郭柯宇,王 松,唐 林,歐陽菀琳,劉夢茹,劉書亮,2,楊 勇,2,郭洪祥,陳姝娟,*
(1.四川農業大學食品學院,四川 雅安 625014;2.四川農業大學食品加工與安全研究所,四川 雅安 625014;3.四川金忠食品有限公司,四川 邛崍 611500)
腌臘肉制品是指以鮮(凍)畜、禽肉或其可食副產品為原料,添加或不添加輔料,經腌制、烘干(或曬干、風干)等工藝加工而成的非即食肉制品,包括火腿、臘肉、咸肉、香(臘)腸等[1]。腌臘肉制品富含營養,經歷長時間的成熟后表面覆蓋大量微生物,甚至包括部分產真菌毒素的絲狀真菌。這些菌株的毒素產生條件與我國傳統腌臘肉制品的生產條件高度吻合[2-3],因此腌臘肉制品可能存在一定程度的真菌毒素污染,增加了人類接觸真菌毒素的風險。目前,腌臘肉制品中真菌毒素的防控已引起廣泛關注[4]。
本文綜述腌臘肉制品中真菌毒素的來源、毒素種類及危害,對國內外腌臘肉制品受真菌毒素污染情況進行調查,匯總相關防控措施,旨在為我國腌臘肉制品真菌毒素防控提供理論依據。
肉制品中較為常見的真菌毒素包括黃曲霉毒素(aflatoxins,AF)、赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)、玉米赤霉烯酮(zearalmone,ZEA)、展青霉素(patulin,PAT)、桔霉素(citrinin,CIT)等,其中AFB1和OTA是存在于肉制品中的毒性較強的兩種真菌毒素,也是國內外學者研究最多的兩種真菌毒素[3]。此外,CIT和環匹阿尼酸(cyclopiazonic acid,CPA)在少量干腌火腿樣品中被檢出[5]。
腌臘肉制品中的真菌毒素主要由原輔料中的毒素污染引入,加入的發酵劑直接產生或促進其他菌株產生,以及生產、貯存過程中由環境污染的產毒真菌產生。由于產毒真菌的生長需要氧氣,對肉制品的侵染一般僅限于表面或淺層。但是真菌毒素的分子結構較為穩定,一旦產生很難從食品中去除。且真菌毒素大多具有親脂性和強擴散性[6-7],因此推測分子質量較低或脂溶性較高的真菌毒素可擴散到腌臘肉制品內部,脂肪含量越高的腌臘肉制品中真菌毒素擴散可能越嚴重。
飼養動物食用被真菌毒素污染的飼料后,真菌毒素將進入動物的血液、組織及肉中,可能導致腌臘肉制品受到真菌毒素的污染。Dall’Asta等[8]將飼喂含較高OTA(200 μg/kg)飼料的豬屠宰后制成腌臘肉,并對其OTA進行檢測,所得豬肉中OTA含量較低(2.40~3.23 μg/kg),這與Rodrigues等[9]所得“從受OTA污染的飼料引入腌臘肉食品的危害可忽略不計”的結果一致。
此外,香腸制品在生產過程中添加的各種調味品及香辛料也在一定程度上存在真菌毒素的污染。Altafini等[10]的研究發現,68.2%的香腸OTA陽性樣品中含有Red chili pepper這一種辣椒,推測香腸中的OTA污染可能來自于被污染的辣椒。有研究發現腌臘肉制品中加入的海鹽可能引入北歐青霉(Penicillium nordicum)而受到OTA污染[11]。
腌臘肉制品生產過程中常加入發酵劑以提升產品質量,但是有研究發現部分發酵劑本身具有產真菌毒素的能力[12]或可促進絲狀真菌產毒。在意大利Salami香腸生產過程中,為使表面形成典型的灰白色外觀,并防止由其他真菌引起的腐敗,常利用納地青霉(P. nalgiovense)和產黃青霉(P. chrysogenum)作為發酵劑[4]。但有研究發現P. chrysogenum具有產OTA的能力[12]。此外,Meftah等[13]發現商業發酵劑及涎沫假絲酵母(Candida zeylanoides)可促進赭曲霉(Aspergillus westerdijkiae)產OTA。此外,發酵劑對不同腌臘肉基質的影響也有所不同,Meftah等[14]的研究表明香腸較火腿更易在發酵劑的刺激下產OTA菌株產毒。
腌臘肉制品生產、儲存環境中的微生物對真菌毒素的生成也有很大影響,真菌毒素污染和食品中微生物檢出率成正比關系。Ferrara等[15]在P. nordicum低檢出率(0.25%~2.50%)的香腸中未檢測到OTA污染,但在P. nordicum檢出率較高(25%~100%)的香腸中檢測到不同程度的OTA污染。
目前,國內外學者從腌臘肉制品中檢測到多種真菌毒素,但相關限量標準亟待完善。現有少量標準僅針對于AF[16]和OTA[17-18]。歐盟頒布的(EC) No 1881/2006規定食品中的AFB1含量應低于2 μg/kg,AF含量應低于4 μg/kg;世界衛生組織聲明OTA的臨時可耐受周攝入量(provisionally tolerable weekly intake,PTWI)為112 ng/kgmb。日本規定所有食品中不得檢出AF,意大利對肉及肉制品中OTA的最大限量為1 μg/kg,而其他地區并未對肉及肉制品中真菌毒素進行限量[4]。
AF能夠致癌、致畸、致突變,同時具有免疫毒性和肝毒性,因此被國際癌癥研究機構列為A類人類致癌物質[19-21],主要有AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1、AFM2等,其中AFB1最為常見、毒性最強[4]。AF產毒真菌主要為A. flavur[19]、寄生曲霉(A.parasiticus)[19]、A. parvisclerotegemus、A. mimisclerotigenes,少量為紅綬曲霉(A. nomius),其中從腌臘肉制品中分離出的產毒真菌為A. flavur和A.parasiticus。
有研究發現,存在于環境中的真菌毒素會通過食物鏈進入到動物及人類體內,如牛飼料含有的AFB1會在牛體內轉化為AFM1再進入到食物鏈。Zadravec等[22]在腌臘肉制品中檢測出了AFB1,但未分離出產毒菌株,進一步驗證了真菌毒素可能由受污染的原輔料或環境遺留效應引入。此外,腌臘肉成熟后期非產毒菌株成為優勢菌從而覆蓋產毒菌株也是未分離出產毒菌株的原因之一。
目前,歐洲國家對于腌臘肉制品中自然產生的AF研究較多。已有部分研究從腌臘肉制品中檢測出了AFB1、AFB2[23]、AFG1[24],其中AFB1較為常見,平均含量為0~7 μg/kg。Aziz等[23]從Salami香腸中檢測到較高含量的AFB1及AFB2污染,其原因可能是當時生產條件較為落后,原輔料及腌臘肉生產過程受到較大程度的污染。Pleadin等[7]在香腸發酵的一年內取樣對AFB1進行檢測,僅最后兩個周期在香腸表面及淺層檢測到AFB1,最高含量為11.79 μg/kg。但是AFB1在香腸中具有一定的擴散作用,香腸成熟后期在距香腸表面1~2 cm處及2~3 cm處均檢測到AFB1,其含量分別為3.28、2.02 μg/kg。此外,其余研究從腌臘肉制品中檢測到AF污染較小,平均含量約為1 μg/kg。Zadravec等[22]對克羅地亞不同地區160 個腌臘肉樣品進行AFB1殘留檢測,檢出率為8%,檢出最大值為1.92 μg/kg。Pleadin等[25]在波黑地區家庭自制的55 個腌臘肉制品中僅檢測到1 例AFB1陽性,含量為1.91 μg/kg。Pleadin等[20]利用酶聯免疫快速分析試劑盒和高效液相色譜熒光檢測器對克羅地亞地區收集的410 個樣品進行AFB1檢測,17 個陽性樣品平均含量小于1 μg/kg。雖然腌臘肉制品受AFB1污染情況差異較大,但大體上并不嚴重。
OTA最早于1983年從赭曲霉(A. ochraceus)中分離出來[26],是一種耐高溫的穩定的物質,能在大多數食品加工過程中存留下來。其具有腎毒性、肝毒性、免疫毒性、致癌致畸致突變等危害[27-28],攝入高含量OTA的食物可能導致近端腎小管變性和間質性腎病[18],因此被國際癌癥研究機構評為2B類致癌物。
OTA是存在于以火腿、香腸為例的腌臘肉中的主要真菌毒素,產毒真菌主要為曲霉菌屬(Aspergillus)和青霉菌屬(Penicillium),由于曲霉菌需要較高的生長溫度,而腌臘肉制品的加工溫度較低,因此受到青霉菌污染的幾率較高[29-30]。從腌臘肉制品中分離出的產OTA菌株主要為疣孢青霉(P. verrucosum)[6,31]、P. nordicum[24]、團青霉(P. commune)[12]、P. chrysogenum[12]、A. ochraceus[32]、A. parasiticus[24]和A. westerdijkiae。這些菌株常在成熟期時定植于腌臘肉表面而造成污染[27]。P. nordicum廣泛存在于高鹽、高蛋白食品中,如Salami香腸和火腿[15],對高鹽環境有較強的耐受力[2]。目前對腌臘肉制品中OTA的研究表明,OTA平均含量范圍為0.50~29.10 μg/kg。無論從檢出率還是檢出量來看,受OTA的污染情況較AF嚴重,其檢出含量相差較大的主要原因是個別研究檢出了高含量的特殊樣品。
Pleadin等[7]在香腸發酵的一年內取樣進行OTA檢測,發現OTA出現時間較AFB1早一個階段且最終含量較AFB1更高,進一步驗證表明香腸受OTA污染較為嚴重。Armorini等[32]對50 個Salami香腸樣品進行檢測,OTA陽性率為10%,除特例陽性樣品OTA含量為103.69 μg/kg其余均低于1 μg/kg。Rodriguez等[33]也在20 個伊利比亞火腿中檢測到1 個含量較高的特例(160.9 μg/kg)。特例的出現導致這兩項研究平均檢出含量較高,但相關學者均未闡明其出現的原因。此外,Pleadin等[20]發現部分發酵香腸、火腿中OTA含量高于意大利衛生部限量(1 μg/kg)5~10 倍。這些研究在一定程度上表明腌臘肉制品可能存在對人體危害較大的風險。
腌臘肉制品中的OTA及產毒菌株多樣性受生產工藝、生產條件、氣候等多種因素的影響。Zadravec等[22]的研究表明,腌臘肉制品由于生產工藝、生產地區氣候等因素不同導致受OTA污染情況及從腌臘肉制品分離出的產毒菌株差異顯著,OTA平均含量范圍為2.97~5.04 μg/kg,各地區水分活度相差較大導致產毒菌株多樣性較多。Iacumin等[34]的研究表明家庭生產的香腸受到OTA污染較工業生產嚴重,驗證了生產工藝對其具有影響。
此外,OTA在腌臘肉制品中具有一定的擴散性,擴散情況隨擴散深度而有所緩解。Pleadin等[7]的研究發現,產品外層OTA含量遠高于中間層。由于火腿制品脂肪含量較香腸高且香腸表面腸衣對OTA的擴散有一定阻礙作用,因此火腿制品中OTA擴散情況較為嚴重,但具體情況因產毒菌株不同而有所不同。如Peromingo等[6]在香腸、火腿中接種不同的菌株,對其產生的OTA擴散情況進行調查,結果表明,由P. nordicum產生的OTA可擴散到火腿1~2 cm深處,而在火腿各層均未檢測到。
CIT是部分絲狀真菌的代謝產毒毒素,常與OTA同時存在,產毒菌株主要為桔青霉(P. citrinum)[35],部分產OTA的菌株(如P. verrucosum)也可以產CIT。腎臟是其靶器官,攝入過量會導致腎臟腫大、腎小管擴張等腎部病變,嚴重時導致腎臟畸形和腫瘤突變[36]。CIT可與OTA、PAT發生協同作用,增強對人畜的危害[37]。因沒有足夠證據證明其具有致癌性而被歸為第三類致癌物[38]。
CIT主要存在于谷物、玉米、大米等糧食作物中,腌臘肉制品中CIT污染主要為間接污染[35]。有研究從腌臘肉制品中分離出了CIT的產毒菌株,但是并未報道相關數據[39]。由于CIT在食品中不穩定且缺乏適宜的檢測方法,目前未有相關的法律文件對腌臘肉制品中CIT進行限量,但是GB 5009.222—2016《食品安全國家標準 食品中桔青霉素的測定》[40]對其在大米、玉米等谷物作物中的含量進行了限量。Markov等[39]在90 個腌臘肉制品樣品中,檢測出4.44%的CIT陽性,含量均低于1 μg/kg,表明CIT對腌臘肉食品的污染情況并不嚴重。但是王芳[41]在2 種香腸樣品中測得CIT含量分別為8.2 μg/kg和13.6 μg/kg,這與各國飼料受污染程度不同有關。
CPA是植物源性食品中的一種天然污染物,是一種結構與麥角酸相似的親脂性單酸[42-43]。CPA對人體細胞具有細胞毒性和免疫毒性,同時還能促進肌肉收縮,可引起人體惡心、腹瀉、頭暈、肌肉壞死、抽搐等癥狀[44-45]。產毒真菌主要為P. commune,也有大量研究從腌臘肉制品中分離出灰黃青霉菌(P. griseofulvum)[42]。
CPA化學性質不穩定,但在火腿等的加工過程中是相對穩定的,因此可能會在火腿等腌臘肉制品中污染而對人體造成危害[46]。CPA還存在于一些動物性食品中,例如奶酪、牛奶、香腸、火腿等。Peromingo等[45]檢測了兩個西班牙廠家火腿中的CPA含量,結果表明即使是同一廠家生產的火腿,CPA含量也相差巨大(36.1~540.1 μg/kg)。
除上述真菌毒素外,現有研究還從腌臘肉制品中發現了其他真菌毒素,例如伏馬毒素[47]、霉酚酸[47]、PAT[48-49]和雜色曲霉素(sterigmatocystin,ST)[50],但由于其含量較少或危害較小,相關研究并不多。
腌臘肉制品中分離出的各種真菌毒素的產毒菌株具體情況如表1所示。腌臘肉制品受各種真菌毒素污染的具體情況如表2所示。

表1 腌臘肉制品分離出的產毒真菌Table 1 Toxigenic fungi isolated from cured meat products

表2 腌臘肉制品受真菌毒素污染情況Table 2 Levels of mycotoxin contamination of cured meat products

續表2
目前,應用于腌臘肉制品中真菌毒素的防控包括化學防控、物理防控和生物防控,其中物理防控大多發生在毒素形成之后。
腌臘肉制品的物理防控主要是對其進行刷洗或高溫處理。有研究表明,腌臘肉在食用之前對其表面進行刷洗處理可降低真菌毒素含量以減少對人體的危害[57]。盡管真菌毒素在腌臘肉制品中相對穩定,但高溫在一定程度上可破壞其穩定性。Pleadin等[58]發現受OTA污染的香腸制品經過190~220 ℃烘烤60 min OTA顯著減少了75.8%,而100 ℃烘焙和170 ℃煎炸30 min OTA分別減少7.4%和12.6%。
真菌毒素的化學防控主要是在腌臘肉制品中加入某些香辛料或改變某些常用調味品可在一定程度上減少真菌毒素的生成。在香腸中添加牛至或迷迭香后,即使不存在抗真菌化合物,OTA積累顯著減少[59]。Andrade等[27]的研究表明,將腌臘肉制品中添加的NaCl改為KCl,用蔗糖代替葡萄糖,可大幅降低腌臘肉制品中OTA的生成。Sánchez-Montero等[24]的研究表明,在香腸的配料中加入Paprika辣椒粉可減少OTA、AFB1、AFG1的生成,但是此方法并不適宜臘肉、火腿等腌臘肉制品。
此外,有研究發現部分食品防腐劑和揮發性化合物對產OTA菌株產毒素有抑制作用。如苯酚和甲酸顯著降低P. verrucosum產生OTA水平,苯胺和甲苯顯著降低P. nordicum產OTA水平,150 μg/mL乙酸鈉和偏硫酸氫鈉對P. verrucosum產OTA有明顯抑制作用[60]。雖然食品防腐劑和揮發性化合物對真菌毒素的防控有較好的效果,但是消費者對食品的更高要求鞭策著研究人員尋求更佳的防控方法。
利用拮抗微生物對水果、小麥、乳制品、肉制品等食品中不需要的霉菌控制具有較好的效果。目前,漢遜德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)因其對腌臘肉風味、色澤、質量無影響而被廣泛應用于腌臘肉中AF及OTA的防控中。在AF防控中主要利用D. hansenii與A. parasiticus的競爭作用,但其只在適宜水分活度下對A. parasiticus產AF有抑制作用,反之則會刺激A. parasiticus產AF[19]。部分研究仍利用其產生的PgAFP抑菌蛋白來抑制A. parasiticus的生長及AF的產生[61]。但抑菌蛋白的應用在OTA的防控中更加廣泛,OTA的產毒菌株大多為青霉菌,有研究表明D. hansenii對青霉菌生長的抑制可能是基于多種抑制因素的加和或協同效應,如對營養和空間的競爭以及可溶性或揮發性化合物的產生[62]。Peromingo等[28]在香腸和火腿中接入D. hansenii,該酵母不僅對腌臘肉制品風味有積極的作用,對霉菌的生長及OTA的生成均有所抑制。Cebrian等[63]將接種D. hansenii的火腿與未接種的火腿樣品進行比較,發現所有接種樣品OTA含量均更低,表明其對可廣泛應用到腌臘肉中OTA的防控當中。
此外,D. hansenii常與其他菌株、PgAFP抑菌蛋白聯合應用到真菌毒素的防控當中。Delgado等[64]單獨/聯合利用P. chrysogenum、D. hansenii和PgAFP抑菌蛋白進行防控,發現P. chrysogenum和D. hansenii通過破壞P. nordicum細胞壁,阻礙其次級代謝以抑制OTA產生,分別使OTA產生量減少了約80%、71.43%。同時,Cebrian等[63]發現單獨利用P. chrysogenum進行防控其抑制效果更好,但聯合D. hansenii可增強其抗真菌活性。
目前仍有少量研究將其他菌株接種到腌臘肉制品中進行真菌毒素的防控。Alvarez等[65]發現屎腸球菌(Enterococcus faecium)對P. nordicum產生OTA有明顯抑制作用,對P. verrucosum無抑制作用。Ferrara等[15]的研究表明,接種P. nalgiovense作為發酵劑,可在香腸表面起到保護作用,防止產毒真菌定植,從而抑制真菌毒素的生成。Meftah等[13]發現C. zeylanoides菌株可抑制P. nordicum產OTA。這些研究均未闡明其抑菌原理,相關報道也較少。
除AF和OTA外,其他真菌毒素的防控研究屈指可數。Delgado等[44]發現將P. chrysogenum作為發酵劑可抑制香腸中CPA的產生(CPA含量從800 ng/g降至20 ng/g)。各發酵劑/抑制因子對特定產毒菌株的抑制機理及抑制效果如表3所示。

表3 腌臘肉中的生物防控發酵劑/抑制因子作用機理及效果Table 3 Inhibitory effects and modes of action of biological control strains/factors against mycotoxins in cured meat products
綜合現有報道可知,國內外對腌臘肉制品受到AF、OTA、CIT和CPA污染均有研究,其中腌臘肉制品受到OTA污染的現象最為嚴重,AF次之,受到CIT和CPA污染的情況較輕,但仍在部分樣品中觀察到了較高濃度污染,表明腌臘肉制品中的真菌毒素可能造成食品安全問題。但是目前國內相關研究較少,且我國尚缺少針對腌臘肉制品中真菌毒素的限量標準,相關立法及限量亟待完善,因此有關部門和機構對于腌臘肉制品受真菌毒素污染情況展開詳細的調查顯得尤為重要。
OTA及AFB1是兩種毒性較大的真菌毒素,且對惡劣環境耐受度較高,現有物理防控方法僅停留于高溫處理,且對于工廠的實際應用價值有限。目前的生物防控大多利用酵母菌和乳酸菌進行拮抗防控,篩選適用于我國腌臘肉制品真菌毒素生物防控的酵母菌或乳酸菌有望成為新的發展趨勢。