解讀黃曲霉素
還記得去年黑龍江雞西市雞東縣發生一起集體食物中毒事件,9人在家中聚餐時共同食用了自制酸湯子,致7人死亡。經公安機關對現場提取物檢測,食物中黃曲霉素嚴重超標,判定為黃曲霉素中毒。
近幾年,關于黃曲霉素的科普也有很多,多數是關于黃曲霉素致癌,尤其是致肝癌的文章。黃曲霉素急性中毒,現實生活中并不多見,一般情況下食物霉菌產生的毒素量很低,只有嚴重霉變的糧食才可能會含有大量毒素,從而導致急性毒性。然而,此次事件,小小的黃曲霉素卻奪走7條生命,可見其含量很高,毒性巨大。
黃曲霉素有多毒
黃曲霉毒素是一類主要由黃曲霉和寄生曲霉產生的次級代謝產物。是迄今發現的毒性和致癌性最強的真菌毒素,黃曲霉毒素B1的毒性是氰化鉀的10倍,砒霜的68倍,致癌力是標準致癌物二甲基硝胺的75倍。黃曲霉毒素比眼鏡蛇、金環蛇的毒汁還要毒,比劇毒農藥1605、1059的毒性強28~33倍。黃曲霉毒素B1的半數致死量為0.36mg/kg,一粒嚴重發霉含有黃曲霉毒素40%u3BCg的玉米,可令兩只小鴨中毒死亡。1974 年印度發生最為嚴重黃曲霉素中毒事件,印度西部兩個邦200多個村莊皆以玉米為主食,由于當年雨水過多,造成玉米嚴重霉變,村民食用這些霉變玉米后導致397人中毒,106人死亡,尸檢及病理證明,這次中毒事件就是黃曲霉毒素B1中毒。人攝入大劑量的黃曲霉毒素后急性中毒,會出現肝細胞壞死、膽管上皮細胞增生、肝脂肪浸潤及肝出血等急性病變,前期癥狀為發熱、嘔吐、厭食、黃疸,繼而出現腹水,下肢浮腫并很快死亡。
黃曲霉毒素(AFT)是黃曲霉和寄生曲霉等某些菌株產生的雙呋喃環類毒素。其衍生物有約20種,分別命名為B1、B2、G1、G2、M1、M2、GM、P1、Q1、毒醇等。其中以B1的毒性最大,致癌性最強。動物食用黃曲霉毒素污染的飼料后,在肝、腎、肌肉、血、奶及蛋中可測出極微量的毒素。黃曲霉毒素及其產生菌在自然界中分布廣泛,有些菌株產生不止一種類型的黃曲霉毒素,在黃曲霉中也有不產生任何類型黃曲霉毒素的菌株。黃曲霉毒素主要污染糧油及其制品,各種植物性與動物性食品也能被污染。產毒素的黃曲霉菌很容易在水分含量較高(水分含量低于12%則不能繁殖)的禾谷類作物、油料作物籽實及其加工副產品中寄生繁殖和產生毒素,使其發霉變質,人們通過誤食這些食品或其加工副產品,又經消化道吸收毒素進去人體而中毒。
AF的理化性質
黃曲霉盡管種類繁多,但它們基本結構中都有二呋喃環和氧雜萘鄰酮(又名香豆素),前者為其毒性結構,后者可能與其致癌有關。AFT難溶于水、己烷、乙醚和石油醚,易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙腈和二甲基甲酰胺等有機溶劑,分子量為312~346,熔點為200~300℃。AF對光、熱和酸穩定,耐高溫,通常加熱處理對其破壞很小,只有在熔點溫度下才發生分解。在中性、弱酸性溶液中很穩定,pH1~3的酸性溶液中稍分解,在pH9~10溶液中迅速分解破壞。AFT遇堿能迅速分解,pH為9~10時迅速分解成幾乎無毒的鹽,但此反應可逆,即在酸性條件下有復原。因此在食品去毒時可利用這一化學反應。毒素純品在高濃度下穩定,低濃度的純毒素在紫外輻射易分解。5%的次氯酸鈉溶液、Cl2、NH3、H2O2及SO2等均可與AFT起化學反應破壞其毒性。在自然條件下,食品中污染的AF穩定性很強。AFB1嚴重污染的稻谷,室溫下自然存放已有20多年,毒性含量逐漸降低,但仍可檢出AFB1。
AF的結構
從化學結構上看,黃曲霉毒素是高度取代的香豆素。其中 AFB1類為甲氧基、二呋喃環、香豆素、環戊烯酮的結合物。AFG1類結構為甲氧基、二呋喃環、香豆素和環內酯。自然環境下,在被污染的食品中只檢測出AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1和 AFM2,其中以 AFB1存在量最大也毒性最高,AFM1是AFB1的代謝產物,毒性僅次于 AFB1。黃曲霉毒素的各種代謝產物的毒性強弱順序是:AFB1> AFM1> AFG1>AFB2> AFM2> AFG2。從毒性順序可以看出,結構中雙呋喃環末端具有雙鍵結構的毒性大,不具雙鍵結構的毒性相對較小。
AF的產生
AF的產生需要一定的條件,不同的菌株產毒能力差異很大,除基質以外,溫度、濕度、空氣均是AFT生長繁殖及產毒的必要條件。研究者發現AF和寄生曲霉的最佳生長條件為33~38℃,pH為5.0和Aw(水分活性)為0.99。溫度在24~28℃之間,相對濕度在80%以上,黃曲霉菌產毒量最高。故南方及溫濕地區在春夏兩季易發生AF中毒,有的作物甚至在收獲前或收獲期就可能被AF污染。
AF的分布
AF常常存在于土壤、動植物、各種堅果特別是花生和核桃中。在大豆、稻谷、玉米、通心粉、調味品、牛奶、食用油等制品中也經常發現AF。一般在熱帶和亞熱帶地區,食品中AF的檢出率比較高。在中國總的分布情況為:華中、華南、華北產毒株多,產毒量也大,東北、西北地區較少。