賀燁宇,楊華,楊偉康,肖英平,呂文濤,黨亞麗,吉小鳳*
(1.浙江省農業科學院 農產品質量安全與營養研究所,浙江 杭州 310021;2.寧波大學 食品與藥學學院,浙江 寧波 315000;3.揚州方廣食品有限公司,江蘇 揚州 225008)
真菌毒素是真菌產生的次級代謝產物,在高溫高濕條件下極易產生并且累積[1]。真菌毒素具有不同程度的生物毒性,含有致畸致癌致突變作用,會對生物體造成臟器損害等眾多不良反應[1]。其感染力也很強,在水果、糧食、中草藥、飼料以及一些動物源食品(肉蛋奶)等中均可檢出[2]。在谷物及其谷物制品中的污染尤其嚴重,真菌的污染來源十分廣泛,土壤、空氣、灌溉水等都是真菌的潛在來源,其感染場所在谷物及其制品的種植、采摘、加工、儲存、運輸等各個途徑都有可能[3]。而谷物又是國人餐桌上的主要食物,這就導致這些毒素食品進入食物鏈,誘發嚴重的食品安全問題,進而威脅國人身體健康[4]。還有一部分谷物會制成飼料,對畜禽養殖業也會造成一定的危害。不僅僅是對國內有嚴重的影響,對國外來說,由于農產品的安全問題,也會對我國農產品出口貿易造成不良影響。值得注意的是,真菌毒素是一種十分穩定的物質,一旦在食品中形成就很難令其失活或者消除。因此,依靠食品加工終端檢測是無效的,所以我們需要從根本上對真菌或真菌毒素采取適當的管控措施,預防污染。
真菌毒素(mycotoxin)是絲狀真菌在其生命代謝過程中產生的一類次級代謝產物,目前為止已發現的真菌毒素多達400多種,但依舊有很多真菌毒素我們尚無認知。在谷物及其制品中檢出較多的真菌毒素有以下幾種:
黃曲霉毒素(aflatoxin,AF)主要由黃曲霉、寄生曲霉代謝產生,污染對象有玉米、大豆、小麥、稻米等谷物[5]。黃曲霉毒素是一級致癌物,對許多臟器,尤其是肝臟具有嚴重的毒害作用,還能引發腸胃功能紊亂、生殖能力減退和出血性貧血等[6]。自然界中大約存在超過14種不同化學形式的黃曲霉毒素主要有黃曲霉毒素B1、B2、G1和G2,其中AFB1具有致癌作用。AFB1的致癌作用與細胞色素P450酶的活性有關,而P450酶可以分解AFB1,產生AF1-8,9-環氧化物。該分子與鳥嘌呤的N7位置結合,導致G-T轉位到DNA中,導致突變和一些毒理學效應,其中肝臟是主要受影響的器官[7]。因此,國際癌癥研究機構(IARC)已將AFB1歸類為一級致癌物,表明其對人類具有致癌作用。對于黃曲霉毒素的形成,溫度和相對濕度是兩大重要的影響因子,黃曲霉在29~35 ℃最適合生長,黃曲霉毒素在24 ℃下產生,在13 ℃以下或42 ℃以上和相對濕度低于70%下不產生[8]。所以在世界炎熱潮濕地區種植的各種谷物更容易受到黃曲霉的污染和黃曲霉毒素的影響。
赭曲霉毒素(ochratoxin,OT)主要由赭曲霉、炭黑曲霉、疣孢青霉等代謝產生,污染對象有玉米、小麥、大麥等,也會對一些豆類造成污染[9]??梢鸲喾N類型的急慢性腎臟疾病,具肝毒性、免疫毒性、神經毒性、致畸性、致癌性等[10]。赭曲霉毒素有3種類型,即A、B和C。其中赭曲霉毒素A(OTA)被認為是影響公眾食品安全和動物健康中最常見和最重要的一種。有報道稱它在動物體內具有肝毒性、腎毒性、免疫毒性和致畸作用。此外,急性劑量的OTA可導致嚴重的出血、凝血和廣泛的壞死[10]。OTA被IARC歸類為人類可能的致癌物(第2B組)。
伏馬毒素(fumonisin,FB)主要由擬輪生鐮刀菌和層出鐮刀菌代謝產生,污染對象有玉米、大米和高粱等,FB1也存在于水稻、啤酒、高粱、豇豆種子、小黑麥、豆類、蘆筍和大豆中[11],具神經毒性和肝臟毒性,可引發腦水腫、腦壞死和運動失調等,造成兒童發育不良,長期接觸會導致免疫系統損傷[12],與人類食道癌和肝癌的發生密切相關。最近的研究報道,FB1導致人類食管癌和肝癌的發病率增加[12]。伏馬毒素于1988年在南非被發現。目前已鑒定出28種伏馬菌素,可分為4組:伏馬菌素A(A1、A2、A3)、伏馬菌素B(B1、B2、B3)、伏馬菌素C(C4、C3、C1)和伏馬菌素P(P1、P2、P3),但最重要的一類伏馬菌素是B組,其中包含伏馬菌素B1(FB1)、B2(FB2)、B3(FB3)。IARC確定FB1可能對人類致癌(第2B組)。此外,這種真菌毒素已被發現,對動物的多個器官(神經和心血管系統、肝臟、肺、腎)有毒性作用[13]。
玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEA)主要由禾谷鐮刀菌代謝產生,污染對象有玉米、小麥、燕麥、大麥和小米等谷物[14],具有生殖毒性、免疫毒性和肝毒性,會引起雌激素綜合征和誘導腫瘤發生[15]。玉米赤霉烯酮是一種具有激素類物質活性的毒素,一些體內研究發現,由于ZEA與自然產生的雌激素結構相似[16],所以它可以破壞激素平衡。該真菌毒素對雌激素受體競爭,導致哺乳動物的生殖和生育障礙。由于該毒素對消費者的健康有風險,歐洲聯盟(EU)已經對各種加工和未加工的谷物及其制品中規定了ZEA的限量(20~350 μg·kg-1)[17]。
脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)主要由禾谷鐮刀菌、黃色鐮刀菌等代謝產生。該毒素會引發腹痛、腹瀉、嘔吐、發燒以及內毒素血癥等急性中毒癥狀;還可引起食欲減退、消化不良等慢性中毒癥狀,高劑量攝入會導致休克甚至死亡[18],具有細胞毒性、基因毒性、免疫毒性和致癌性,與人類大骨節病、克山病的發生相關[19]。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇也稱為嘔吐毒素,是小麥、大麥、燕麥、黑麥和玉米等谷物中最常見的毒素,在水稻、高粱和小黑麥中較少[20]。根據動物毒性研究,小鼠實驗中DON的LD50值為78 mg·kg-1,而且DON與其他毛霉素相似,對蛋白質、DNA和RNA合成等細胞代謝有抑制作用[21]。此外,該毒素還影響細胞分裂和線粒體功能[21]。根據百奧明公司(Biomin)已進行的世界真菌毒素調查,在全球81個國家的81%的牲畜飼料中出現了DON,其次是在71%的樣本中檢測到伏馬菌素。因此,DON被報道為世界范圍內最常見的真菌毒素。
T-2毒素主要由以擬枝鐮刀菌為主的多種鐮刀菌代謝產生,污染對象有玉米、小麥、燕麥、大麥、黑麥等糧食作物及其制品[22]。其具有細胞毒性、基因毒性和免疫毒性,可引發多種急慢性中毒,造成肝臟、腎臟、胰腺、血液、胃腸、肌肉、食道、淋巴細胞及生殖器官等的功能障礙[23]。
鏈格孢菌是世界各地谷物中普遍存在的一個屬,能夠產生至少70種有毒化合物,影響谷物和衍生食品的質量安全。鏈格孢酚(alternariol,AOH)、鏈格孢甲基醚(alternariol monomethyl ether,AME)、細鏈格孢菌酮酸(tenuazonic acid,TeA)、鏈格孢霉烯(altenuene,ALT)、騰毒素(tentoxin,TEN)被認為是該屬產生的主要真菌毒素[24]。這些毒素對動物有致突變、致畸和胎毒性作用。其中TeA非常受重視,被認為是在脊椎動物中急性毒性最高的鏈格孢菌毒素[25]。由于歐洲食品安全局2011年的毒性報告,導致巴伐利亞衛生和食品安全局實施了一項規定,規定了每kg基于高粱/小米的嬰兒食品中不高于500 mg·kg-1TeA的限制[26]。然而,由于缺乏關于慢性毒性、食物發生情況和作為可耐受的每日攝入量(TDI)的數據,沒有制定世界范圍內的法規。
恩鐮孢菌素屬陽離子型化合物,它具有類似膽固醇脂?;D移酶抑制劑的作用,有報道表明[27],低濃度的恩鏈孢菌素可在短時間內造成腫瘤細胞的迅速增殖,并具有較強的肝毒害性,白僵菌毒素會影響哺乳動物及人類平滑肌收縮功能,同時引發多類細胞株凋亡,在對小鼠的實驗中發現,其可導致線粒體功能障礙。
白僵菌素(beauvericin,BEA)和恩鐮孢菌素(enniatins,ENs)的主要毒性作用與它們的離子載體抑制特性相關。據報道[28],BEA和ENs能提高陽離子穿過細胞膜的能力,由此干擾正常生理水平下細胞的陽離子水平、影響細胞膜的電化學梯度,而產生毒性反應,如細胞內鈣離子濃度增加后,激活了鈣依賴的內切酶活性而出現典型的凋亡特征,即DNA片段化。BEA和ENs對不同的細胞系均具有毒性效應。最新研究[29]表明,在BEA和ENs的作用下,人結腸癌細胞(Caco-2) 內出現活性氧濃度上升和通過降低線粒體膜電位誘導線粒體依賴的細胞凋亡現象。此外,研究[30]發現,BEA在人淋巴細胞和動物中可以誘導染色體畸變、姐妹染色單體交換和微核形成,最終引起細胞凋亡、線粒體功能異常和紅細胞膜變形等現象。目前國內鮮有開展BEA和ENs毒性研究的報道。
黃曲霉毒素污染的高毒性,會造成巨大的經濟和嚴重的健康問題。例如,由于黃曲霉毒素的污染,每年估計對美國玉米工業造成的損害從5 210萬美元到16.8億美元不等。它們具有致癌作用、肝毒性和致畸作用,可影響免疫系統,通過呼吸系統毒害身體,并可直接影響DNA的結構。在所有與黃曲霉毒素暴露相關的人類健康影響中,黃曲霉毒素相關肝癌的證據權重最強,其次是黃曲霉毒素暴露與慢性乙肝病毒(HBV)感染之間的協同作用[31]。2013年[32],包括羅馬尼亞、塞爾維亞和克羅地亞等在內的歐洲國家報告稱,全國牛奶被黃曲霉毒素污染。
OTA很可能存在于用于加工嬰兒食品的谷物中,包括大米、大麥、燕麥和小麥。因此,需要持續監測OTA,以防止嬰兒暴露于這種毒素。在已經進行的研究中,不僅表明嬰兒食品中存在OTA污染,也驗證了工業中頻繁監測的重要性。然而,一些研究結果令人震驚,因為被污染的樣本比例很高。其中一項研究是在意大利進行的,在那里,185個分析樣本中有72%呈陽性,其水平在35.1到689.5 ng·L-1[33]。另一項研究[34]發現,各種食物中OTA廣泛存在,包括玉米、高粱、小麥、大米、大麥、黑麥、面包、燕麥、面粉、意大利面、葡萄、嬰兒谷物、蘋果、桃子、草莓、梨、橙子、無花果、芒果、葡萄酒、番茄、咖啡豆、西瓜、堅果、油菜、油菜籽、芝麻、香料、大豆、可可、花生、鷹嘴豆、牛奶和牛奶為基礎的嬰兒配方奶粉、雞蛋、奶酪、山藥、土豆、大蒜、洋蔥、魚、豬肉、家禽、牛肉干和干豆。根據歐盟委員會的報告,成人接觸OTA的情況估計如下:44%的谷物,10%的葡萄酒,9%的咖啡,7%的啤酒,5%的可可,4%的干果,3%的肉,3%的香料和15%的其他食品。在Malir等[35]的綜述中,收集了來自健康人的人類血液樣本中OTA的公開數據,在幾個國家觀察到濃度均高于1.0 g·L-1。
根據歐洲食品安全局(EFSA)2014年的報告[17],ZEA毒素在人類和動物如老鼠、兔子和豬中的生物利用率高達80%。此外,最近的研究報告稱[36],ZEA在肝臟中代謝,并在動物試驗中顯示出肝毒性、免疫毒性、致癌性和腎毒性作用。
鏈格孢霉毒素的LD50值類似于脫氧雪腐鐮刀菌烯醇為46~78 mg·kg-1。少數關于嬰兒谷物食品中鏈格孢菌毒素的研究表明[24],AOH的平均水平為0.89~0.91 mg·kg-1,AME為0.24~1.08 mg·kg-1,TeA為20~550 mg·kg-1。嬰幼兒接觸TeA的比例似乎高于其他鏈格霉毒素。還有一項內容評估了嬰兒食品中TEN的含量,顯示平均污染濃度為1 mg·kg-1[24]。
近年來,各國陸續報道了恩鐮孢菌素本國食品中的污染狀況。Uhlig等[37]采用 LC-MS/MS 法調查了 2000—2002 年挪威產的燕麥、大麥和小麥共計228份樣品中BEA和4種ENs的協同污染狀況,結果發現:228份樣品中5種毒素的檢出率由高到低依次為 ENB (100%,228/228)、ENB1(94%,214/228)、ENA1(67%,153/228)、BEA (32%,73/228) 和 ENA(25%,58/228)。Serrano等[38]分析了西班牙、意大利、突尼斯、摩洛哥4個國家135份谷物和130份谷物類制品共計265份樣品中BEA的污染情況,發現 4 個國家樣品中 BEA 的檢出率由高到低分別為突尼斯>意大利>摩洛哥>西班牙,BEA主要在小麥、玉米、大米樣品中檢測到,玉米樣品中含量最高,可達73.9 μg·kg-1。胡文彥等[39]首次報道了該類菌素在我國糧谷產品中的污染情況以江蘇產小麥、水稻等易受真菌毒素污染的糧谷作物為研究對象,采集了南京、鎮江、南通、宿遷四地的樣品共126批,對樣品中的恩鐮孢菌毒素、白僵菌毒素進行分析。發現,面粉中5種新興毒素的含量水平明顯高于大米,小麥粉ENB的含量水平最高,濃度為29.93 μg·kg-1,檢出率94.1%;其次為ENB1,含量為5.49 μg·kg-1,檢出率80.4%;ENA1檢出率11.8%;BEA檢出率1.9%;ENA均未檢出。大米中含量最高的為BEA,含量為2.88 μg·kg-1,檢出率46.3%;其次為ENB,含量為0.67 μg·kg-1,檢出率3.7%;其余3種毒素均未檢出。且不同樣品中,5種新興毒素呈正相關。
綜上,在世界范圍內真菌毒素的污染情況是十分嚴重的,某些真菌毒素本身的毒性危害性很大,所以我們在谷物及其制品的生產加工中需要進行嚴格管控以降低真菌毒素的污染,進而減少對人體健康的損害,是十分必要的。
食品安全是公共衛生問題的一個關鍵組成部分,而真菌毒素在發展中國家是一巨大的食品安全風險。預防是減少真菌生長和真菌毒素生產,以確保食品安全的最重要和最有效的途徑。真菌毒素預防和控制發生的步驟包括田間良好農業規范(GAP)、收獲和儲存的控制措施、物理方法(清潔、銑削等),實施生物技術應用,通過在儲存過程中使用受控大氣進行生物控制、解毒/降解和發酵技術。預收獲被認為是防止真菌生長和真菌毒素合成的最重要的階段。有幾種策略可用于生產健康產品和減少真菌的形成,包括植物的選擇根據土壤結構和生產能力,使用植物抗真菌和昆蟲,調整灌溉時間、施肥,使用殺蟲劑來防止昆蟲損害。在適當的時間段(低水分和完全成熟)收獲對于減少真菌毒素污染的風險至關重要。此外,應使用適當的收獲設備和程序,作物應在成熟后干燥,以將谷物水分降低到安全水平。
有多種物理處理方法可用來去除真菌毒素。例如分級、分類,可明顯去除被霉菌污染的部分。另外干燥、清洗、分離、煮沸、焙燒、輻照、擠壓、微波加熱等方法也都被用作真菌毒素去除的物理處理。
3.1.1 清洗和分類
清洗和分類是消毒的第一步。分選等技術被認為是比較有效的方法,因為它們沒有生產產品的風險。腐爛和劣質水果的分類可以顯著降低水果產品中的青霉素水平。對感染玉米進行分選后,FB含量下降了27%至93%[40]。一些研究表明,使用物理方法(脫殼、清洗、分類和清洗可見發霉的種子)可以減少食物中不同真菌毒素的種類。Scudamore等[41]觀察到清洗后的小麥種子中T-2(62%)和HT-2(53%)、DON(50%)的減少,還報告了一家食品企業的玉米中伏馬菌素水平降低了32%。此外,碾粉也是減少谷物中鐮刀菌毒素的重要步驟,可導致真菌毒素的消解。
3.1.2 加工
加工技術可以降低真菌毒素的濃度,但不能將其完全破壞??夏醽喌囊豁椦芯勘砻鳎斢衩捉涍^一系列加工過程,玉米的黃曲霉毒素(AFs)含量減少,最終玉米粉的污染也會減少,而在玉米粉中仍然檢測出高水平的DON和ZEA毒素。溫度和時間會影響最終產品中的真菌毒素含量。雖然真菌毒素是熱穩定的化合物,但一些在100 ℃以上的溫度下制備食物的傳統方法(烘烤、油炸)仍然可以減少某些真菌毒素。在擠壓過程中[42],顆粒的加工溫度和含水率使AFs降低50%~80%。此外,150~200 ℃的溫度可以顯著降低AFB1含量,平均降低了79%,在高濕度條件下更有效。
3.1.3 儲藏
儲存條件在控制真菌毒素方面起著重要的作用,因為它們會影響真菌的整體生長。特別是溫度和高濕度,這兩個主要因素可以促進真菌的生長和真菌毒素的產生。在相應的控制條件下儲存,如包裝方法、溫度控制、通風和適當的空氣濕度,可以減少真菌的生長和真菌毒素的累積。
3.1.4 輻射
對于許多儲存的谷物,輻射是天然解毒劑。輻射通常表現為電離輻射或非電離輻射。輻射可以減少或消除病原微生物,但它可以部分去除食物中的真菌毒素。它可以應用于工業,是一種通過一系列反應來傳遞能量和改變食品成分分子結構的技術。研究表明[43],感染ZEA的橘子、菠蘿和番茄的蒸餾水和果汁經過輻射后,ZEA毒性降低,較高劑量的輻射會影響果汁的質量。Luo等[44]最近的一項研究表明,在自然感染的玉米中,電子束對ZEA和OTA有降解作用,分別下降了71.1%和67.9%。對蘋果汁照射5 min后,展青霉素(PAT)顯著降低[45]。雖然輻射被認為是一種很有前途的真菌毒素解毒方法,但其有效性仍然值得懷疑,因為它可以在潛在的分子反應后引起物理、化學和生物效應。
3.1.5 冷等離子體
冷等離子體(CP)具有較強的抗菌作用,用于食品加工,以消除病原體。物質的第四種狀態是等離子體的另一種名稱,主要由光子、離子和自由基組成,如活性氧和氮,具有獨特的物理和化學性質。冷大氣壓等離子體(CAPP)技術是一種具有前途、低成本、環保的真菌毒素凈化技術。該技術需要謹慎使用,因為沒有對有毒化合物可能形成進行研究。用CAPP處理10 min后,玉米的AFB1和FB1顯著降低,效果高達66%[46]。此外,使用冷大氣等離子體[47]將堅果暴露8 min后,AFs減少93%,TEA減少90%,ZEA減少100%。僅5 s的處理就可導致AFB1、DON和雪腐鐮刀菌烯醇(NIV)100%降解。
3.2.1 堿
用氨(氨,水合氧化物)處理種子可使一些真菌毒素(AFs、FBs、OTs)降低到無法檢測的水平。然而,在歐盟,禁止對供人類食用的食品使用氨進行處理。甘油和氫氧化鈣混合物的應用對真菌毒素解毒有顯著效果。氫氧化鈉和氫氧化鉀經常用于降解受污染的油中的AFB1,但這些化學物質會引起二次污染,并對產品的營養價值產生有害影響。
3.2.2 殼聚糖
殼聚糖是一種線性多糖,在自然界中僅次于纖維素,能抑制真菌、細菌和病毒。生物相容性和抗菌特性使殼聚糖對食品的保存非常有效。在小麥谷物[48]中添加富含1%檸檬精油的1%殼聚糖,降低了小麥谷物中的DON含量。
3.2.3 臭氧處理
臭氧氧化是一種簡單的技術,使用后不會留下有害的殘留物[49]。臭氧用于消毒谷物、蔬菜和水果,或解毒真菌毒素。Agriopoulou等[48]報道臭氧氣體在降解方面特別成功,主要是AFB1和AFG1,因為它們的結構中存在C8-C9雙鍵。具體來說,AFG1被證明是最敏感的。在最佳條件下DON(29%~32%)及DON-3-葡萄糖苷(DON-3-Glc)(44%)顯著下降。此外,硬粒小麥中微生物數量顯著下降,使得粗粒小麥和意大利面的化學和流變學特性不受影響。經氣體臭氧處理后轉化為10種臭氧產物(C15H18O7、C15H18O9、C15H22O9、C15H20O10、C15H18O8、C15H20O9、C14H18O7、C14H16O6、C15H20O7、C15H20O10)。DON降解率與臭氧濃度和處理時間呈正相關。具體來說,DON在溶液中的降解率達到54.2%,處理時間為30 s,臭氧濃度為1 mg·L-1。在含水量為17.0%的小麥中,用臭氧濃度為60 mg·L-1處理12 h后,DON的降解率為57.3%。根據Li等[51]的研究,由臭氧處理的小麥粉制成的新鮮面條所含的真菌毒素明顯更低。
在過去的20年里,許多來自不同背景和研究經驗的小組在尋找真菌毒素解毒的生物制劑方面取得了巨大的成就。利用細菌、酵母和真菌等微生物降解食品和飼料中的真菌毒素被廣泛報道。通過生物手段解毒/降解真菌毒素為一種更優秀的控制真菌毒素的方法,因為它可以使得更少甚至沒有有毒的中間體的最終產品。此外,發酵在減少和消除霉菌毒素方面的有效性也被證明。
3.3.1 細菌
某些細菌有能力結合食物或液體中的真菌毒素。細菌細胞壁的肽聚糖和多糖在微生物的幫助下與真菌毒素結合。如乳酸菌、乳酸桿菌(Lactobacilluscasei)和羅伊氏乳桿菌,在水溶液中與AFs結合有效。在其他體外試驗中,嗜淀粉乳桿菌和鼠李糖乳桿菌與AFB1結合,顯示出它們與選定的膳食污染物結合的潛力。
3.3.2 酵母(菌)
生物防治劑(BCAs)的應用是降低真菌毒素污染的一種很有前途的方法。使用競爭酵母特別有趣,因為酵母能產生對人類和動物有有益影響的抗菌化合物;另一方面,它們可以在生物反應器中的許多底物上快速發展。此外,與許多絲狀真菌或細菌拮抗劑不同,酵母不產生過敏原或其他次生代謝物。釀酒酵母是一種益生菌酵母,可以顯著降解DON,降低DON刺激細胞[51-52]中乳酸脫氫酶(LDH)的釋放速率。酵母細胞能夠通過物理吸附去除PAT。事實上,細胞壁的O-N/N-H蛋白和多糖鍵與PAT[53]相互作用被用于結合真菌毒素AFB1、OTA或ZEA。另外,利用黏液紅球菌酵母菌株(JM19)對PAT進行降解,并采用HPLC-UV法進行分析。結果表明,PAT的降解產物為鄰草酸。通過黏液毛菌JM19降解PAT。在35 ℃作用21 h后,當酵母細胞密度高于1×108CFU·L-1時,PAT下降90%。在PAT初始濃度為100 μg·mL-1時,黏液毛菌JM19能夠引起50%以上的降解,表明其在食品和原料的PAT降解中有用[54]。
3.3.3 食品發酵
食品的發酵提高了其質量,同時賦予了消費者特別理想的特性。發酵是一種相當便宜的真菌毒素消毒方法,它既可以用來改善食品中的成分,也可以用來減少甚至消除真菌毒素。與昂貴和不切實際的技術相比,發酵可以是減少真菌毒素的一種替代和理想的技術。為了生產安全的食品,應仔細記錄代謝產物的性質和發酵后形成的產物的毒性。
3.3.4 酶解毒作用
真菌毒素的酶解毒結合了化學和生物加工的特點。它具有高性能和專門化,在溫和的條件下應用,對生物體不產生毒性。此外,酶作為催化劑參與了真菌毒素的非化學計量比。一些曲霉種類可以產生一種天然地能夠解毒伏馬菌素的酶,包括那些由鐮刀菌產生的酶。β-1,3-葡聚糖酶和幾丁質酶等[55]對病原體的活性可能因微生物的特性而有所不同。β-1,3-葡聚糖酶和幾丁質酶的應用影響了果實腐敗真菌生長的延遲和減少[55]。因此,β-葡聚糖酶和幾丁質酶可能是發酵香腸工業控制真菌腐敗的安全替代品。然而,酶用于解毒食品污染物是一個尚未探索的領域。在歐盟,沒有一種酶被批準用于去除食品中的真菌毒素污染。
3.4.1 納米粒
許多研究提出了使用很有前途的納米顆粒吸附劑來去除真菌毒素。磁性碳納米復合材料用于AFB1解毒,殼聚糖包覆的四氧化三鐵納米顆粒用于PAT去污,銀納米顆粒用于降解鐮刀菌[56]。根據最近的一項研究[57],一種合成的新的光催化納米顆粒UCNP@TiO2,用于降解DON。結果表明,90 min后,谷物產品的DON降低到允許限度(1 μmol·L-1)以下,120 min后完全降解。UCNP@TiO2復合材料高效、綠色,降解產物毒性輕微,甚至無毒。因此,該降解技術可用于真菌毒素解毒。Gonzlez-Jartín等[58]報道,從由活性炭、膨潤土和氧化鋁混合物組成的納米復合材料中消除了高達87%的真菌毒素。
3.4.2 植物提取物
不同的精油(EOs)及其主要的生物活性化合物被用于抗真菌和抗真菌毒素的特性,并被證明它們可以抑制某些真菌毒素的產生。與化學處理相比,使用植物制劑通常更有利于去除真菌和真菌毒素,因為它們被認為對人類是安全的,對環境是友好的。一些研究報告[59]指出,丁香油及其主要成分丁香酚以及姜黃精油會抑制曲霉的生長和AFB1的產生。在培養基和水稻顆粒中施用全丁香,抑制了黃曲霉和柑橘曲霉及其毒素的生長。
真菌毒素是食品和飼料中毒性最大的化學物質,對人類和動物健康構成極大威脅。歐洲食品安全局(EFSA)已制定了評估食品中真毒素污染風險的策略[60]。真菌毒素在自然界中廣泛存在,難以預防和控制。眾多真菌毒素管控策略中,預防是控制真菌毒素污染的重要策略之一,無論在產前、原材料以及加工食品中均應嚴格實施預防真菌毒素污染發生的控制策略,保障食品安全。在不影響食品安全性和感官特性的情況下,可以應用物理或化學解毒法。同時,加強持續監測和評估食品中的真菌毒素污染是保障食品安全生產和流通的重要舉措。