食品中的产毒真菌和真菌毒素——综述

真菌是地球上分布最广泛的自由生物,迄今为止大约有144000种已知物种,还有许多未知物种尚未被发现。引起植物疾病的一些常见真菌包括酵母、霉菌、铁锈、黑穗病、霉菌、黏菌、水霉菌、蘑菇、结痂或溃疡病。它们生长在土壤上,分解死亡的植物,引起真菌疾病,给农民造成巨大的损失。

只有少数真菌与动物和人类疾病有关,如皮肤病、脚癣、癣、念珠菌病、眼睛真菌感染和鹅口疮。

真菌有三大类:多细胞丝状霉菌、肉眼可见的丝状真菌和单细胞微观酵母。多细胞丝状霉菌由多个菌丝组成,形成长长的分支链,称为菌丝,在菌丝尖端分泌消化酶。这些消化酶分解有机物,利用较小的分子作为食物的一部分来生长。

食物中的产毒真菌和真菌毒素
食物中的产毒真菌和真菌毒素

菌丝在其气生分支上含有孢子,保护它们免受恶劣环境条件的影响。肉眼可见的丝状真菌与霉菌相似,但它们产生可见的子实体,子实体中有孢子,如蘑菇和毒菌。

显微镜下的酵母在人类的生产和感染中起着重要的作用。酿酒主要用于烘焙和酿造行业假丝酵母物种是引起感染的病原体。

真菌真菌毒素

  • 在高温潮湿的条件下,丝状真菌在食物的长期储存和运输过程中生长,产生真菌毒素。
  • 真菌毒素是指在指数生长末期,利用特定的基因和特定的途径产生的次级代谢物。
  • 真菌毒素是低分子量化合物,对人类和动物有毒,可导致食物中毒疾病、致畸效应、癌症、肾脏和肝脏损伤。
  • 曲霉属真菌而且青霉菌物种如黄曲霉、赭曲霉、寄生菌、黑曲霉、黑曲霉、疣孢霉、褐曲霉、梁氏霉而且p . chrysogenum作物收获后生长和入侵,储存过程中产生毒素。
  • 镰刀菌素而且麦角菌属物种如镰孢菌,镰孢菌,镰孢菌,镰孢菌,镰孢菌,镰孢菌,镰孢菌而且麦角菌属紫竹在收获前感染作物。
  • 其他产生霉菌毒素的成员包括链孢菌、毛孢菌、枝孢菌、丝衣菌、而且菌核病。
  • 这些产毒生物受到各种外部条件的影响,如湿度、温度、pH值和水活性。
  • 大多数谷物和谷物制品,如玉米、小麦、大米、高粱、玉米、大豆、一些香料(辣椒、黑胡椒、香菜)和坚果,如开心果、杏仁、核桃、花生和巴西坚果,都容易受到真菌感染。
  • 食品中霉菌的产毒生长并不表明霉菌毒素的存在,而另一方面,如果霉菌不存在,霉菌毒素可能存在,因为毒素可能在霉菌消失后很长时间仍然存在。
真菌毒素发病机理
图:免疫系统失调下真菌毒素暴露加剧效应的机制概述。
(a)多发性硬化症发病机制中的真菌毒素:暴露于GTX会改变血脑屏障。
(b)哮喘条件下的真菌毒素:暴露于真菌毒素会恶化呼吸道上皮屏障损伤。
(c)真菌毒素暴露与艾滋病毒复制之间的潜在作用模式:真菌毒素暴露通过诱导ROS调节免疫应答。
图片来源:Stephanie Kraft等人,2021年

真菌毒素流行病学(霉菌毒素病)

  • 近年来报告了许多疫情,导致人类和家畜霉菌中毒。
  • 这些暴发的主要来源是食用了长期储存的含有致毒真菌毒素的模塑食品和饲料。
  • 第一次爆发是在中世纪的欧洲,数千人死于这种疾病,当时被称为圣安东尼之火。
  • 19世纪,人们认为紫锥菌是黑麦等植物寄生虫病的致病原因。
  • 在第二次世界大战期间,一种人类疾病在俄罗斯引起,由于消费长期储存的霉变谷物,导致皮肤坏死、出血、白细胞减少和骨髓退化。
  • 在日本,这些毒素会对食用含有霉菌的黄米饲料的动物造成严重的肝脏损伤。
  • 从黄米的样品中,有若干青霉菌物种被隔离,如黄绿绿,黄绿绿,黄绿绿而且p . rugulosum。
  • 真菌毒素的存在引起了人们的注意,当时在英国的火鸡家禽中爆发了大规模疫情,许多家禽动物、小鸭子和其他农场动物受到受污染饲料的严重影响。
  • 被污染的饲料成分含有来自哪里的花生粕黄曲霉分离得到的有毒化合物命名为黄曲霉毒素。

真菌毒素的临床表现

  • 真菌毒素具有急性、慢性、致突变和致畸四种毒性。
  • 急性毒性中毒是最常见的影响,损害肝脏和肾脏,在极端情况下患者死亡。
  • 真菌中毒的常见症状是食物中毒疾病,如呕吐、腹泻、腹痛、发烧、慢性疲劳、皮疹、失眠、抑郁、焦虑。
  • 其他慢性毒性严重影响是致癌性、皮肤坏死、白细胞减少、自身免疫性疾病、神经系统问题、慢性器官损伤和静电冲击。

真菌毒素和产毒真菌

黄曲霉毒素

  • 黄曲霉毒素是由曲霉属真菌物种如黄曲霉,寄生菌,诺米乌斯菌,假柽柳菌而且答:ochraceoroseus。
  • 并不是所有不同菌株产生的毒素都是产毒的,只有35%答:flavus菌株产生黄曲霉毒素,而大多数菌株答:寄生对人类和动物有毒。
  • 黄曲霉毒素主要有四种类型:B1、B2、G1和G2。
  • 黄曲霉毒素B1是毒性最大的化合物,会导致肝癌、生殖问题、免疫系统抑制和死亡等不良影响。
  • 黄曲霉毒素M1与哺乳动物有关,哺乳动物可能通过牛奶将毒素传给婴儿。
  • 根据欧盟规定,食品、饲料和牛奶中黄曲霉毒素B1和M1的最大限量应小于2µg/kg和0.05µg/kg。

赭曲霉毒素A

  • 赭曲霉毒素A (OTA)是一种毒素产生的赭曲霉属,炭火属而且青霉菌verrucosum。
  • OTA主要与大麦、咖啡、可可、藤蔓水果、香料和饮料相关。
  • 赭曲霉毒素A以肾脏器官为靶点,形成泌尿道肿瘤,被认为是人类的致癌物。
  • 这种毒素即使在屠宰后也会长期留在动物体内,但据报道,田间植物中不会产生OTA。

棒曲霉素

  • 棒曲霉素是由霉菌等产生的最小的霉菌毒素分子青霉菌expansum,曲霉属真菌物种和Byssochlamys。
  • 这种最小的真菌毒素会污染以水果和蔬菜为基础的产品,尤其是苹果。
  • 新鲜苹果汁是每天饮用苹果汁的人体内棒曲霉素的主要污染源。
  • 当消耗9至55毫克/公斤的棒曲霉素浓度时,会发生急性毒性,引起激动、抽搐、呼吸困难、肺充血和溃疡。

Fumonisins

  • 镰刀菌素真菌病原体,如黄萎病F. verticillioides而且主产f . sp。黄瓜生产fumonisin毒素。
  • 伏马菌素的主要底物是玉米制品,食用后会引起肺水肿、肾癌和肝癌。
  • 伏马菌素B1是导致马脑软化症和大鼠肝癌等动物疾病的原因。
  • f . verticillioides毒素对人体有致癌作用,应在可接受的限度内摄入800 - 1000µg/kg。

Deoxynivalenol

  • 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素由镰刀菌素物种如f . graminearum。f . culmorum而且f . pseudograminearum。
  • 这些物种在储存过程中污染了玉米、小麦、燕麦、大麦、大米和其他谷物,并在荞麦、面粉、面包、早餐麦片、面条和婴儿食品中检测到。
  • 脱氧雪腐镰刀菌醇毒素可引起急性健康影响,如恶心、呕吐、腹泻、腹痛、咽喉不适和发烧。
  • 根据Pieters的研究,DON毒素的最大限量为1.1 g/kget al。(2002)。

其他真菌毒素

  • 其他真菌毒素涉及trichocenene通过镰刀菌素大麦、小麦和玉米等基质中的物种。
  • 青霉菌毒素如桔毒素和褐囊毒素由曲霉属真菌该物种不会造成任何不利影响,对人类和动物的毒性较小。

真菌毒素检测与分析

  • 生物测定方法是最可靠的类型的真菌毒素检测动物,植物和微生物使用实验室动物细胞学分析,皮肤试验。
  • 稀释镀膜法和直接镀膜法是检测真菌毒素最适宜的方法。
  • 免疫分析是一种敏感和特异的真菌毒素检测方法,被广泛应用。
  • 分子鉴定方法,如RT-PCR,限制性片段长度多态性(RFLP)、变性梯度凝胶电泳(DGGE)、PCR和单链构象多态性(SSCP)、环介导等温扩增(LAMP)分析。
  • 近年来发展起来的新型分子技术如DNA微阵列DNA条形码被用于医疗应用。

食品中霉菌毒素的防治措施

  • 必须遵循食物链的综合管理程序,以防止过程中霉菌污染。
  • 该计划包括防止害虫破坏田间作物,减少干旱胁迫,以及防止接种物在储存和运输过程中堆积。
  • 物理上去除灰尘和破碎的颗粒可以减少真菌毒素污染的材料。
  • 必须遵循良好农业规范(GAP)和良好生产规范(GMP)以防止真菌毒素的形成。
  • 棒曲霉素可以通过化学处理去除,如活性炭和二氧化硫。

参考文献

  1. Nigam, p.s., & Singh, A.(2014)。代谢途径|次生代谢物的产生-真菌。食品微生物百科全书,570-578。
  2. Laitila, a(2015)。大麦到啤酒链中的产毒真菌和真菌毒素。酿造微生物学,107 - 139。
  3. 苔藓,m(2009)。产毒素的真菌。食源性病原体,1042 - 1059。
  4. 科尔,r.j.,卡特勒,h.g.和多纳,j.w.(1986)。真菌毒素及产毒真菌的生物筛选方法。真菌毒素的现代分析方法和结构鉴定,1-28。
  5. Munaut, F., Van Hove, F., & Moretti, A.(2011)。食品和饲料中产霉菌毒素真菌的分子鉴定。食品和饲料中霉菌毒素和产霉菌真菌的测定,298-331。
  6. 霍金,a。(2014)。真菌|食源性真菌。食品微生物百科,68-75。
  7. 布尔曼(1979)。真菌毒素对食品安全和人类健康的意义食品防护学报,42(1),65-86。
  8. j.i.皮特(2000)。产毒真菌和真菌毒素。医学通报,56(1),184-192。
  9. Tantaoui-Elaraki, A., Riba, A., Oueslati, S., & Zinedine, A.(2018)。北非产毒真菌和真菌毒素在食品和饲料中的发生和预防综述。世界真菌毒素杂志,1-16。
  10. Kraft S, Buchenauer L, Polte T.霉菌,真菌毒素和失调的免疫系统:联合担忧?国际分子科学杂志.2021;22日(22):12269。https://doi.org/10.3390/ijms222212269

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