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1、真菌毒素检测技术第三章曾曾 实实河南工业大学生物工程学院微生物系微生物学教研室河南工业大学生物工程学院微生物系微生物学教研室联系电话：联系电话：6778992667789926（O O）、）、6778815667788156（H H）、）、1350399693713503996937 20242024年年8 8月月2222日日1毒相关概概 述述一、真菌毒素的定义一、真菌毒素的定义二、真菌毒素的种类二、真菌毒素的种类三、真菌毒素中毒症及其特点三、真菌毒素中毒症及其特点 四、真菌毒素的研究历史四、真菌毒素的研究历史五、粮油食品中主要的真菌毒素五、粮油食品中主要的真菌毒素2毒相关一、一、真菌毒素的定
2、义真菌毒素的定义 真菌毒素真菌毒素(Mycotoxin)(Mycotoxin)是真菌是真菌产生的一类有毒次生代谢产物。产生的一类有毒次生代谢产物。真菌：？真菌：？真菌的种类真菌的种类与粮食储藏相关的真菌与粮食储藏相关的真菌次生代谢产物次生代谢产物？初生代谢及初生代谢产物初生代谢及初生代谢产物次生代谢及次生代谢产物次生代谢及次生代谢产物3毒相关二、真菌毒素的种类二、真菌毒素的种类至今已发现至今已发现300300多种化学结构不同的真菌毒多种化学结构不同的真菌毒素素 根据真菌毒素作用的靶器官，可分为五类根据真菌毒素作用的靶器官，可分为五类肝脏毒肝脏毒肾脏毒肾脏毒神经毒神经毒光过敏性皮炎毒光过敏性皮炎
3、毒其他毒等其他毒等4毒相关真菌毒素中毒症的定义真菌毒素中毒症的定义 人、畜禽食用被真菌毒素污染的食品或饲人、畜禽食用被真菌毒素污染的食品或饲料后发生的中毒现象，称为真菌毒素中毒症料后发生的中毒现象，称为真菌毒素中毒症(Mycotoxicoses)(Mycotoxicoses)。 真菌毒素中毒症的特点真菌毒素中毒症的特点 中毒与某些食物有联系中毒与某些食物有联系中毒发生有季节性和地区性中毒发生有季节性和地区性机体对真菌毒素不能产生抗体，也不能免疫机体对真菌毒素不能产生抗体，也不能免疫 三、真菌毒素中毒症及其特点三、真菌毒素中毒症及其特点5毒相关四、真菌毒素研究的发展简史四、真菌毒素研究的发展简史
4、起始于起始于黄变米事件黄变米事件火鸡火鸡X X事件事件TOM SAYS: I want a girlfriend6毒相关7毒相关五、五、真菌毒素研究的主要内容真菌毒素研究的主要内容粮油食品上真菌毒素的种类粮油食品上真菌毒素的种类真菌毒素污染粮油食品的因素真菌毒素污染粮油食品的因素各种真菌毒素的毒性各种真菌毒素的毒性真菌毒素检测技术真菌毒素检测技术真菌毒素脱毒技术真菌毒素脱毒技术8毒相关第一节第一节 粮食中主要真菌毒素及其特点粮食中主要真菌毒素及其特点 一、黄曲霉毒素一、黄曲霉毒素 （AflatoxinsAflatoxins）二、脱氧雪腐镰刀菌烯醇二、脱氧雪腐镰刀菌烯醇 （Deoxynivale
5、nol,DONDeoxynivalenol,DON）三、赭三、赭( (棕棕) )曲霉毒素曲霉毒素A A （Ochratoxin AOchratoxin A，OTAOTA或或OAOA）四、玉米赤霉烯酮四、玉米赤霉烯酮 （Zearalenone,ZEN(F-2)Zearalenone,ZEN(F-2)）9毒相关一、黄曲霉毒素一、黄曲霉毒素(Aflatoxin(Aflatoxin，简称，简称AFTAFT或或AF)AF) （一）黄曲霉毒素的种类和结构（一）黄曲霉毒素的种类和结构 目前已发现的黄曲霉毒素有目前已发现的黄曲霉毒素有AFBAFBl l、AFBAFB2 2、AFGAFG1 1、AFGAFG2
6、2、AFBAFB2a2a、AFGAFG2a2a、AFMAFM1 1、AFMAFM2 2、AFPAFPl l等二十种左右等二十种左右基本结构是一个双氢呋喃和一个氧杂萘邻基本结构是一个双氢呋喃和一个氧杂萘邻酮酮( (香豆素香豆素) )。10毒相关图图3 3- -1 1- -1 1 食食品品中中常常见见的的A AF FT T化化学学结结构构式式11毒相关（二）黄曲霉毒素的理化性质（二）黄曲霉毒素的理化性质 一般特性：几乎是无色，一般特性：几乎是无色，B B1 1的分子量为的分子量为312312，熔点为，熔点为268268269269 荧光特点：黄曲霉毒素在荧光特点：黄曲霉毒素在 365365毫微米波
7、长毫微米波长紫外照射下可产生荧光，紫外照射下可产生荧光，B B族毒素显蓝紫族毒素显蓝紫色荧光；色荧光；G G族毒素显黄绿色荧光族毒素显黄绿色荧光 溶解特性：难溶于水、己烷，石油醚和乙溶解特性：难溶于水、己烷，石油醚和乙醚；易溶于氯仿、甲醇、丙酮、苯、乙腈醚；易溶于氯仿、甲醇、丙酮、苯、乙腈等多种有机溶剂等多种有机溶剂 一、黄曲霉毒素（一、黄曲霉毒素（AFTAFT）12毒相关一、黄曲霉毒素（一、黄曲霉毒素（AFTAFT）稳定性稳定性对热稳定，分解温度对热稳定，分解温度300 中性和酸性溶液中很稳定，在强碱中性和酸性溶液中很稳定，在强碱(pH9-10)溶液中可被迅速分解溶液中可被迅速分解 5的次氯
8、酸钠溶液可瞬时破坏毒素的次氯酸钠溶液可瞬时破坏毒素有很高的储藏稳定性有很高的储藏稳定性 13毒相关（三）黄曲霉毒素的毒性（三）黄曲霉毒素的毒性 急性毒性急性毒性: :对动物毒害作用的靶器官主要对动物毒害作用的靶器官主要是肝脏，可引起肝实质细胞坏死，胆管是肝脏，可引起肝实质细胞坏死，胆管上皮增生，肝出血等病变；上皮增生，肝出血等病变；一日一日龄鸭雏龄鸭雏的致死中量的致死中量 (LD(LD5050) )为为364364g/kg,g/kg,而小白而小白鼠的鼠的LDLD5050为为5 57mg/kg7mg/kg。 慢性毒性：动物肝脏出现亚急性或慢性慢性毒性：动物肝脏出现亚急性或慢性损伤，引起肝脏纤维细
9、胞增生，肝硬化；损伤，引起肝脏纤维细胞增生，肝硬化；动物表现生长发育缓慢、体重减轻等生动物表现生长发育缓慢、体重减轻等生长障碍现象长障碍现象 一、黄曲霉毒素（一、黄曲霉毒素（AFTAFT）14毒相关致癌性致癌性 可诱发所有实验动物致癌可诱发所有实验动物致癌诱发动物肝癌的能力比二甲基亚诱发动物肝癌的能力比二甲基亚硝胺大硝胺大7575倍倍 黄曲霉毒素可在动物体内代谢，黄曲霉毒素可在动物体内代谢，进行脱甲基、羟化和环氧化反应，进行脱甲基、羟化和环氧化反应，形成具有强致癌活性的物质形成具有强致癌活性的物质 一、黄曲霉毒素（一、黄曲霉毒素（AFTAFT）15毒相关（四）黄曲霉毒素的产毒条件（四）黄曲霉毒
10、素的产毒条件 产毒微生物产毒微生物 黄曲霉：黄曲霉：60609494菌株产毒菌株产毒 寄生曲霉：产毒菌株可达寄生曲霉：产毒菌株可达100100产毒的基质产毒的基质 玉玉米米、花花生生容容易易滋滋长长黄黄曲曲霉霉和和被被黄黄曲霉毒素污染曲霉毒素污染 有时可在田间被黄曲霉毒素污染有时可在田间被黄曲霉毒素污染 一、黄曲霉毒素（一、黄曲霉毒素（AFTAFT）16毒相关产毒的环境条件产毒的环境条件生长温度范围一般为生长温度范围一般为12124242，最适生长，最适生长温度为温度为3333最低生长水活度（最低生长水活度（a aw w）为）为0.780.78，最适，最适a aw w为为0.930.930.9
11、80.98最适产毒温度一般在最适产毒温度一般在24242828之间之间随着分生孢子的形成而开始产毒随着分生孢子的形成而开始产毒 一、黄曲霉毒素（一、黄曲霉毒素（AFTAFT）17毒相关（五）食品和饲料中黄曲霉毒素的允许残留标准（五）食品和饲料中黄曲霉毒素的允许残留标准 允许残留量（允许残留量（g/kgg/kg）玉米、花生仁、花生油玉米、花生仁、花生油 2020玉米及花生仁制品（按原料折算）玉米及花生仁制品（按原料折算）20 20 大米、其它食用油大米、其它食用油 10 10 其它粮食、豆类、发酵食品其它粮食、豆类、发酵食品 5 5婴儿代乳品婴儿代乳品 不得检出不得检出 一、黄曲霉毒素（一、黄曲
12、霉毒素（AFTAFT）18毒相关（六）黄曲霉毒素的脱毒（六）黄曲霉毒素的脱毒 脱毒要求脱毒要求能保持被处理物的原有品质属性能保持被处理物的原有品质属性确保去毒彻底，无可逆性确保去毒彻底，无可逆性不引入新的有害物质或在处理过程中产不引入新的有害物质或在处理过程中产生新的有害物质生新的有害物质处理的成本必须远低于被处理物的价值处理的成本必须远低于被处理物的价值方法简捷，处理量大方法简捷，处理量大一、黄曲霉毒素（一、黄曲霉毒素（AFTAFT）19毒相关 常用脱毒方法常用脱毒方法吸附法吸附法活性炭、天然白土等用于油脂活性炭、天然白土等用于油脂水合硅铝酸钠钾等用于饲料水合硅铝酸钠钾等用于饲料碱炼法碱炼法
13、熏蒸法熏蒸法 一、黄曲霉毒素（一、黄曲霉毒素（AFTAFT）20毒相关一、黄曲霉毒素（一、黄曲霉毒素（AFTAFT）（七）黄曲霉毒素的检测方法（七）黄曲霉毒素的检测方法 薄层层析法：检测灵敏度为薄层层析法：检测灵敏度为5g/kg5g/kg酶联免疫法酶联免疫法21毒相关 二、赭曲霉毒素二、赭曲霉毒素A A（Ochratoxin AOchratoxin A，简称简称OTAOTA或或OAOA）（一）赭曲霉毒素的种类和结构（一）赭曲霉毒素的种类和结构 目前已发现的目前已发现的赭曲霉毒素有赭曲霉毒素有A A、B B、C C、D D四种化合物四种化合物，一个，一个异香豆素异香豆素和一个和一个-苯基丙氨酸苯
14、基丙氨酸连连接接形成其形成其基本化学基本化学结结构。构。见后图：见后图：22毒相关赭曲霉毒赭曲霉毒素素D D是是4-4-羟基赭曲羟基赭曲霉毒素霉毒素A A 图图3 3- -1 1- -2 2 赭赭曲曲霉霉毒毒素素的的化化学学结结构构式式23毒相关（二）赭曲霉毒素（二）赭曲霉毒素A A的理化性质的理化性质 一般特性：一般特性：OTAOTA是无色的结晶化合物，分子是无色的结晶化合物，分子式为式为 C C2020H H1212O O6 6NClNCl，分子量为，分子量为297297。熔点为。熔点为94949696。溶解性：赭曲霉毒素溶解性：赭曲霉毒素A A为酸性化合物，易溶为酸性化合物，易溶于碱性溶
15、液于碱性溶液( (如碳酸氢钠溶液如碳酸氢钠溶液) )及甲醇、氯仿及甲醇、氯仿等极性溶剂，不溶于己烷和石油醚，微溶于等极性溶剂，不溶于己烷和石油醚，微溶于水。水。 二、赭曲霉毒素二、赭曲霉毒素A A（OTAOTA）24毒相关（二）赭曲霉毒素（二）赭曲霉毒素A A的理化性质的理化性质 荧光特点：在荧光特点：在254254毫微米波长紫外照毫微米波长紫外照射下产生射下产生黄黄绿色荧光，绿色荧光，在碱性条件下在碱性条件下呈呈蓝蓝紫色紫色荧荧光光稳定性：稳定性：OTAOTA纯纯品易受光和品易受光和热热的影响的影响而分解而分解，其，其乙醇溶液乙醇溶液置低温置低温避光避光可保可保存存一年一年二、赭曲霉毒素二、
16、赭曲霉毒素A A（OTAOTA）25毒相关（三）赭曲霉毒素的毒性（三）赭曲霉毒素的毒性对实验动对实验动物物经口的经口的LDLD5050为为3.43.430.3mg/kg30.3mg/kgbwbw。对动物毒害作用。对动物毒害作用的靶器官主要是肾脏，可引起皮的靶器官主要是肾脏，可引起皮质内肾曲管上皮萎缩，肾间质细质内肾曲管上皮萎缩，肾间质细胞纤维化及肾小球透明样变等胞纤维化及肾小球透明样变等也可作用于肝，引起肝脏损伤也可作用于肝，引起肝脏损伤OTAOTA有三致作用有三致作用二、赭曲霉毒素二、赭曲霉毒素A A（OTAOTA）26毒相关（四）赭曲霉毒素的产毒条件（四）赭曲霉毒素的产毒条件 产毒微生物产
17、毒微生物寒寒冷冷的的气气候候下下，产产毒毒霉霉菌菌主主要要是是纯纯绿绿青霉（青霉（P.viridicatumP.viridicatum）在在温温暖暖的的气气候候下下，产产毒毒霉霉菌菌主主要要是是赭曲霉（赭曲霉（A.ochraceusA.ochraceus）产毒的基质产毒的基质 玉米、大米和小麦玉米、大米和小麦二、赭曲霉毒素二、赭曲霉毒素A A（OTAOTA）27毒相关二、赭曲霉毒素二、赭曲霉毒素A A（OTAOTA）产毒的环境条件产毒的环境条件生长温度范围一般为？生长温度范围一般为？，最适生长温度，最适生长温度为？为？最低生长水活度（最低生长水活度（a aw w）为？，最适）为？，最适a aw
18、 w为？为？最适产毒温度一般在？最适产毒温度一般在？之间之间随着分生孢子的形成而开始产毒随着分生孢子的形成而开始产毒 28毒相关（五）食品和饲料中赭曲霉毒素的允许残（五）食品和饲料中赭曲霉毒素的允许残留标准留标准 粮农组织和世界卫生组织食品添加粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会剂联合专家委员会3737次（次（19911991年）年）会议将人对会议将人对OTAOTA的周摄入量暂定为的周摄入量暂定为112ng/kg112ng/kgbwbw， 4747次（次（19911991年）会年）会议将其定为议将其定为100ng/kg100ng/kgbwbw我国还没有制定出我国还没有制定出OTAOT
19、A的卫生标准。的卫生标准。二、赭曲霉毒素二、赭曲霉毒素A A（OTAOTA）29毒相关国家国家谷物谷物限量标准限量标准(g(gkg)kg)巴西巴西大米、大麦、豆类、大米、大麦、豆类、玉米玉米5050捷克斯洛伐克捷克斯洛伐克所有食品所有食品2020婴儿食品婴儿食品1 1儿童食品儿童食品5 5德国德国猪肾猪肾2525罗马尼亚罗马尼亚所有食品所有食品5 5所有饲料所有饲料5 5部分国家食品和饲料中部分国家食品和饲料中OTAOTA的限量标准的限量标准30毒相关谷谷物物样品样品数数阳性样阳性样品数品数阳性率阳性率(%)(%)含量范围含量范围(g(gkg)kg)平均含量平均含量(g(gkg)kg)小小麦麦
20、61061012122 28 83232玉玉米米79679610101.251.258 83030大大米米36360 0总总计计1442144222221.51.58 880801717我国部分地区谷物中赭曲霉毒素我国部分地区谷物中赭曲霉毒素A A的污染的污染二、赭曲霉毒素二、赭曲霉毒素A A（OTAOTA）31毒相关地区地区样品数样品数阳性样品数阳性样品数阳性率阳性率(%)(%)含量范围含量范围(g(gkg)kg)平均含量平均含量(g(gkg)kg)小麦小麦玉米玉米小麦小麦玉米玉米小麦小麦玉米玉米江苏江苏1001001001003 32 23 32 28 836362323黑龙江黑龙江157
21、1571581587 75 54.54.53.23.28 832321313四川四川1561561521522 20 01.31.30 010101010广西广西18182212210 02 20 00.90.9101013131111山西北京山西北京1791791651650 01 10 00.60.68080各地区谷物中赭曲霉毒素各地区谷物中赭曲霉毒素A A的污染的污染二、赭曲霉毒素二、赭曲霉毒素A A（OTAOTA）32毒相关三、三、脱氧雪腐脱氧雪腐镰镰刀菌刀菌烯烯醇醇 (deoxynivalenol(deoxynivalenol；缩写；缩写DON)DON)（一）（一）脱氧雪腐脱氧雪腐镰
22、镰刀菌刀菌烯烯醇醇的结构的结构 DONDON又又 称称 致致 呕呕 毒毒 素素(Vomitoxin)(Vomitoxin)。属属单单端端孢孢霉霉烯烯族族化化合合物物，化化学学结结构式如构式如图图3-1-33-1-3。图图3-1-33-1-3脱氧雪腐镰刀菌烯醇化学结构脱氧雪腐镰刀菌烯醇化学结构33毒相关单端孢霉烯族化合物的化学结构单端孢霉烯族化合物的化学结构三、三、脱氧雪腐脱氧雪腐镰镰刀菌刀菌烯烯醇醇(DON)(DON)图图3-1-33-1-3脱氧雪腐镰刀菌烯醇化学结构脱氧雪腐镰刀菌烯醇化学结构34毒相关三、三、脱氧雪腐脱氧雪腐镰镰刀菌刀菌烯烯醇醇(DON)(DON)毒素名称毒素名称R R1 1
23、R R2 2R R3 3R R4 4R R5 5T-2(T-2 Toxin)T-2(T-2 Toxin)OHOHOACOACOACOACH HOCOCHOCOCH2 2CH(CHCH(CH3 3) )2 2HT-2HT-2毒素毒素(HT-2 Toxin)(HT-2 Toxin)OHOHOHOHOACOACH HOCOCHOCOCH2 2CH(CHCH(CH3 3) )2 2新茄病镰刀菌烯醇新茄病镰刀菌烯醇(Neosolaniol)(Neosolaniol)OHOHOACOACOACOACH HOHOH二二醋醋酸酸藨藨草草镰镰刀刀菌菌烯烯(Diacetoxyscirpenol)(Diacetox
24、yscirpenol)OHOHOACOACOACOACH HH H镰刀菌烯酮一镰刀菌烯酮一X(FusarenonX(FusarenonX)X)OHOHOACOACOACOACOHOH0 0雪腐镰刀菌烯醇雪腐镰刀菌烯醇(Nivalenol)(Nivalenol)OHOHOHOHOHOHOHOH0 0脱氧雪腐镰刀菌烯醇脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxvnivalenol)(Deoxvnivalenol)OHOHH HOHOHOHOH0 0膨孢镰刀菌毒毒膨孢镰刀菌毒毒(Acetoxyscirpenol)(Acetoxyscirpenol)OHOHOHOHOACOACH HH H不同单端孢霉烯族化合物的不
25、同单端孢霉烯族化合物的R R基团组成基团组成 35毒相关（二）（二） DONDON的理化性质的理化性质 一般特性：一般特性：纯纯品品为为白色白色结结晶，熔点晶，熔点为为151151153 153 ( (醋酸乙基石油醋酸乙基石油) )，分子式，分子式为为C C1515H H2020O O6 6，分子量，分子量为为296296 荧光特点：荧光特点：紫外紫外辐辐射下射下不显不显荧荧光光溶解特性：溶解特性：易溶于水，乙酸乙易溶于水，乙酸乙酯酯、乙醇、乙醇、甲醇、甲醇、氯氯仿、丙仿、丙酮酮等溶等溶剂剂。不溶于正已。不溶于正已烷烷、丁醇、石油丁醇、石油醚醚 三、三、脱氧雪腐脱氧雪腐镰镰刀菌刀菌烯烯醇醇(D
26、ON)(DON)36毒相关稳定性稳定性DONDON热稳定性较高。按热稳定性较高。按KamimuraKamimura等人报道，等人报道，在食品加工中，烘焙温度在食品加工中，烘焙温度210210，油煎温度，油煎温度140140、或煮沸，只能破坏、或煮沸，只能破坏5050。在高压热蒸汽作用下可以使其完全失活在高压热蒸汽作用下可以使其完全失活据报道据报道, ,病麦经四年贮藏仍能保留原有毒病麦经四年贮藏仍能保留原有毒性性三、三、脱氧雪腐脱氧雪腐镰镰刀菌刀菌烯烯醇醇(DON)(DON)37毒相关三、三、脱氧雪腐脱氧雪腐镰镰刀菌刀菌烯烯醇醇(DON)(DON)（三）（三） DONDON的毒性的毒性细胞毒性、
27、免疫抑制以及三致作用细胞毒性、免疫抑制以及三致作用急性毒性急性毒性: :中毒动物的主要表现为站立不中毒动物的主要表现为站立不稳、反应迟钝、竖毛、腹泻、食欲下降稳、反应迟钝、竖毛、腹泻、食欲下降等；等；鸭雏鸭雏的的LDLD5050为为27.0mg/kg,27.0mg/kg,而小白鼠而小白鼠的的LDLD5050为为46mg/kg46mg/kg。慢性毒性：呕吐、拒食、皮肤红肿、出慢性毒性：呕吐、拒食、皮肤红肿、出血、坏死、结痂等血、坏死、结痂等 38毒相关（四）（四） DONDON的产毒条件的产毒条件 产毒微生物产毒微生物禾禾谷谷镰镰刀刀菌菌、黄黄色色镰镰刀刀菌菌、雪腐镰刀菌、粉红镰刀菌等雪腐镰刀菌、粉红镰刀菌等产毒的基质产毒的基质 小小麦麦、大大麦麦、玉玉米米、稻稻谷谷、蚕豆等蚕豆等，三、三、脱氧雪腐脱氧雪腐镰镰刀菌刀菌烯烯醇醇(DON)(DON)39毒相关第二节第二节 真菌毒素真菌毒素检测检测基本步基本步骤骤 一、样品的采集和制备一、样品的采集和制备二、毒素的提取二、毒素的提取 三、毒素的净化三、毒素的净化 四、毒素的分离四、毒素的分离五、定性和定量五、定性和定量 40毒相关
