黃曲毒素:有強烈生物毒性的化學物質-中文百科頻道

基本介紹

1993年黃曲黴毒素被世界衛生組織（WHO）的癌症研究機構劃定為1類緻癌物，是一種毒性極強的劇毒物質.黃曲黴毒素的危害性在于對人及動物肝髒組織有破壞作用，嚴重時可導緻肝癌甚至死亡.在天然污染的食品中以黃曲黴毒素B1最為多見，其毒性和緻癌性也最強.

黃曲毒素（aflatoxin）是一種有強烈生物毒性的化學物質，常由黃曲黴及另外幾種黴菌在黴變的谷物中産生，如大米、豆類、花生等，有很強的緻癌作用。加熱至280℃以上才開始分解，所以一般的加熱不易破壞。

黃曲毒素主要有B1、B2、G1與G2等4種，又以B1的毒性最強。食米儲存不當，極容易發黴變黃，産生黃曲毒素。黃曲毒素與肝癌有密切關系，還會引起組織失血、厭食等症狀。B1是最危險的緻癌物，經常在玉米，花生，棉花種子，一些幹果中常能檢測到。它們在紫外線照射下能産生熒光，根據熒光顔色不同，将其分為B族和G族兩大類及其衍生物。AFT已發現20餘種。AFT主要污染糧油食品、動植物食品等；如花生、玉米，大米、小麥、豆類、堅果類、肉類、乳及乳制品、水産品等均有黃曲黴毒素污染。

種類

黃曲黴毒素（Aflatoxins）CAS号1402-68-2，是一組化學結構類似的化合物，已分離鑒定出12種包括B1,B2,G1,G2,M1,M2,P1,Q,H1,GM,B2a和毒醇.黃曲黴毒素的的基本結構為二呋喃環和香豆素,B1是二氫呋喃氧雜萘鄰酮的衍生物.即含有一個雙呋喃環和一個氧雜萘鄰酮（香豆素）.前者為基本毒性結構後者與緻癌有關.M1是黃曲黴毒素B1在體内經過羟化而衍生成的代謝産物.黃曲黴毒素的主要分子型式含B1,B2,G1,G2,M1,M2等.其中M1和M2主要存在于牛奶中.B1為毒性及緻癌性最強的物質.

黃曲黴毒素B1（CAS号1162-65-8）；

黃曲黴毒素G1

黃曲黴毒素B2（CAS号7220-81-7）；

黃曲黴毒素G1（CAS号1165-39-5）；

黃曲黴毒素G2（CAS号7241-98-7）；

黃曲黴毒素M1（CAS号6795-23-9）

黃曲黴毒素M2

特點

物化特性

在紫外線下黃曲黴毒素B1,B2發藍色熒光；黃曲黴毒素G1,G2發綠色熒光

黃曲黴毒素的相對分子量為312-346，難溶于水易溶于油，甲醇丙酮和氯仿等有機溶劑，但不溶于石油醚己烷和乙醚中

一般在中性溶液中較穩定，但在強酸性溶液中稍有分解在pH9-10的強堿溶液中分解迅速

其純品為無色結晶，耐高溫。黃曲黴毒素B1的分解溫度為268℃

紫外線對低濃度黃曲黴毒素有一定的破壞性

毒性極強

對健康的危害黃曲黴毒素進入體内後，主要在肝細胞内質網微粒體混合功能氧化酶系的作用下進行代謝。黃曲黴毒素沒有經過代謝活化是無緻癌性的，因曲昔曲霍毒素袖稱為前緻癌物。

遠遠高于氰化物、砷化物和有機農藥的毒性，其中以B1毒性最大。當人攝入量大時，可發生急性中毒，出現急性肝炎、出血性壞死、肝細胞脂肪變性和膽管增生。當微量持續攝入，可造成慢性中毒，生長障礙，引起纖維性病變，緻使纖維組織增生。AFT的緻癌力也居首位，是目前已知最強緻癌物之一。

檢測試劑

操作步驟：

1.将所需試劑從微孔闆中取出，放置室溫(20～25℃)30min以上，液體試劑使用前均須搖勻。

2.取出所需數量的微孔闆，将不用的微孔闆與幹燥劑一起重新真空密封，保存于2～8℃。不要冷凍。

3.洗滌工作液在使用前也需回溫。

4.将樣本和标準品對應微孔編号，每個樣本和标準品做2孔平行，并記錄标準孔和樣本孔所在的位置。

5.加标準品/樣本50ml到對應的微孔中，加入酶标物50ml/孔，輕輕振蕩混勻，用蓋闆膜蓋闆後置室溫避光環境中反應30min。

6.小心揭開蓋闆膜，用洗滌工作液充分洗滌300ml/孔，洗闆5次，每次間隔30s，用吸水紙拍幹。

7.加入顯色液100ml/孔，輕輕振蕩混勻，用蓋闆膜蓋闆後置室溫避光環境反應30min。

8.加終止液50ml/孔，輕輕振蕩混勻，設酶标儀于450nm處讀每孔OD值。

注意事項

1.室溫低于20℃或試劑及樣本沒有恢複到室溫(20～25℃)會導緻所有标準的OD值偏低。

2.在洗闆過程中如果出現闆孔幹燥的情況，則會出現标準曲線不成線性，重複性不好的現象。所以洗闆拍幹後應立即進行下一步操作。

3.每種試劑使用前均需搖勻。

4.反應終止液為2M鹽酸，避免接觸皮膚。

5.不要使用過了有效期的試劑盒；也不要摻雜使用過了有效期的試劑盒；不要交換使用不同批号試劑盒中的試劑。

6.儲存條件

7.試劑變質的迹象：顯色試劑有任何顔色表明顯色劑變質，應當棄之。0标準的吸光度(450/630nm)值小于0.5(A450nm<0.5)時，表示試劑可能變質。

8.加入顯色液後，一般顯色時間為15～30min。若顔色較淺，可延長反應時間到35min(或更長)，但不得超過40min。反之，則減短反應時間。

9.該試劑盒最佳反應溫度為25℃，溫度過高或過低将導緻檢測吸光度值和靈敏度發生變化。

試劑盒保存于2～8℃，不要冷凍，将不用的微孔闆重新真空密封。标準物質和無色的顯色劑對光敏感，因此要避光保存。

毒性

黃曲黴毒素毒性比砒霜大68倍

黃曲黴毒素被世界衛生組織劃定為1類緻癌物，毒性比砒霜大68倍，僅次于肉毒黴素，是目前已知黴菌中毒性最強的。據悉，黃曲黴毒素的危害性在于對人及動物肝髒組織有破壞作用，嚴重時可導緻肝癌甚至死亡，在天然污染的食品中以黃曲黴毒素B1最為多見，其毒性和緻癌性也最強。“B1是最危險的緻癌物，經常在玉米，花生，棉花種子，一些幹果中常能檢測到，其中以花生和玉米污染最嚴重。家庭自制發酵食品也能檢出黃曲黴毒素，尤其是高溫高濕地區的糧油及制品種檢出率更高。”一名相關人員介紹說。

一般烹調加工溫度不能将其破壞，裂解溫度為280℃。在水中溶解度較低，溶于油及一些有機溶劑，如氯仿和甲醇中，但不溶于乙醚、石油醚及乙烷。

臨床特征

食品中所污染的主要是黃曲黴毒素B1，其毒性一般認為有三種臨床特征；急性中毒、慢性中毒和緻癌性：

（1）急性中毒：

它是一種劇毒物質，毒性比KCN大10倍，比砒霜大68倍，僅次肉毒黴素，是目前已知黴菌中毒性最強的。它的毒害作用，無論對任何動物，主要變化是肝髒，呈急性肝炎、出血性壞死、肝細胞脂肪變性和膽管增生。脾髒和胰髒也有輕度的病變。

（2）慢性中毒：

長期攝入小劑量的黃曲黴毒素則造成慢性中毒。其主要變化特征為肝髒出現慢性損傷，如肝實質細胞變性、肝硬化等。出現動物生長發育遲緩，體重減輕，母畜不孕或産仔少等系列症狀。

（3）緻癌性：

AFT是目前所知緻癌性最強的化學物質

其緻癌特點是：

A緻癌範圍廣，能誘發魚類

黃曲黴毒素M1

、禽類，各種實驗動物、家畜及靈長類等多種動物的實驗腫瘤；

B緻癌強度大，其緻癌能力比六六六大1萬倍；

C可誘發多種癌，AFT主要誘發肝癌，還可誘發胃癌、腎癌、淚腺癌、直腸癌、乳腺癌，卵巢及小腸等部位的腫瘤，還可出現畸胎。

主要來源

黃曲黴毒素是黃曲黴、寄生曲黴等産生的代謝産物。當糧食未能及時曬幹及儲藏不當時，往往容易被黃曲黴或寄生曲黴污染而産生此類毒素。

分布特點

黃曲黴毒素存在于土壤，動植物各種堅果，特别是花生和核桃中。在大豆、稻谷、玉米、通心粉、調味品、牛奶、奶制品、食用油等制品中也經常發現黃曲黴毒素。一般在熱帶和亞熱帶地區，食品中黃曲黴毒素的檢出率比較高。在中國，産生黃曲黴毒素的産毒菌種主要為黃曲黴。1980年測定了從17個省糧食中分離的黃曲黴1660株，廣西地區的産毒黃曲黴最多檢出率為58%。總的分布情況為：華中、華南、華北産毒株多，産毒量也大；東北、西北地區較少。

産菌産毒條件

黃曲黴毒素的産生菌及産毒條件能夠産生黃曲黴毒素的最主要的菌種是黃曲黴和寄生曲黴，此外曲黴屬的黑曲黴、灰綠曲黴、赭曲黴等，青黴屬的桔青黴、擴展青黴、指狀青黴等，毛黴，鐮孢黴，根黴，鍊黴菌等也能産生黃曲黴毒素。它們産生黃曲黴毒素的條件如下：基質、溫度、pH、相對濕度。

物質代謝

分布與排洩

黃曲黴毒素進入機體後，在肝髒中的量較其他組織器官為高，說明肝髒可能受黃曲黴毒素的影響最大。腎髒、脾髒和腎上腺也可檢出，肌肉中一般不能檢出。黃曲黴毒素如不連續攝入，一般不在體内積蓄。一次攝入後約1周即經呼吸、尿、糞等将大部分排出。

代謝

AFB1在動物體内經細胞内質網微粒體混合功能氧化酶系代謝，在微粒體混合功能氧化酶系的作用下AFB1發生脫甲基、羟化及環氧化反應主要代謝産物為AFM1．AFP1．AFQ1和AFB1-2，3-環氧化物。

造成危害

黃曲黴毒素對人和動物健康的危害均與黃曲黴毒素抑制蛋白質的合成有關.黃曲黴毒素分子中的雙呋喃環結構是産生毒性的重要結構.研究表明，黃曲黴毒素的細胞毒作用是幹擾信息RNA和DNA的合成，進而幹擾細胞蛋白質的合成導緻動物全身性損害（Nibbelink,1988）.黃光琪等（1993）研究指出黃曲黴毒素B1能與tRNA結合形成加成物，黃曲黴毒素-tRNA加成物能抑制tRNA與某些氨基酸結合的活性對蛋白質生物合成中的必需氨基酸，如賴氨酸亮氨酸，精氨酸和甘氨酸與tRNA的結合均有不同的抑制作用，從而在翻譯水平上幹擾了蛋白質生物合成影響細胞代謝..

黃曲黴毒素與動物疾病

黃曲黴毒素中毒（Aflatoxicosis）主要對動物肝髒的傷害，受傷害的個體因動物種類年齡，性别和營養狀态而異.研究結果表明黃曲黴毒素可導緻肝功能下降，降低牛奶産量和産蛋率.并使動物的免疫力降低易受有害微生物的感染.此外，長期食用含低濃度黃曲黴毒素的飼料也可導緻胚胎内中毒.通常年幼的動物對黃曲黴毒素更敏感.黃曲黴毒素的臨床表現為消化系統功能紊亂降低生育能力.降低飼料利用率，貧血等.黃曲黴毒素不僅能夠使奶牛的産奶量下降而且還使牛奶中含有轉型的黃曲黴毒素M1和M2.據美國農業經濟學家統計，由于食用黃曲黴毒素污染的飼料每年至少要使美國畜牧業遭受10%的經濟損失.在中國，由此而帶來的畜牧業損失可能會更大.黃曲黴毒素能導緻家禽法氏囊和胸腺萎縮，皮下出血，反應差，抵抗力下降，疫苗失效，度疫病感受性提高，蛋變小，蛋黃重量變低，受精率、孵化率降低，胚胎死亡增加及不健康，。對家畜引起生長緩慢，飼料率下降，黃疸，皮毛粗糙，低蛋白血症，肝癌和免疫抑制。

黃曲黴毒素與人類的健康

人類健康受黃曲黴毒素的危害主要是由于人們食用被黃曲黴毒素污染的食物.對于這一污染的預防是非常困難的其原因是由于真菌在食物或食品原料中的存在是很普遍的.國家衛生部門禁止企業使用被嚴重污染的糧食進行食品加工生産，并制定相關的标準監督企業執行.但對于含黃曲黴毒素濃度較低的糧食和食品無法進行控制.在發展中國家食用被黃曲黴毒素污染的食物與癌症的發病率呈正相關性.亞洲和非洲的疾病研究機構的研究工作表明，食物中黃曲黴毒素與肝細胞癌變（LiverCellCancer,LCC）呈正相關性.長時間食用含低濃度黃曲黴毒素的食物被認為是導緻肝癌胃癌，腸癌等疾病的主要原因.1988年國際腫瘤研究機構（InternationalAgencyforResearchonCancer,IARC）将黃曲黴毒素B1列為人類緻癌物.除此以外黃曲黴毒素與其它緻病因素（如肝炎病毒）等對人類疾病的誘發具有疊加效應。

黃曲黴毒素Bl的半數緻死量為0.36毫克/公斤體重，屬特劇毒的毒物範圍（動物半數緻死量<10毫克/公斤=它的毒性比氰化鉀大10倍比砒霜大68倍）.它引起人的中毒主要是損害肝髒，發生肝炎肝硬化，肝壞死等.臨床表現有胃部不适食欲減退，惡心嘔吐，腹脹及肝區觸痛等;嚴重者出現水腫昏迷，以至抽搐而死.黃曲黴毒素是目前發現的最強的緻癌物質.其緻癌力是奶油黃的900倍比二甲基亞硝胺誘發肝癌的能力大75倍，比3,4苯并芘大4000倍.它主要誘使動物發生肝癌也能誘發胃癌，腎癌直腸癌及乳腺，卵巢小腸等部位的癌症。

檢驗檢疫

國家要求

●1995年，世界衛生組織制定的食品黃曲黴毒素最高允許濃度為15ug/kg.

●中國政府對各種食物中黃曲黴毒素的最高允許量見表2.

表2中國對食品中黃曲黴毒素的最高允許含量

食物名稱

最高允許含量/（ug/kg）

玉米花生，花生油,堅果和幹果（核桃杏仁）

20（黃曲黴毒素B1）

玉米，花生仁制品（按原料折算）

20（黃曲黴毒素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（黃曲黴毒素B1）

其他糧食（麥類面粉，薯幹），發酵食品（醬油食用醋，豆豉腐乳制品），澱粉類制品（糕點餅幹，面包裱花蛋糕）

5(黃曲黴毒素B1）

牛乳及其制品（消毒牛奶，新鮮生牛乳全脂牛奶粉，淡煉乳，甜煉乳奶油，黃油）新鮮豬組織（肝，腎血，瘦肉）

0.5（黃曲黴毒素M1）

●美國聯邦政府有關法律規定人類消費食品和奶牛飼料中的黃曲黴毒含量（指B1+B2+G1+G2的總量）不能超過15μg/kg.人類消費的牛奶中的含量不能超過0.5μg/kg，其他動物飼料中的含量不能300μg/kg。

●而歐盟國家規定更加嚴格落花生和堅果及其加工産品和所有谷類食品及加工産品中黃曲黴毒素B1限量為2.0μg/kg；原奶、熱處理奶及加工奶産品中M1限量為0.050μg/kg；嬰兒食品（包括嬰幼兒奶）中M1限量為0.025μg/kg。”

通用方法

薄膜層析法和液相色譜法是目前國内絕大多數檢測機構都在使用的方法。由于其檢測周期長，程序複雜所需試劑繁多等缺點已遠遠不能滿足現代檢測要求.随着現代科學技術的不斷發展，特别是免疫學生物化學，分子生物學的不斷發展人們已創建了不少快速，簡便特異，敏感低耗且适用的黃曲黴毒素檢測方法.而且以金标試紙為代表的這些方法已經被先進國家所廣泛使用，引進和消化這些先進的方法是我們檢測領域的當務之急.免疫親和柱法優點很多但由于檢測費用過高，而無法普及.而一步式黃曲黴毒素檢測金标試紙法似乎更适用于中國值得推廣。

1、薄層層析法

薄層層析（Thin-LayerChromatography,TLC）是在黃曲黴毒素研究方面應用最廣的分離技術.自1990年它被列為AOAC（AssociationofOfficialAgriculturalChemists）标準方法，該方法同時具有定性和定量分析黃曲黴毒素的功能.

2、液相色譜法

液相色譜（LiquidChromatography,LC）與薄層層析在許多方面具有相似性二者互相補充.通常用TLC進行前期的條件設定，選擇适宜的分離條件後再用LC進行黃曲黴毒素的定量測定。

3、免疫化學分析方法

利用具有高度專一性的單克隆抗體或多克隆抗體設計的黃曲黴毒素的免疫分析方法也是最常用的黃曲黴毒素檢測方法.這類方法通常包括放射免疫分析方法（Radioimmunoassay,RIA），酶聯免疫法（Enzyme-linkedofImmunosorbentAssay,ELISA）和免疫層析法（ImmunoaflinityColumnAssay,ICA）.它們均可以對黃曲黴毒素進行定量測定。

（1）免疫親和柱-熒光分光光度法和免疫親和術-HPLC法

免疫親和柱法和酶聯免疫吸附法雖然都可達到速簡便效果但酶聯免疫吸附法僅能檢測單一毒素（如黃曲黴毒素B1）含量，而且易出現假陽性結果難以控制.免疫親和柱法（包括熒光光度法和HPLC法）卻能達到既定量準确又快速簡便的要求。

免疫親和柱的使用可以避免傳統TLC和HPLC的缺點，同時免疫親和柱與TLC和HPLC法結合可以大大提高工作效率提高靈敏度和準确度。

黃曲黴毒素免疫親和柱-熒光光度計法是以單克隆免疫親和柱為分離手段，用熒光計紫外燈作為檢測工具的快速分析方法。它克服了TLC和HPLC法在操作過程中使用劇毒的真菌毒素作為标定标準物和在樣品預處理過程中使用多種有毒，異味的有機溶劑毒害操作人員和污染環境的缺點.同時黃曲黴毒素免疫親和柱-熒光光度計法分析速度快，一個樣品隻需10-15min，比傳統方法快幾個小時甚至幾天時間；儀器設備輕便容易攜帶自動化程度高，操作簡單直接讀出測試結果，可以在小型實驗或現場使用.可以進行黃曲黴毒素總量（B1B2G1G2）的測定檢測限可達到1ug/kg，達到黃曲黴毒素标準限量值以下測定範圍為1-300ug/kg。

黃曲黴毒素免疫親和柱-高效液相色譜法比傳統的HPLC法更加安全可靠，靈敏度和準确度高。它采用單克隆抗體免疫技術可以特效性地将黃曲黴毒素或其他真菌毒素分離出來，分離效率和回收率高。

分析原理試樣中的黃曲黴毒素用一定比例的甲醇/水提取液經過過濾稀釋後，用免疫親和柱淨化以甲醇将親和柱上的黃曲黴毒素淋洗下來，在淋洗液中加入溴溶液衍生以提高測定靈敏度，然後用熒光分光光度計進行定量。也可以将甲醇-黃曲黴毒素淋洗液的一部分注入HPLC中對黃曲黴毒素B1,B2,G1,B2分别進行定量分析.免疫親和柱是用大劑量的黃曲黴毒素單克隆抗體固化在水不溶性的載體上然後裝柱而成.該方法的測定範圍0-300ug/kg。

（2）酶聯免疫吸附法：

1996年，Nakane建立了辣根過氧化物酶标記抗體的測定技術.由于該方法簡便敏感，特異可作為多種抗原或抗體的測定，20世紀70年代後期該方法引入真菌毒素的檢測中，下面介紹的是競争性酶聯免疫吸附間接法檢測黃曲黴毒素B1。

原理：将已知抗原吸附在固态載體表面洗除末吸附抗原，加入一定量抗體與待測樣品（含有抗原）提取液的混合液競争培養後，在固相載體表面形成抗原抗體複合物.洗除多餘抗體成分然後加入酶标記的抗球蛋白的第二抗體結合物，與吸附在固體表面的抗原抗體結合物相結合再加入酶底物。在酶的催化作用下，底物發生降解反應産生有色物質，通過酶标檢測儀測出酶底物的降解量從而推知被測樣品中的抗原量。

（3）微柱篩選法

可以用來半定量測定各種食品中黃曲黴毒素B1,B2,G1,G2的總量。

原理樣品提取液中的黃曲黴毒素被微柱管風矽鎂型吸附層吸附後在波長365nm紫外光燈下顯示藍紫色熒光環，其熒光強度與黃曲黴毒素在一定的光密度範圍内成正比例關系.若矽鎂型吸附劑層未出現藍紫色熒光則樣品為陰性（方法靈敏度為5-10ug/kg）.由于在微柱上不能分離黃曲黴毒素B1,B2,G1,G2，所以測得結果為總的黃曲黴毒素含量。

（4）一步式黃曲黴毒素檢測金标試紙法

一步式黃曲黴毒素檢測金标試紙法是利用單克隆抗體而設計的固相免疫分析法。由此産生的一步式黃曲黴毒素快速檢測試紙可在5—10分鐘完成對樣品中黃曲黴毒素的定性測定.借助黃曲黴毒素标準樣品這種方法能估算黃曲黴毒素的含量，非常适用于現場測試和進行大量樣品的初選。

抵抗方法

著名醫學雜志Carcinogenesis在2007年刊登了一項研究，其中發現天然葉綠素可以抑制黃曲黴毒素B1引起的大鼠多器官緻癌作用。研究者表示，葉綠素的抗癌機制可能是因為它能大幅度減少黃曲黴毒素的吸收率，從而抑制了黃曲黴毒素對肝髒DNA的加成作用。他們認為，葉綠素是一種極好的化學保護物質，對抗緻癌物的作用非常有效，從減少吸收，到減少緻癌物與遺傳物質的作用，直到減少各組織的癌前病變出現，各環節都有明顯的效果。

當然，這隻是一項動物研究，對人體來說，葉綠素是不是也有同樣的作用呢？在大鼠試驗的啟發下，2009年的CancerPreventionResearch雜志上發表了一項人體試驗研究，它證明，在人類志願者當中，葉綠素一樣能夠有效地對抗黃曲黴毒素的緻癌作用。研究者們給志願者服用微量14C标記的黃曲黴毒素B1膠囊，然後正常進食和飲水，測定他們在72小時之内對黃曲黴毒素的吸收和代謝情況。過若幹天後，給志願者同樣服用這種黃曲黴毒素膠囊，但再加上葉綠素或者葉綠酸。結果和大鼠試驗相當類似，葉綠素和葉綠酸能大大降低黃曲黴毒素的吸收率。