生物活性酶清除乳品中黃曲霉毒素M1的研究

文/余金祥 林志峰

（1富平縣奶山羊生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室）

黃曲霉毒素M1（Aflotoxin M1，AFM1）具有較強(qiáng)的致病性，毒性僅次于黃曲霉毒素B1（Aflotoxin B1，AFB1），而致癌性與AFB1基本相同，肝臟是其主要作用對象，可導(dǎo)致肝癌的發(fā)生。因此乳品中出現(xiàn)AFM1的問題嚴(yán)重威脅著人類健康，尤其是嬰幼兒的生命安全。世界各國都在研究其解決方案，基本集中在產(chǎn)奶牛、羊攝取被AFB1污染的飼料而導(dǎo)致所產(chǎn)生鮮乳中含有AFM1問題上。因此，要設(shè)法控制產(chǎn)奶牛、羊的飼料，控制產(chǎn)生AFM1的源頭，檢測奶源凈化的生產(chǎn)環(huán)境。各乳品企業(yè)都應(yīng)嚴(yán)格控制含有AFM1的生鮮乳入廠，但產(chǎn)生了2 個不良問題：一是不良者使用低于市場價30%的價格，購入不合格生鮮乳，進(jìn)行非法乳品加工，獲取高額利益；二是AFM1會隨著季節(jié)性奶畜飼料而隨機(jī)產(chǎn)生，奶農(nóng)難以通過飼料有效控制AFM1的產(chǎn)生。而生鮮乳中一旦AFM1超標(biāo)，生鮮乳等同廢液，給奶農(nóng)造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響其養(yǎng)殖積極性。

陜西省富平縣是我國重要的奶山羊基地縣，奶山羊存欄55 萬只以上，日產(chǎn)生鮮羊乳500 噸以上；縣區(qū)域內(nèi)有6 家大型乳品加工企業(yè)，各自然村具備生鮮羊乳收購站，各企業(yè)在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)都設(shè)有生鮮羊乳收購站；縣鄰域多家乳品加工企業(yè)也在縣域內(nèi)設(shè)有生鮮羊乳收購站。富平縣奶山羊產(chǎn)業(yè)已形成規(guī)模完整的產(chǎn)業(yè)鏈，是該縣的支柱產(chǎn)業(yè)之一；奶山羊和生鮮羊乳交易公平開放，產(chǎn)業(yè)完整且健康、活躍，地方特色經(jīng)濟(jì)效益顯著。從20世紀(jì)60年代起，優(yōu)質(zhì)羊乳制品即是富平縣的地方名片。

如何解決羊乳品中的AFM1問題，也是富平縣奶山羊產(chǎn)業(yè)中需要迫切解決的問題。2016年3月18日—4月28日調(diào)研期間發(fā)現(xiàn)，在某鮮羊乳收購站檢測出AFM1超標(biāo)奶4 868 kg，全部拒收為廢；某奶山羊養(yǎng)殖場產(chǎn)奶量960 kg，但因乳品企業(yè)檢測出含有AFM1而拒收、倒掉。陜西省乾縣百躍優(yōu)利士乳業(yè)在富平縣設(shè)的代購收奶站，每輛冷凍車灌裝6 噸生鮮羊乳，當(dāng)日運(yùn)走5車，共30 噸生鮮羊乳，卻因企業(yè)檢測含有AFM1而全部拒收，造成嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)不完全統(tǒng)計，在AFM1超標(biāo)率高發(fā)季節(jié)，富平縣每日生鮮羊乳污染量在120～150 噸；若按1 kg生鮮羊乳6 元計算，則每日經(jīng)濟(jì)損失達(dá)72 萬～90 萬元，該情況一直持續(xù)至今。

經(jīng)過多年的研究試驗(yàn)，可以采用微生物技術(shù)，快速清除生鮮乳中AFM1，有望完全根除乳中的AFM1問題。該方法能使污染的AFM1生鮮乳轉(zhuǎn)化為合格生鮮乳，生物變化徹底，而對乳品性質(zhì)、營養(yǎng)成分無任何影響和改變。該技術(shù)基本成熟可靠，若通過與大型乳品企業(yè)合作產(chǎn)業(yè)化，共享知識產(chǎn)權(quán)，即可推廣應(yīng)用，成為乳品企業(yè)特別是嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)的必要工序。

1 乳中AFM1研究現(xiàn)狀

1.1 乳加工中的殺毒操作

A F M 1性質(zhì)較穩(wěn)定，通過巴氏殺菌法（LTLT，63 ℃保持30 min）、高溫快速巴氏殺菌法（HTST，72 ℃保持15 s）和超高溫滅菌法（UHT，137 ℃保持10 s）均無法對AFM1造成破壞。這是由于AFM1的分子式為C17H12O7，相對分子質(zhì)量328 Da，熔點(diǎn)高達(dá)299 ℃。AFM1的耐溫性遠(yuǎn)高于乳品中人類所需的營養(yǎng)物質(zhì)，因此，無法用高溫滅菌法消除乳中的AFM1。但由于乳中AFM1主要來源于飼料中的AFB1，應(yīng)重點(diǎn)研究如何凈化、控制乳畜飼料中AFB1的含量和掌控乳畜中AFM1的降解、脫毒技術(shù)。

1.2 AFM1 的生物活性

目前已發(fā)現(xiàn)自然界存在的黃曲霉毒素及其衍生物有20 多種，其中10 余種的化學(xué)結(jié)構(gòu)已明確，在化學(xué)結(jié)構(gòu)上十分相似，均含有C、H、O三種元素，是二氫呋喃雜萘鄰?fù)难苌铩FM1是哺乳動物攝入被AFB1污染的飼料后，在體內(nèi)肝微粒單氧化酶的催化下，通過細(xì)胞色素P450的調(diào)節(jié)，末端呋喃環(huán)C-10被羥基化而生成，存在于動物的乳汁和尿液中。

1.3 AFM1 的毒性作用

機(jī)體攝入AFM1后，經(jīng)腸道吸收，分布到機(jī)體的各個部位，主要在肝臟進(jìn)行代謝。肝臟是首要作用的靶標(biāo)器官，因此AFM1被認(rèn)為是一種傷肝毒素，可使肝臟部位出現(xiàn)硬化，肝腫大等癥狀。

AFM1是一種劇毒物質(zhì)，具有較強(qiáng)的致病性，主要包括毒性和致癌性。毒性是砒霜的40 倍，氧化鉀的5 倍。AFM1也是一類致癌物。生理學(xué)致癌機(jī)制的研究表明，AFM1遠(yuǎn)端呋喃環(huán)氧結(jié)構(gòu)與體內(nèi)DNA嘌呤殘基共價結(jié)合，造成DNA的損失，引起DNA結(jié)構(gòu)和功能改變，從而產(chǎn)生癌變。

1.4 乳品中 AFM1 限定標(biāo)準(zhǔn)

各國家的乳品中AFM1限定標(biāo)準(zhǔn)詳見表1。

1.5 乳品 AFM1 檢測與防控技術(shù)

目前，對生鮮乳中AFM1的檢測方法分為兩大類：一是以色譜技術(shù)為基礎(chǔ)的物理化學(xué)分析方法（TLC）、高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）等；二是可快速檢測的免疫化學(xué)方法，即熒光分光光度計法（FL）和酶聯(lián)免疫法（ELISA）。

當(dāng)前，為防止含有AFM1生鮮乳的大量出現(xiàn)，控制奶畜飼料中的AFB1十分關(guān)鍵。飼料的防霉，干燥、通風(fēng)清潔的貯存環(huán)境十分重要；在奶畜飼料、日糧中添加非營養(yǎng)性霉菌毒素吸附劑，使AFB1與吸附劑形成螯合物，以防止或限制毒素在動物腸道的吸收，直接排出體外，且吸附劑不含對奶畜健康有害的物質(zhì)，也不會對奶牛、羊造成污染。

2 用微生物活性技術(shù)處理生鮮乳

近年來，國內(nèi)外都集中于研究通過處理生鮮乳，降低乳中AFM1含量及毒素的方法。據(jù)報道，黎巴嫩傳統(tǒng)工業(yè)中的乳酸菌，可降低液體培養(yǎng)物的游離AFM1含量。Elsarchoty等利用不同乳酸菌的菌株降低酸奶中AFM1含量，結(jié)果顯示，在5.0%酸奶培養(yǎng)基（S.thermophilus和L.butgaricus）和5.0% L.plantriuml培養(yǎng)基中，AFM1含量降低最為明顯。

經(jīng)過數(shù)年的反復(fù)試驗(yàn)研究，培養(yǎng)出可能根除生鮮乳中AFM1的微生物活性酶，使含有AFM1的液態(tài)生鮮乳轉(zhuǎn)化為合格生鮮乳。該生物活性酶能夠徹底吸附AFM1，而不是降低生鮮乳中AFM1含量。這需要乳品企業(yè)在現(xiàn)有生產(chǎn)線上，于巴氏殺菌工藝前增加殺菌（AFM1）工藝設(shè)備，即可完善乳制品的正常生產(chǎn)。

3 小結(jié)

現(xiàn)如今，奶農(nóng)倒奶的事件時有發(fā)生。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，清除生鮮乳中AFM1是一個世界性的民生問題。因而對其進(jìn)行了探討和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)生物活性酶對AFM1的親和吸附性，若應(yīng)用于相關(guān)產(chǎn)業(yè)，即可為解決AFM1對人類健康造成的危害，提高乳品的食用安全做出貢獻(xiàn)。

表1 乳品中AFM1限定標(biāo)準(zhǔn)