霉菌毒素的污染与防控

霉菌毒素的污染与防控
计成关舒马秋刚
(中国农业大学动物营养学国家重点实验室，北京，100193)
摘要：霉菌毒素对农作物的污染给食品工业、饲料工业和畜牧业生产带来了一系列不容忽视的问题。

据估计，全世界每年约有25％的农作物受到霉菌毒素污染，平均有2％的粮食由于霉变而不能食用。

据联合国粮农组织估算，全世界由于霉菌毒素污染造成的损失，每年达数千亿美元，而且这种趋势有增无减。

霉菌毒素对人畜造成的健康危害更是难以统计。

我国地域广阔，其中大部分地区气候温和，降雨量多，霉菌毒素污染情况十分严重。

本文对世界范围内几种主要霉菌毒素污染和危害进行了综述。

关键词：霉菌毒素：黄曲霉毒素：镰孢霉毒素；赭曲霉毒素
霉菌毒素(Mycotoxins)是一类在霉菌生中产生的有毒次级代谢产物。

在目前已经知道的5万多种茵中.已知至少其中有两百多个种可产生一百余种霉菌毒素。

关于霉菌毒素的污染，全世界研究最多的农产品是玉米、花生和棉籽。

在各种食品与饲料中广泛存在和危害最大的霉菌毒素有黄曲霉毒素、镰孢霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等(Richard et al，2003；Diaz，2005；计成2007)。

2003年对我国饲料及饲料原料霉菌毒素污染情况过程况采样调查发现.黄曲霉毒素.T-2毒素.呕吐毒素和玉米赤霉烯酮的检出率高达100％，并且均有不同程度的超标。

玉米样品中89％呈玉米赤霉烯酮阳性反应.并通常被三种或三种以上的霉菌毒素同时污染。

豆粕有80％的样品同时含有黄曲霉毒素.T-2毒素和玉米赤霉烯酮三种霉菌毒素。

大麦样品中玉米赤霉烯酮、黄曲霉毒素和呕吐毒素的平均水平高于5ug／kg，所有小麦样品均同时检测出黄曲霉素.呕吐毒素和玉米赤霉烯酮(王若军等.2003)。

调查结果充分显示霉菌毒素污染问题广泛存在.而且多种霉菌毒素同时污染的情况非常普遍，每年给养殖业带来巨大的经济损失。

2003年末到2004年秋天，由于养猪业大量使用发霉玉米.动物出现多种传染病并发。

仅河南省死亡猪只就达1000万头.经济损失达10亿元：广西全省150万头母猪的产仔损失近5亿元。

2004年全国范围仅养猪业损失就在100亿元之上，如果加上家禽业的实际损失，则2004年全国畜牧业的损失在150亿元以上。

美国2002年食品.谷物，饲料业因霉菌毒素造成的直接经济损失达亿美元(Devries and Truckse，2002)。

霉菌毒素对粮食的污染还引发了人类中毒
事件。

1973年湖北省黄冈、天门等10县发生3000余人霉菌毒素中毒.安徽省也有200余人中毒。

1991年安徽.河南部分地区因特大洪涝灾害造成粮食霉变.在灾区人民中引起较大范围的霉菌毒素中毒.一些地区的发病率超过70％。

由此可见.霉菌毒素污染已经成为全球饲料和食品安全巨大的威胁。

1黄曲霉毒素
黄曲霉毒素是一类主要由黄曲霉和寄生曲霉真菌产生的次级代谢产物.具有极强的毒性。

其中.黄曲霉毒素B1（AFB1）毒性最强，具有致癌，致畸，引起肝脏损伤的作用(Eaton et al，1994；Guengerich et al，1996；Bhatnagar et al，2003)。

黄曲霉毒素广泛存在于饲料原料中.例如花生粉.豆粕，棉籽粕.玉米.高梁等。

我国广西对谷物进行了黄曲霉毒素污染情况检测.其中玉米的黄曲霉毒素检出率为％.谷子为％.花生为％，大米为％.小麦为50. 0％.豆类美国食品药品管理局1987年至1997年间对农产品中几种霉菌毒素的污染水平进行了长期监测。

结果表明.抽检花生或花生制品样品中黄曲霉毒素阳性率约为23％.超标率为％，黄曲霉毒素最高含量为901u g／kg：抽检玉米样品中黄曲霉毒素阳性率约为％，超标率为％.但黄曲霉毒素最高含量可达231ug ／kg；抽检棉籽和棉粕样品中黄曲霉毒素阳性率约为％，超标样品百分比为％.黄曲霉毒素最高含量可达154ug／kg；其余抽检的各类食饼干、糖果、坚果等均有不同程度的超标(Brown et al，1998)。

关于黄曲霉毒素对饲料食品的污染情况世界上有很多国家进行了深入的调查研究，一些国家还规定了食品中黄曲霉毒素的最低限量。

到目前为止.黄曲霉毒素仍是对畜牧业威胁最大的霉菌毒素之一.各种动物对黄曲霉毒素均具有很高的敏感性。

Madden等(1999)报道，日粮中含 mg ／kg黄曲霉毒素即可引起家禽采食量和增重降低，降低程度与黄曲霉毒素浓度有关。

黄曲霉毒素B1可引起鸡细胞免疫抑制，外周血液中T淋巴细胞数量减少，白细胞和球蛋白值降低.生产性能和免疫功能下降。

Prasad (2002)研究了黄曲霉毒素Bl对禽的影响，发现单一剂量(mg／kg体重)黄曲霉毒素Bl的平均半致死量(LD50)，鸡为，鸭为，鸭比鸡更敏感，特别是雏鸭。

对于生长禽日粮中的黄曲霉毒素B1的安全值，一般认为不应超过20mg／kg。

猪
对黄曲霉毒素B1也很敏感，尤其是哺乳母猪和仔猪。

采食受黄曲霉毒素B1严重污染饲料的母猪，母乳中会出现高水平的黄曲霉毒素B1，进而对哺，乳仔猪产生影响。

研究表明，20-200mg／kg可引起采食量和生产性能下降，1000-5000mg／kg时可致中家畜对黄曲霉毒素的易感性其顺序是：小鸭>鸡>小猪>犊牛>肥育猪>成年牛>绵羊。

另有研究发现通过食物链进入人体的黄曲霉毒素具极强的致癌作用.严重危害人类健康。

2镰孢霉毒素
镰孢霉毒素中最重要.数量最多的是单端孢霉烯类毒素.其中以脱氧雪腐镰孢茵烯醇(DON)，玉米赤霉烯酮和T-2毒素最为常见(D’Mello et al，1997)。

镰孢霉毒素对谷物特别是玉米的污染已成为一个全球性的问题。

中国食道癌高发区的食品普遍受到单端孢霉烯类化合物的污染.河南林县和商邱县小麦、玉米中普遍含有脱氧雪腐镰孢菌烯醇和雪腐镰孢菌烯醇。

日本的玉米、小麦和大麦中脱氧雪腐镰孢菌烯醇和雪腐镰孢菌烯醇的浓度非常高。

美国.加拿大和欧洲的小麦中经常可以发现脱氧雪腐镰孢菌烯醇，在20世纪九十年代，脱氧雪腐镰孢菌烯醇是造成美国北达科他州、明尼苏达州等七个州粮食污染的主要霉菌毒素(Atanassov et al，1994)。

另外.全世界的玉米普遍都受到低水平烟曲霉毒素污染。

我国部分地区玉米和大米的调查结果显示.70份玉米样品中有27份为阳性.占％.平均含量为／kg；48份玉米样品中有41份为阳性占％.烟曲霉毒素水平为秋芳等，2000；王少康，2003)。

镰孢霉毒素大都属于组织刺激因子和致炎物质.因而可直接损伤畜禽消化道黏膜，中毒后一般表现为食欲废绝，胃肠炎症和出血，免疫机能降低和流产等。

猪对脱氧雪腐镰孢茵烯醇很敏感，牛羊次之.家禽对其有较高的耐受力。

脱氧雪腐镰孢菌烯醇对鸭(经饲料).猪(腹腔注射).猪(经饲料)和狗(静脉注射))的促吐剂量(每千克体重)分别为、、和(Friend et al，1992；Marasas et al，2001)。

3赭曲霉毒素
赭曲霉毒素是一组由赭曲霉和青霉产生的次级代谢产物.它经常污染谷物和豆类.苹果汁和葡萄汁中也常含有赭曲霉毒素A。

美国对大麦.玉米、燕麦.高梁和小麦经过数年的调查后发现，除了高梁外，其它作物中都有赭曲
霉毒素A，只是受污染粮食中霉菌毒素的水平较低(低于200 ug／kg)。

曲霉毒素对加拿大和欧洲动物饲料造成的污染比较严重。

加拿大东部地区储粮中的主要毒素是赭曲霉毒素.硬粒小麦染毒最多。

捷克有％的粮食被赭曲霉毒素污染，含量超过20 ug／kg；捷克有%饲料遭赭曲霉毒素污染，含量超过20ug／kg。

欧洲一些国家的调查结果显示.一些葡萄酒中含有赭曲霉毒素A.啤酒的污染在全球普遍存在.但所有报道的污染水平均较低(Campbell et al，2000；JECFA，2002)。

赭曲霉毒素主要危害人和动物的泌尿系统，其第一靶器官是肾脏(李凤琴等，2003)。

猪和禽类该毒素的敏感性最高。

日粮赭曲霉毒素的含量为1mg ／kg时.家禽的产蛋率下降.超过5mg／kg时损坏肝脏组织和肠道。

4其他霉菌毒素
交链孢霉是粮食.果蔬中常见的霉菌之一.可引起许多果蔬发生腐败变质.其代谢的毒素也极易使小麦.燕麦、大麦和高梁等谷物受到污染。

橘霉毒素能单独或者同时与赭曲霉毒素A一起污染农作物.花生、西红柿.玉米，大麦和其它谷物类粮食均会被橘霉毒素污染。

苹果汁中最常见的是橘霉毒素。

目前对橘霉毒素还没有合适的定量分析方法.关于橘霉毒素的数据均是估计值，因此很难断定它对动物和人类健康的危害到底有多大。

棒曲霉毒素是果汁中危害最大的霉菌毒素，在特定的条件下具有毒性，但通常不会使动物致病。

环匹克尼酸.柄曲霉毒素.葚孢霉毒素.红霉素B、细胞分裂抑素和流涎胺在农产品中也比较常见，但通常含量不高(Beardall and Miller,l994)。

5霉菌毒素污染的预防与控制
自从1960年以来，科学工作者便不断地研究霉菌毒素的预防和去毒方法。

目前常见饲料原料中去毒的方法有：①基因方法选育抗毒素的植物品种；
②物理方法去毒，包括吸附剂，高温处理法.合格原料稀释法等；③化学方法去毒。

包括碱处理。

氧化处理法.抗氧化剂处理等。

以上每种方法都存在缺点，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.从而限制了实际生产中的应用(Piva et al，1995；Yazdanpanah et al，2005；Albores et al，2005；Gowd et al，2007)。

污染的控制急切需要一种高效率.特异性强，以及对饲料和环境没有污染的
技术。

利用微生物或其代谢产物进行解毒具备以上优势.代表了生物解毒的新方向。

目前国内外已报道的具有霉菌毒素降解功能的微生物有霉菌，包括黑曲霉(Aspergillus niger).寄生曲霉绿色木霉 (Trichoderm viride).毛霉菌(Mucorambiguous) (Huynh et al，1984；Varga et al，2005)；酵母菌.包括Trichosporon mycotoxinivorans （Molnar et al，2004），Saccharomyces cerevisiae (Shetty et al，
2006》和Trichoderma属的菌株（Shantha et al，1999）；白腐真菌，褐腐真菌（Marisa et al，2003).甲(Armillariella tabescens)，橙色黄杆菌(Faurantiacum)，红串红球菌(Rhodococcus erythropolis) （Smiley et al，2000；Liu et al，2001；Teniola et al，2005；Alberts et ）。

我们课题组从南美貘粪便分离出的嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)对黄曲霉很强的解毒能力.试验推测起解毒作用的物质很可能是酶(Guan et al，2008)。

生物酶解毒对饲料无污染，专一性强.不影响饲料的营养价值，而且能够避免毒素的重新产生，具有广阔的应用前景。

6结语
霉菌毒素污染至今仍是全球饲料和食品安全无时不在的威胁因素。

现代分析手段和新技术的广泛应用使得霉菌毒素检测的灵敏度和精确度有了很大提高。

随着测定方法的逐渐成熟和成本的降低，以及霉菌毒素的脱毒和彻底降解成为可能.人们可以制定更为科学的控制和管理措施.降低人和动物的霉菌毒素摄入量，改善入和动物的健康水平。