粮食问题研究  2023年04期 48-52   出版日期:2023-07-30   ISSN:1003-2576   CN:51-1058/F
粮食中新兴真菌毒素研究进展



  目前全世界每年约有 25% 的粮食受到真菌毒素( Mycotoxin )污染,其中约有 2 % 的粮食因严重污染而丧失营养及商业价值 [1] 。我国是粮食生产大国,随着粮食产量不断增长,粮食安全问题显得尤为重要 , 其中真菌毒素就是安全问题之一 。真菌毒素是真菌在其生长发育过程中产生的小分子有毒代谢物,已知的真菌毒素高达 400多种, 对 人们的生命健康 造成了 严重威胁 [2] 。 粮食作物中 存在较为 广泛、污染 较为严 重的 常见 真菌毒素主要包括黄曲霉毒素 ( aflatoxins, AFs ) 、赭曲霉毒素 A ( ochratoxin A, OTA )、 玉米赤霉烯酮 ( zearalenone, ZEN ) 和 伏马毒素( fumonisins, FB s ) 等 [3] 。

  新兴毒素( Emerging toxins ) 指 在农产品中污染较为普遍, 但 尚未被列入常规风险筛查和监管、也尚无相关限量标准的真菌毒素种类 [4] 。近年来,随着真菌毒素检测 方法 的 发展 和研究的 深入 ,一些新 兴 真菌毒素不断被发现并频繁检出。 在全球 粮食中新兴 真菌 毒素污染分布较广 , 检出率较高 的种类 主要包括镰刀菌 属 ( Fusarium spp. )产生的白僵菌素( Beauvericin, BEA)、恩镰孢菌素( Enniatins, ENNs)、串珠镰刀菌素( Moniliformin, MON) 和镰刀菌酸( Fusaric acid , F SA ), 链格孢 菌 属( Alternaria spp. )产生的 交 链孢酚( Alternariol, AOH)、交链 胞 酚 单 甲醚( Alternariol monomethyl ether, AME)、 细交链孢菌酮酸 ( Tenuazonic acid, T e A) ,曲霉菌属( Aspergillus spp. )产生的柄曲毒素( S te rigmatocystin , STC ) 等 。本文综述了粮食中新兴 真菌 毒素 的产毒菌株及毒素污染状况, 以期为 粮食中新兴 真菌毒素 的认识和风险防控 提供参考。

  一、 新兴镰刀菌毒素

  ( 一 ) 白僵菌素(BEA)

  B EA 是白僵菌侵染家蚕过程中产生的一种环状三羧酸肽、弱极性化合物,由三个 N-甲基苯丙氨基和三个D-α-羟基异戊基残基交替 排列而成,在镰刀菌属中, B EA 首先在 亚黏镰刀菌 ( F. subglutinans ) 侵染 粮食 作物后 分离得到,后续研究表明, 层出镰刀菌 ( F. proliferatum ) 、轮枝镰刀菌 ( F. verticillioides ) 、尖孢镰刀菌 ( F. oxysporumet )等均能 产生BEA [ 5 ] 。 BEA 可作为一种酶抑制剂 发挥作用, 也可 作为一种化合物诱导氧化 反应, BEA可减轻细胞凋亡,干扰平滑肌收缩,阻止因胆固醇储存在肝细胞内而引起的脂肪变 性 。欧洲对 B EA 研究较早且检测和报道相对较多,在芬兰、西班牙、摩洛哥、波兰等国家的粮食及其制品中均检测出 B EA , 含量可达到 数 mg/kg [ 6 - 8 ] 。 亚洲和非洲国家BEA的相关污染报道较少, 在伊朗和莱索托的大米和玉米样品中检出 B EA 含量为 0 .5 ug / kg 和 1 .6 ug/ kg [ 9 - 10 ] ,污染总体水平较低。韩小敏等 [1 1 ] 对我国山东地区玉米及其制品研究发现, B EA 阳性检出率为 8 0% ,毒素平均含量达 6 5.3 ug / kg 。

  ( 二 ) 恩镰孢菌素(ENNs)

  E NN s 是一大类环状六酯肽类化合物,首次在尖孢镰刀菌培养物中分离得到 。 截至目前 ,已发现的 29种ENNs类似物中有7种可以在 粮食及其制品 中检测到,检出率由高到低分别为ENB /ENB 1 >ENA 1 >ENA>ENB 2 >ENB 3 >ENB 4 。 E NN s 具有细胞毒性,可促进一价和二价阳离子的运输,从而影响细胞内正常离子浓度,此外, E NN s 之间还具有协同作用和遗传毒性。 E NN s 在谷物中污染较为严重,北欧国家样品中检测到 E NN s 以 E NB 为主,而在地中海沿岸国家则以 E NA 1 为主,在芬兰谷物样品中检测到 E NB 含量最高可达 5 .8 mg / kg [ 12 ] 。 E NN s 在亚洲污染水平总体较低, Yoshinari T 等 [ 13 ] 对日本粮食及其制品研究发现, E NB 检出率最高,为 81.8% , E NA 1 的检出率最低,为 7 .6% ,检出平均含量为 5 .5 - 33.4 ug / kg ,胡文彦等 [ 14 ] 和韩小敏等 [ 11 ] 对我国大米、面粉、玉米及其制品研究发现, E NB 和 E NB 1 检出率较高,但检出平均含量较低, E NA 和 E NA 1 的检出率和检出含量均较低。

  ( 三 ) 串珠镰刀菌素(MON)

  M ON 是一种广泛存在于世界各国大米、玉米和小麦等粮食中的一种水溶性毒素,分子式为 C 4 HO 3 R ( R =H 、 Na 和 K ),环境 p H = 4 时最稳定。 MON 是导致玉米苗枯病的重要致病或致毒因子,对 动物 也 有较强的毒性作用, 可 作用 于增殖活跃的细胞, 抑制细胞蛋白合成,干扰细胞分裂增殖, 同时 对生物膜通 透性和各种酶活性有明显影响,引起机体过氧化损伤 [ 15 ] 。该毒素的产毒菌株有 3 0 余种,包括禾谷镰刀菌( F.graminearum ) 、半 裸镰刀菌( F.semitectum )和 本色镰刀菌 ( F.concolor )等 [ 16 ] 。 M ON 的污染情况随地区和样品的不同而呈现出较大的差别,在阿根廷高粱样品中检出 M ON 阳性样品率为 4 1% ,平均含量为 6 05.06 ug / kg [ 17 ] ,瑞典燕麦样品中 M ON 阳性样品率为 4 2% ,最大含量为 215 ug / kg [ 18 ] , 非洲国家莱索托玉米样品中 MON 检出率达100%,最高浓度1200 μg/k g [ 10 ] , Nazari F 等 [ 9 ] 在伊朗大米样品研究中未检测到 M ON 。我国关于 M ON 研究较少,张大伟等 [ 19 ] 对我国 9 个地区玉米样品研究发现,多地区样本中 MON 阳性率为 1 00% ,最大值含量达 6 99.0 ug / kg 。

  ( 四 ) 镰刀菌酸( F SA )

  FSA 是由镰刀菌属产生的寄主非转化性毒素,分子式为 C 10 H 3 NO 2 ,呈中等毒性,常与其他真菌毒素协同作用, F SA 能显著抑制人类淋巴细胞有丝分裂,还对宫颈癌细胞系有较强的毒性作用。目前有关 F SA 污染情况报道较少,但已有报道表明 F SA 污染较为严重,美国 5 55 份玉米及玉米青贮饲料中, F SA 阳性率达 7 8.1% ,检出最大值达 6 792 ug / kg ,对加拿大玉米、小麦等样品研究发现,阳性检出率在 8 0% 以上 [ 20 ] ,埃塞俄比亚高粱样品中阳性率为 7 9.6% ,检出最大值达 2 790 ug / kg [ 21 ] 。