黃曲霉素

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黃曲霉毒素(AFT)是一類化學結構類似的化合物,均為二氫呋喃香豆素衍生物黃曲黴毒素是主要由黃曲霉 (aspergillus flavus))寄生曲霉 (a.parasiticus))產生的次生代謝產物,在濕熱地區食品飼料中出現黃曲黴毒素的機率最高。

發現歷史

  20世紀60年代在英國發生的十萬隻火雞突發性死亡事件被確認與從巴西進口的花生粕有關.進一步的

黃曲黴毒素B1

調研證明,這些花生粕被一種來自真菌的有毒物污染這些研究工作最終使人們發現了黃曲霉(Aspergillus.flavus)產生的有毒代謝物質。黃曲黴毒素(Aflatoxins).是黃曲霉和寄生曲霉的代謝產物特曲霉也能產生黃曲黴毒素,但產量較少.產生的黃曲黴毒素主要有B1,B2,G1,G2 以及另外兩種代謝產物M1,M2.其中M1 和M2是從牛奶分離出來的.B1,B2,G1,G2,M1 和 M2 在分子結構上十分接近.。

基本認識

  1993年黃曲霉毒素被世界衛生組織(WHO)的癌症研究機構劃定為1類致癌物,是一種毒性極強的劇毒物質.黃曲黴毒素的危害性在於對人及動物肝臟組織有破壞作用,嚴重時可導致肝癌甚至死亡.在天然污染的食品中以黃曲黴毒素B1最為多見,其毒性和致癌性也最強.   B1是最危險的致癌物,經常在玉米,花生,棉花種子,一些乾果中常能檢測到。它們在紫外線照XX下能產生熒光,根據熒光顏色不同,將其分為B族和G族兩大類及其衍生物。AFT目前已發現20余種。AFT主要污染糧油食品、動植物食品等;如花生、玉米,大米小麥豆類堅果類、肉類、乳及乳製品、水產品等均有黃曲黴毒素污染。其中以花生和玉米污染最嚴重。家庭自製發酵食品也能檢出黃曲黴毒素,尤其是高溫高濕地區的糧油及製品種檢出率更高。

化學結構

  黃曲黴毒素(Aflatoxins)CAS號 1402-68-2,是一組化學結構類似的化合物,目前已分離鑒定出12

黃曲黴毒素B2

種包括B1,B2,G1,G2,M1,M2,P1,Q,H1,GM,B2a和毒醇.黃曲黴毒素的的基本結構為二呋喃環和香豆素,B1是二氫呋喃氧雜萘鄰酮的衍生物.即含有一個雙呋喃環和一個氧雜萘鄰酮(香豆素).前者為基本毒性結構後者與致癌有關.M1是黃曲黴毒素B1在體內經過羥化而衍生成的代謝產物.黃曲黴毒素的主要分子型式含 B1,B2,G1,G2,M1,M2等.其中M1和M2 主要存在於牛奶中.B1為毒性及致癌性最強的物質.   《黃曲黴毒素B1,B2,G1,G2,M1,M2化學結構式》   黃曲黴毒素B1(CAS號1162-65-8);   分子式:C17H12O6   分子量:312.27

黃曲黴毒素G1

黃曲黴毒素B2(CAS號7220-81-7);   黃曲黴毒素G1(CAS號1165-39-5);   黃曲黴毒素 G2(CAS號7241-98-7);   黃曲黴毒素M1(CAS號6795-23-9)   黃曲黴毒素M2

物質特點

物化特性

  在紫外線下黃曲黴毒素B1,B2發藍色熒光黃曲黴毒素G1,G2發綠色熒光.黃曲黴毒素的相

黃曲黴毒素G2

對分子量為312-346.難溶於水易溶于油,甲醇丙酮氯仿等有機溶劑,但不溶於石油醚己烷乙醚中.一般在中性溶液中較穩定,但在強酸性溶液中稍有分解在pH9-10的強鹼溶液中分解迅速.其純品為無色結晶,耐高溫黃曲黴毒素B1的分解溫度為268℃紫外線對低濃度黃曲黴毒素有一定的破壞性.

毒性極強

  遠遠高於氰化物、砷化物和有機農藥的毒性,其中以B1毒性最大。當人攝入量大時,可發生急性中毒,出現急性肝炎出血壞死、肝細胞脂肪變性膽管增生。當微量持續攝入,可造成慢性中毒,生長障礙,引起纖維XX變,致使纖維組織增生。AFT的致癌力也居首位,是目前已知最強致癌物之一。

耐熱性

  一般烹調加工溫度不能將其破壞,裂解溫度為280℃。在水中溶解度較低,溶於油及一些有機溶劑,如氯仿和甲醇中,但不溶於乙醚、石油醚及乙烷

臨床特徵

  食品中所污染的主要是黃曲黴毒素Bl,其毒性目前一般認為有三種臨床特徵;急性中毒慢性中毒和致癌性:   (1)急性中毒:   它是一種劇毒物質,毒性比KCN大10倍,比砒霜大68倍,僅次肉毒霉素,是目前已知黴菌中毒性最強的。它的毒害作用,無論對任何動物,主要變化是肝臟,呈急性肝炎、出血性壞死、肝細胞脂肪變性和膽管增生。脾臟胰臟也有輕度的病變。   (2)慢性中毒:   長期攝入小劑量的黃曲黴毒素則造成慢性中毒。其主要變化特徵為肝臟出現慢性損傷,如肝實質細胞變性、肝硬化等。出現動物生長發育遲緩,體重減輕,母畜不孕或產仔少等系列癥狀。   (3)致癌性:    AFT是目前所知致癌性最強的化學物質   其致癌特點是:   A 致癌範圍廣,能誘發魚類、禽類,各種實驗動物、家畜及靈長類等多種動物的實驗腫瘤;   B 致癌強度大,其致癌能力比六六六大1萬倍;   C 可誘發多種癌,AFT主要誘發肝癌,還可話互胃癌腎癌、淚腺癌、腸癌乳腺癌,卵巢小腸部位的腫瘤,還可出現畸胎。

主要來源

  黃曲黴毒素是黃曲霉、寄生曲霉等產生的代謝產物。當糧食未能及時曬乾及儲藏不當時

黃曲黴毒素M1

,往往容易被黃曲霉或寄生曲霉污染而產生此類毒素

分佈特點

  黃曲黴毒素存在於土壤,動植物各種堅果,特別是花生和核桃中。在大豆稻穀、玉米、通心粉、調味品、牛奶、奶製品、食用油等製品中也經常發現黃曲黴毒素。一般在熱帶和亞熱帶地區,食品中黃曲黴毒素的檢出率比較高。在

黃曲黴毒素M2

中國,產生黃曲黴毒素的產毒菌種主要為黃曲霉。1980年測定了從17個省糧食中分離的黃曲霉1660株,廣西地區的產毒黃曲霉最多檢出率為58%。總的分佈情況為:華中、華南、華北產毒株多,產毒量也大;東北、西北地區較少。

物質代謝

  分佈與排泄   黃曲黴毒素XX機體后,在肝臟中的量較其他組織器官為高,說明肝臟可能受黃曲黴毒素的影響最大。腎臟、脾臟和腎上腺也可檢出,肌肉中一般不能檢出。黃曲黴毒素如不連續攝入,一般不在體內積蓄。一次攝入后約1周即經呼吸、尿、糞等將大部分排出。   代謝   AFB1在動物體內經細胞內質網微粒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AFB1發生脫甲基、羥化及環氧化反應主要代謝產物為AFM1.AFP1.AFQ1和AFB1-2,3-環氧化物

造成危害

  概述   黃曲黴毒素對人和動物健康的危害均與黃曲黴毒素抑制蛋白質合成有關.黃曲黴毒素分子中的雙呋喃環結構是產生毒性的重要結構.研究表明,黃曲黴毒素的細胞毒作用是干擾信息RNA和DNA的合成,進而干擾細胞蛋白質的合成導致動物全身性損害(Nibbelink,1988).黃光琪等(1993)研究指出黃曲黴毒素B1能與tRNA結合形成加成物,黃曲黴毒素-tRNA加成物能抑制tRNA與某些氨基酸結合的活性對蛋白質生物合成中的必需氨基酸,如賴氨酸亮氨酸精氨酸甘氨酸與tRNA的結合均有不同的抑製作用,從而在翻譯水平上干擾了蛋白質生物合成影響細胞代謝..   黃曲黴毒素與動物疾病   黃曲黴毒素中毒(Aflatoxicosis)主要對動物肝髒的傷害,受傷害的個體因動物種年齡性別營養狀態而異.研究結果表明黃曲黴毒素可導致肝功能下降,降低牛奶產量和產蛋率.並使動物的免疫力降低易受有害微生物的感染.此外,長期食用含低濃度黃曲黴毒素的飼料也可導致胚胎內中毒.通常年幼的動物對黃曲黴毒素更敏感.黃曲黴毒素的臨床表現消化系統功能紊亂降低生育能力.降低飼料利用率,貧血等.黃曲黴毒素不僅能夠使奶牛的產奶量下降而且還使牛奶中含有轉型的黃曲黴毒素M1和M2.據美國農業經濟學家統計,由於食用黃曲黴毒素污染的飼料每年至少要使美國畜牧業遭受10%的經濟損失.在中國,由此而帶來的畜牧業損失可能會更大.黃曲黴毒素能導致家禽法氏囊胸腺萎縮皮下出血,翻譯反應差,抵抗力下降,疫苗失效,度疫病感受性提高,蛋變小,蛋黃重量變低,XX率、孵化率降低,胚胎死亡增加及不健康,。對家畜引起生長緩慢,飼料率下降,黃疸,皮毛粗糙低蛋白血症,肝癌和免疫抑制   黃曲黴毒素與人類的健康   人類健康受黃曲黴毒素的危害主要是由於人們食用被黃曲黴毒素污染的食物.對於這一污染的預防是非常困難的其原因是由於真菌在食物或食品原料中的存在是很普遍的.國家衛生部門禁止企業使用被嚴重污染的糧食進行食品加工生產,並制定相關的標準監督企業執行.但對於含黃曲黴毒素濃度較低的糧食和食品無法進行控制.在發展中國家食用被黃曲黴毒素污染的食物與癌症的發病率呈正相關性.亞洲和非洲的疾病研究機構的研究工作表明,食物中黃曲黴毒素與肝細胞癌變 (Liver Cell Cancer,LCC) 呈正相關性.長時間食用含低濃度黃曲黴毒素的食物被認為是導致肝癌胃癌,腸癌等疾病的主要原因.1988年國際腫瘤研究機構(International Agency for Research on Cancer,IARC) 將黃曲黴毒素B1列為人類致癌物.除此以外黃曲黴毒素與其它致病因素(如肝炎病毒)等對人類疾病的誘發具有疊加效應.   黃曲黴毒素Bl的半數致死量為0.36毫克/公斤體重,屬特劇毒的毒物範圍(動物半數致死量<10毫克/公斤=它的毒性比氰化鉀大10倍比砒霜大68倍).它引起人的中毒主要是損害肝臟,發生肝炎肝硬化肝壞死等.臨床表現有胃部不適食慾減退噁心嘔吐腹脹及肝區觸痛等;嚴重者出現水腫昏迷,以至抽搐而死.黃曲黴毒素是目前發現的最強的致癌物質.其致癌力是奶油黃的900倍比二甲基亞硝胺誘發肝癌的能力大75倍,比3,4苯並芘大4000倍.它主要誘使動物發生肝癌也能誘發胃癌,腎癌直腸癌及乳腺,卵巢小腸等部位的癌症.

檢驗檢疫

國家要求

  ● 1995年,世界衛生組織制定的食品黃曲黴毒素最高允許濃度為15ug/kg.   ● 中國政府對各種食物中黃曲黴毒素的最高允許量見表2.   表2 中國對食品中黃曲黴毒素的最高允許含量   食 物 名 稱   最高允許含量/(ug/kg)   玉米花生,花生油,堅果和乾果(核桃杏仁)   玉米,花生仁製品(按原料折算)   大米其他食用油(香油菜籽油大豆油,葵花油麻油茶油麻油,玉米胚芽油米糠油棉籽油)   其他糧食(麥類麵粉,薯干),發酵食品(醬油食用醋,豆豉腐乳製品),澱粉類製品(糕點餅乾,麵包裱花蛋糕)   牛乳及其製品(消毒牛奶,新鮮生牛乳全脂牛奶粉,淡煉乳,甜煉乳奶油),黃油新鮮豬組織(肝,腎血,瘦肉)   20(黃曲黴毒素B1)   20(黃曲黴毒素B1)   10(黃曲黴毒素B1)   5黃曲黴毒素B1)   0.5(黃曲黴毒素M1)   ● 美國聯邦政府有關法律規定人類消費食品和奶牛飼料中的黃曲黴毒含量(指B1+B2+G1+G2的總量)不能超過15μg/kg.人類消費的牛奶中的含量不能超過0.5μg/kg,其他動物飼料中的含量不能300μg/kg.   ● 而歐盟國家規定更加嚴格落花生和堅果及其加工產品和所有穀類食品及加工產品中黃曲黴毒素B1限量為2.0μg/kg;原奶、熱處理奶及加工奶產品中M1限量為0.050μg/kg;嬰兒食品(包括嬰幼兒奶)中M1限量為0.025μg/kg。」

通用方法

  薄膜層析法液相色譜法是目前國內絕大多數檢測機構都在使用的方法。由於其檢測周期長,程序複雜所需試劑繁多等缺點已遠遠不能滿足現代檢測要求.隨著現代科學技術的不斷發展,特別是免疫學生物化學分子生物學的不斷發展人們已創建了不少快速,簡便特異,敏感低耗且適用的黃曲黴毒素檢測方法.而且以金標試紙為代表的這些方法已經被先進國家所廣泛使用,引進和消化這些先進的方法是我們檢測領域的當務之急.免疫親和柱法優點很多但由於檢測費用過高,而無法普及.而一步式黃曲黴毒素檢測金標試紙法似乎更適用於中國值得推廣.。

其餘方法

  1,薄層層析法   薄層層析(Thin-Layer Chromatography,TLC)是在黃曲黴毒素研究方面應用最廣的分離技術.自1990年它被列為AOAC (Association of Official Agricultural Chemists)標準方法,該方法同時具有定性和定量分析黃曲黴毒素的功能.   2,液相色譜法   液相色譜(Liquid Chromatography,LC)與薄層層析在許多方面具有相似性二者互相補充.通常用TLC進行前期的條件設定,選擇適宜的分離條件后再用LC進行黃曲黴毒素的定量測定.   3,免疫化學分析方法   利用具有高度專一性的單克隆抗體多克隆抗體設計的黃曲黴毒素的免疫分析方法也是最常用的黃曲黴毒素檢測方法.這類方法通常包括放XX免疫分析方法(Radioimmunoassay,RIA),酶聯免疫法(Enzyme-linked of Immunosorbent Assay,ELISA)和免疫層析法(Immunoaflinity Column Assay,ICA).它們均可以對黃曲黴毒素進行定量測定.   (1) 免疫親和柱-熒光分光光度法和免疫親和術-HPLC法   免疫親和柱法和酶聯免疫吸附法雖然都可達到速簡便效果但酶聯免疫吸附法僅能檢測單一毒素(如黃曲黴毒素B1)含量,而且易出現假陽性結果難以控制.免疫親和柱法(包括熒光光度法和HPLC法)卻能達到既定量準確又快速簡便的要求.   免疫親和柱的使用可以避免傳統TLC和HPLC的缺點,同時免疫親和柱與TLC和HPLC法結合可以大大提高工作效率提高靈敏度準確度.   黃曲黴毒素免疫親和柱-熒光光度計法是以單克隆免疫親和柱為分離手段,用熒光計紫外燈作為檢測工具的快速分析方法.它克服了TLC和HPLC法在操作過程中使用劇毒的真菌毒素作為標定標準物和在樣品預處理過程中使用多種有毒,異味的有機溶劑毒害操作人員和污染環境的缺點.同時黃曲黴毒素免疫親和柱-熒光光度計法分析速度快,一個樣品只需10-15min,比傳統方法快幾個小時甚至幾天時間;儀器設備輕便容易攜帶自動化程度高,操作簡單直接讀出測試結果,可以在小型實驗或現場使用.可以進行黃曲黴毒素總量 (B1B2G1G2) 的測定檢測限可達到1ug/kg,達到黃曲黴毒素標準限量值以下測定範圍為1-300ug/kg.   黃曲黴毒素免疫親和柱-高效液相色譜法比傳統的HPLC法更加安全可靠,靈敏度和準確度高.它採用單克隆抗體免疫技術可以特效性地將黃曲黴毒素或其他真菌毒素分離出來,分離效率和回收率高.   分析原理試樣中的黃曲黴毒素用一定比例的甲醇/水提取液經過過濾稀釋后,用免疫親和柱凈化以甲醇將親和柱上的黃曲黴毒素淋洗下來,在淋洗液中加入溴溶液衍生以提高測定靈敏度,然後用熒光分光光度計進行定量.也可以將甲醇-黃曲黴毒素淋洗液的一部分注入HPLC中對黃曲黴毒素B1,B2,G1,B2分別進行定量分析.免疫親和柱是用大劑量的黃曲黴毒素單克隆抗體固化在水不溶性的載體上然後裝柱而成.該方法的測定範圍0-300ug/kg.   (2) 酶聯免疫吸附法:   1996年,Nakane 建立了辣根過氧化物酶標記抗體的測定技術.由於該方法簡便敏感,特異可作為多種抗原或抗體的測定,20世紀70年代後期該方法引入真菌毒素的檢測中,下面介紹的是競爭性酶聯免疫吸附間接法檢測黃曲黴毒素B1.   原理:將已知抗原吸附在固態載體表面洗除末吸附抗原,加入一定量抗體與待測樣品(含有抗原)提取液的混合液競爭培養后,在固相載體表面形成抗原抗體複合物.洗除多餘抗體成分然後加入酶標記的抗球蛋白的第二抗體結合物,與吸附在固體表面的抗原抗體結合物相結合再加入酶底物.在酶的催化作用下,底物發生降解反應產生有色物質,通過酶標檢測儀測出酶底物的降解量從而推知被測樣品中的抗原量.   (3) 微柱篩選法   可以用來半定量測定各種食品中黃曲黴毒素B1,B2,G1,G2的總量.   原理 樣品提取液中的黃曲黴毒素被微柱管風硅鎂型吸附層吸附后在波長365nm紫外光燈下顯示紫色熒光環,其熒光強度與黃曲黴毒素在一定的光密度範圍內成正比例關係.若硅鎂型吸附劑層未出現藍紫色熒光則樣品為陰性(方法靈敏度為5-10ug/kg).由於在微柱上不能分離黃曲黴毒素B1,B2,G1,G2,所以測得結果為總的黃曲黴毒素含量.   (4) 一步式黃曲黴毒素檢測金標試紙法   一步式黃曲黴毒素檢測金標試紙法是利用單克隆抗體而設計的固相免疫分析法.由此產生的一步式黃曲黴毒素快速檢測試紙可在5—10分鐘完成對樣品中黃曲黴毒素的定性測定.借助黃曲黴毒素標準樣品這種方法能估算黃曲黴毒素的含量,非常適用於現場測試和進行大量樣品的初選.

抵抗方法

  著名醫學雜誌Carcinogenesis在2007年刊登了一項研究,其中發現天然葉綠素可以抑制黃曲黴毒素B1引起的大鼠多器官致癌作用研究者表示,葉綠素的抗癌機制可能是因為它能大幅度減少黃曲黴毒素的吸收率,從而抑制了黃曲黴毒素對肝臟DNA的加成作用。他們認為,葉綠素是一種極好的化學保護物質,對抗致癌物的作用非常有效,從減少吸收,到減少致癌物與遺傳物質的作用,直到減少各組織的癌前病變出現,各環節都有明顯的效果。   當然,這隻是一項動物研究,對人體來說,葉綠素是不是也有同樣的作用呢?在大鼠試驗的啟發下,2009年的Cancer Prevention Research雜誌上發表了一項人體試驗研究,它證明,在人類志願者當中,葉綠素一樣能夠有效地對抗黃曲黴毒素的致癌作用。研究者們給志願者服用微量14C標記的黃曲黴毒素B1膠囊,然後正常進食和飲水,測定他們在72小時之內對黃曲黴毒素的吸收和代謝情況。過若干天後,給志願者同樣服用這種黃曲黴毒素膠囊,但再加上葉綠素或者葉綠酸。結果和大鼠試驗相當類似,葉綠素和葉綠酸能大大降低黃曲黴毒素的吸收率。

快速辨別食物中的黃曲霉素

  1.用花生油炒菜的時候,往裡面放一顆剝皮的蒜頭(蒜子),蒜子對於黃曲霉素最敏感。如果蒜子變紅色,就是用地溝油,含有大量黃曲霉素。食油良好的話,蒜子是白色的。   2.黃曲霉素是很苦的,食用花生、核桃等食物時如果感覺很苦,馬上吐出來,並漱口。發霉的花生、核桃等都容易產生黃曲霉素。[1]

超標事件

  2011年12月24日,國家質量監督檢驗檢疫總局公布了近期對全國液體乳產品進行抽檢結果的公告,蒙牛乳業(眉山)有限公司生產的一批次產品被檢出黃曲黴毒素M1超標140%。   此次涉事的四川眉山工廠在2008年4月全面啟動,其一期項目總投資3億元,設計能力為日處理鮮奶800噸。   此事發生后,蒙牛在25日凌晨及晚上9點鐘兩次連發道歉聲明。   2011年12月26日,蒙牛副總裁盧建軍解釋稱,「黃曲霉素是因為眉山地處四川,多陰雨天氣,個別供方對飼料管理不當,霉變導致牛奶產生黃曲霉素。」   2011年12月27日在植物油產品中, 廣東省有3個產品的部分批次抽檢不及格,分別是雲浮市雲城區滿意花生油廠的花生油(壓榨)、雲城區富盛糧油廠的花生油(壓榨)和高要市孖寶油有限公司的花生油(2.73L/瓶),原因均為黃曲黴毒素B1指標不合格。   [2]

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