黄曲霉毒素去除方法研究进展

黄曲霉毒素去除方法研究进展 黄曲霉毒素 (aflatoxin, AFT)是由真菌属的黄曲霉（ Aspergillus flavus）和寄生 曲霉（ Aspergillus parasiticus）等产生的一类带有香豆素和双呋喃环的毒性代谢 产物已经鉴定的黄曲霉毒素有20 多种，常见的主要有AFB1, AFB2, AFG1 和 AFG2(结构见图1)，在污染的农产品和食物中最常见的是AFB1另外， AFB1 的代谢产物黄曲霉毒素M1 也是人们关注较多的一类黄曲霉毒素，但黄曲霉毒素 M1 通常存在于动物组织和体液中（如牛奶和尿液） 1 黄曲霉毒素的理化性质 黄曲霉毒素易溶于乙腈、甲醇、氯仿、二甲基亚砜有机溶剂，微溶于水，不 溶于乙醚、石油醚和正己烷等[1]黄曲霉毒素在酸性条件下比较稳定，在碱性 条件下，可以破坏黄曲霉毒素的内酯环，生成易溶于水的香豆素盐而失去毒性 黄曲霉毒素对热稳定，在100℃下， 20h 也不被破坏，只有在268℃以上的高温 下才裂解，故一般的烹调过程对黄曲霉毒素没有任何影响[2] 2 黄曲霉毒素的毒性及危害 黄曲霉毒素广泛存在于花生、玉米、小麦、大米等农产品中，尤其是在发展 中地区， 在高热高湿环境下由于贮存方式不当， 这些农产品容易累积黄曲霉毒素。

国际癌症研究机构于1993 年将黄曲霉毒素划定为I 类致癌物，其中 AFB1 是被 公认的到目前为止致癌力最强的物质黄曲霉毒素在体内主要分布在肝脏，人体 长期摄入含有黄曲霉毒素的食物容易患肝癌[3]最短在 24 周内就可以出现肝脏 坏死、癌变、结肠癌、胃癌等，严重时可导致死亡，同时，黄曲霉毒素对其他多 图 1 四种黄曲霉毒素的结构式 种组织器官也能造成严重损害，如肾脏，黄曲霉毒素的致癌、致畸、致细胞突变 作用己被证实 [4]AFB1 的毒性是氰化钾的10 倍，砒霜的 68 倍，三聚氰胺的 416 倍此外，黄曲霉毒素的致癌力是二甲基业硝胺的70 倍，苯并芘（ BHC） 的 10000 倍[5-6] 3 黄曲霉毒素的限量标准 每年世界上约有 25%的食物受黄曲霉毒素的污染， 特别是花生、 坚果、香料 和谷物更易受黄曲霉毒素的污染黄曲霉毒素危害性大、分布广泛、难去除，因 此为了预防黄曲霉毒素中毒事件的发生，保障人们的身体健康和饮食安全，很多 国家和地区都对农产品和食品中的黄曲霉毒素的含量作出了限量要求如欧盟现 行 的AFB1的 最 高 限 量 为2ng/g ， 花 生 、 坚 果 、 果 脯 和 谷 物 中 (AFB1+AFB2+AFG1+AFG2) 的总量为 4ng/g[7]。

我国国家标准 GB2761 -2011 《食 品中真菌毒素限量》中对食品中AFB1 限量做了规定：玉米及玉米制品、花生及 其制品不得超过 20μg/kg；稻谷、糙米、大米、植物油脂（花生油、 玉米油除外） 不得超过 10μg/kg；其他粮食、豆类、发酵食品不得超过5μg/kg；婴儿配方食 品不得超过 5μg/kg 4 黄曲霉毒素的去除技术 霉菌的生长对环境的要求不高，可以在种植、 贮运、加工等环节污染花生并 产生毒素花生一旦被曲霉污染并产生黄曲霉毒素，就必须经过有效的加工将其 脱毒才能用于食品或饲料的生产常用的黄曲霉毒素去除方法有物理法、化学法 和生物法 4.1 物理方法去毒 去除黄曲霉毒素的物理方法主要有水洗法、挑除法、吸附法、加热去毒法、 辐射法等 在处理霉菌毒素时， 对于易溶于水的霉菌毒素往往采用温热盐水浸泡法，这 是一种经济安全的好方法， 但黄曲霉毒素不溶于水并且对热稳定，所以用上述水 洗法效果不太理想 黄曲霉毒素在玉米和花生等农作物中分布很不均匀，所以用 水洗和挑除法很难去除大部分毒素 在饲料中，加入水合铝硅酸钠钙、沸石、膨润土、活性碳等可以吸附大部分 的黄曲霉毒素，甚至接近不含黄曲霉毒素饲料的水平。

张国辉等在畜禽饲料中添 加 0.5%-1%水合铝硅酸钠钙即可消除或减轻黄曲霉毒素对畜禽的不利影响[8] 叶盛群等 考察了两种不同霉菌毒素吸附剂对黄曲霉毒素的吸附脱毒效果，结果表 明两种霉菌毒素吸附剂在体外对黄曲霉毒素B1 均有较好的吸附脱毒能力；在体 内均能有效降低奶牛乳中黄曲霉毒素M1 的含景，并能提高奶牛产奶量 (P0.05)， 对乳品质无明显影响 [9] 黄达明等研究指出， 加热可以减少花生中黄曲霉毒素的水平, 并随着加热温度和 加热时间的增加 , 毒素减少量也增加； 黄曲霉毒素减少速率与样品最初被污染的 水平有关（黄达明，林 琳，林克龙.加热对减少花生中黄曲霉毒素水平的作用. 中 国 油 脂，2006，31(7)：51-53Gomaa等研究发现在高温高压下处理黄曲霉 毒素的效果明显好于常温常压E Gomaa MNE, Ayesh AM, Abdel Galil MM, et al. Effect of high pressure ammoniation procedure on the detoxification of aflatoxins. Mycotoxin Research, 1997, 13(1):23-34 。

由于AFB1广泛存在于污染的食品和饲料中，世界卫生组织已将控制食品中 AFB1污染作为全球公共卫生管理的重要目标电离辐射技术是一种能有效降解 食品中 AFB1的新型技术 用大剂量高压汞灯紫外线照射发霉的饲料能去除97%-99%的黄曲霉毒素，γ - 射线的常用照射剂量为3-5kGy/h(胡兰 .饲料黄曲霉毒素的 研究进展 ，饲料工业 ,2001，22(3):20-22)但强射线 (紫外线和γ -射线 )也 会破坏营养物质的结构黄曲霉毒素B1 含量达 41.0μ g/kg 以上的花生油经紫外 光处理后，其含量下降至5.3-9.1 μg/kg，符合国家标准（≤ 20μ g/kg） ；经处理后 的油品中的过氧化值、折光指数和酸价变化不大，均符合国家标准(徐鹤龙等， 2006) 花生油中 2mg/kg 的黄曲霉毒素 B1 在 800 μ w/cm2×30 min 紫外照射剂量 下可以完全降解，除了使花生油过氧化值显著增加( 在国标范围内 ) 外，花生油 酸价、碘价、羰基值及维生素E 及反式脂肪酸等微量成分并无明显变化，说明 所选照射剂量对花生油成分分子的结构没有构成损伤，从而没有使油脂发生酸败 等变质反应 (刘睿杰，金青哲，陈波，王珊珊，李秋，毛文岳，王兴国.紫外照射 去除黄曲霉毒素工艺对花生油品质的影响.2011,36(6):17-20) 。

采用 60Co 射线辐照源进行辐照能有效降解甲醇-水溶液 (V:V=60:40) 中的 AFB1，辐射剂量越大， AFB1 的降解率越高， 0.lmg/L 的 AFB1 溶液在 4kGy 时 降解率已经达到 82.4 %，6kGy 时降解率达到 96.3试验还证实， 初始浓度越低， AFB1 的降解越容易， 0.1 mg/L 的 AFB1 溶液在 3kGy 时降解率 58.8%，l0mg/L 的 AFB1 在 6kG y 时降解率 58.8%（王峰.黄曲霉毒素 B1 的辐射降解机理及产物 结 构 特 性 分 析.中 国 农业 科学 院 研 究 生 院 农 产品 加工 研 究 所 博 士 学 位论 文.2012.6） 利用等离子体处理黄曲霉毒素B1 溶液，以黄曲霉毒素降解率为指标，研究 了等离子体处理对黄曲霉毒素B1 降解效果的影响，在作用功率200w、作用时 间 80s和极距 3cm 条件下，AFB1 降解率可达 51.67%董晓娜 .等离子体法降解 残留农药及黄曲霉毒素的研究.青岛农业大学硕士学位论文.2012.6) (2)化学方法去毒 碱炼法：NaOH 溶液能迅速水解黄曲霉毒素，反应生成邻位香豆素钠盐，这 种钠盐能溶于水，可用水洗去除。

用1 %NaOH 水溶液处理含有黄曲霉毒素的花 生饼 1 天，可使毒素由84.9 μ g/kg 降至 27.6μ g/kg用 1 份被污染饲料， 2 份 1 %NaOH 溶液浸泡，煮沸1 -2 h后即可用于饲喂 盖云霞研究了弱碱高温处理法、H2O2 处理法和不同过滤介质法对花生粕中 黄曲霉毒素的去除效果， 其中弱碱高温处理对原料中的黄曲霉毒素有较好的去除 效果，花生粕经过 121 ℃ , pH10, 60min 处理，黄曲霉毒素的破坏率高达84.5%， 对于不同的过滤介质， 以活性碳吸附去毒效果较好， 但同时氨态氮的损失率高达 7.03% 氨处理法：将霉菌污染的饲料用塑料薄膜密封，加氨后封闭， 氨与黄曲霉毒 素 B1 发生脱羟作用，导致黄曲霉毒素B1 的内酯环发生裂解，达到脱毒目的 梁俊平研 究采用氨气熏蒸法降解花生及其制品中的黄曲霉毒素，当氨气浓度 7%、 熏蒸温度 40 ℃、时间 48h、 含水量 25%时，黄曲霉毒素 B1 降解效果为 83.5%(梁 俊平.氨气熏蒸法降解花生及花生粕中黄曲霉毒素方法的研究.四川农业大学硕士 学位论文 . 2009.6)对于含黄曲霉毒素在0.2mg/kg 以下的饲料， 采用氨的剂量为 0.2%-0.4%；含黄 曲 霉毒素 在 0.2-0.5mg/kg 之间的 饲料 ，采用 氨的剂量为 0.5%-0.7%；含黄曲霉毒素0.6mg/kg 以上的饲料，采用氨的剂量为0.7%-1.0%。

如果密闭时间延长，剂量可相应降低(张国辉等， 2004)在欧美，氨处理法在饲 料黄曲霉毒素脱毒处理中很常用；国内目前常采用常温、 常压、不加湿的方法处 理粮油作物，操作简便，脱毒效果好，有明显的经济和社会效益(房维堂等， 1987) 臭氧法：黄曲霉毒素 B1 和 G1 对臭氧敏感，臭氧剂量为l.lmg/L ，室温 5min 内极易使其降解而黄曲霉毒素B2 和 G2 对臭氧有较强的抵抗力，要使其完全 降解，臭氧剂量 34.3μ g/mL 需 50-60min罗建伟等将拌和黄曲霉毒素B1 的谷物 放入熏蒸柜中，循环通入臭氧，熏蒸9h，结果显示，臭氧能够有效的降解和去 除谷物中的黄曲霉毒素B1 谷物处理 9h后，降解率超过 90% （罗建伟等，2003) 不同的谷物在相同的条件下有不同的降解率，在稻谷中的脱毒效果最好， 小麦和 玉米次之 Prudente等报道，使用臭氧可以破坏AFT 的化学结构并有效地去除 AFT 的毒性，降解率达92%； 其它化学试剂法：冯定远研究调查了六种化学脱毒剂对花生饼中黄曲霉毒素 的去毒效果，试验结果表明，各种脱毒剂的去毒效果依次是：次氯酸钠、亚硫酸 氢钠、氢氧化钠、氨水、尿素和氯化钠。

(3)生物方法去毒 传统的理化方法去毒都存在一些问题，如导致饲料中的营养损失， 影响饲料 的感官品质， 有些方法所需要的设备价格昂贵等等；其次有些方法的反应机制是 可逆的，黄曲霉毒素的毒性会重新出现， 这些都限制了传统理化方法在实际生产 中的应用 生物脱毒是一种有发展前景的方法，该法不但处理条件温和， 不会破 坏产品品质，有些还能增加产品营养价值，已受到广泛关注 国内外生物法脱除黄曲霉毒素B1 的研究主要集中在微生物菌株直接作用 于黄曲霉毒素 B1，以及把菌株产生的酶做成制剂作用于黄曲霉毒素Bl Motomura 等从糙皮侧耳中提取并纯化了1 种几乎能完全降解AFB1 的胞外 酶荧光检测表明，此酶作用于AFB1 之后， AFB1 的荧光强度明显降低，而苯 环的裂解能降低或者完全消除AFB1 的荧光由此推断，此酶是通过裂解AFB1 的苯环来达到去毒效果的李俊霞等人筛选出的NMO-3 菌株降解 AFB1 能力达 85.7%，经鉴定此菌为嗜麦窄食单胞菌，活菌制剂在2.56×10 10 cfu/mL 剂量以下 不会引起急性中毒反应用65%硫酸铵提取出的 NMO-3 菌株酶具有 AFB1 降解 能力。

（李俊霞，梁志宏，关舒，等 .黄曲霉毒素降解菌株的筛选及鉴定.中国农业 科学， 2008，41(5)：1459-1463） 诺卡氏菌 DSM 12676 的细胞提取。