正文 第一節 黴菌與黴菌毒素汙染對食品安全性的影響(1 / 3)

一、概述

黴菌不是一個分類名詞,是真菌中的一部分,分屬於藻狀菌綱、子囊菌綱、擔子菌綱的部分屬種。其菌絲體發達而又沒有較大的子實體,有細胞壁,無葉綠素,無莖根葉,寄生或腐生,有性或無性繁殖。

黴菌種類繁多,有45000多種。常見的食品中黴菌有:毛黴屬(Mucor)、根黴屬(Rhizopus)、曲黴屬(Aspergillus)、青黴屬(Penicillium)、木黴屬(Trichoderma)、交鏈孢黴屬(Alternatar)、鐮刀菌屬(Fusarium)等。多數黴菌對人類無毒,人們常常加以利用,如製酒、製醬、製豆腐乳、製造青黴素以及其他抗生素等。但有些黴菌汙染食品後,能迅速繁殖,使其食用價值降低,甚至不能食用,造成巨大的經濟損失。另外,有些黴菌還可以分泌毒素,這些毒素可以導致人畜中毒。

1.影響黴菌繁殖和產毒的因素

影響黴菌繁殖和產毒的重要因素是食物基質的水分含量和環境溫度、濕度及空氣流通情況。

(1)水分和濕度食品的水分活性越低,越不利於微生物增殖。糧食的水分17%~18%是黴菌繁殖與產毒的良好條件。曲黴、青黴和鐮刀菌均為中生性黴菌,適於繁殖的環境相對濕度為80%~90%。如果相對濕度降至70%,則糧食平衡水分可達米、麥14%,大豆11%,幹菜、幹果30%,此時黴菌不能產毒。

(2)溫度大部分黴菌在20~28℃都能生長,小於10℃和大於30℃時黴菌生長顯著減弱,在0℃時幾乎不長。但有的鐮刀菌能耐受低溫到-20℃,三線鐮刀菌可在低溫下產毒。一般黴菌產毒的溫度略低於生長最適宜溫度。如黃曲黴生長最適溫度為37℃,而產毒則以28~32℃為宜。

(3)基質黴菌的營養來源主要是糖和少量氮、礦物鹽,因此主要在含糖高的食品上生長,如糧食、餅幹、饅頭等。不同的基質對黴菌的生長和產毒有一定影響。比如,黃曲黴易在玉米、花生中產毒而在大豆中產毒很低。

2.黴菌毒素

黴菌毒素(Mycotoxin)是黴菌在其所汙染的食品中產生的有毒代謝物。黴菌分泌的毒素種類較多,目前已知的有200餘種。一種黴菌可以分泌幾種毒素,一種毒素可以由幾種黴菌分泌。黴菌毒素的毒性可分為肝髒毒、腎髒毒、神經毒、細胞毒、類似性激素作用物質及致皮膚炎物質等。黴菌毒素中毒的表現,有急性中毒、慢性中毒和三致作用等。與食品關係密切比較重要的黴菌毒素有黃曲黴毒素、赭曲黴毒素、雜色曲黴素、煙曲黴震顫素、單端孢黴烯族化合物、玉米赤黴烯酮、伏馬菌素以及展青黴素、桔青黴素、黃綠青黴素等。

二、黃曲黴毒素

黃曲黴毒素(Aflatoxin,AFT或AT)是由黃曲黴和寄生曲黴產生的一類代謝產物,具有極強的毒性和致癌性。黃曲黴常作為曲種應用於食品發酵工業。1961年即發現汙染了黃曲黴的花生餅能使大鼠誘發肝癌。1962年鑒定了致癌物質,命名為黃曲黴毒素(簡稱AF),該毒素主要汙染糧食和油料作物,並能使動物發生急性中毒死亡與致癌。20餘年來,國內外黃曲黴毒素研究工作開展較多,有大量的科學資料。

1.化學結構與性質

黃曲黴毒素是一類結構類似的化合物,其基本結構均含有一個雙氫呋喃環和一個氧雜萘鄰酮。目前已分離鑒定出20餘種,分為B係與G係兩大類,除了常見的AFBl、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1、AFM2、AFB2a、AFG2a、AFBM2、AFGM2a外,尚有多種黃曲黴毒素的代謝產物、異構物和相似物,如L、L-H1、2,3-二羥基B1、B1-2,3-環氧化物、四氫脫氧-B1,1-甲氧基B2、2-甲氧基B2、1-乙氧基G2、1-乙氧基B2、1-乙酰氧基B2、GM1、Q1、Q2a、Ql-HS、B3和P1等。黃曲黴毒素毒性與結構有關,凡二呋喃環末端有雙鍵者毒性較強,並有致癌性,如AFBl、AFG1、AFM1。在天然汙染的食品中以AFB1最多見,而且其毒性和致癌性也最強,故在食品監測中以AFB1作為汙染指標。

黃曲黴毒素在紫外光的照射之下能發出強烈特殊熒光。各種黃曲黴毒素中,以B1、B2、G1和G2為主。B族和G族毒素的最大區別是,在紫外光照射下,B族毒素發出藍色熒光(波長為425nm),而G族毒素發出綠色熒光(波長為450nm)。黃曲黴毒素的相對分子質量為312~346,熔點為200~300℃,在熔解時,黃曲黴毒素也會隨之分解。它難溶於水、己烷、乙醚、石油醚,在水中的最大溶解度隻有10mg/L;它可溶於甲醇、乙醇、氯仿、丙酮、二甲基甲酰胺等有機溶劑。黃曲黴毒素的熱穩定性非常好,分解溫度高達280℃,所以一般烹調溫度破壞很少,在加氫氧化鈉的堿性條件下,黃曲黴毒素的內酯環破壞,形成香豆素鈉鹽可溶於水,故可據此予以去除。

2.對食品的汙染

黃曲黴毒素的汙染有地區和食品種類的差別。我國以長江沿岸以及長江以南地區黃曲黴毒素汙染嚴重,北方各省汙染很輕。各類食品中,黃曲黴毒素主要汙染糧油及其製品,其中花生、花生油、玉米汙染嚴重,大米、小麥、麵粉汙染較輕,豆類很少受到汙染。

除糧油等食品外,也有報道幹果類如胡桃、杏仁、榛子、無花果,動物性食品如奶及製品、肝、幹鹹魚及幹辣椒中也有黃曲黴毒素汙染。工業生產的發酵製品如醬、醬油中一般無汙染。但家庭自製的發酵食品曾報道檢出黃曲黴毒素。人工接種黃曲黴於水果、奶酪、豆製品等也可產毒,但量較少。

3.中毒機製及症狀

黃曲黴毒素有很強的急性毒性,也有明顯的慢性毒性與致癌性。

(1)急性毒性黃曲黴毒素是一種毒性極強的劇毒物,其毒性為氰化鉀的10倍,敵敵畏的100倍,對人、畜均有強烈毒性。黃曲黴毒素屬於肝髒毒,一次大量口服後,可出現肝實質細胞壞死,膽管上皮增生、肝脂肪浸潤及肝出血等急性病變。少量持續攝入則引起肝髒纖維細胞增生甚至肝硬化等慢性損傷。

黃曲黴毒素引起人急性中毒,國內外都發生過。其主要急性中毒事例中有發生在非洲的吃黴木薯餅中毒、泰國的黴玉米中毒等。主要症狀是—過性發熱、嘔吐、厭食、黃疸,以後出現肝髒腹水、下肢浮腫,最終導致死亡。