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黄曲霉毒素

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一、概述编辑本段

1993年,黄曲霉毒素被世界卫生组织(WHO)的癌症研究机构划定为1类致癌物,是一种毒性极强的剧毒物质。黄曲霉毒素的危害性在于对人及动物肝脏组织有破坏作用,严重时可导致肝癌甚至死亡。在天然污染的食品中,以黄曲霉毒素B1最为多见,其毒性和致癌性也最强。 ADSFAEQWER353423413434

1. 发现:上世纪60年代,英国发生的十万只火鸡突发性死亡事件被确认与从巴西进口的花生粕有关。进一步的调研证明,这些花生粕被一种来自真菌的有毒物质污染,最终发现了黄曲霉(Aspergillus flavus)产生的有毒代谢物质——黄曲霉毒素(Aflatoxins)。黄曲霉毒素是黄曲霉和寄生曲霉的代谢产物,特曲霉也能产生但产量较少。主要类型包括B1、B2、G1、G2及其代谢产物M1、M2,其中M1和M2是从牛奶中分离出来的,它们分子结构相似。

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2. 化学结构:黄曲霉毒素是一组化学结构类似的化合物,已分离鉴定出12种,包括B1、B2、G1、G2、M1、M2、P1、Q、H1、GM、B2a和毒醇。其基本结构为二呋喃环和香豆素,B1是二氢呋喃氧杂萘邻酮的衍生物,即含有一个双呋喃环和一个氧杂萘邻酮(香豆素),前者为基本毒性结构,后者与致癌有关。M1是黄曲霉毒素B1在体内经羟化生成的代谢产物。 ADSFAEQWER353423413434

3. 理化特性:在紫外线下,黄曲霉毒素B1、B2发蓝色荧光,G1、G2发绿色荧光。相对分子量为312-346。难溶于水,易溶于油、甲醇、丙酮和氯仿等有机溶剂,但不溶于石油醚、己烷和乙醚中性溶液中较稳定,强酸性溶液中稍有分解,pH 9-10的强碱溶液中分解迅速。纯品为无色结晶,耐高温,黄曲霉毒素B1的分解温度为268℃,紫外线对低浓度黄曲霉毒素有一定破坏性。

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二、分布编辑本段

黄曲霉毒素存在于土壤、动植物、各种坚果,特别是花生和核桃中。在大豆、稻谷、玉米、通心粉、调味品、牛奶、奶制品、食用油等制品中也经常发现。一般在热带和亚热带地区,食品中黄曲霉毒素的检出率较高。在我国,产毒菌种主要为黄曲霉,1980年测定了从17个省粮食中分离的黄曲霉1660株,广西地区产毒黄曲霉最多,检出率为58%。总体分布:华中、华南、华北产毒株多,产毒量大,东北、西北地区较少。 ADFASDFAF23RQ23R

三、中毒及其对人畜的危害编辑本段

黄曲霉毒素对人和动物健康的危害均与抑制蛋白质合成有关。其分子中的双呋喃环是产生毒性的重要结构。研究表明,黄曲霉毒素的细胞毒作用是通过干扰信息RNADNA的合成,进而干扰细胞蛋白质合成,导致动物全身性损害(Nibbelink, 1988)。黄光琪等(1993)指出,黄曲霉毒素B1能与tRNA结合形成加成物,抑制tRNA与赖氨酸、亮氨酸、精氨酸和甘氨酸必需氨基酸的结合,在翻译水平上干扰蛋白质生物合成,影响细胞代谢ADFASDFAF23RQ23R

黄曲霉毒素与动物疾病

黄曲霉毒素中毒(Aflatoxicosis)主要伤害动物肝脏,受伤害程度因物种、年龄、性别和营养状况而异。研究表明,黄曲霉毒素可导致肝功能下降,降低牛奶产量和产蛋率,并使动物免疫力降低,易受有害微生物感染。长期食用含低浓度黄曲霉毒素的饲料可导致胚胎内中毒。年幼动物更敏感。临床表现为消化系统功能紊乱、生育能力降低、饲料利用率降低、贫血等。黄曲霉毒素还能使牛奶中含有转型的黄曲霉毒素M1和M2。据美国农业经济学家统计,每年至少使美国畜牧业遭受10%的经济损失,我国损失可能更大。

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黄曲霉毒素与人类健康

人类健康受黄曲霉毒素危害主要是由于食用被污染的食物,预防困难。国家卫生部门禁止使用严重污染的粮食进行加工,并制定标准监督,但对低浓度污染无法完全控制。在发展中国家,食用被污染食物与癌症发病率呈正相关。亚洲和非洲的研究表明,黄曲霉毒素与肝细胞癌变(Liver Cell Cancer, LCC)呈正相关性。长时间食用含低浓度黄曲霉毒素的食物被认为是导致肝癌、胃癌、肠癌等的主要原因。1988年,国际肿瘤研究机构(IARC)将黄曲霉毒素B1列为人类致癌物。此外,黄曲霉毒素与肝炎病毒等致病因素具有叠加效应。

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黄曲霉毒素B1的半数致死量为0.36 mg/kg体重,属特剧毒物(动物半数致死量<10 mg/kg),毒性比氰化钾大10倍,比砒霜大68倍。中毒主要损害肝脏,发生肝炎、肝硬化、肝坏死等,临床表现有胃部不适、食欲减退、恶心、呕吐、腹胀及肝区触痛,严重者出现水肿、昏迷、抽搐而死。黄曲霉毒素是目前发现的最强的致癌物质,其致癌力是奶油黄的900倍,比二甲基亚硝胺诱发肝癌的能力大75倍,比3,4-苯并芘大4000倍,主要诱发动物的肝癌,也能诱发胃癌、肾癌直肠癌、乳腺癌卵巢癌小肠癌等。

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四、检验检疫编辑本段

(一)部分国家检验检疫要求

  • 1995年,世界卫生组织制定的食品黄曲霉毒素最高允许浓度为15 μg/kg。
  • 我国政府对各种食物中黄曲霉毒素的最高允许量见下表。
食物名称最高允许含量 (μg/kg)
玉米、花生、花生油、坚果和干果(核桃、杏仁)20 (黄曲霉毒素B1)
玉米、花生仁制品(按原料折算)20 (黄曲霉毒素B1)
大米、其他食用油(香油、菜籽油、大豆油、葵花油、胡麻油、茶油、麻油、玉米胚芽油、米糠油、棉籽油)10 (黄曲霉毒素B1)
其他粮食(麦类、面粉、薯干)、发酵食品(酱油、食用醋、豆豉、腐乳制品)、淀粉类制品(糕点、饼干、面包、裱花蛋糕)5 (黄曲霉毒素B1)
牛乳及其制品(消毒牛奶、新鲜生牛乳、全脂牛奶粉、淡炼乳、甜炼乳、奶油)、黄油、新鲜猪组织(肝、肾、血、瘦肉)0.5 (黄曲霉毒素M1)
  • 美国联邦政府规定人类消费食品和奶牛饲料中的黄曲霉毒含量(B1+B2+G1+G2总量)不超过15 μg/kg,牛奶中不超过0.5 μg/kg,其他动物饲料不超过300 μg/kg。
  • 欧盟国家规定人类消费品中黄曲霉毒素B1含量不超过0.05 μg/kg。

(二)检验检疫方法

1. 薄层层析法(TLC):在黄曲霉毒素研究中应用最广的分离技术,自1990年被列为AOAC标准方法,具有定性和定量功能。 ADFASDFAF23RQ23R

2. 液相色谱法(LC):与TLC互补,通常用TLC进行前期条件设定,再用LC进行定量测定。 ADFASDFAF23RQ23R

3. 免疫化学分析方法:利用单克隆多克隆抗体设计,包括放射免疫分析法(RIA)、酶联免疫法(ELISA)和免疫层析法(ICA)。

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(1)免疫亲和柱-荧光分光光度法和免疫亲和柱-HPLC法:避免了TLC和HPLC使用剧毒标准品和有机溶剂的缺点,速度快,一个样品只需10-15分钟,检测限可达1 μg/kg。原理:试样中的黄曲霉毒素用甲醇/水提取,经免疫亲和柱净化,甲醇淋洗后加溴衍生,用荧光分光光度计定量或注入HPLC进行各组分定量。免疫亲和柱是用大剂量黄曲霉毒素单克隆抗体固化在水不溶性载体上装柱而成,测定范围0-300 μg/kg。 ADSFAEQWER353423413434

(2)酶联免疫吸附法(ELISA):Nakane(1996)建立了辣根过氧化物酶标记抗体的测定技术。原理:将已知抗原吸附在固相载体表面,加入抗体与待测样品提取液混合,竞争培养后形成抗原抗体复合物,再加入酶标记的第二抗体结合物,最后加酶底物显色,通过酶标仪测定。该方法简便、敏感、特异。 ADFASDFAF23RQ23R

(3)微柱筛选法:用于半定量测定食品中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2的总量。原理:样品提取液中的黄曲霉毒素被微柱中硅镁型吸附层吸附后,在365 nm紫外灯下显示蓝紫色荧光环,荧光强度与毒素浓度在一定范围内成正比。若无荧光则为阴性(灵敏度5-10 μg/kg)。 ADFASDFAF23RQ23R

(4)一步式黄曲霉毒素检测金标试纸法:利用单克隆抗体设计的固相免疫分析法,5-10分钟完成定性测定,借助标准样品可估算含量,适用于现场测试和大量样品初筛。

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五、检测方法分析编辑本段

薄膜层析法和液相色谱法目前仍被国内多数检测机构使用,但因其检测周期长、程序复杂、所需试剂繁多等缺点,已不能满足现代检测要求。随着免疫学生物化学分子生物学的发展,人们已创建了不少快速、简便、特异、敏感、低耗的检测方法。金标试纸法已被先进国家广泛使用,适合我国推广。免疫亲和柱法优点多,但费用过高,难以普及。

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六、人体侵害与预防编辑本段

2010年1月26日,美国利弗莫尔劳伦斯国家实验所的研究显示,青菜中的叶绿素等物质能有效降低黄曲霉毒素的毒性,并减少人体对黄曲霉素的吸收。实验中,志愿者进食小剂量的碳14标记黄曲霉毒素,一段时间后再进食相同剂量加小剂量叶绿素或叶绿酸,通过加速器质谱仪测量发现,叶绿素或叶绿酸能显著降低黄曲霉毒素的毒性并减少吸收。菠菜、西兰花、卷心菜等青菜富含叶绿素和叶绿酸。黄曲霉毒素主要污染花生、玉米、大米、棉籽等粮食和油料作物,急性毒性极强,可引起急性肝炎,持续摄入可导致肝肿大、肝硬化和癌变。

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参考资料编辑本段

  • Nibbelink, R. J. (1988). Aflatoxins: A review of their effects on animal health and productivity. Journal of Toxicology and Environmental Health, 24(3), 309-326.
  • 黄光琪, 等. (1993). 黄曲霉毒素B1对蛋白质生物合成的影响. 中国病理生理杂志, 9(4), 459-462.
  • International Agency for Research on Cancer. (1993). Some naturally occurring substances: Food items and constituents, heterocyclic aromatic amines and mycotoxins. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, 56, 245-395.
  • World Health Organization. (1995). WHO technical report series 884: Evaluation of certain food additives and contaminants. Geneva: WHO.
  • Eaton, D. L., & Gallagher, E. P. (1994). Mechanisms of aflatoxin carcinogenesis. Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 34, 135-172.
  • Kensler, T. W., Roebuck, B. D., Wogan, G. N., & Groopman, J. D. (2011). Aflatoxin: A 50-year odyssey of mechanistic and translational toxicology. Toxicological Sciences, 120(S1), S28-S48.
  • Wild, C. P., & Gong, Y. Y. (2010). Mycotoxins and human disease: A largely ignored global health issue. Carcinogenesis, 31(1), 71-82.
  • 刘英华, 陈君石. (2006). 黄曲霉毒素的毒性及检测方法研究进展. 中国食品卫生杂志, 18(4), 352-357.

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