食品化学第八章.ppt

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1、第八章 真菌引起的毒素中毒症 真菌引起的毒素中毒症 真菌在环境中大量存在，分布广泛，粮食、食品、饲料等常被污染，其中有些菌株能产生真菌毒素（真菌的有毒代谢产物），很多种毒素具有毒性、致癌性、致突变性和致畸毒性。摄入后可引起人或家畜的急性或慢性真菌中毒症（mycotoxicosis）。谷物中的谷物中的霉菌毒素霉菌毒素（mycotoxin）存在于丝状霉菌的）存在于丝状霉菌的菌丝菌丝体体及其孢子中其引起的中毒称为霉菌毒素中毒症及其孢子中其引起的中毒称为霉菌毒素中毒症当畜禽食入强毒性的当畜禽食入强毒性的霉菌毒素霉菌毒素时所发生的疾病称为霉菌毒时所发生的疾病称为霉菌毒素中毒症素中毒症.通常不能与霉菌病相

2、混淆（霉菌病是由真菌侵通常不能与霉菌病相混淆（霉菌病是由真菌侵袭宿主并在宿主袭宿主并在宿主组织细胞组织细胞内增殖所引起的病变）内增殖所引起的病变）人类在生活实践中很早就对真菌中毒症有一定的认识。毒蘑菇在我国许多古书中早有详细记载。我国乌苏里江地区农民，很早就发现赤霉病麦，进食后引起昏迷，而称为“迷神麦”。1882年苏联远东地区有“醉谷病”的记载，就是由于食用霉变的谷物而引起的一种真菌中毒症。第二次世界大战后期，苏联发生因食用越冬小麦引起食物中毒性白细胞缺乏症，日本发生了黄变米中毒。我国也报道了东北几省的臭米面中毒，南方霉甘蔗中毒等。现已明确，上述都由真菌毒素所引起，但已往未引起重视。自从196

3、0年英国发生了因黄曲霉毒素黄曲霉毒素而引起的约10万头火鸡急性中毒死亡，并在第2年证实其有强烈致癌性以后，震惊了世界，才引起广泛的注意和高度重视。近30多年来，真菌毒素的研究进展很快，迄今已发现百余种真菌毒素，大多为曲霉属、青霉菌属及镰刀菌属中约30种真菌的产毒菌株所产生。真菌毒素一般按其产生菌而分为曲霉毒素类、青霉菌毒素类、镰刀菌毒素类等。食品中的几种主要真菌毒素及其毒性毒 素产毒真菌侵染食物主要毒性曲霉属真菌毒素黄曲霉毒素（aflatoxin）黄曲霉、寄生曲霉花生米、花生油、玉米大鼠肝毒、并致肝癌杂色曲霉毒素（sterigmatocgstin）杂色曲霉、构巢曲霉谷物种子大鼠肝毒、并致肝癌棕

4、曲霉毒素（ochretoxin）棕曲霉谷物种子咖啡豆大鼠肾毒青霉菌属真菌毒素展青霉素（palulin）展青霉菌苹果制品大鼠水肿、肾毒黄米毒素（luteoskyrin）岛青霉菌大米大鼠肝癌镰刀菌毒素、赤霉烯酮（zearalenone）玉米赤霉菌玉米、元麦、小麦、大麦等猪及实验动物雌激素亢进食物中毒性白细胞缺乏症（ATA）梨孢镰刀菌、拟枝孢镰刀菌小米及其他谷物骨髓损伤性白细胞缺乏症在流行时（人）死亡率 达6012，13-环氧单端孢真菌毒素（12，13eperytri cothecones）禾谷镰刀菌、单端孢霉菌等玉米、小麦、元麦、大麦心血管萎缩，凝血时间增加，白细胞缺乏症（可能包括在ATA内）第一

5、节 真菌毒素中毒的特点1 食品中被产毒菌株污染，但不一定能检测出真菌毒素的现象比较常见。2 真菌毒素中毒发生往往有季节性或地区性，真菌毒素是小分子有机化合物，不是复杂的蛋白质分子，所以它在机体中不能产生抗体，也不能产生免疫。3 人和畜禽一次性摄入含有大量真菌毒素的食物，往往会发生急性中毒，长期少量摄入会发生慢性中毒。根据真菌毒素作用的靶器官，可将真菌毒素分为肝脏毒、肾脏毒、神经毒、光过敏性皮炎及其它5种。根据目前研究，可以使实验动物致癌的真菌毒素有黄曲霉毒素、杂色曲霉素、黄天精、环氯素和展青霉素。通过30多年的实验研究，发现许多真菌毒素可促发某些肿瘤，最突出的是肝癌；此外与胆管、食管、胃、肠、

6、肺、肾等脏器的肿瘤及皮下肉瘤等的发生和发展亦有重要联系。根据近20余年来肝癌高发地区的流行病学调查，似乎支持黄曲霉毒素的致癌作用，但尚需进一步研究。此外，在动物实验中，某些真菌毒素还可引起急性呕吐、肾脏病变、肝硬化、多发性神经炎、雌激素亢进症、脱毛、骨髓抑制（引起贫血及白细胞缺乏症）等，有的还有致畸胎作用。真菌毒素（mycotoxin）是多种真菌所产生的各种毒素的总称，其结构均较简单，分子量很小，故对热稳定，一般烹调和食品加工如炒、烘、熏等，对食品中真菌毒素往往不能破坏或破坏甚少。油煎能破坏一些，高压消毒也仅能破坏一半左右。毒素含量愈多，毒性就愈强，出现中毒症状亦较快。通过动物实验发现，致癌或

7、促癌的真菌毒素主要有黄曲霉毒素（B1、B2、G1、G2、M1等）、杂色曲霉毒素、黄米毒素（黄天精）、环氯素、皱褶霉素、展青霉素、青霉酸、念珠菌毒素、灰黄霉素、麦角等。第二节 产毒菌株及产毒条件产毒的霉菌有：黄曲霉、储曲霉、杂色曲霉、米曲霉小胞变种、岛青霉、黄绿青霉、桔青霉、园弧青霉、皱褶青霉、梨胞镰刀菌、雪腐镰刀菌、粉红单胞霉、绿色木霉、三线镰刀菌等。一、主要产毒霉菌（一）曲霉属（一）曲霉属（Aspergillus）曲霉在自然界分布极为广泛，对有机质分解曲霉在自然界分布极为广泛，对有机质分解能力很强。曲霉属中有些种如黑曲霉（能力很强。曲霉属中有些种如黑曲霉（A.niger)等被广泛用于食品工业

8、。等被广泛用于食品工业。曲霉也是重要的食品污染霉菌，可导致食品发曲霉也是重要的食品污染霉菌，可导致食品发生腐败变质，有些种还产生毒素。生腐败变质，有些种还产生毒素。曲霉属中可产生毒素的种有黄曲霉曲霉属中可产生毒素的种有黄曲霉（A.flavus）、赫曲霉（）、赫曲霉（A.ochraceus）、杂色）、杂色曲霉（曲霉（A.versicolor）、烟曲霉、构巢曲霉）、烟曲霉、构巢曲霉（A.nidulans）和寄生曲霉（）和寄生曲霉（A.parasiticus）等。）等。黄曲霉杂色曲霉土曲霉黑曲霉烟曲霉构巢曲霉（二）青霉属（二）青霉属（Penicillium）青霉分布广泛，种类很多，经常存在于土壤和粮

9、食及果蔬上。有些种具有很高的经济价值，能产生多种酶及有机酸。另一方面，青霉可引起水果、蔬菜、谷物及食品的腐败变质，有些种及菌株同时还可产生毒素。例如，岛青霉（P.islandicum）、桔青霉（P.citrinum）、黄绿青霉（P.citreo-viride）、红色青霉（P.rubrum）、扩展青霉（P.expansum）、圆弧青霉、纯绿青霉、展开青霉（P.patulum）、斜卧青霉（P.decumbens）等（三）镰刀菌属（三）镰刀菌属（Fusarium）镰刀菌属包括的种很多，其中大部分是植物的病原菌，并能产生毒素。如禾谷镰刀菌（F.graminearum）、三线镰刀菌（F.trincint

10、um）、玉米赤霉、梨孢镰刀菌（F.poae）、无孢镰刀菌、雪腐镰刀菌、串珠镰刀菌、拟枝孢镰刀菌（F.sparotrichioides）、木贼镰刀菌、茄属镰刀菌、粉红镰刀菌等。图图8-3 8-3 镰刀菌电镜照片镰刀菌电镜照片香蕉”巴拿马病“只是一种植物性病害，它是一种由植物病原真菌（镰刀菌，图片所示）侵染引起的病害，又称香蕉镰刀菌枯萎病，俗称香蕉黄叶病。（四）交链孢霉属（四）交链孢霉属（Alternaria）菌丝有横隔，匍匐生长，分生孢子梗较短，单生或成丛，大多不分枝。分生孢子梗顶端生长分生孢子，其形状大小不定，形态为桑椹状，也有椭圆形和卵圆形，其上有纵横隔膜、顶端延长成喙状，多细胞。孢子褐色，

11、常数个连接成链。尚未发现有性世代。交链孢霉广泛分布于土壤和空气中，有些是植物病原菌，可引起果蔬的腐败变质，产生毒素。交链孢霉是污染粮食、土豆、西红柿、烟草等植物的常见霉菌，能产生多种交链孢霉毒素，交链孢酚单甲醚（AME）是其主要毒素之一。一些科学家用林县粮食样品中分离出来的互隔交链孢霉诱发出了大鼠前胃和食管乳头状瘤及前胃鳞癌。用细胞培养的方法证明AME能诱发人胚胎食管上皮明显增生（食管癌的癌前病变）。（五）其它菌属（五）其它菌属 粉红单端孢霉、木霉属、漆斑菌属、黑色葡萄穗霉等.二、产毒条件霉菌是否产毒，其受很多因素影响，通常有以下几种：（一）产毒霉菌种类（一）产毒霉菌种类（二）基质的影响（二）

12、基质的影响（三）相对湿度及基质水分对产毒的影响（三）相对湿度及基质水分对产毒的影响aw值在值在0.7以下，可以完全阻止产毒的霉菌繁殖，在室以下，可以完全阻止产毒的霉菌繁殖，在室温温2430情况下，含水量越高，则测出黄情况下，含水量越高，则测出黄曲霉和黄曲霉毒素的数值亦越高。曲霉和黄曲霉毒素的数值亦越高。（四）温度（四）温度（五）通风（五）通风快速风干快速风干 第三节 主要霉菌毒素 一、黄曲霉毒素（Aflatoxin简称AFT或AT）AFT是黄色曲霉菌及寄生曲霉菌所产生的杂环化合物，这些霉菌污染很广，许多农作物中都有。在温度与湿度适合的情况下（特别是高温、多温条件），霉菌很容易滋生并产生毒素，黄

13、曲霉在各类食物中生长需要的水份为18195，最佳生长温度为1242,最适产毒温度为33，最适aw值为0.930.98。黄曲霉毒素污染可发生在多种食品上，如粮食、油料、水果、干果、调味品、乳和乳制品、蔬菜、肉类等。其中以玉米、花生和棉籽油最易受到污染，其次是稻谷、小麦、大麦、豆类等。花生和玉米等谷物是产生黄曲霉毒素菌株适宜生长并产生黄曲霉毒素的基质。黄曲霉毒素是一类结构相似的化合物，基本结构都有二呋喃环和香豆素（氧杂萘邻酮），现已分离出B1、B2、G1、G2、B2a、G2a、M1、M2、P1等十几种。其中毒性和致癌性最强的为黄曲霉素B1（AFB1）。AFB1的毒性比氰化钾、剧毒农药以及金环蛇、眼

14、镜蛇的毒汁还毒，AFB1也是天然发生污染食品致癌剂中最强的一种。一粒严重发霉的玉米可含AFT40g，若给小鸭食用，可使两只小鸭致死。如果给大鼠每天投入5g的AFT，仅1个月便可致癌。我国研究者用肝癌高发区被AFT污染的粮食喂动物，经6个月诱发了80的动物患肝癌，还可诱发动物的肾腺瘤、胃和结肠的腺癌。黄曲霉毒素是目前最强的化学致癌物质，主要是诱发肝癌的发生，致癌作用比已知的化学致癌物都强，比二甲基亚硝胺强75倍。黄曲霉毒素具有耐热的特点，裂解温度为280，因此，一般的加工烹调方法不能把它消除。其在水中的溶解度很低，但能溶于油脂和多种有机溶剂。在长波紫外线照射下，毒素可显示荧光，低浓度的纯毒素易被

15、紫外线破坏。另外加碱也能破坏一些毒素，若遇5%的次氯酸钠，该毒素瞬间即可破坏。AFT属于肝毒素类，大量流行病学研究表明，AFT是人类肝癌的重要病因之一。它主要强烈抑制肝脏细胞中RNA的合成，破坏DNA的模板作用，阻止和影响蛋白质、脂肪、线粒体、酶等的合成与代谢，干扰动物的肝功能，导致突变、癌症及肝细胞坏死。调查研究发现，肝癌高发区的地理分布与该地区食物被AFT污染的程度呈正相关。肝癌高发地区主要分布在东南亚、西太平洋以及非洲东南部。我国肝癌高发区分布的特点是：沿海高于内地，东南和东北高于西南和西北。这些高发区大多属海洋性气候，比较温暖、潮湿、多雨，是霉菌容易滋生的环境。我国是肝癌高发国家，有多

16、个肝癌高发区，如江苏启东县及广西扶绥县。在江苏启东，肝癌的平均发病率为6310万，2550岁年龄组死亡的人中有13是死于肝癌。根据尿中AFT代谢物的分析，估计启东居民每年累计摄入AFT的量超过1000g。广西扶绥19741994年21年间，全县发生肝癌3906例，死亡3869例。肝癌年均发病率为518610万，年均死亡率为51.3710万。对扶绥居民膳食原料样品的监测表明，样品中AFB1阳性率为488，超标率为27l。对扶绥县境内肝癌高发区（乡镇）和相对低发区（乡镇）居民AFB1摄入量进行对比研究的结果表明，高发区居民AFB1摄入量明显大于相对低发区居民。饲料中的毒素可以蓄积在动物的肝脏、肾脏

17、和肌肉组织中，人食入后可引起慢性中毒。AFT除了随污染的食物经消化道进入人体外，被AFT污染的农作物在收割、储存和加工过程中散发的灰尘通常含有较多的AFT，可经呼吸道进入人体内，对职业性接触人员的健康构成威协。Van Nieuiwenhuze等随访55名暴露在磨坊灰尘中含AFT的环境达29年的磨坊工人，在观察的11年中，有11人发展为肝癌，而按年龄与其作对照的其它工种55名工人中，仅4例患癌症。二、黄变米毒素 黄变米是稻谷在收割后和储存过程中含水量过高，被真菌污染后发生霉变所致。由于霉变米呈黄色，故也称为“黄粒米”、或“沤黄米”。黄变米不但失去食用价值，而且含有岛青霉毒素、黄绿青霉毒素、橘青霉

18、素、皱褶青霉素等许多种毒素。黄变米是20世纪40年代日本在大米中发现的。（一）岛青霉毒素（一）岛青霉毒素 岛青霉毒素成分有黄天精(也叫黄变米毒素)和岛青霉环肽毒素(也叫岛青霉素)等，它存在于被此菌污染后发生黄变的米中，是诱发肝癌的毒素；近10年来，日本和欧美等国食物中毒事件逐年增多。（二）黄绿青霉毒素（二）黄绿青霉毒素也是一种主要损害神经系统的青霉毒素，最初也是从黄变米中黄(绿)青霉中发现的。黄绿青霉毒素的纯品为深黄色针状结晶，熔点100110，易溶于乙醇、丙酮、苯和氯仿，不溶于水。（三）桔青霉毒素（三）桔青霉毒素 桔青霉污染大米后形成桔青霉黄变米，米粒呈黄绿色。精白米易污染桔青霉形成该种黄变

19、米。桔青霉可产生桔青霉毒素（Citrinin），暗蓝青霉、黄绿青霉、扩展青霉、点青霉、变灰青霉、土曲霉等霉菌也能产生这种毒素。该毒素难溶于水，为一种肾脏毒，可导致实验动物肾脏肿大，肾小管扩张和上皮细胞变性坏死。镰刀菌毒素主要是镰刀菌属和个别其他菌属霉菌所产生的有毒代谢产物的总称。主要药理效应是引起实验动物高雌激素症或中毒。镰刀菌毒素已发现有十几种，按其化学结构可分为以下三大类，即单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮和丁烯酸内酯。三、镰刀菌毒素也称顶孢霉毒素，基本结构为四环倍半萜烯，已知有20余种同系物。均为无色结晶，微溶于水；性质稳定，用一般烹调方法不易被破坏。中毒症状主要为皮炎、呕吐、腹泻、拒食

20、等。主要产生微生物：雪腐镰刀菌、禾谷镰刀菌、梨孢镰刀菌、拟枝孢镰刀菌等。（一）单端孢霉烯族化合物（一）单端孢霉烯族化合物（Tricothecenes）（二）玉米赤霉烯酮（二）玉米赤霉烯酮（Zearelenone）是污染玉米、大麦等粮食最常见的玉米赤霉菌产生的代谢产物，已知其衍生物有15种以上。玉米赤霉烯酮有雌激素的作用，能使子宫肥大、抑制卵巢正常功能，使之萎缩，因而造成流产，不孕。产生菌：禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌、粉红镰刀菌、三线镰刀菌、木贼镰刀菌等多种镰刀菌均能产生玉米赤霉烯酮。玉米赤霉烯酮不溶于水，溶于碱性水溶液。（三）丁烯酸内酯（三）丁烯酸内酯（Butenolide）存在于多种镰刀菌中，属

21、血液毒素，能使动物皮肤发炎、坏死。丁烯酸内酯是三线镰刀菌、雪腐镰刀菌、拟枝孢镰刀菌和梨孢镰刀菌产生的，易溶于水，在碱性水溶液中极易水解。在我国的黑龙江和陕西的大骨节病区所产的玉米中发现有丁烯酸内酯存在。（四）串珠镰刀菌毒素伏马菌素是20世纪80年代未在南非发现的一种新的串珠镰刀菌毒素，对肝、肾、肺和神经系统均有毒性，除了引起马的脑病、猪的肺水肿和肝毒性外，对实验动物具有明显的致癌性，是目前国际最广泛关注的一种真菌毒素。伏马菌素广泛存在于粮食，特别是玉米中。美国超级市场玉米制品大约有半数样品可以检出伏马菌素，在我国，调查发现粮食中的伏马菌污染也相当普遍和严重。四、杂色曲霉毒素 杂色曲霉毒素（St

22、erigmatocystin简称ST）最初是1954年从杂色曲霉的培养物中分离出来，结构上和黄曲霉毒素非常相似；事实上，杂色曲霉毒素和其氧甲基衍生物是黄曲霉毒素生物合成过程的中间体，基本结构为一个双呋喃环和一个氧杂蒽酮。除杂色曲霉外，黄曲霉、构巢曲霉、寄生曲霉等也都能产生杂色曲霉毒素。杂色曲霉毒素IVa是毒性最强的一种，不溶于水，可以导致动物的肝癌、肾癌、皮肤癌和肺癌，其致癌性仅次于黄曲霉毒素。由于杂色曲霉和构巢曲霉经常污染粮食和食品，而且有80%以上的菌株产毒，所以杂色曲霉毒素在肝癌病因学研究上很重要。糙米中易污染杂色曲霉毒素，糙米经加工成标二米后，毒素含量可以减少90%。五、展青霉毒素 展

23、青霉毒素（Patulin）主要是由扩展青霉产生的，可溶于水、乙醇，在碱性溶液中不稳定，易被破坏。污染扩展青霉的饲料可造成牛中毒，展青霉毒素对小白鼠的毒性表现为严重水肿。扩展青霉在麦杆上产毒量很大。扩展青霉是苹果贮藏期的重要霉腐菌，它可使苹果腐烂。以这种腐烂苹果为原料生产出的苹果汁会含有展青霉毒素。如用有腐烂达50%的烂苹果制成的苹果汁，展青霉毒素可达2040g/L。展青霉及其他霉菌产生的展青霉素常在苹果汁中检出。我国的山楂汁制品中也存在问题。这种致畸致癌的毒素，已被国家标准确定为果汁和含山楂的保健食品的检验项目。从原料中剔除腐烂的水果，是唯一的控制方法。六、交链孢霉毒素 交链孢霉是粮食、果蔬中

24、常见的霉菌之一，可引起许多果蔬发生腐败变质。交链孢霉产生多种毒素，主要有四种：交链孢霉酚（Alternariol简称AOH）、交链孢霉甲基醚（Alternariol methyl ether简称AME）、交链孢霉烯（Altenuene简称ALT）、细偶氮酸（Tenuazoni acid简称TeA）。AOH和AME有致畸和致突变作用。给小鼠或大鼠口服50398mg/kg TeA钠盐，可导致胃肠道出血死亡。交链孢霉毒素在自然界产生水平低，一般不会导致人或动物发生急性中毒，但长期食用其慢性毒性值得注意，在番茄及番茄酱中检出过TeA。第四节 真菌性食物中毒的预防与控制食用的粮食、食品常被真菌甚至真菌毒

25、素污染，因此，必须加强粮食作物的防霉除毒措施，改良食品的保管条件和方法，改变吃霉变食物，包括腌菜、酸菜等习惯。提倡多吃新鲜疏菜。在各种预防措施中，最关键的是防霉与除毒，防霉尤为重要。一、防霉 粮食中真菌生长繁殖的有利条件主要是适宜的温度与水分。如能将粮食贮存于10以下，水分保持在10以下，就能有效地防霉。防霉主要措施：1.降低食品（原料）中的水分（控制合适的降低食品（原料）中的水分（控制合适的aw）和控制空气相对湿度和控制空气相对湿度 2.减少食品表面环境的氧浓度，即气调防霉减少食品表面环境的氧浓度，即气调防霉3.降低食品贮存温度，即低温防霉降低食品贮存温度，即低温防霉4.采用防霉剂，即化学防

26、霉采用防霉剂，即化学防霉 环氧乙烷防霉的效果较好，用100200g/m2封闭数日后，可使米粒的霉菌减少90以上，并可维持4个月之久。开封第5日即测不出残留药物量。环氧乙烷对人体有毒，故使用时应注意安全。二、去毒1.一类包括用物理筛选法、溶剂提取法、吸附法和生物法去除毒素，称之为除去法；挑拣：如黄曲霉在生长繁殖过程中可渗透至种子内部各层及胚部，毒素含量以中心层最高，故不能用清洗种子表面的办法来达到去毒的目的。以花生仁为例，可用手挑法，拣出霉、皱、变色的花生仁而达到去毒的目的。有机溶剂提取：80%的异丙醇和90%的丙酮可将花生中的黄曲霉素 吸附法：活性炭、酸性白土等吸附剂处理含有黄曲霉毒素 微生物

27、去毒：应用微生物发酵除毒 两种方法2灭活法灭活法1.加热处理法 干热或湿热都可以除去部分毒素，花生在150以下炒0.5h约可除去70%的黄曲霉毒素，0.01MPa高压蒸煮2h可以去除大部分黄曲霉毒素。2.射线处理 用紫外线照射含毒花生油可使含毒量降低95%或更多，此法操作简便、成本低廉，我国济南灯泡厂已制成专门的紫外光灯。日光曝晒也可降低粮种的黄曲霉毒素含量。3.醛类处理 2%的甲醛处理含水量为30%的带毒粮食和食品，对黄曲霉毒素的去毒效果很好。4.氧化剂处理 5%的次氯酸钠在几秒钟内便可破坏花生中黄曲霉毒素，经2472h可以去毒。5.酸碱处理 对含有黄曲霉毒素的油品可用氢氧化钠水洗，也可用碱炼法，它是油脂精加工方法之一，同时亦可去毒，因碱可水解黄曲霉毒素的内酯环，形成邻位香豆素钠，香豆素可溶于水，故可用水洗去。具体做法是毛油经过2065预热，然后加入1%的烧碱搅拌30min，保温静置沉淀810h分离出毛脚，水洗、过滤、吹风、除水即得净油。真菌污染的防护措施 烧伤病室、真菌实验室，以及从事真菌毒素科研的人员，必须注意防护，如穿戴隔离衣帽，在进行真菌分离培养工作时，应戴口罩，并尽量防止孢子飞扬。操作台面如有漏溅，应立即用新配的5次氯酸钠消毒。