真菌毒素在糧油產品中的檢測方法及風險評估

真菌毒素作為自然界中一類由真菌代謝產生的次級有毒代謝產物，廣泛存在于各種糧食作物及油料種子中，尤其是在不適宜的儲存條件下更易出現。這些化合物不僅對人類健康構成嚴重威脅，還影響著農產品的國際貿易與經濟價值。本文擬簡要介紹真菌毒素，分析其在糧油產品中的危害性，并著重分析糧油產品中真菌毒素的檢測方法及風險評估，以期為食品安全監管提供科學依據。

1.真菌毒素的定義及分類

真菌毒素，顧名思義是由真菌產生的具有生物活性的有毒化學物質，主要在真菌生長繁殖過程中自然生成。它們并非真菌生存所必需，卻能在特定條件下大量累積，成為影響食品安全的關鍵因素。根據化學結構和毒性作用機制的不同，真菌毒素大致可分為以下幾大類。

第一，黃曲霉素（AFTs）：最臭名昭著的一類，尤其是黃曲霉素B1，被世界衛生組織列為I類致癌物，與肝癌的發生密切相關。

第二，脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）：又稱嘔吐毒素，可引起動物拒食、體重減輕及免疫抑制。

第三，赭曲霉毒素（OTA）：具有腎毒性及可能的致癌性，主要由一些赭曲霉和炭黑曲霉產生。

第四，展青霉素（PAT）：對哺乳動物細胞具有遺傳毒性，常見于蘋果、梨等水果及其制品中。

第五，伏馬菌素（FBs）：主要由鐮刀菌產生，對肺和免疫系統有損害作用，尤其在玉米和谷物中較為常見。

2.糧油產品中真菌毒素的危害

糧油產品，包括小麥、玉米、稻米、大豆等主糧及其加工品（如面粉、食用油），是全球飲食結構的基礎組成部分。然而，這些產品若在田間生長、收獲后存儲或加工過程中受到真菌污染，極易產生各類真菌毒素。其危害性主要體現在以下幾個方面。

第一，急性中毒：雖然罕見，但在極端情況下，高濃度真菌毒素攝入可導致急性中毒事件發生，其表現為惡心、嘔吐、腹瀉乃至死亡。

第二，慢性健康影響：長期低劑量攝入某些真菌毒素，如黃曲霉素，會增加患肝癌的風險；OTA則與腎臟疾病和免疫功能下降相關聯。

第三，免疫抑制：DON等毒素可抑制動物和人體免疫系統，增加對其他病原體的易感性。

第四，經濟影響：真菌毒素超標導致的產品銷毀或國際貿易受限，給農業生產者和食品工業帶來巨大經濟損失。

3.真菌毒素在糧油產品中的檢測方法

3.1 微生物法

微生物法作為食品安全檢測領域的一個重要分支，盡管在靈敏度和專一性方面可能不及某些現代高技術手段，如色譜和質譜分析，但它依然在真菌毒素的初步篩查中扮演著不可或缺的角色。這種方法利用生物體或其組成部分（如酶、細胞）對特定毒素的反應來間接或直接指示目標毒素的存在，操作簡便、成本效益高，適合現場快速檢測，尤其適用于資源有限或需要大規模篩選的情景。

微生物法主要包括樣本預處理、選擇性培養、菌落形態觀察、生化反應鑒定等步驟。通過模擬微生物生長的最佳條件，促進目標微生物增殖，隨后利用其特有的形態學特征、生理生化特性或代謝產物進行識別。

在食品安全領域，微生物法用于檢測食品中的致病菌，如沙門氏菌、李斯特菌等，通過特定培養基的選擇性富集和鑒定，保障公眾健康。在環境監測中，通過水樣中大腸桿菌的數量來評估水質的糞便污染程度，是衡量水體衛生狀況的經典指標。

3.2 免疫學方法

免疫學方法，尤其是酶聯免疫吸附試驗（ELISA），是生物學檢測法中較為先進且應用廣泛的技術。盡管相對于質譜等方法，其靈敏度稍遜一籌，但ELISA的專一性強，能針對特定真菌毒素設計抗體，通過抗原抗體反應的特異性結合來檢測毒素。ELISA的工作原理是將待測樣本中的抗原（真菌毒素）與固相載體上的抗體結合，之后加入標記有酶的第二抗體（與抗原或第一抗體結合），形成“抗原-抗體-酶標記抗體”復合物。加入酶的底物后，酶催化底物反應產生顏色變化，通過吸光度的測定，即可推算出抗原（真菌毒素）的濃度。

ELISA是一種基于抗原-抗體特異性結合反應與酶促顯色原理相結合的檢測技術，廣泛應用于食品、醫學、環境監測等多個領域，尤其在真菌毒素如黃曲霉素、赭曲霉毒素等的定量檢測中表現優異，其操作流程主要包括以下幾個步驟。

第一，包被：將待測抗原或抗體固定于固相載體（如微孔板）上。

第二，封閉：以阻斷非特異性結合位點，減少背景干擾。

第三，加樣：加入樣本與標記有酶的特異性抗體（或抗原）混合液。

第四，洗滌：去除未結合的多余物質。

第五，顯色：加入酶的底物，酶催化底物產生顏色反應，顏色深淺與樣本中抗原或抗體濃度成正比。

第六，讀數：通過分光光度計或酶標儀測定吸光度值，計算目標物質濃度。

ELISA的優點在于其高靈敏度（通常可達pg/ml級別）、操作簡便、成本適中、可同時檢測多種目標物，適用于大規模樣本的快速定量分析，如在農產品進出口檢驗檢疫中，ELISA常被用來快速篩查大量進口糧食是否含有超標真菌毒素，確保食品安全。

3.3 薄層層析法（TLC）

薄層層析法是一種基于樣品在固定相（如硅膠板）上展開與移動的物理分離技術。它利用不同組分在固定相和流動相（通常是溶劑）之間的分配系數差異，實現混合物中各組分的分離。TLC操作簡便、成本低廉，常用于初步定性分析和純度檢查。

在真菌毒素篩查中，TLC能快速區分不同類型的毒素，如通過不同顏色的熒光顯色劑顯現黃曲霉素等，雖不如HPLC或GC-MS精確，但對于快速篩選和監控大量樣品非常有用。

3.4 氣相色譜法（GC）

氣相色譜法是一種利用氣體作為流動相，將樣品中的不同組分帶入裝有固定相（如毛細管柱內涂覆的高分子材料）的色譜柱中，依據組分在兩相間分配系數的差異進行分離的技術。GC特別適合于揮發性、熱穩定樣品的分析。

GC在農藥殘留分析中極為有效，因其高溫操作環境能有效汽化并分離許多農藥分子。例如，通過GC-火焰離子化檢測器（FID）或電子捕獲檢測器（ECD）分析蔬菜水果中的有機磷農藥，靈敏度可達PPB級別。

3.5 高效液相色譜法（HPLC）

高效液相色譜法采用高壓泵將液體流動相推過填充有微粒固定相的色譜柱，適用于非揮發性、熱不穩定及大分子樣品的分離與分析。相比經典液相色譜，HPLC擁有更高的柱效和更快的分析速度。

HPLC在真菌毒素檢測中展現出了卓越性能，如HPLC配以熒光檢測器（FLD）檢測谷物中的黃曲霉素B1，不僅能實現痕量級別的定量（最低檢出限可達0.1μg/kg），還能有效區分不同類型的真菌毒素，提高分析準確性。

3.6 分子生物學檢測法

3.6.1 聚合酶鏈式反應（PCR）

聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction）是由Kary Mullis于1983年發明的一項革命性技術，它利用DNA聚合酶在體外擴增特定DNA片段，通過三個基本步驟循環進行：變性（高溫使雙鏈DNA解旋）、退火（低溫使引物與模板DNA結合）和延伸（中溫下DNA聚合酶催化新鏈合成）。PCR技術使得從極少量的DNA樣本中擴增出百萬乃至數十億份拷貝成為可能，極大地提高了生物檢測的靈敏度和效率。

3.6.2 實時熒光定量PCR（qPCR）

實時PCR通過在每個循環中實時監測DNA擴增過程中的熒光信號，利用特定引物與目標DNA序列的結合，通過熒光信號強度直接反映初始模板量，實現對特定DNA序列的定量分析。

在監測糧食儲存環境中，實時PCR技術被用來快速檢測真菌如黃曲霉屬的存在。研究中，通過設計針對黃曲霉素產生菌株的特異性引物，實時PCR能夠在數小時內識別出樣品中是否有黃曲霉的污染，相比于傳統的培養法，顯著縮短了檢測周期，提高了預警效率，有助于采取及時的防控措施，避免毒素形成。

由于qPCR能夠檢測到單個拷貝或更低水平的目標DNA，定量范圍廣，誤差率低。完成一次qPCR反應通常只需幾個小時且結果即時可得，大大縮短了檢測周期。因此，在食品微生物檢測中，qPCR技術不僅用于病原體的快速定量，還應用于轉基因成分的檢測、食品摻假鑒別等。例如，利用qPCR技術快速準確地檢測肉類制品中的動物源性成分，可區分不同物種來源，為打擊非法添加行為提供依據。

4.真菌毒素在糧油產品中的風險評估

風險評估是評估某一特定危害對特定目標群體造成不良影響可能性的過程，廣泛應用于食品安全、環境保護、公共衛生等多個領域。它包含四個核心步驟：危害識別、危害特征描述、暴露評估、風險特征描述。在食品安全領域，風險評估的目的是科學地識別和量化食品中潛在危害對消費者的健康風險，進而為制定風險管理決策提供科學依據。

4.1 真菌毒素暴露評估

真菌毒素的暴露途徑主要包括食物攝入、空氣吸入和皮膚接觸，其中食物攝入是最主要的暴露途徑。糧油產品作為人們日常飲食的重要組成部分，是真菌毒素進入人體的主要媒介。不同真菌毒素偏好不同的宿主。例如，黃曲霉素主要污染谷物及其制品、堅果和香料；脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）則廣泛存在于小麥、玉米等谷物中。此外，家庭自制發酵食品、不潔的儲藏容器等也可能成為真菌毒素的額外暴露源。

真菌毒素暴露評估最為重要的是暴露劑量評估。暴露劑量是指個體或人群通過某種途徑接觸到的有害物質總量。真菌毒素的暴露劑量受多種因素影響，包括食品中真菌毒素的濃度、攝入食品的量、消費頻率及個體差異。例如，一項針對我國某地區居民的研究顯示，通過食用受黃曲霉素污染的玉米制品，成人平均每日攝入量約為0.2-2.0ng/kg bw/day，兒童則更高，達到了0.4-3.6ng/kg bw/day，超過WHO設定的暫定安全攝入量（1ng/kg bw/day），提示存在潛在健康風險。

以2010年我國某地發生的玉米赤霉病為例，由于當年春季雨水過多，導致玉米種植區普遍發生赤霉病，玉米中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）污染嚴重。通過對當地居民的膳食調查發現，玉米及其制品是該地區主要食物來源，占日常能量攝入的40%以上。暴露評估結果顯示，居民平均每天通過玉米攝入的DON劑量達到了5μg/kg bw，遠高于歐盟建議的臨時耐受攝入量（TDI）1μg/kg bw/day，長期暴露可能導致消化系統不適、免疫功能下降等問題。這一案例凸顯了真菌毒素暴露評估在識別特定地區食品安全風險、指導緊急干預措施制定中的關鍵作用。

4.2 真菌毒素毒性評價

毒性評價是評估真菌毒素對生物體有害作用程度的過程，包括急性和慢性毒性、亞慢性毒性等。真菌毒素的毒性作用機制多樣，主要通過干擾細胞代謝、誘導氧化應激、抑制蛋白質合成等方式對機體造成傷害。黃曲霉素B1（AFB1）是最具代表性的劇毒真菌毒素之一，其急性毒性表現為肝臟損傷，LD50（半數致死劑量）在動物實驗中約為0.5-5mg/kg bw，顯示出極強的毒性。此外，DON（脫氧雪腐鐮刀菌烯醇）雖急性毒性較低，但能引起動物拒食、生長遲緩和免疫抑制，其LD50在大鼠中約為15-20mg/kg bw。

4.3 真菌毒素致癌性評價

致癌性評價關注真菌毒素對生物體致癌潛能的評估。黃曲霉素B1是首個被世界衛生組織國際癌癥研究機構（IARC）列為1類人類致癌物的真菌毒素，它通過在體內轉化為活性代謝產物，與DNA形成加合物，導致基因突變，進而誘發肝癌。流行病學研究表明，長期攝入AFB1污染的食物與肝細胞癌高發緊密相關，如在非洲和亞洲部分地區，由于玉米和花生中AFB1污染普遍，肝癌發病率顯著高于全球平均水平。

4.4 真菌毒素生殖毒性評價

生殖毒性評價考察真菌毒素對生殖系統及后代發育的影響。一些真菌毒素如赭曲霉毒素A（OTA）和T-2毒素被證實具有生殖毒性。OTA可穿過胎盤屏障，影響胚胎發育，導致出生缺陷。動物實驗顯示，高劑量OTA可引起母鼠生育力下降、胚胎吸收增加及仔鼠出生體重減輕。T-2毒素則對雄性生殖系統產生負面影響，減少精子數量和活力，影響生育能力。此外，OTA和T-2毒素均表現出一定的胚胎毒性，影響胚胎或胎兒的正常發育，這強調了孕期女性避免攝入受真菌毒素污染食品的重要性。

結語

隨著食品安全越來越受到重視，真菌毒素檢測技術正朝著高靈敏度、高通量、自動化和現場即時檢測的方向快速發展。多技術融合成為趨勢，如LC-MS/MS與免疫親和層析技術的結合，既保留了質譜法的高特異性和定量能力，又借力免疫法的高效富集，提高了檢測速度與便捷性。而風險評估業朝著更完善的方向發展，尤其是人工智能與大數據的融入，其通過學習海量檢測數據，優化檢測模型，提高預測準確性，未來有望實現對真菌毒素污染的早期預警與智能防控。