真菌毒素是真菌產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物，主要污染糧油食品和飼料，在水果、蔬菜、畜牧產(chǎn)品中也經(jīng)常能發(fā)現(xiàn)真菌毒素污染。小麥中真菌毒素的產(chǎn)生在很大程度上是由小麥病害導(dǎo)致的，如小麥赤霉病，禾谷鐮刀菌引起的小麥赤霉病是溫暖濕潤(rùn)和半濕潤(rùn)麥區(qū)廣泛流行的病害，已在世界五大洲30多個(gè)國(guó)家發(fā)生和流行，在我國(guó)主要以長(zhǎng)江中下游冬麥區(qū)和東北春麥區(qū)受其危害最為嚴(yán)重。赤霉病對(duì)小麥從苗期至穗期均產(chǎn)生危害，引起苗腐、穗腐莖腐和基腐等癥狀。赤霉病不僅使小麥嚴(yán)重減產(chǎn)，降低籽粒品質(zhì)和種用價(jià)值，感病麥粒還會(huì)受到DON、NIV、T-2毒素等單端孢霉烯族類毒素和 ZEN等真菌毒素的污染，進(jìn)而危害人畜安全。
1、小麥及其制品中常見的真菌毒素與危害
1.1 單端孢霉烯族化合物
單端孢霉烯族化合物是鐮孢屬的菌種產(chǎn)生的一組生物活性和化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的有毒代謝產(chǎn)物。主要污染小麥、玉米、大麥、燕麥等谷物及其制品。根據(jù)其結(jié)構(gòu)中C8位置上基團(tuán)的不同，可將其分為A、B、C、D四類，天然污染谷物的單端孢霉烯族化合物主要有T-2毒素、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON，嘔吐毒素)和雪腐鐮刀菌烯醇(NIV)等。單端孢霉烯族化合物的主要毒性作用為細(xì)胞毒性、免疫抑制和致畸作用及可能的弱致癌性。
DON毒性穩(wěn)定、耐熱、耐酸、耐貯藏，一般在大麥、小麥、玉米、燕麥中含有較高的濃度，大多數(shù)國(guó)家一般要求人類消費(fèi)品中的含量不得超過1mg/kg。由DON導(dǎo)致的真菌毒素中毒民間也稱醉谷病。
到目前為止，世界上報(bào)道的人類DON中毒主要發(fā)生在中國(guó)和印度。一般條件下，所有單端孢霉烯族化合物均非常穩(wěn)定，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存。由單端孢霉烯族化合物引起的人畜中毒，均與攝食赤霉病麥、赤霉病玉米和霉變谷物有關(guān)。
1.2 玉米赤霉烯酮
玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEN)是由禾谷鐮刀菌、粉紅鐮刀菌、黃色鐮刀菌等菌種產(chǎn)生的2,4-二羥基苯甲酸內(nèi)酯化和物。在溫帶地區(qū)，玉米赤霉烯酮是重要的真菌毒素，主要污染玉米、大米、小米、高粱、大麥、小麥等作物，大豆及其制品、麥芽、啤酒、面粉中也有檢出。
玉米赤霉烯酮非常穩(wěn)定，耐熱性較強(qiáng)，110℃下處理1 h才被完全破壞。ZEN是一種生殖系統(tǒng)毒素，有強(qiáng)烈致畸作用。雖然玉米赤霉烯酮的急性毒性很低，但是可造成動(dòng)物和人的生殖系統(tǒng)的病變，與性早熟、子宮內(nèi)膜增生、子宮內(nèi)膜癌和人宮頸癌有關(guān)，人誤食后會(huì)對(duì)懷孕、排卵及胎兒的發(fā)育造成影響。
1.3 黃曲霉毒素
黃曲霉毒素(Aflatoxins，AF)是由黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物，青霉、毛霉、根霉也能產(chǎn)生，但產(chǎn)量較少。該毒素有17種衍生物，其中以AFBl最常見、污染水平最高、毒性和致癌性也最強(qiáng)。
據(jù)報(bào)道，黃曲霉毒素的高攝入量與肝癌的發(fā)病率有關(guān)。1993年，黃曲霉毒素被世界衛(wèi)生組織劃為一類致癌物。黃曲霉毒素廣泛地分布在發(fā)霉糧食及其制品中，特別是花生、花生油、玉米及其制品，乳制品和飼料中也含有較多的黃曲霉毒素。黃曲霉毒素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但在堿性及加熱條件下不穩(wěn)定。
黃曲霉毒素
1.4 伏馬毒素
伏馬毒素(Fumonisin，F(xiàn)M)是一組由串珠鐮刀菌產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)類似的雙酯類化合物，目前，至少已鑒定出15種不同的伏馬毒素的類似物，根據(jù)伏馬毒素的化學(xué)結(jié)構(gòu)可將其分為四組：FA1、FA2、FA3和FAK1；FB1、FB2、FB3和FB4；FC1、FC2、FC3和FC4以及FP1、FP2、FP3。
FB1和FB2是自然界最普遍且毒性最強(qiáng)的兩種毒素，可誘發(fā)馬腦白質(zhì)軟化癥(ELEM)、豬的肺水腫癥候群(PPE)、羊的肝病樣改變和腎病、大鼠的肝壞死和人類的食道癌等。
1.5 赭曲霉毒素
赭曲霉毒素(OchratoxinA，OTA)是由疣孢青霉、純綠青霉和赭曲霉等產(chǎn)生的一組結(jié)構(gòu)相似的次級(jí)代謝產(chǎn)物，其中以赭曲霉毒素 A 毒性最大。該化合物相當(dāng)穩(wěn)定，一般的烹調(diào)和加工方法只有部分破壞。赭曲霉屬產(chǎn)生赭曲霉毒素 A 的條件是中溫、寒冷氣候。
赭曲霉毒素對(duì)動(dòng)物的肝臟和腎臟危害最大，而且還有致畸性、免疫抑制和致癌性。調(diào)查表明，巴爾干半島一些國(guó)家食物中含有的赭曲霉毒素可能與這些國(guó)家的某些地區(qū)人類腎病有關(guān)。因此 OTA 在食品用和飼料用的谷物中對(duì)健康的影響受到普遍的關(guān)注。
歐盟規(guī)定谷物中的赭曲霉毒素不超過5μg/kg，谷物制品不超過3μg/ kg。我國(guó)規(guī)定谷物中赭曲霉毒素不得超過5μg/kg。
1.6 雜色曲霉素
雜色曲霉素(Sterigmatocystin，SMC)主要是雜色曲霉和構(gòu)巢曲霉的最終代謝產(chǎn)物，同時(shí)又是黃曲霉和寄生曲霉合成黃曲霉毒素過程后期的中間產(chǎn)物。該毒素主要污染小麥、玉米、大米、花生、大豆等糧食作物、食品和飼料。
人畜進(jìn)食被SMC污染的谷物可引起食欲減退、拒食、進(jìn)行性消瘦、精神抑郁、虛弱、死亡等中毒癥狀，并有致畸、致突變和致癌作用。我國(guó)谷物中SMC的自然污染總的趨勢(shì)是小麥污染最重，玉米次之，大米較輕。
2、 隱蔽型真菌毒素
真菌毒素能夠與蛋白質(zhì)、細(xì)胞壁多糖、脂類以及木質(zhì)素共價(jià)或非共價(jià)結(jié)合。真菌毒素在植物和動(dòng)物體內(nèi)有轉(zhuǎn)化和結(jié)合兩種代謝途徑：轉(zhuǎn)化主要包括異構(gòu)化、脫?；兔摥h(huán)氧基等；結(jié)合是與葡萄糖苷酸及配糖類等結(jié)合。
鐮刀菌侵染谷物產(chǎn)毒后，谷物將毒素與一些極性較強(qiáng)的物質(zhì)如糖、硫酸鹽、氨基酸等結(jié)合來降低毒素的毒性，目前發(fā)現(xiàn)的主要是與葡萄糖苷結(jié)合，這些葡萄糖化產(chǎn)物被包含進(jìn)植物細(xì)胞壁的不溶性成分中，或者轉(zhuǎn)變成可溶物，隨后遷移至植物細(xì)胞液泡中，形成毒素在谷物中特有的解毒方式。因此，葡萄糖化是植物新陳代謝過程中發(fā)生的一個(gè)生化反應(yīng)，是將外源有毒物質(zhì)進(jìn)行解毒的主要途徑。
DON與葡萄糖結(jié)合生成脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-3-葡萄糖苷(Deoxynivalenol-3-glucoside，D3G)和脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-15-葡萄糖苷(Deoxynivalenol-15-glucoside，D15G)，ZEN與葡萄糖結(jié)合生成玉米赤霉烯酮-14-葡萄糖苷(Zearalenone-14-glucoside，Z14G)。自然發(fā)病的谷物，如小麥、大麥、玉米中經(jīng)常污染D3G和 Z14G。ZEN 的生物轉(zhuǎn)化也可能積累α-玉米赤霉烯醇(α-zearalenol，α-ZOL)和β-玉米赤霉烯醇(β-zearalenol，β-ZOL)等非結(jié)合型代謝物，許多微生物、哺乳動(dòng)物、植物都會(huì)產(chǎn)生這類代謝物，這些物質(zhì)也能夠發(fā)生葡萄糖化反應(yīng)，分別形成α-ZOLG 和β-ZOLG。此外，Plasencia和Mirocha報(bào)道，植物和真菌也能夠?qū)?ZEN 轉(zhuǎn)化為玉米赤霉烯酮-14-硫酸鹽(Zearalenone-14-sulphate，Z14S)。Vendl等報(bào)道了Z14S在谷物制品中的污染情況。
這類真菌毒素與大分子物質(zhì)的結(jié)合物在常規(guī)提取條件下(甲醇/水或乙腈/水)完全或部分穩(wěn)定，若缺乏適當(dāng)?shù)慕怆x過程(化學(xué)水解或酶水解)，就會(huì)完全丟失，導(dǎo)致對(duì)真菌毒素真實(shí)污染水平的低估，這類結(jié)合態(tài)毒素稱之為隱蔽型真菌毒素(Masked mycotoxins)。因此，隱蔽型真菌毒素即是毒素與谷物基質(zhì)成分相結(jié)合、常規(guī)分析方法檢測(cè)不到或者/以及凈化過程中丟失的一類強(qiáng)極性結(jié)合態(tài)毒素。與母體相比，隱蔽型真菌毒素具有更強(qiáng)的毒性。
目前在谷物及其制品中發(fā)現(xiàn)的隱蔽型真菌毒素主要包括D3G、D15G、Z14G、Z14S等，研究較多的是D3G。此外， Plasencia和Mirocha報(bào)道，赭曲霉毒素A在玉米、小麥的細(xì)胞培養(yǎng)液中能夠轉(zhuǎn)變?yōu)榕c葡萄糖苷結(jié)合的羥基化赭曲霉毒素A。Humpf和Voss，Park等報(bào)道了玉米及其制品中隱蔽型伏馬毒素(Hidden fumonisins，主要包括 HFB1、HFB2、HFB3)的污染情況。DON 的兩種乙?；a(chǎn)物(15-乙?；撗跹└牭毒┐?，15-ADON)和3-乙?；撗跹└牭毒┐?3-ADON)是真菌DON生物合成的中間體。3-ADON可以在哺乳動(dòng)物的代謝過程中轉(zhuǎn)變?yōu)?DON，使DON總量上升。因此，Cirlini 等將 3-ADON和 15-ADON 也歸為隱蔽型真菌毒素。1983 年，Miller 等發(fā)現(xiàn)小麥在感染DON后，DON含量先是達(dá)到最大值(580mg/kg)，然后降低到某一水平(約430mg/kg)并維持該水平直至收獲，由此，Miller 等對(duì)DON的葡萄糖反應(yīng)提出假設(shè)。Young等報(bào)道，用含DON的面粉制作的發(fā)酵食品在一年后DON含量較面粉原料高許多，再次對(duì)DON的葡萄糖化反應(yīng)提出假設(shè)。
目前D3G在谷物及其制品中經(jīng)常出現(xiàn)，但目前對(duì)其毒理學(xué)的研究還少有報(bào)道，也未做出相關(guān)限量。但是，Berthiller 等認(rèn)為，D3G在被哺乳動(dòng)物消化后的去向目前還是未知的，其可能被分解成DON和葡萄糖。JECFA 也認(rèn)為，D3G可能在人體內(nèi)水解為 DON，但這一假設(shè)還需研究加以證實(shí)。Gareis報(bào)道，Z14G 在豬的消化道內(nèi)被轉(zhuǎn)化為玉米赤霉烯酮，這一反應(yīng)主要是由于動(dòng)物腸道微生物的作用。類似的研究加深了人們對(duì)D3G在人類及動(dòng)物體內(nèi)代謝產(chǎn)物的擔(dān)憂。因此，D3G被認(rèn)作是對(duì)人類和動(dòng)物健康存在潛在危害的物質(zhì)。JECFA認(rèn)為，D3G可能是人類DON膳食暴露的一個(gè)重要原因，因此，亟需對(duì)D3G進(jìn)行人體攝入、分布、代謝和排泄(ADME)等相關(guān)研究，評(píng)價(jià)D3G對(duì)人體健康的潛在危害。Berthiller 等利用體外模型模擬不同的消化階段，研究D3G在酸性、水解酶和腸道細(xì)菌等作用下的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，D3G在 0.2 M 鹽酸，37℃條件下至少穩(wěn)定存在24小時(shí)；纖維素酶和纖維二糖酶等能夠水解大量的D3G為DON；許多乳酸菌，如耐久腸球菌、蒙氏腸球菌和植物乳桿菌都有很強(qiáng)的水解D3G的能力，綜合以上結(jié)果，Berthiller等認(rèn)為，D3G能夠在人體消化道內(nèi)轉(zhuǎn)變成DON。
文章來源：試劑儀器網(wǎng)
