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1、黃曲霉毒素摘要:本文介紹了黃曲霉毒素的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和產(chǎn)生條件,并闡述黃曲霉毒素的危害及其檢測(cè)防治。關(guān)鍵詞:黃曲霉毒素;危害;檢測(cè);防治一、黃曲霉毒素介紹1.1 黃曲霉毒素生物毒素(Biotoxin)是一大類生物活性物質(zhì)的總稱,包括動(dòng)物毒素、植物毒素和微生物毒素等。有別于人工合成的有毒化合物,生物毒素有時(shí)也被稱作天然毒素(Natural Toxins);然而,不適當(dāng)?shù)娜藶榛顒?dòng)也影響到生物毒素的產(chǎn)生。生物毒素事實(shí)上已經(jīng)對(duì)食品安全和人類健康構(gòu)成了威脅,因此,食品/飼料中生物毒素的研究也日益顯現(xiàn)出其必要性和迫切性。真菌毒素(Mycotoxins)是某些絲狀真菌產(chǎn)生的具有生物毒性的次級(jí)代謝產(chǎn)物,這些毒性真菌
2、包括曲霉、青霉、鐮刀霉、鏈格孢霉、棒孢霉和毛殼菌等. 最先被分離純化的真菌毒素為麥角生物堿(Ergot Alkaloids,1875)和青霉酸(Penicillic Acid,1913),其他真菌毒素也相繼于二十世紀(jì)三十年代和四十年代得以分離純化,然而,對(duì)真菌毒素的真正研究卻是從1962年黃曲霉毒素的發(fā)現(xiàn)開始的。當(dāng)時(shí),在英國東南部一些農(nóng)場(chǎng)中,有大約10萬只火雞不明原由地突然死亡,一時(shí)間在人群中造成了恐慌和不安。后來經(jīng)過食品、毒理和細(xì)菌學(xué)方面專家的通力合作,終于找出了引起火雞大批死亡的原因:他們從喂養(yǎng)火雞的玉米粉中分離出一種前所未知的由黃曲霉菌產(chǎn)生的毒素,命名為“黃曲霉毒素”。從此,對(duì)真菌毒素的
3、研究在全世界活躍地開展起來。 黃曲毒素(aflatoxin)主要是由屬于曲霉屬(Aspergillus)的黃曲菌(A. flavus)及寄生曲菌(A. parasiticus)這兩種真菌所產(chǎn)生的二級(jí)代謝產(chǎn)物(secondary metabolites),另一類很重要的真菌二級(jí)代謝產(chǎn)物是青霉菌(Penicillium)產(chǎn)生的青霉素(penicillins)。黃曲霉毒素是由黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)生的雜環(huán)化合物,它的代謝產(chǎn)物主要有B1、B2、G1、G2、M1和M2等類型。1.2 黃曲霉毒素的結(jié)構(gòu)黃曲霉毒素是一類化學(xué)結(jié)構(gòu)類似的二呋喃香豆素衍生物,其基本結(jié)構(gòu)含有一個(gè)雙呋喃環(huán)和一個(gè)氧雜萘鄰?fù)?,依?jù)化
4、學(xué)結(jié)構(gòu)的不同和產(chǎn)生的衍生物有20余種,黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2、M1、M2、P1、Q1等17種相關(guān)化合物已經(jīng)過系統(tǒng)鑒定其結(jié)構(gòu)。黃曲霉毒素的基本結(jié)構(gòu)為二呋喃氧雜奈鄰?fù)?,但化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的黃曲霉毒素的毒性有所差異,其中B1最強(qiáng),然后依次是:M1G1B2M2B2。圖 黃曲霉毒素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式 黃曲霉毒素B1 黃曲霉毒素B2 黃曲霉毒素G1 黃曲霉毒素 G2 黃曲霉毒素M1 黃曲霉毒素M21.3黃曲霉毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)黃曲霉素為分子真菌毒素。許多國家規(guī)定了黃曲霉毒素在食品和飼料中的極限值,即食品和飼料中的黃曲霉毒素含量不允許超過此值。WHOF
5、AO標(biāo)準(zhǔn):國際衛(wèi)生組織(WHO)世界糧農(nóng)組織所屬的食品法典委員會(huì)(CAC)推薦食品、飼料中黃曲霉毒素最大允許量標(biāo)準(zhǔn)為總量(B1十B2十G1十G2)小于15gkg;牛奶中M1的最大允許量為0.5gkg ; 美國FDA頒布的黃曲霉毒素最大允許標(biāo)準(zhǔn)為:食品中黃曲霉毒素總量(B1十B2十G1十G2)小于20gkg;牛奶中黃曲霉毒素M1小于為0.5gkg;用于飼養(yǎng)低齡動(dòng)物和奶?;虿磺宄唧w用途的玉米和其他谷物中黃曲霉毒素總量小于20gkg;除玉米或棉籽外的其他動(dòng)物飼料中黃曲霉毒素總量小于20gkg;用于飼養(yǎng)菜牛、豬或成熟家禽的玉米和其他谷物中黃曲霉毒素總量小于100gkg;用于飼養(yǎng)45kg以上豬的玉米和
6、其他谷物中黃曲霉毒素總量小于200gkg;用于飼養(yǎng)育肥階段菜牛的玉米和其他谷物、用于飼養(yǎng)菜牛、豬或家禽的棉籽中黃曲霉毒素總量小于300gkg。而歐盟國家規(guī)定更加嚴(yán)格,要求人類生活消費(fèi)品中的黃曲霉毒素B1的含量不能超過0.05ug/kg表 中國對(duì)食品中黃曲霉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(jiān)果和干果(核桃、杏仁)20(黃曲霉毒素B1)玉米、花生仁制品(按原料折算)20(黃曲霉毒素B1)大米、其他食用油(香油、菜籽油、大豆油、葵花油、胡麻油、茶油、麻油、玉米胚芽油、米糠油、棉籽油)10(黃曲霉毒素B1)其他糧食(麥類、面粉、薯干)、發(fā)酵食品(醬油、食
7、用醋、豆豉、腐乳制品)、淀粉類制品(糕點(diǎn)、餅干、面包、裱花蛋糕)5黃曲霉毒素B1)牛乳及其制品(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)0.5(黃曲霉毒素M1)二、黃曲霉毒素產(chǎn)生條件2.1黃曲毒素的合成路徑一般相信黃曲毒素的合成是由初級(jí)代謝產(chǎn)物而來。當(dāng)菌開始生長(zhǎng)時(shí),初級(jí)代謝即開始進(jìn)行,此時(shí)根本沒有或只有少量之黃曲毒素,后來由于磷、氮或一些其他微量元素等初級(jí)代謝中所需之養(yǎng)份漸漸用完而變成限制因子之后,生長(zhǎng)逐漸受阻,初級(jí)代謝作用也受到干擾,各種不同的初級(jí)代謝物開始累積,會(huì)引發(fā)或促進(jìn)次級(jí)代謝所需酵素之活性,導(dǎo)致次級(jí)代謝作用之進(jìn)行,例如A. fla
8、vus及 A. parasiticus,此時(shí)polyketide的合成代謝路徑會(huì)超過脂肪酸的合成代謝,進(jìn)而促進(jìn)黃曲毒素的合成作用。2.2黃曲毒素的形成條件溫度、濕度和氧氣是造成飼料霉變的三個(gè)主要因素。(1)環(huán)境溫度和濕度。黃曲霉的生長(zhǎng)繁殖需要一定的溫度、濕度和適宜的pH值條件。黃曲霉是溫暖地區(qū)常見的占優(yōu)勢(shì)的霉菌,其生長(zhǎng)溫度范圍在4-50之間,最適生長(zhǎng)溫度為25-40。最適相對(duì)濕度為8090。黃曲霉毒素形成的最低溫度為5-12,最高為45,最適溫度為20-30(28)。在黃曲霉毒素的產(chǎn)生過程,溫度是一個(gè)很重要的條件,溫度過高過低,對(duì)霉菌的產(chǎn)毒都有很大的影響,一般產(chǎn)生G1毒素的溫度略高于B1毒素。
9、由此可見,黃曲霉的生長(zhǎng)繁殖與一定地區(qū)的氣候條件是密切相關(guān)的。在眾多的發(fā)生霉毒的地區(qū)來看,南方地區(qū)都要高于北方,這是因?yàn)槟戏降臍鉁?、濕度更適合于黃曲霉的生長(zhǎng)繁殖,特別是梅雨季節(jié),黃曲霉容易生長(zhǎng)。在肉制品中,當(dāng)溫度在10以下時(shí),則不生成黃曲霉毒素。(2)pH值和氧氣。曲霉比其它霉菌更耐旱,而且環(huán)境的酸堿性對(duì)其影響不大,在pH2-9的條件下都能生成黃曲霉毒素,不過在pH2.5-6.0之間的酸性條件下,毒素的生成量最大。黃曲霉能在含氧量極低的環(huán)境中生長(zhǎng),在缺氧環(huán)境中發(fā)酵。即使在充填二氧化碳的冷庫中,黃曲霉的生長(zhǎng)也不受影響,不過能明顯地延緩黃曲霉毒素的形成。在有氧條件下,花生和玉米是最好的繁殖場(chǎng)所,據(jù)報(bào)
10、告可能與其富含微量元素鋅及能夠刺激黃曲霉繁殖的生長(zhǎng)因子有關(guān)。(3)水份含量。玉米、麥類、稻谷等谷實(shí)原料的水分含量為1718時(shí)是黃曲霉生長(zhǎng)繁殖的最適條件。谷實(shí)類在粉碎后如果水分含量過高則更適合黃曲霉的生長(zhǎng)。因此,飼料原料的含水量應(yīng)控制在防霉含水量以下。(4)倉儲(chǔ)運(yùn)輸中污染及管理不當(dāng)。如果原料長(zhǎng)時(shí)間倉儲(chǔ)或倉庫潮濕、漏雨,庫存過多而不注意通風(fēng)、干燥、打掃衛(wèi)生,特別是已經(jīng)粉碎的物料,由于它顆粒小,容易吸收周圍的水分,就很可能為黃曲霉的生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造一定的溫度和濕度。其次,顆粒飼料的生產(chǎn)中要注意冷卻和配套風(fēng)機(jī)的選擇,否則易由于顆粒冷卻時(shí)間不夠或風(fēng)量不足,出機(jī)飼料水分、溫度過高而造成黃曲霉的生長(zhǎng)。原料倉儲(chǔ)運(yùn)
11、輸過程中若管理不當(dāng),以致原料受淋、受潮、曝曬、通氣不當(dāng)、堆壓時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)為黃曲霉毒素的產(chǎn)生創(chuàng)造有利的條件。 2.3影響黃曲毒素產(chǎn)生的因素黃曲毒素產(chǎn)生的影響因素有很多,其中溫度、濕度、基質(zhì)、培養(yǎng)時(shí)間以及不同地區(qū)所得 到菌株產(chǎn)生黃曲毒素的量也大不相同;Sorensen et al. 1967的報(bào)告中指出A. flavus和A.parasitics在11-37都可產(chǎn)生黃曲毒素。Diener and Davis 1967研究相對(duì)濕度對(duì)花生在儲(chǔ)存時(shí)黃曲毒素累積的影響,發(fā)現(xiàn)受傷害的花生要在相對(duì)濕度85時(shí),有少量的黃曲毒素產(chǎn)生,而完整的花生則要在相對(duì)濕度87-89才會(huì)有黃曲毒素產(chǎn)生。在相對(duì)濕度為97-99,
12、溫度范圍13-41.5之間均會(huì)產(chǎn)生黃曲毒素。Ehrlich and Cotty 2002指出不同地區(qū)所得到相同種(species)的不同菌株其黃曲毒素的產(chǎn)生量有著大不相同的結(jié)果,此現(xiàn)象可歸因于調(diào)控基因?qū)哟紊系牟煌?。他們發(fā)現(xiàn)將北美的亞利桑納州(SB)與非洲西部的貝南(SBG)所得到的A. flavus在實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)時(shí),SBG菌株以硝酸鹽為氮源黃曲毒素的產(chǎn)量遠(yuǎn)較以銨鹽為氮源時(shí)少。經(jīng)過進(jìn)一步研究后得到一結(jié)論:黃曲毒素的產(chǎn)生是因AflR與AflJ這兩個(gè)基因所調(diào)控,而這兩個(gè)基因又被AreA-binding site所調(diào)控制,此外,AreA-binding site的多寡也調(diào)控制黃曲毒素的產(chǎn)量。此兩地所得到的
13、A. flavus其所含有的AreA-binding site則是(SB)含有較多,(SBG)較少,相對(duì)的黃曲毒素的產(chǎn)量也是(SB)較多。2.4黃曲毒素的分布黃曲霉和寄生曲霉是產(chǎn)生黃曲霉毒素的主要菌種,其他曲霉、毛霉、青霉、鐮孢霉、根霉等也可產(chǎn)生黃曲霉毒素。黃曲霉和寄生曲霉廣泛存在于土壤、灰塵、植物及其果實(shí)上。特別是在熱帶和亞熱帶的核果類和谷類上更為常見。黃曲霉作為貯藏菌在我國廣泛分布,而寄生曲霉在我國罕見,它是以寄生方式存在于熱帶和亞熱帶地區(qū)甘蔗或葡萄的一種害蟲水蠟蟲體內(nèi)。產(chǎn)生黃曲毒素的真菌不僅在花生中可找到,還可在玉米、小麥、大麥、燕麥、棉籽、樹豆等作物中發(fā)現(xiàn)。所以必須注意檢查特別容易受黃
14、曲霉毒素污染的食品原材料,以及用這些原材料加工的食品中的黃曲霉毒素,這些食品有核桃、開心果、杏仁、桃仁和李仁、椰絲、芝麻和各種糧食。通心粉、調(diào)味品、食用油等制品中也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素。家庭自制的面醬等發(fā)酵食品有時(shí)也會(huì)被污染;咸肉、火腿、香腸等肉類食品,也有受到污染的可能。研究人員發(fā)現(xiàn)乳制品中也有黃曲毒素,尤其是第五種黃曲毒素M1。酪農(nóng)飼養(yǎng)乳牛除了提供草料之外,也會(huì)補(bǔ)充適量的配合飼料,以促進(jìn)生長(zhǎng)并提高泌乳量,但飼料若處理不當(dāng)就可能遭黃曲毒素污染,當(dāng)乳牛攝入此種受污染的飼料后,其中所含的黃曲毒素1經(jīng)牛體代謝后殘存百分之一至二,且轉(zhuǎn)為另一形式的黃曲毒素1,隨乳汁分泌出來。黃曲毒素1之毒性難較黃曲毒素
15、1弱,但長(zhǎng)期食用含過量黃曲毒素1之乳制品,仍會(huì)造成肝臟損傷。一般在熱帶和亞熱帶地區(qū),食品中黃曲霉毒素的檢出率比較高。1980年測(cè)定了從17個(gè)省糧食中分離的黃曲霉1660株,廣西地區(qū)的產(chǎn)毒黃曲霉最多,檢出率為58%??偟姆植记闆r為:華中、華南、華北產(chǎn)毒株多,產(chǎn)毒量也大,東北、西北地區(qū)較少。三、黃曲霉毒素的危害性 (一) AFB1的毒害機(jī)理1.1抑制核酸的生物合成最先發(fā)現(xiàn)的AFB1對(duì)組織和細(xì)胞的影響,其中一個(gè)就是抑制DNA的合成。在肝臟中,毒素的聚集會(huì)引起DNA合成的抑制,但卻明顯不影響RNA或蛋白質(zhì)的合成,表明干擾DNA合成是一個(gè)初步的生化反應(yīng)結(jié)果。AFB1阻止的是DNA復(fù)制的起始階段,而不是延
16、伸階段。FB1與DNA或蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)合可能會(huì)引起抑制的產(chǎn)生,導(dǎo)致DNA模板活性改變或DNA合成過程中的某些酶的失活。AFB1與膜蛋白的共價(jià)結(jié)合也可能會(huì)使胸腺嘧啶脫氧核苷和其它DNA合成所必須的核苷前體物的吸收下降。AFB1能夠迅速抑制大鼠肝臟RNA的合成,尤其是抑制與rRNA(18S和28S)或rRNA前體物(32S和45S)的形成有關(guān)的核仁RNA的合成。這種抑制從根本上是由于DNA模板活性的降低和RNA聚合酶II(在很大程度上負(fù)責(zé)mRNA的合成)的抑制以及核苷轉(zhuǎn)運(yùn)缺陷所引起的。另一方面來說, RNA聚合酶I的活性在很大程度上不受AFB1的影響。Yu發(fā)現(xiàn),當(dāng)AFB1在體內(nèi)或體外激活后會(huì)優(yōu)先結(jié)
17、合大鼠肝細(xì)胞核染色質(zhì)的生理活性區(qū),這或許可以解釋測(cè)定到的RNA合成的下降。在此之前,Yu還報(bào)道,AFB1可能阻斷RNA鏈的延長(zhǎng)。此外,染色體蛋白在AFB1與DNA結(jié)合的過程中起著一定作用,因?yàn)樵摰鞍椎那宄龝?huì)引起上述特異結(jié)合的大量減少。然而,與此相反的是Chih等發(fā)現(xiàn)一些胞質(zhì)蛋白(如白蛋白,丙酮酸激酶)能夠比組蛋白更有效地結(jié)合AFB1。AFB1破壞負(fù)責(zé)把核仁RNA前體物加工成rRNA的細(xì)胞核RNA的后轉(zhuǎn)錄過程,阻斷大鼠肝臟中45SRNA的分裂(形成18S和28SrRNA)。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的加工也以類似的方式被阻斷,導(dǎo)致tRNA的5S前體物細(xì)胞質(zhì)水平的升高。在AFB1處理過的動(dòng)物細(xì)胞中最顯著的一些結(jié)果
18、就是細(xì)胞核和核仁形態(tài)的改變。1.2抑制蛋白質(zhì)的生物合成 AFB1抑制蛋白質(zhì)合成的直接原因可能是由于蛋白質(zhì)生物合成酶的失活,間接原因可能是由于DNA模板活性的改變,或RNA合成、成熟、翻譯受到抑制,或氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)被阻斷。在超微結(jié)構(gòu)方面,已經(jīng)有報(bào)道說在AFB1處理過的細(xì)胞中,核糖體在不斷地從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上脫落下來。一些破壞性的改變都可能會(huì)導(dǎo)致從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上脫落下來的核糖體越來越多,這些改變包括對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的直接損傷,干擾內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上核糖體的結(jié)合位點(diǎn),干擾核糖體循環(huán),抑制新合成的蛋白質(zhì)的釋放,抑制mRNA的合成等。核糖體從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上分離下來的結(jié)果是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)媒介的蛋白質(zhì)合成很可能被破壞。AFB1通過抑制核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)
19、合,從而抑制蛋白質(zhì)的合成。1.3干擾糖類和脂類代謝 有些動(dòng)物種類在攝入AFB1后,會(huì)出現(xiàn)肝糖水平下降和血糖水平上升的情況。原因可能是肝糖酶的抑制(如肝糖合成酶),肝糖元生成的抑制,葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入肝細(xì)胞的減少,糖元前體物代謝酶類活性的提高(如G-6-P脫氫酶)。 已知AFB1能夠引起肝臟中脂類的聚集,一般認(rèn)為這是由于脂類運(yùn)輸被破壞(而不是脂類合成增加)所導(dǎo)致的。Chou和Marth報(bào)道,在給貂注射AFB1 后,發(fā)現(xiàn)肝臟脂類水平上升,而酯酸鹽類的吸收并沒有變化。他們據(jù)此認(rèn)為,貂肝臟脂類水平的上升是由于脂肪氧化減弱或脂類合成提高所致。在這一點(diǎn)上,線粒體的損傷(在被AFB1處理過的細(xì)胞中經(jīng)常會(huì)觀察到)
20、可能會(huì)導(dǎo)致這些細(xì)胞器的氧化性能降低,伴隨著肝臟脂類的積累。 日常水平AFB1引起的脂類運(yùn)輸或合成的變化不會(huì)影響生長(zhǎng)率或RNA的合成。對(duì)小雞來說,AFB1不僅影響脂類合成與運(yùn)輸,而且影響脂類的吸收和降解。因此,對(duì)甘油三酯運(yùn)輸?shù)钠茐氖且环N初級(jí)損害,而不是由于核酸代謝被破壞以后導(dǎo)致的次級(jí)損害。AFB1能夠刺激神經(jīng)節(jié)后副交感神經(jīng)末梢中乙酰膽堿的釋放,間接地通過類膽堿功能系統(tǒng)來引起幾尼豬回腸的收縮,這個(gè)可以用來說明AFB1在人和動(dòng)物胃腸道中引起的急性反應(yīng)。1.4抑制正常的免疫反應(yīng) 目前已經(jīng)有很多綜述性文章報(bào)道AFB1對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物的免疫反應(yīng)造成損害??偟膩碚f,AFB1對(duì)蛋白質(zhì)合成的抑制會(huì)引起血清蛋白濃度的變
21、化,導(dǎo)致非特異性的體液物質(zhì)的的抑制。亞急性劑量的AFB1致使幾內(nèi)亞豬補(bǔ)體缺乏,火雞體內(nèi)干擾素產(chǎn)生延遲,淋巴因子的激活延遲。更高劑量的AFB1會(huì)降低小雞體內(nèi)免疫球蛋白 G和A的水平,導(dǎo)致獲得性免疫失常。Pier等報(bào)道,AFB1會(huì)降低接種疫苗后獲得性免疫的功效,在體外AFB1對(duì)B-淋巴細(xì)胞的作用會(huì)導(dǎo)致淋巴基因應(yīng)答的抑制。18日齡雞的胚胎經(jīng)AFB1 作用后引起T淋巴細(xì)胞(2倍)和B淋巴細(xì)胞(68倍)的姐妹染色單體交換呈劑量相關(guān)的增加。低劑量的AFB1也會(huì)呈劑量相關(guān)地引起人淋巴細(xì)胞有絲分裂的失常。黃曲霉毒素B1能抑制牛外周淋巴細(xì)胞對(duì)植物血凝素和刀豆球蛋白A等的反應(yīng),還可以抑制結(jié)核患牛的淋巴細(xì)胞對(duì)結(jié)核菌
22、素純化蛋白的反應(yīng)。T 淋巴細(xì)胞調(diào)節(jié)的細(xì)胞免疫反應(yīng)似乎更以受到黃曲霉毒素影響。在雞胚實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),6日齡雞胚注射黃曲霉毒素后其淋巴細(xì)胞增生減少,宿主移植物反應(yīng)也受到抑制,18日齡雞胚注射后會(huì)使T淋巴細(xì)胞DNA發(fā)生損傷,而這個(gè)時(shí)期正是T、B淋巴細(xì)胞發(fā)生分化,增殖和發(fā)育的時(shí)期。同時(shí)人們還觀察到產(chǎn)蛋雞淋巴細(xì)胞數(shù)量的下降與飼喂黃曲霉毒素的劑量有相關(guān)性。AFB1通過影響細(xì)胞媒介免疫反應(yīng),在火雞和小雞上引起T-淋巴細(xì)胞對(duì)植物血凝素響應(yīng)的抑制,胸腺萎縮和施用疫苗后的免疫失敗。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),AFB1能夠減少抗體的產(chǎn)生,降低巨噬細(xì)胞的噬菌能力,減少補(bǔ)體,降低T細(xì)胞的數(shù)量和功能并引起胸腺先天性萎縮。 AFB1對(duì)體外的
23、腹膜巨噬細(xì)胞作用會(huì)導(dǎo)致劑量相關(guān)細(xì)胞損傷的增加和巨噬細(xì)胞黏附能力的降低,還有巨噬細(xì)胞中NO產(chǎn)量的降低。巨噬細(xì)胞負(fù)責(zé)機(jī)體對(duì)腫瘤和微生物的非特異性免疫,同時(shí)釋放具有細(xì)胞毒性的化合物,包括NO。AFB1能夠影響信號(hào)分子的功能,如鳥嘌呤核苷結(jié)合蛋白(G蛋白)、蛋白激酶C(PKC)和鈣離子(Ca2+)。經(jīng)AFB1預(yù)處理過的巨噬細(xì)胞在受到脂多糖刺激后,其PKC活性和酪氨酸磷酸化活性顯著降低。這個(gè)可能是由于AFB1抑制了巨噬細(xì)胞中負(fù)責(zé)NO產(chǎn)生的蛋白質(zhì)磷酸化(由蛋白激酶介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)),從而使NO的生物合成減少。AFB1對(duì)免疫系統(tǒng)的影響,使得家畜很容易感染疾病,導(dǎo)致生產(chǎn)性能的降低,或因并發(fā)癥而死亡。
24、1.5降低激素作用的生物學(xué)效率 生長(zhǎng)激素或類固醇激素都能夠特異性地通過細(xì)胞膜受體蛋白與靶細(xì)胞膜非共價(jià)結(jié)合來調(diào)節(jié)細(xì)胞功能。激素與相應(yīng)受體結(jié)合后,激素-受體復(fù)合物被轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞核并通過與染色質(zhì)上的受體位點(diǎn)結(jié)合來誘導(dǎo)特定基因的轉(zhuǎn)錄(mRNA)。AFB1能夠與DNA共價(jià)結(jié)合(尤其是與鳥嘌呤結(jié)合),從而減少激素受體復(fù)合物在核內(nèi)的受體位點(diǎn),進(jìn)而降低激素活性。已知AFB1能夠減少大鼠肝臟中腎上腺糖皮質(zhì)激素與其胞液受體復(fù)合物在核內(nèi)的受體位點(diǎn),但不影響激素與其受體的結(jié)合。1.6抑制ATP產(chǎn)生 在急性AFB1的暴露水平下,主要的代謝影響就是抑制細(xì)胞能量的產(chǎn)生。AFB1能夠抑制組織勻漿中氧的吸收,抑制大鼠肝臟線粒體
25、電子傳遞鏈上細(xì)胞色素b與 c或c1之間的電子傳遞過程。AFB1還影響細(xì)胞色素氧化酶的水平。AFB1對(duì)肝臟線粒體的這些生化影響并不需要轉(zhuǎn)化為其有代謝活性的環(huán)氧化物。還有學(xué)者報(bào)道,大鼠肝臟線粒體單氧酶系統(tǒng)中的細(xì)胞色素P450的存在會(huì)產(chǎn)生具有親電活性的代謝物,來共價(jià)修飾線粒體DNA、RNA和蛋白質(zhì)。解偶聯(lián)氧化磷酸化會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ATP的耗竭,從而影響細(xì)胞內(nèi)鈉和鉀的梯度。AFB1作為一種解偶聯(lián)劑,能夠有效地抑制電子傳遞和ATP酶的活性。1.7 致突變、致畸、致癌作用 AFB1(確切地說是其環(huán)氧化物)是黃曲霉毒素中致突變力最強(qiáng)的一種,而且AFB1的致突變能力與其致癌力密切相關(guān)。AFB1能夠在動(dòng)植物細(xì)胞中引
26、起染色體失常(染色體斷裂,染色單體橋接和破損)和DNA破損。 AFB1還有致畸作用,它是蛋白質(zhì)合成的有效抑制物,能夠影響原始細(xì)胞的發(fā)育和胎兒的分化。 黃曲霉毒素是一種毒性極強(qiáng)的致癌性肝毒素,與其它致癌物作比較試驗(yàn),黃曲霉毒素B1對(duì)大鼠以口致癌劑量為10g/d,而二甲基亞硝胺為750g/d,奶油黃為9000g/d,黃曲霉毒素的強(qiáng)致癌作用由此可見一斑。黃曲霉毒素除極易導(dǎo)致肝癌外,由于給毒途徑不同,還可引起腎、胃、支氣管、腺體和皮下組織的癌腫。大鼠致癌試驗(yàn)表明,大劑量數(shù)次攝入和小劑量反復(fù)反復(fù)攝入均有致癌作用。正常細(xì)胞向腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)化分為兩個(gè)階段:起始階段和促進(jìn)階段。致癌化學(xué)物質(zhì)可以被劃分為誘發(fā)劑、促
27、進(jìn)劑或兩者兼有三類,AFB1就屬于兩者兼有的類型。在起始階段,RNA,尤其是DNA上的生化損傷會(huì)隨著細(xì)胞的分裂過程變成細(xì)胞的固有特征;從而,正在分裂的細(xì)胞發(fā)生突變的可能性也就較靜止?fàn)顟B(tài)的細(xì)胞驟然增加,因?yàn)樵贒NA復(fù)制過程中,AFB1-DNA(或RNA)加合物被轉(zhuǎn)化為突變體,而供DNA修復(fù)錯(cuò)誤的時(shí)間卻不夠充分。發(fā)生以上改變的細(xì)胞就開始具有潛在的致癌性,但還必須在適宜的條件下經(jīng)過促進(jìn)階段才會(huì)最終使發(fā)生突變的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞,一種能夠獨(dú)立于正常的細(xì)胞調(diào)節(jié)機(jī)制而無限制地增生擴(kuò)散的細(xì)胞。 AFB1能夠選擇性的、非隨機(jī)的結(jié)合大鼠DNA:如特異性地結(jié)合肝細(xì)胞線粒體DNA,肝細(xì)胞核內(nèi)核糖體DNA的RNA基因序
28、列,肝細(xì)胞核仁染色單體上的轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域等。這種結(jié)合與DNA上相應(yīng)結(jié)合區(qū)域?qū)υ摱舅氐目山邮芏扔嘘P(guān);通常這種區(qū)域缺少組蛋白,同時(shí)rRNA區(qū)域由于其較高的轉(zhuǎn)錄活性而保持彌散型的構(gòu)象。有人在體外研究了AFB1與不同蛋白質(zhì)結(jié)合的能力,發(fā)現(xiàn)AFB1與組蛋白的結(jié)合力相對(duì)較弱,含NLS(細(xì)胞核定位信號(hào))的蛋白質(zhì)能夠推動(dòng)AFB1向細(xì)胞核內(nèi)的遷移,在細(xì)胞核內(nèi)AFB1被活化以及形成加合物。AFB1與線粒體DNA共價(jià)結(jié)合的親和力要比其與細(xì)胞核DNA共價(jià)結(jié)合的親和力高34倍。一旦線粒體DNA發(fā)生損傷,這種變化就往往是穩(wěn)定而又持久的,這可能反應(yīng)出線粒體中缺少一種適當(dāng)?shù)那谐迯?fù)機(jī)制,因而線粒體的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程就會(huì)持久地被這
29、些損傷所抑制,導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化。AFB1與DNA的共價(jià)結(jié)合可能會(huì)抑制DNA的甲基化,從而改變基因表達(dá)和細(xì)胞分化。然后,致癌基因可能被激活,通過在已經(jīng)發(fā)生改變的基因上產(chǎn)生可遺傳的轉(zhuǎn)錄水平的突變,促使哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)致癌基因的轉(zhuǎn)化形成。(二) 黃曲霉毒素的中毒癥狀中毒癥狀無特異表現(xiàn),按癥狀的嚴(yán)重程度不同,臨床可表現(xiàn)為發(fā)育遲緩、腹瀉、肝腫大、變性、色黃、質(zhì)脆,肝出血、肝硬化、肝壞死、脂肪滲透、膽道增生等,全身肌肉、黏膜、皮下均有出血點(diǎn)和出血斑。腎彌慢性出血,胸、腹腔積液,胃腸道可見游離狀血塊。有時(shí)脾可出現(xiàn)出血性梗死,心內(nèi)外膜出血,腦實(shí)質(zhì)和腦膜血管擴(kuò)張充血。慢性中毒肝變硬,膽囊縮小,膽汁濃稠,嚴(yán)重黃疽,
30、腎蒼白腫脹,肩下、腿前肌肉可見瘀血及斑狀出血。 黃曲霉毒素的毒性被列為極毒級(jí)毒素。按每公斤體重喂飼小于1或等于1毫克的黃曲霉毒素,就能夠使一半的試驗(yàn)動(dòng)物死亡。其毒性比人們熟知的劇毒藥氰化鉀要強(qiáng)10倍;是砒霜的68倍,比眼鏡蛇、金環(huán)蛇的毒汁還要毒;比劇毒的農(nóng)藥1605、1059的毒性還要強(qiáng)28-33倍。黃曲霉毒素是目前發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的致癌物質(zhì)。其致癌力是奶油黃的900倍,比二甲基亞硝胺誘發(fā)肝癌的能力大75倍,比3,4苯并芘大4000倍。表 黃曲霉毒素的毒性和致癌性黃曲霉毒素種類毒性(半致死劑量, mg/kg)相對(duì)致癌性B10.36100M1約0.363G10.783B21.690.2G22
31、.450.1表 黃曲霉毒素單劑量的50物種年齡LD50物種年齡LD50雛雞1d0.2-40.3貓0.55小鼠1d1.0狗0.62小鼠21d5.5恒河猴2.2地鼠30d10.2人成年10.0黃曲霉毒素的毒性主要是對(duì)肝臟的損害,所以,屬于肝毒性毒素。即使我們平常通過進(jìn)食米飯所攝入毒素量很少,時(shí)間稍長(zhǎng)仍可引起慢性中毒。臨床表現(xiàn)為食欲不振,體重下降,逐漸進(jìn)入肝細(xì)胞變性、壞死,進(jìn)一步生成肝腫瘤;而大量攝入則形成急性中毒:肝功能被破壞,出現(xiàn)肝昏迷并致人死亡。黃曲霉毒素除了可致肝癌外,還可能引發(fā)前胃乳頭癌、腎小管腺瘤、淚腺癌、直腸癌、垂體腺瘤和纖維組織腫瘤,使乳腺、卵巢、小腸等部位發(fā)生癌變。黃曲霉毒素能使植
32、物和動(dòng)物細(xì)胞染色體發(fā)生畸變,使細(xì)胞發(fā)生突變,因此會(huì)對(duì)后代產(chǎn)生不良影響,使胎兒發(fā)生畸形。大量的動(dòng)物(鼠類、鳥類和魚類)試驗(yàn)結(jié)果證明,它們有很強(qiáng)的致癌性,主要是誘發(fā)肝癌。目前有人認(rèn)為還會(huì)誘發(fā)腎癌。黃曲霉毒素的致癌性與其它致癌物如二甲基亞硝胺的作用有明顯的關(guān)系。流行病學(xué)研究指出,受到黃曲霉毒素污染嚴(yán)重的地區(qū),人們通常有較高的肝癌發(fā)生率,而黃曲霉毒素也可能是B型肝炎病毒帶原者發(fā)生肝癌的另一個(gè)因素。最新研究表明在乙肝病毒和黃曲霉毒素B1兩種因素作用下,肝細(xì)胞癌變過程中某些癌基因和抑癌基因發(fā)生改變,進(jìn)而誘發(fā)肝癌。四、黃曲毒素檢測(cè)、防止及脫除方法目前,世界公認(rèn)的三大強(qiáng)致癌物質(zhì)是黃曲霉毒素、苯并芘和亞硝胺。研
33、究表明,食品本身并不含或很少含上述三種致癌物,但在種植、加工、運(yùn)輸、貯存和烹調(diào)過程中,往往受到污染。美國科學(xué)家皮埃特教授指出:人類癌癥65以上是因食物被污染所引起的。因此,控制食品污染,減少污染食品的攝入量,是控制癌癥發(fā)生的最有效辦法。最為重要和最為有效的是建立危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)管理體系即HACCP控制體系(Hazard analysis and critical control points),一種以食品和飼料安全為基礎(chǔ)的預(yù)防性控制體系。它適用于控制影響食品和飼料安全的生物性、化學(xué)性和物理性危害,其最大的優(yōu)點(diǎn)是將以產(chǎn)品最終檢驗(yàn)來保證產(chǎn)品質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)樵谏a(chǎn)過程中鑒別井控制潛在的危害,確保了飼料
34、產(chǎn)品的安全性。4.1黃曲霉毒素性質(zhì)黃曲霉毒素的純品為無色結(jié)晶,其相對(duì)分子量為312-346。黃曲霉毒素微溶于水,易溶于油脂和多種有機(jī)溶劑(主要是B1、B2、G1、G2)可溶于多種有機(jī)溶劑中(如氯仿、丙酮、甲醇和乙醇),但不溶于己烷、石油醚與乙醚中。對(duì)溫度的敏感性差即具有耐熱的特點(diǎn),在一般的烹調(diào)加工溫度下破壞很少,即使是200高溫加熱,也不能完全破壞,在280高溫下才裂解。B1毒素在268269時(shí)才分解,高壓0.103Mpa(120)2h降低13l4,4h降低12。一般在中性溶液中較穩(wěn)定。在堿性條件下,黃曲霉素極易降解;加入強(qiáng)堿和5次氯酸鈉可完全破壞。但在強(qiáng)酸性溶液中稍有分解,在pH9-10的強(qiáng)
35、酸溶液中分解迅速。但是在弱酸性條件下,黃曲雷素比較穩(wěn)定,以輻照過的肉糜作為培養(yǎng)基,研究Pediococcus、Lactobacillus菌對(duì)Aspergillus parasiticus產(chǎn)生黃曲霉素的影響,發(fā)現(xiàn)添加乳酸的培養(yǎng)基中黃曲霉毒素的量大于對(duì)照組。乳酸對(duì)黃曲霉素有穩(wěn)定作用,阻止了Pediococcus、Lactobacillus對(duì)其吸附和降解。在紫外線激發(fā)下,毒素發(fā)出很強(qiáng)的熒光,如B1和B2經(jīng)層析在紫外線下發(fā)出紫蘭色熒光;G1和G2發(fā)出黃綠色熒光,低濃度的純毒素易被紫外線降解。紫外線輻照也容易使黃曲霉素降解而失去毒性。4.2黃曲霉毒素的檢測(cè)方法(1) 薄層層析法薄層層析(Thin-Lay
36、er Chromatography,TLC)是在黃曲霉毒素研究方面應(yīng)用最廣的分離技術(shù)。1990年,它被列為AOAC (Association of Official Agricultural Chemists)標(biāo)準(zhǔn)方法,該方法同時(shí)具有定性和定量分析黃曲霉毒素的功能。(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(bǔ)充。通常用TLC進(jìn)行前期的條件設(shè)定,選擇適宜的分離條件后,再用LC進(jìn)行黃曲霉毒素的定量測(cè)定。(3)免疫化學(xué)分析方法利用具有高度專一性的單克隆抗體或多克隆抗體設(shè)計(jì)的黃曲霉毒素的免疫分析方法,也是最常用的黃曲霉毒素檢測(cè)
37、方法。這類方法通常包括放射免疫分析方法(Radioimmunoassay,RIA),酶聯(lián)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(duì)黃曲霉毒素進(jìn)行定量測(cè)定。A 免疫親和柱-熒光分光光度法和免疫親和術(shù)-HPLC法免疫親和柱法和酶聯(lián)免疫吸附法雖然都可達(dá)到速簡(jiǎn)便效果,但酶聯(lián)免疫吸附法僅能檢測(cè)單一毒素(如黃曲霉毒素B1)含量,而且易出現(xiàn)假陽性結(jié)果,難以控制。免疫親和柱法(包括熒光光度法和HPLC法)卻能達(dá)到既定量準(zhǔn)確又快速簡(jiǎn)便的要求。免疫親和柱的使用可以避免傳統(tǒng)T
38、LC和HPLC的缺點(diǎn),同時(shí)免疫親和柱與TLC和HPLC法結(jié)合可以大大提高工作效率,提高靈敏度和準(zhǔn)確度。黃曲霉毒素免疫親和柱-熒光光度計(jì)法是以單克隆免疫親和柱為分離手段,用熒光計(jì)、紫外燈作為檢測(cè)工具的快速分析方法??梢赃M(jìn)行黃曲霉毒素總量 (B1B2G1G2) 的測(cè)定,檢測(cè)限可達(dá)到1ug/kg,達(dá)到黃曲霉毒素標(biāo)準(zhǔn)限量值以下測(cè)定范圍為1-300ug/kg。B 酶聯(lián)免疫吸附法:1996年,Nakane 建立了辣根過氧化物酶標(biāo)記抗體的測(cè)定技術(shù)。20世紀(jì)70年代后期,該方法引入真菌毒素的檢測(cè)中,競(jìng)爭(zhēng)性酶聯(lián)免疫吸附間接法檢測(cè)黃曲霉毒素B1。一步式黃曲霉毒素檢測(cè)金標(biāo)試紙法是利用單克隆抗體而設(shè)計(jì)的固相免疫分析法
39、。由此產(chǎn)生的一步式黃曲霉毒素快速檢測(cè)試紙可在510分鐘完成對(duì)樣品中黃曲霉毒素的定性測(cè)定。借助黃曲霉毒素標(biāo)準(zhǔn)樣品,這種方法能估算黃曲霉毒素的含量,非常適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和進(jìn)行大量樣品的初選。C 微柱篩選法 可以用來半定量測(cè)定各種食品中黃曲霉毒素B1,B2,G1,G2的總量。4.3黃曲毒素的防治措施4.3.1食品和飼料中AFB1的脫毒4.3.1.1清洗黃曲霉毒素在玉米粒等農(nóng)作物中分布很不均勻, 常集中分布在少于1%的籽實(shí)中,在表皮胚部存在的黃曲霉毒素總毒量可達(dá)80%以上,水洗法就是利用玉米等胚部和胚乳部在水中比重差異,將碾碎后浮在水上的胚部或表皮除去從而達(dá)到去除其中大部分毒素的目的。實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用
40、效果表明,該法平均去毒率可達(dá)80%以上,對(duì)含毒量較高的玉米則應(yīng)碾碎后反復(fù)沉淀沖洗。此法適于在農(nóng)戶和中小型養(yǎng)殖場(chǎng)推廣應(yīng)用。碾磨去毒:在糧食中,黃曲霉毒素大部分集中于含脂肪較多的胚體和糠皮等部位。稻谷經(jīng)精碾后,95%的毒素可去除。玉米磨粉也有類似的效果。煮飯前用手將米反復(fù)擦洗,經(jīng)水沖淘5至6次,毒素去除率可達(dá)80%以上。4.3.1.2吸附法在霉變的飼料中添加一些粘土類物質(zhì),如水合硅鋁酸鹽、沸石、海泡石、麥飯石以及凹凸棒石、膨潤(rùn)土等,是一種消除霉菌毒素的簡(jiǎn)單實(shí)用方法,且這種方法兼有體外吸附和體內(nèi)抑制霉菌毒素的能力,是目前最常用的脫毒法。各種吸附劑對(duì)霉菌毒素的脫毒效果不同,霉可吸28%,鈣沸石25%,
41、鈉沸石21%,膨潤(rùn)土14%。近年來,鋁硅酸鹽類霉菌毒素粘合劑特別是以蒙脫石為主要礦物成分的膨潤(rùn)土受到研究者重視。上述物質(zhì)在消化道環(huán)境中,能夠通過螯合作用、分子間作用力等與霉菌毒素分子的某些基團(tuán)發(fā)生作用,從而吸附毒素,尤其是AFB1;或者在吸附過程中使毒素結(jié)構(gòu)發(fā)生改變(可逆或不可逆),使其毒性降低或消失。但是由于這類物質(zhì)添加量大,往往會(huì)稀釋飼料中的養(yǎng)分濃度,不利于動(dòng)物發(fā)揮最佳生產(chǎn)性能;而且可能吸附消化道內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分或有益微生物,降低飼料利用率。(齊德生, 劉凡 et al. 2004))研究了改性蒙脫石對(duì)黃曲霉毒素B1的等溫吸附,以及賴氨酸、酸堿度、溫度、離體腸管吸收及透析袋透析對(duì)其吸附的影響。
42、結(jié)果表明,改性蒙脫石在pH2.0和pH8.0時(shí)對(duì)黃曲霉毒素B1的最大吸附量分別為598.8g/g、682.4g/g;賴氨酸含量為2.0mg/mL和4.0mg/mL時(shí)對(duì)吸附無影響;酸堿度在pH2.0至pH8.0及溫度在20至60時(shí)對(duì)吸附無明顯影響;改性蒙脫石可減少離體腸管對(duì)黃曲霉毒素B1的吸收率及黃曲霉毒素B1通過透析袋的透析率。納米材料(nano-material)又稱為超微顆粒材料,由納米粒子組成。粒子尺寸范圍在1100nm之間,它處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域,具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng);在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)以及化學(xué)方面的性質(zhì)和大塊固體時(shí)相比有顯著的不同。納米
43、材料表面原子數(shù)增多,原子配位不足及高的表面能,使這些表面原子具有高的活性,極不穩(wěn)定,很容易與其它原子結(jié)合。由于納米材料本身的具有的上述特殊性質(zhì),以及學(xué)科的發(fā)展與交叉,使得其在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景極為廣闊,有望被用來吸附飼料中存在的霉菌毒素污染問題,同時(shí)解決動(dòng)物產(chǎn)品中的殘留問題 酯化葡配甘露聚糖(EGM)是一種酵母細(xì)胞壁提取物,其本質(zhì)是一種多孔性碳水化合物。G. Devegoda等的研究結(jié)果表明,EGM能夠在廣泛范圍內(nèi)(PH38)吸收霉菌毒素,尤其是能夠特異性、高比例(85.23)、穩(wěn)定地結(jié)合黃曲霉毒素(包括AFB1);同時(shí)對(duì)消化道中的營(yíng)養(yǎng)成分破壞較少。而且它的作用環(huán)境與大多數(shù)畜禽消
44、化道PH值接近,在飼料中的有效添加量低, 0.51.0Kg/T。但是EGM的提取與合成工作量很大,大批量生產(chǎn)存在一定難度,因此,在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用受到限制。4.3.1.3熱處理污染玉米在145160條件下烘烤3060min,可除去60%80%的毒素;爆炒可使黃曲霉毒素B1含量降低60%。炒菜時(shí)放油入鍋后先加鹽。在180加熱2min及在140加熱15min,解毒效果可達(dá)95%以上。用稀氨液先處理一下玉米,再將其蒸煮烘干或晾干,可除去99%的黃曲霉毒素B1。黃曲霉毒素雖然對(duì)熱穩(wěn)定,但在高溫下也能部分分解,例如將含有7000g/kg黃曲霉毒素的潮濕花生粉在120、高壓處理4h,其含量可下降到34
45、0g/kg。(張國輝, 何瑞國 et al. 2004)4.3.1.4輻射紫外線或-射線可有效地破壞黃曲霉毒素的化學(xué)結(jié)構(gòu),對(duì)霉菌和霉菌毒素都有較大的殺傷力,如用高壓汞燈紫外線大劑量照射發(fā)霉的飼料能去除97%99%的霉菌毒素。-射線的照射劑量常為35kGy/h。Pate等(1979)報(bào)道,若同時(shí)使用過氧化氫和-射線照射則可以更有效地降低黃曲霉毒素的毒性,如4kGy/h的-射線和5%過氧化氫可使100pg的黃曲霉毒素完全滅活。4.3.1.5化學(xué)試劑目前用于AFB1解毒的方法主要有兩種,即化學(xué)方法和添加吸附劑。盡管大多數(shù)化學(xué)方法都很有效,但是它們并不能滿足多方面的要求,尤其是反應(yīng)產(chǎn)物的安全性、被處理
46、的食品、飼料中營(yíng)養(yǎng)成分的穩(wěn)定性等方面。此外,化學(xué)處理(石灰、亞硫酸氫鈉、氫氧化鈉、次氯酸鈉)使成本增加,難以滿足畜牧生產(chǎn)者的需要。在化學(xué)法去毒中,用氨或過氧化氫處理是目前研究出來的去除食品和動(dòng)物飼料中黃曲霉毒素的最有效的方法。利用塑料薄膜密封玉米、飼料等被霉菌感染的物質(zhì),然后加氨封閉一定時(shí)間,氨與黃曲霉毒素B1結(jié)合后發(fā)生脫羥作用,致使黃曲霉毒素B1的內(nèi)酯環(huán)發(fā)生裂解,結(jié)果黃曲霉毒素B1 失去熒光和內(nèi)酯環(huán)特征,其毒性也隨之消失達(dá)到去毒效果。一般來說,對(duì)于0.2mg/kg以下含毒量較低的飼料采用0.2%0.4%的氨劑量,對(duì)于0.20.5mg/kg含毒量的飼料采用0.5%0.7%氨劑量,對(duì)于0.6mg
47、/kg以上高含毒量的飼料常用0.7%1%的氨劑量,如果密閉時(shí)間延長(zhǎng),劑量可相應(yīng)降低。在歐美采用氨氣法去谷物中黃曲霉毒素是最常用的方法。對(duì)易感染的農(nóng)作物進(jìn)行監(jiān)測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)有黃曲霉毒素,即進(jìn)行高壓氨處理,使其脫毒。Goldblatt(1971)報(bào)道用氨處理棉籽和花生,能使黃曲霉毒素含量低于1g/kg。楚克魯(1974)檢測(cè)了氨處理后黃曲霉毒素B1的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,其中有10%轉(zhuǎn)變?yōu)辄S曲霉毒素Dl,有10%變?yōu)橄鄬?duì)分子質(zhì)量為206的化合物,有10%未反應(yīng)。路易斯(1979)用放射示蹤法證實(shí),有部分黃曲霉毒素B1氨合后轉(zhuǎn)化成了揮發(fā)性物質(zhì)。4.3.1.6 生化試劑近年來的研究發(fā)現(xiàn)有些黃曲霉毒素可在體內(nèi)外發(fā)生生
48、化轉(zhuǎn)化,從而達(dá)到安全有效的解毒目的。飼料中補(bǔ)加蛋白質(zhì)或氨基酸,其原理是肝臟能轉(zhuǎn)化被動(dòng)物吸收的霉菌毒素,而轉(zhuǎn)化的過程需要谷胱甘肽,蛋氨酸有利于谷胱甘肽形成,因而添加蛋氨酸可以降低黃曲霉毒素的毒性作用。補(bǔ)充硒元素也可以提高谷胱甘肽過氧化物酶的活性,也有利于降低黃曲霉毒素的毒性作用。Hayes(1996)報(bào)道,飼料中的抗氧化劑如2-叔丁基對(duì)甲酚、異硫氰酸芐酯等可提高動(dòng)物抗黃曲霉毒素B1的能力。Stresser(1995)報(bào)道吲哚-3-甲酸和-萘黃酮對(duì)大鼠肝臟谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶活性、黃曲霉毒素B1-DNA化合物和細(xì)胞色素P-450的水平有一定影響,可抑制黃曲霉毒素B1的致癌作用。Liu等(1998、200
49、1)發(fā)現(xiàn)在Armillariellatabescens 中存在著可以脫除黃曲霉毒素B1毒性的復(fù)合多酶體系,并從中分離出一種胞內(nèi)酶,命名為黃曲霉毒素脫毒酶(Aflatoxindetoxifizyme)。該酶最適溫度為35,最適pH值為6.8,等電點(diǎn)為5.4,分子質(zhì)量5118ku。毒理學(xué)及病理學(xué)研究表明,通過該酶的處理,黃曲霉毒素B1的毒性大大降低,艾母斯試驗(yàn)結(jié)果也表明用該酶處理過的黃曲霉毒素B1致畸性極大降低。該酶是通過打開雙呋喃環(huán)破壞黃曲霉毒素,這同堿法脫毒的原理不同。吳肖等(2003)利用一種酶將花生粕深度水解后,使微溶于水的黃曲霉毒素從結(jié)合的疏水性氨基酸殘基上充分游離,然后采用過濾法,逐步
50、增加過濾精度,截留住大部分黃曲霉毒素,從而使黃曲霉毒素含量顯著下降。文中沒有透露這種酶的詳細(xì)資料。4.3.2抑制AFB1的產(chǎn)生目前,關(guān)于抑制黃曲霉菌和寄生曲霉菌菌株產(chǎn)生AFB1的研究最多的是檸檬醛。余伯良等(2002)報(bào)道,檸檬醛對(duì)黃曲霉產(chǎn)生黃曲霉毒素B1的抑制較強(qiáng),能夠減少81以上的毒素產(chǎn)生。根據(jù)羅曼等(2001)所做的檸檬醛對(duì)黃曲霉的抑菌試驗(yàn),檸檬醛對(duì)黃曲霉的MIC為0.5mg/L。檸檬醛的抗菌性不僅是由于它破壞了黃曲霉菌的細(xì)胞膜,細(xì)胞壁以及膜的選擇通透性,提高膜的電導(dǎo)率,破壞氧化還原反應(yīng),而且還由于它損傷了黃曲霉菌的線粒體和核DNA。因此,檸檬醛的抑菌效果是多方面作用的結(jié)果,但最重要的是
51、檸檬醛通過損傷質(zhì)膜而進(jìn)入細(xì)胞,最終導(dǎo)致黃曲霉核DNA的損傷。羅曼等(2002)還報(bào)道,檸檬醛能夠擴(kuò)大黃曲霉菌絲體細(xì)胞壁和質(zhì)膜通道,然后滲入細(xì)胞壁和質(zhì)膜,損傷線粒體結(jié)構(gòu)、破壞線粒體氧化還原系統(tǒng)、降低耗氧量和呼吸速率,從而抑制菌絲體的生長(zhǎng),發(fā)揮抑菌作用。此外,檸檬醛有兩種構(gòu)型,任何一種構(gòu)型都不能單獨(dú)發(fā)揮抑菌效果,因此,檸檬醛的抑菌作用是兩種構(gòu)型共同作用的結(jié)果。吳子健等(2002)報(bào)道,檸檬醛能夠有效抑制黃曲霉細(xì)胞內(nèi)蘋果酸脫氫酶和琥珀酸脫氫酶的活力;蘋果酸脫氫酶活力的降低會(huì)影響到線粒體膜上乙?;┧篌w系正常功能的順利進(jìn)行,從而影響脂肪酸的合成。琥珀酸脫氫酶活力的降低會(huì)直接引起細(xì)胞內(nèi)能量的缺乏,同時(shí)也
52、影響黃曲霉細(xì)胞內(nèi)的三羧酸循環(huán)過程,使細(xì)胞內(nèi)用于生物合成所需的NADPH減少,最終影響黃曲霉體內(nèi)的物質(zhì)代謝。 葉綠素可降低因黃曲毒素而患肝癌的機(jī)會(huì) 這一項(xiàng)研究顯示,一天服用葉綠素鹽三次可降低55%因黃曲毒素所引起DNA受損。普金斯大學(xué)公術(shù)學(xué)院的Kensler博士,在中國大陸針對(duì)啟東地區(qū)居民進(jìn)行雙盲實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)。由于長(zhǎng)期食用受黃曲毒素污染的食物,所以啟東地區(qū)居民患肝癌的比例居高不下。服用葉綠素鹽可降低體內(nèi)因黃曲毒素引起的DNA損害,而這些DNA的受損程度是做為黃曲毒素誘發(fā)肝癌的指標(biāo)。國外還有學(xué)者采用生物學(xué)方法來解決霉菌毒素污染問題。他們?cè)谔镩g接種不產(chǎn)毒素的寄生曲霉或黃曲霉菌株,使之與產(chǎn)毒
53、菌株競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而抑制產(chǎn)毒菌株的生長(zhǎng),間接減少黃曲霉毒素的產(chǎn)生。 霉變的飼料原料和配合飼料中,受AFB1污染的機(jī)會(huì)幾乎是100,動(dòng)物食用這種被污染的飼料后,AFB1勢(shì)必會(huì)在一定程度上殘留在動(dòng)物體內(nèi),最終經(jīng)食物鏈威脅到人類健康。因此研究并解決AFB1對(duì)動(dòng)物性產(chǎn)品的污染問題已迫在眉睫。 目前,在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)中,針對(duì)黃曲霉毒素,尤其是AFB1的研究還不夠系統(tǒng)、深入,一般僅限于使用防霉劑和霉菌毒素吸附劑,從而達(dá)到毒素與機(jī)體隔離的目的。而且飼料中普遍使用的霉菌毒素吸附劑還存在很大的問題,通常在吸附毒素的同時(shí),毒素吸附劑也吸附機(jī)體代謝所必需的營(yíng)養(yǎng)成分,如維生素和礦物元素等;另一方面毒素吸附劑在飼
54、料中添加量較大,稀釋了養(yǎng)分濃度。這些都亟需在吸附技術(shù)和吸附材料的選擇上加以改進(jìn),霉菌毒素污染問題仍然是當(dāng)前飼料工業(yè)面臨的一大難題。浙江大學(xué)飼料科學(xué)研究所目前正致力于這方面的研究與攻關(guān),通過構(gòu)建納米材料,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行有機(jī)改性處理,使之對(duì)黃曲霉毒素產(chǎn)生高親和力、特異性的吸附。將納米科技與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)緊密結(jié)合進(jìn)行研究,浙江大學(xué)飼料科學(xué)研究所在國內(nèi)外數(shù)首家,在這一開創(chuàng)性的領(lǐng)域走在世界最前列。我們已經(jīng)成功構(gòu)建了多種經(jīng)有機(jī)改性后的納米材料,并且進(jìn)行了體外黃曲霉毒素吸附試驗(yàn)和前期的飼養(yǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果均表明,改性后的納米材料在吸附黃曲霉菌毒素方面較常規(guī)吸附劑(如沸石粉、膨潤(rùn)土等)表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附特性。
55、4.4黃曲毒素的防范措施(1) 對(duì)原料的防治措施 盡可能選購新鮮的、包裝完整的,并從外觀色澤觀察是否長(zhǎng)霉。花生制品如花生醬、花生粉少吃。家禽類食入黃曲毒素的機(jī)會(huì)很高,所以應(yīng)該少吃動(dòng)物內(nèi)臟(尤其是肝臟)。食物發(fā)霉應(yīng)立即丟棄,不要食用,以避免遭受黃曲毒素的傷害。在家庭中,對(duì)于發(fā)霉程度較輕的糧食可以通過碾軋加工或淘米時(shí)搓洗等辦法處理,以降低黃曲霉毒素的含量。盡量選擇對(duì)霉菌敏感性不強(qiáng)的飼料作物:收獲和儲(chǔ)運(yùn)過程中應(yīng)盡量避免磨破、壓碎、鼠啃、蟲咬,特別是避免玉米、花生等谷物的表皮和外殼損傷。破碎的花生易污染黃曲霉。貯藏室應(yīng)避免過濕、通風(fēng)不良及堆放過多過久。(2) 產(chǎn)品加工貯藏條件控制原料的水分含量應(yīng)低于125,玉米、高粱、稻谷的水分含量應(yīng)控制在 14以下。糧食貯藏時(shí),要合乎防霉含水量的要求,而且要注意通風(fēng)防潮,并盡可能保持
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