霉菌毒素與農(nóng)藥

食品衛(wèi)生學(xué)張萬(wàn)起博士、博導(dǎo)2013年5月霉菌與霉菌毒素

MoldandMycotoxin1.霉菌霉菌（molds）是真菌的一部分。霉菌是菌絲體比較發(fā)達(dá)又缺乏較大子實(shí)體的一部分真菌的俗稱。霉菌在自然界分布廣泛，約有4.5萬(wàn)種，不需要較高的營(yíng)養(yǎng)條件，在多種食品中極易繁殖。一般情況下需要氧氣，適宜繁殖溫度為2530℃多數(shù)霉菌對(duì)人有益也有一些霉菌對(duì)人有害無(wú)益?zhèn)€別菌種或菌株能產(chǎn)生對(duì)人體有害的霉菌毒素霉菌與霉菌毒素

MoldandMycotoxin2.霉菌毒素霉菌毒素是指霉菌有毒的二次代謝產(chǎn)物二次代謝產(chǎn)物指的是由細(xì)胞增殖過(guò)程中形成的丙酮酸、酯酸、氨基酸等初級(jí)代謝產(chǎn)物作為前體物質(zhì)，進(jìn)行生物合成的物質(zhì)。3.霉菌毒素特點(diǎn)：①同一產(chǎn)毒菌株的產(chǎn)毒能力有可變性和易變性

如產(chǎn)毒菌株經(jīng)過(guò)累代培養(yǎng)可完全失去產(chǎn)毒能力，而非產(chǎn)毒菌株在一定條件下可出現(xiàn)產(chǎn)毒能力。②產(chǎn)毒菌種所產(chǎn)生的霉菌毒素不具有嚴(yán)格的專一性

如一種菌種或菌株可以產(chǎn)生幾種不同的毒素，而同一霉菌毒素也可由幾種霉菌產(chǎn)生，如雜色曲霉毒素可由雜色曲霉、黃曲毒和構(gòu)巢曲霉產(chǎn)生，又如島青霉可以產(chǎn)生黃天精、紅天精、島青霉毒素以及環(huán)氯素等幾種毒素。③霉菌產(chǎn)生毒素有嚴(yán)格的條件要求

霉菌污染食品并在食品上繁殖是產(chǎn)毒的先決條件，而霉菌是否能在食品上繁殖又與食品的種類和環(huán)境因素等各方面的影響有關(guān)。4.產(chǎn)毒霉菌產(chǎn)生毒素需要的條件食物基質(zhì)的水分含量和濕度：大部分霉菌需要水分活性（aw）0.80，部分0.91，<0.7一般不能生長(zhǎng)基質(zhì)：所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要是糖、少量氮質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽溫度：生長(zhǎng)溫度2028℃，<10℃

和>30℃減弱，0℃幾乎不生長(zhǎng)。產(chǎn)毒溫度略低于其生長(zhǎng)最適溫度空氣流通性一、黃曲霉毒素（Aflatoxin,AFT）火雞的X?。?960年6月－8月間，英國(guó)英格蘭南部和東部地區(qū)主要癥狀：動(dòng)物食欲減退、羽翼下垂，發(fā)病后一直昏睡，一周后死亡。死時(shí)，頭向后背，腳向后伸，呈現(xiàn)出一種特殊的死相。解剖時(shí)發(fā)現(xiàn)，肝臟出血、壞死，腎臟肥大。病理檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞退行性變，膽管上皮細(xì)胞異常增生1961年，從霉變的花生餅粉中分離到黃曲霉

黃曲霉產(chǎn)生的一種在紫外光下產(chǎn)生藍(lán)和綠色熒光的毒素，造成了火雞的死亡在污染黃曲霉的食物中分離到4種具有紫外光下發(fā)熒光的物質(zhì)，并分別命名為黃曲霉毒素（Aflatoxin）B1、B2、G1和G21．來(lái)源黃曲霉毒素主要污染糧油及其制品如花生、花生油、玉米、大米、棉籽等，如以之飼養(yǎng)禽畜，則禽畜的肉、乳、蛋等均可被污染我國(guó)南方高溫高濕地區(qū)一些糧油及其制品也受污染，而華北、東北及西北地區(qū)除個(gè)別樣品外，一般檢不出黃曲霉毒素

糧食中毒素的含量也可從1ug/kg(1ppb)至高達(dá)12000ug/kg(12ppm)黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2這四種毒素的比例約為1.0：0.1：0.3：0.032.產(chǎn)毒菌株黃曲霉毒素主要由黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)生3．結(jié)構(gòu)

已確定的黃曲霉毒素有十幾種，在紫外線下都發(fā)出熒光，根據(jù)所發(fā)熒光的顏色命名，發(fā)蘭色的為黃曲霉毒素B1、B2；發(fā)黃綠色光的為G1和G2等。化學(xué)結(jié)構(gòu)上，黃曲霉毒素屬于二呋喃氧雜萘鄰?fù)难苌?，即含有一個(gè)二呋喃環(huán)和一個(gè)氧雜萘鄰?fù)ㄏ愣顾兀┢渲蠦系（或稱族；System）都含有戊酮；G系都含有呋喃鄰?fù)?。B1和G1的二呋喃環(huán)末端有雙鍵。二呋喃環(huán)末端有雙鍵者毒性較強(qiáng)并有致癌性。4.靶器官

主要為肝臟急性中毒的動(dòng)物主要表現(xiàn)為肝臟損傷、肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞損傷、膽管增生和肝出血慢性中毒主要表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育遲緩、肝臟出現(xiàn)亞急性或慢性損傷?？梢鹪l(fā)性肝細(xì)癌也可作用于其他器官，如腎臟、胃、直腸、乳腺、卵巢等

5.代謝

黃曲霉毒素在動(dòng)物體內(nèi)經(jīng)細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微粒體混合功能氧化酶系代謝。在微粒體混合功能氧化酶系的作用下黃曲霉毒素B1發(fā)生脫甲基、羥化及環(huán)氧化反應(yīng)。黃曲霉毒素B1羥化而成為M1、Q1。M1由于首先在牛羊奶中發(fā)現(xiàn)，故稱M1。環(huán)氧化后形成的環(huán)氧化物能與細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)DNA、RNA和蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合，從而對(duì)機(jī)體細(xì)胞或組織產(chǎn)生危害。6.生物活性

1）毒性急性毒性：黃曲霉毒素對(duì)家畜、家禽及動(dòng)物有強(qiáng)烈的毒性，按毒性級(jí)別分類，屬于超劇毒級(jí)，其毒性是氰化鉀的10倍，是砒霜的68倍急性毒性表現(xiàn)為：食欲明顯減退、體重下降、口渴、便血、生長(zhǎng)緩慢、發(fā)育停滯、皮膚出血或充血。隨后出現(xiàn)抽搐、過(guò)度興奮、黃疸等癥狀。中毒的主要病變?cè)诟闻K，表現(xiàn)為肝出血、壞死和膽管增生，也可見(jiàn)到腎臟損傷人類急性中毒，國(guó)內(nèi)外都有報(bào)道臨床表現(xiàn)：黃疸為主，兼有嘔吐、厭食、發(fā)熱，重者出現(xiàn)腹水、下肢水腫、肝脾腫大及肝硬化解剖：肝臟廣泛肝膽管增生、膽汁淤積慢性毒性

慢性中毒的表現(xiàn)往往使動(dòng)物生長(zhǎng)障礙，肝臟出現(xiàn)亞急性和慢性損害。如肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞變性和灶性壞死、肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞增生、以及膽管的囊性增生等。2）誘變性

在有無(wú)S9的情況下都能使人體成纖維細(xì)胞發(fā)生程序外DNA合成使鼠傷寒沙門(mén)氏菌TA98及TA100在有S9的情況下發(fā)生陽(yáng)性致突變反應(yīng)，枯草桿菌試驗(yàn)也呈陽(yáng)性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中造成染色體畸形，染色體斷裂及形成加合物；微核實(shí)驗(yàn)陽(yáng)性；姐妹染色單體交換等3）致癌性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明：AFT至少對(duì)8種動(dòng)物有強(qiáng)致癌作用，可以導(dǎo)致肝癌、結(jié)腸癌、胃癌、肺癌、乳腺癌以及腎臟和卵巢的惡性腫瘤。

與人類癌癥關(guān)系尚不能肯定許多流行病學(xué)研究觀察到凡是肝癌高發(fā)的地區(qū)，食物的AFT污染也較嚴(yán)重，并證實(shí)了人類肝癌的發(fā)病率與AFT的攝入量之間的相關(guān)性

AFB1是人類肝癌發(fā)病的重要因素4）胚胎毒性

將黃曲霉毒素B1給予妊娠地鼠，能使胎鼠死亡及對(duì)仔鼠有發(fā)育毒性孕期暴露AFB1越早，對(duì)子代的損傷越嚴(yán)重

至今為之，尚未找到一種較為溫和的破壞AFT的方法。為了減少AFT的攝入，在日常生活中至少應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：過(guò)于陳舊的、特別是霉變的食品要堅(jiān)決棄掉。少吃“花生等果仁被包裹在內(nèi)部”的糖果、小食品，如皮豆、五香瓜子等。因?yàn)檫@樣的食品無(wú)法看出“果仁”是否變質(zhì)。乳、蛋、肉及其制品，盡量選購(gòu)口碑良好的企業(yè)的產(chǎn)品。

7.預(yù)防措施二、鐮刀菌毒素(FusantiumMycotoxin)

1.單端孢霉烯族化合物（1）T2毒素（2）脫氧雪腐鐮刀菌烯醇DON（嘔吐毒素）（3）雪腐鐮刀菌烯醇NIV2.玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)(F-2毒素)3.伏馬菌素（fumonisns,FB）鐮刀菌毒素主要是鐮刀菌屬（包括有性期赤霉屬）和個(gè)別其它菌屬所產(chǎn)生的有毒代謝產(chǎn)物的總稱根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)和毒性作用可主要分為：（一）單端孢霉烯族化合物（Trichothecenes）1.結(jié)構(gòu)基本化學(xué)結(jié)構(gòu)是倍半萜烯，因在C-12、C-13位上形成環(huán)氧基，故又稱12、13-環(huán)氧單端孢霉烯族化合物分為二型：2．毒性共同特點(diǎn)較強(qiáng)的急性毒性，細(xì)胞毒性，免疫抑制及致畸作用，有的有弱致癌性嘔吐作用、引起局部皮膚刺激、炎癥及壞死是一組較強(qiáng)的蛋白抑制類霉菌毒素，依靠其倍半萜烯結(jié)構(gòu)作用于翻譯過(guò)程的不同階段與一些免疫調(diào)節(jié)劑和細(xì)胞受體相互作用，引起免疫抑制作用

每種毒素還有特殊的毒性表現(xiàn)

（二）玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEA)是一類具有二羥基苯酸內(nèi)酯化合物，具有類雌性激素作用產(chǎn)生該毒素的菌種主要有禾谷鐮刀菌、黃色鐮刀菌和木賊鐮刀菌等豬對(duì)該毒素最敏感，豬的雌性激素癥候群主要表現(xiàn)為青春期雌性豬外陰充血和水腫，嚴(yán)重時(shí)陰道和直腸脫垂、乳房腫大和乳頭肥大，成年豬還可引起不育癥。雄性小豬可出現(xiàn)睪丸萎縮、乳腺腫大等雌性變化（三）伏馬菌素（fumonisins，F(xiàn)B）

由串珠鐮刀菌產(chǎn)生為一類相關(guān)的極性、水溶性代謝產(chǎn)物，為多氫醇和丙三羧酸的雙酯化合物對(duì)熱很穩(wěn)定，不易被蒸煮破壞食物中以FB1為主，F(xiàn)B1對(duì)食品污染的情況在世界范圍內(nèi)普遍存在，且對(duì)糧食作物的污染情況較嚴(yán)重，其污染的食物主要為玉米及其制品2002年，糧農(nóng)組織/衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)規(guī)定了對(duì)FB1、FB2、FB3單獨(dú)或共同攝入每日最高允許攝入量為2μg／公斤體重

伏馬菌素能引起馬屬動(dòng)物霉變玉米中毒，又稱為馬的腦白質(zhì)軟化癥（equineleucoencephalomalacia，ELEM）。其神經(jīng)中毒癥狀包括精神緊張、淡漠、偏向一側(cè)的蹣跚、震顫、共濟(jì)失調(diào)、行動(dòng)遲緩、下唇和舌輕度癱瘓，不能進(jìn)食水，甚至出現(xiàn)強(qiáng)直性痙攣。腦部病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)腦部重度水腫，延髓髓質(zhì)有早發(fā)的、兩側(cè)對(duì)稱的斑點(diǎn)樣壞死，腦白質(zhì)軟化改變。伏馬菌素表現(xiàn)出促癌活性，F(xiàn)B1對(duì)大鼠的促癌作用與毒性作用密切相關(guān)還可引起豬肺水腫癥候群（porcinepulmonaryedema，PPE）羊的肝病樣改變和腎病大鼠的肝壞死和心室內(nèi)形成血栓抑制雞的免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)二乙基亞硝胺的致腫瘤作用對(duì)雄性BDIX大鼠的終身慢性毒性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)80％的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出現(xiàn)肝細(xì)胞腫瘤，同時(shí)63％的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出現(xiàn)肝膽管腫瘤。表明FB不僅是促癌劑，而且是一個(gè)完全的致癌物

四、赭曲霉毒素（ochratoxin）赭曲霉毒素是由曲霉屬和青霉屬的一些菌種產(chǎn)生的一組結(jié)構(gòu)相似的霉菌代謝產(chǎn)物，包括赭曲霉毒素A、B、C和D。其中赭曲霉毒素A是植物性食品中天然污染的主要化合物毒性最強(qiáng)，可由赭曲霉、洋蔥曲霉、鮮綠青霉、圓弧青霉、變幻青霉等產(chǎn)生。在一些國(guó)家，食品中赭曲霉毒素A的污染率為2%～30%。2．赭曲霉毒素A的毒性

①急性毒性

赭曲霉毒素A的急性毒性很強(qiáng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物經(jīng)口LD50為3.4～30.3mg/(kg·bw)。動(dòng)物中毒的靶器官主要為腎臟和肝臟。

②三致作用

大鼠和倉(cāng)鼠試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)赭曲霉毒素還有胚胎毒性和致畸性。有報(bào)道給猴染毒赭曲霉毒素A后可誘導(dǎo)腎細(xì)胞的異常分裂，提示其有致突變的可能。1993年國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)已將赭曲霉毒素A定為人類可能的致癌劑。赭曲霉毒素主要污染玉米、大豆、可可豆、大麥、檸檬類水果，腌制的火腿、花生、咖啡豆等。我國(guó)部分省市進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果表明，谷類食品赭曲霉毒素A的污染不太普遍，污染率分別為小麥2％、玉米1.25％，而在大米中未檢出。我國(guó)大部分陽(yáng)性樣品中赭曲霉毒素A的含量較低。六、霉菌毒素污染的控制措施

1．食品防霉主要的措施是控制食品的水分選擇優(yōu)良的抗霉品種，可減少霉菌的污染2．去除毒素3．加強(qiáng)監(jiān)督檢驗(yàn)工作對(duì)將進(jìn)入市場(chǎng)的食品應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督檢驗(yàn)，凡超過(guò)國(guó)家食品衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)的一律不得投放市場(chǎng)，以保障人體健康農(nóng)藥對(duì)食品的污染與衛(wèi)生管理

Pesticide一、定義與分類二、農(nóng)藥污染食品的途徑三、幾種農(nóng)藥對(duì)食品的污染和毒性問(wèn)題四、食品貯藏和加工過(guò)程對(duì)殘留的作用五、降低農(nóng)藥在食品中殘留的措施一、定義與分類1定義：

農(nóng)藥(pesticide)是指用于預(yù)防、消滅或者控制危害農(nóng)業(yè)、林業(yè)的病、蟲(chóng)、草和其他有害生物以及有目的地調(diào)節(jié)植物、昆蟲(chóng)生長(zhǎng)的化學(xué)合成或者來(lái)源于生物、其他天然物質(zhì)的一種物質(zhì)或者幾種物質(zhì)的混合物及其制劑。2分類按用途

可將農(nóng)藥分為殺(昆)蟲(chóng)劑(insecticide)、殺(真)菌劑(Fungicide)、除草劑(herbicide)、殺線蟲(chóng)劑、殺螨劑、殺鼠劑、落葉劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等類型。按化學(xué)組成

及結(jié)構(gòu)可將農(nóng)藥分為有機(jī)磷、氨基甲酸酯、擬除蟲(chóng)菊酯、有機(jī)氯、有機(jī)砷、有機(jī)汞等多種類型

二、農(nóng)藥污染食品的途徑（一）

直接污染（二）

間接污染（三）

事故性污染生物富集

與食物鏈（foodchain）生物富集與食物鏈?zhǔn)澄镦湥╢oodchain）:在生態(tài)系統(tǒng)中，一種生物以另一種生物為食物，彼此形成一個(gè)以食物連接起來(lái)的鏈索關(guān)系稱為食物鏈。生物富集(bioconcentration)：指生物將環(huán)境中低濃度的化學(xué)物質(zhì)通過(guò)攝食、吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和蓄積作用達(dá)到高濃度的能力。生物富集與食物鏈的陸生、水生生態(tài)模式三、幾種農(nóng)藥對(duì)食品的污染和毒性問(wèn)題（一）有機(jī)磷農(nóng)藥

Organophosphorouspesticide（二）有機(jī)氯農(nóng)藥

Organochlorinepesticide（三）

氨基甲酸酯（四）

擬除蟲(chóng)菊酯類

（五）

除草劑herbicide

（六）熏蒸劑2、最大殘留允許量：供消費(fèi)食物中允許的最大限度的農(nóng)藥殘留。

1、每日允許攝入量ADI值(AcceptableDailyIntake)

各種農(nóng)藥的每日允許攝入量是根據(jù)當(dāng)前已知該農(nóng)藥對(duì)動(dòng)物的生理影響，包括對(duì)下一代的影響而制定的，它是保證人