黃曲霉毒素的危害及植物精油的抑制作用進(jìn)展

吳佳遙 李磊 游海平 李留安 焦小麗

摘? ? 要：黃曲霉毒素是一類(lèi)化學(xué)結(jié)構(gòu)類(lèi)似的化合物，作為一種生物毒素嚴(yán)重危害人體和動(dòng)物健康。筆者主要綜述了黃曲霉毒素的來(lái)源、分類(lèi)、危害、檢測(cè)方法、脫毒技術(shù)，并根據(jù)植物精油的活性成分，總結(jié)了近年來(lái)有關(guān)植物精油對(duì)黃曲霉毒素抑制作用的研究，為其在生產(chǎn)中的合理應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：黃曲霉毒素;危害;植物精油

中圖分類(lèi)號(hào)：S949.32? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.07.013

Abstract： Aflatoxins were the compounds characterized by the similar chemical structure， which was harm to the health of human and animal. In this paper， the sources， classification， hazards， detection methods and detoxification techniques of aflatoxins were reviewed， the recent studies on the inhibitory effects of plant essential oils on aflatoxins were summarized based on their active ingredients， so as to provide the reference for their rational application in production.

Key words：aflatoxins;hazards;plant essential oil

黃曲霉毒素（Aflatoxins，AFT）是一類(lèi)主要由黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)生的真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物。目前已分離出20余種之多，根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)不同，AFT可分為B1、B2、G1、G2以及牛奶中的M1和M2，其中毒性和致癌性最強(qiáng)的是黃曲霉毒素B1（AFB1）[1]。采食被AFB1污染的飼料可導(dǎo)致動(dòng)物中毒，降低生產(chǎn)性能和機(jī)體免疫力。AFB1可增加自由基的產(chǎn)生，加劇氧化損傷和脂質(zhì)過(guò)氧化，導(dǎo)致細(xì)胞損傷和動(dòng)物或人類(lèi)死亡[2]。因此，前人在A(yíng)FT的防控與脫毒技術(shù)方面開(kāi)展了大量研究，其中生物脫毒技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 黃曲霉毒素

1.1 黃曲霉毒素的發(fā)現(xiàn)

真菌毒素引起的疾?。ㄕ婢舅夭。┰诤茉绲臅r(shí)候就已被認(rèn)識(shí)，歷史上也有許多霉菌毒素中毒事件的相關(guān)報(bào)道。盡管真菌毒素中毒事件頻頻發(fā)生，但在生產(chǎn)中霉菌毒素仍然是被忽視的中毒因素。直到1960年英國(guó)爆發(fā)“火雞X病”，超過(guò)10萬(wàn)只火雞突然死亡事件，最終確認(rèn)死于巴西進(jìn)口飼料中一種真菌產(chǎn)生的毒素，它被命名為“Aflatoxins， AFT”。1993年，AFT被世界衛(wèi)生組織劃定為1類(lèi)致癌物質(zhì)。

1.2 黃曲霉毒素的理化性質(zhì)

AFT是一類(lèi)主要結(jié)構(gòu)為氧雜萘鄰?fù)碗p呋喃環(huán)物的總稱(chēng)，其中氧雜萘鄰?fù)蛊渲掳p呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的存在決定其基本毒性[3]，幾乎所有的黃曲霉都能產(chǎn)生B族和G族毒素，AFT在紫外燈照射下能產(chǎn)生藍(lán)色熒光的為B族，發(fā)綠色熒光的為G族[4]。M族AFT存在于牛奶中，是由奶牛攝取的AFB1在體內(nèi)羥化衍生而成[4]。AFT對(duì)高溫有極強(qiáng)的耐受性，溫度高達(dá)268 ℃時(shí)才可分解。

AFT是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的穩(wěn)定性晶體物質(zhì)，在水中溶解度較低，易溶于有機(jī)溶劑[5]。紫外燈光照射及強(qiáng)酸性溶液下可使AFT少量分解，堿性環(huán)境破壞AFT的內(nèi)酯環(huán)，使其極易降解[3]。此外，部分氧化劑，如次氯酸鈉、臭氧等，可以與AFT發(fā)生反應(yīng)，消減或脫除毒性[5]。

1.3 黃曲霉毒素的危害及污染

1.3.1 黃曲霉毒素的危害 AFT幾乎存在于各種農(nóng)作物中，常見(jiàn)于霉變的玉米、花生、棉籽、大豆等，尤其在高溫高濕條件下極易造成AFT污染，被污染的糧食和飼料營(yíng)養(yǎng)性和適口性均降低，人和動(dòng)物食用被AFT污染的食物后，毒素會(huì)沉積到肝臟，引起慢性或急性中毒癥狀，嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致肝癌。動(dòng)物因品種、生長(zhǎng)階段、性別和營(yíng)養(yǎng)狀況差異對(duì)AFT的耐受性不同，其中幼齡、營(yíng)養(yǎng)不良的動(dòng)物易發(fā)病[6]。AFT中毒可表現(xiàn)為生長(zhǎng)緩慢、消化功能紊亂、生育能力降低，生產(chǎn)中發(fā)生奶牛產(chǎn)奶量，禽產(chǎn)蛋率下降等問(wèn)題。

1.3.2 黃曲霉毒素在飼料中的限量標(biāo)準(zhǔn)及污染狀況 農(nóng)作物在收獲、加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，霉菌均可產(chǎn)生毒素，進(jìn)而被霉菌毒素所污染。表1為部分國(guó)家和地區(qū)對(duì)AFT的限量情況。

吳芳等[7]調(diào)查了2016年中國(guó)17個(gè)省市自治區(qū)貯藏玉米中AFT的污染情況，其中吉林省、江蘇省、陜西省的部分玉米中AFB1含量（>20 μg·kg-1）超出國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)，河南省、黑龍江省、遼寧省、四川省和山東省的玉米雖未超過(guò)國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)，但AFB1檢出率也較高（>10 μg·kg-1）。龔阿瓊等[8]調(diào)查了2017年中國(guó)市場(chǎng)上多種飼料及原料中AFB1的污染情況，其中2.8%的玉米AFB1超出國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)（20 μg·kg-1），有34.8%的麥麩AFB1超標(biāo)，有6.3%的玉米干酒糟（DDGS）AFB1超標(biāo)，有3.8%的豬料AFB1超標(biāo)。龔阿瓊等[9]調(diào)查了2018年上半年中國(guó)市場(chǎng)上飼料原料及副產(chǎn)品中真菌毒素的污染情況，在調(diào)查的63份樣品中AFB1超標(biāo)呈下降趨勢(shì)，但檢出率依然很高，豬飼料中AFB1檢出率為100%。

1.4 黃曲霉毒素的防控及脫毒研究進(jìn)展

AFT的防控主要在作物貯存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，貯存時(shí)注意通風(fēng)，降低作物水分，保持環(huán)境干燥，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)能有效預(yù)防AFT發(fā)生[6]。AFT的脫毒技術(shù)有大量研究，脫毒方法從簡(jiǎn)單的物理、化學(xué)脫毒發(fā)展到生物降解、基因編輯等技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)外的脫毒方法主要分為物理法、化學(xué)法、生物法3大類(lèi)，具體脫毒方法及其效果評(píng)價(jià)見(jiàn)表2。

1.5 黃曲霉毒素的檢測(cè)方法

目前，AFT最普遍的檢測(cè)方法包括薄層色譜法（TLC）、高效液相色譜法（HPLC）、微柱篩選法及快速法、近紅外線(xiàn)分析儀測(cè)定法、酶聯(lián)免疫法（ELISA）等[10]。其中薄層色譜法（TLC）既可定性測(cè)量也可定量測(cè)量，原理是將樣品中AFT提取出來(lái)，經(jīng)過(guò)濃縮、薄層析等操作后，將其放置在365 nm的紫外燈光下觀(guān)察，根據(jù)發(fā)出的熒光來(lái)定性和定量，是測(cè)定AFB1的標(biāo)準(zhǔn)方法之一。高效液相色譜法（HPLC）是國(guó)際上普遍采用的定量測(cè)定方法，常與其他儀器連用，如液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法、有機(jī)溶劑萃取-高效液相色譜法等。酶聯(lián)免疫法（ELISA）是快速測(cè)定AFB1的一種方法，其原理是基于競(jìng)爭(zhēng)性酶聯(lián)免疫反應(yīng)原理，利用抗原和酶標(biāo)抗體之間的特異性結(jié)合反應(yīng)檢測(cè)糧食、谷物、飼料等的方法，并且測(cè)定酶活力來(lái)增加反應(yīng)的靈敏度[10]。

2 植物精油

2.1 植物精油的主要成分及應(yīng)用

植物精油也稱(chēng)揮發(fā)油，是植物特有的一類(lèi)次級(jí)代謝芳香物質(zhì)，可通過(guò)蒸餾、壓榨、浸漬等多種方式獲取，應(yīng)用范圍廣泛[11]。植物精油的成分高達(dá)數(shù)百至上千種，主要成分有醇類(lèi)、醛類(lèi)、酚類(lèi)等。常見(jiàn)具有抑菌殺毒效果的植物精油有丁香精油、山蒼子精油、肉桂精油、羅勒精油等，其活性成分包括丁香酚、檸檬醛、肉桂醛、1，8-桉葉素等。

植物精油易被機(jī)體吸收，廣泛應(yīng)用于美容、食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)。近年來(lái)，植物精油的功效及應(yīng)用被進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究，例如大蒜精油中的大蒜素被發(fā)現(xiàn)具有抗癌抑瘤作用，通過(guò)調(diào)節(jié)基因表達(dá)的方式抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)癌細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞凋亡[12]。植物精油還具有日糧替抗功能，王蘭等[13]研究表明，植物精油不僅能預(yù)防疾病、抗病毒細(xì)菌，還能提高肉雞的生長(zhǎng)性能和抗氧化能力，改善飼糧的轉(zhuǎn)化效率。

2.2 植物精油對(duì)黃曲霉毒素的抑制及脫毒作用

近年來(lái)，大量研究表明植物精油能殺滅細(xì)菌真菌等微生物，多種精油對(duì)黃曲霉產(chǎn)毒有抑制和降解作用。王利敏[14]研究表明，復(fù)合植物精油（肉桂醛∶檸檬醛∶丁香酚∶薄荷醇，3∶3∶2∶2，V/V）對(duì)黃曲霉菌的生長(zhǎng)有良好的抑制效果，同時(shí)也抑制AFB1的積累。李燕君[15]研究發(fā)現(xiàn)蓽澄茄精油“體內(nèi)”能夠顯著的抑制甘草中黃曲霉菌的生長(zhǎng)及AFB1的積累。袁媛[16]研究發(fā)現(xiàn)肉桂精油和山蒼子精油有降解AFB1的能力，且肉桂精油的降解效果好于山蒼子精油，且通過(guò)正交設(shè)計(jì)得出影響AFB1降解率的因素依次為肉桂精油用量>熏蒸時(shí)間>熏蒸溫度，當(dāng)熏蒸時(shí)間為28 d，精油用量15 mg，熏蒸溫度18 ℃，AFB1降解率為64.5%。

在作用機(jī)制方面，初步探討了植物精油對(duì)黃曲霉、AFT和AFB1的影響。梁丹丹[3]研究發(fā)現(xiàn)高濃度肉桂精油、山蒼子精油、丁香精油主要抑制黃曲霉的生長(zhǎng)，低濃度主要抑制AFT的生物合成，肉桂醛、檸檬醛、丁香酚都能調(diào)控AFT生物合成的基因。孫琦[17]在肉桂醛對(duì)AFT產(chǎn)生機(jī)制的研究中發(fā)現(xiàn)，肉桂醛對(duì)黃曲霉菌及其產(chǎn)毒的抑制包括短時(shí)脅迫效應(yīng)和長(zhǎng)時(shí)脅迫效應(yīng)，使菌體中總抗氧能力增加，代謝和轉(zhuǎn)錄相關(guān)基因表達(dá)受阻，進(jìn)而抑制黃曲霉菌及AFB1產(chǎn)生。王一非等[18]的研究證實(shí)肉桂精油熏蒸氣對(duì)黃曲霉生長(zhǎng)及AFB1的合成均有顯著的抑制效果。

3 結(jié) 論

全世界每年約有25%的食物受AFT的污染，范圍廣、危害大。傳統(tǒng)的脫毒技術(shù)易破壞食物原有養(yǎng)分，且易造成二次污染。植物精油是一種綠色環(huán)保新型飼料添加劑[13]，具有抗生素的一些功效還能抑制細(xì)菌、真菌的生長(zhǎng)，并且降解微生物代謝產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)，對(duì)AFB1有一定的脫毒效果。因此，植物精油作為AFB1脫毒劑具有良好的應(yīng)用前景，但其作用機(jī)理有待進(jìn)一步探討。

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