷胱甘肽转移酶 GST 尿苷二磷酸 葡萄醛酸基转移酶 UDP GT 或磺基转移酶的结合 从而受环氧化物酶 EH 催化水解而被解毒 另一部分则与生物大分子的亲核中心反应 生成DNA RNA以及蛋白质和类脂的结合物 与蛋白质 包括酶 类脂的结合可引起细胞的死亡而表现为急性毒性 与核酸的结合可引起突变而表现为慢性毒性 遗传学研究表明 AFTB1诱发肝癌的部分原因是AFB1的诱变代谢物 AFB1 8 9 换氧化物 与DNA中的鸟嘌呤结合 形成鸟嘌呤黄曲霉毒素B1 并诱致外显子7的第249密码子第3个碱基的顺换 即AGG AGT 从而引起P53肿瘤抑制基因的
15、突变 最后使应表达的精氨酸误表达为丝氨酸 导致肝癌的发生 毒作用机理 2019 26 2019 27 六 部分国家检验检疫要求 1995年 世界卫生组织WHO规定食品 如玉米和花生制品 黄曲霉毒素最高允许浓度为15 g kg 美国联邦政府有关法律规定人类消费食品和奶牛饲料中的黄曲霉毒含量 指b1 b2 g1 g2的总量 不能超过15 g kg 人类消费的牛奶中的含量不能超过0 5 g kg 动物性原料中的最大允许含量为100 g kg 其他动物饲料中的含量不能超过300 g kg 而欧盟国家规定更加严格 要求人类生活消费品中的黄曲霉毒素b1的含量不能超过0 05 g kg 我国政府对各种食物中
16、黄曲霉毒素的最高允许量见表6 2 我国还规定婴幼儿奶粉中不得检出黄曲霉毒素M1 2019 28 2019 29 表6 2我国黄曲霉毒素最大允许含量 2019 30 七 黄曲霉毒素的脱毒方法1 控制仓储粮食含水量 防止发霉 2 紫外线照射可使毒素含量下降 3 挑选霉粒法 将发霉粮食和未发霉粮食粒分开 4 对污染谷物进行加热处理也常用于黄曲霉毒素的脱毒 普通烘烤0 5h后 花生中的B1可减少80 湿热处理比干热处理能更有效降低黄曲霉毒素含量 5 较为有效的化学去毒方法是使用氨水 可用于玉米和粗棉籽的脱毒 将严重污染黄曲霉毒素的棉籽 含AFT800 g kg 和氨水混合 密封于大塑料袋中 保存于阳光下几周 可使其AFT含量降至FDA要求的低于100 g kg的水平 2019 31 第二节其他曲霉和青霉毒素 一 杂色曲霉素和赭 zhe 曲霉素杂色曲霉素 Sterigmatocystin 是一类结构类似的化合物 见图6 4 主要由杂色曲霉Aspergillusversicolor和构巢曲霉A nidulans等真菌产生 2019 32 杂色曲霉主要污染玉米 花生 大米和小麦等谷物 但污染范围和程
