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毒理学论文

摘要:黄曲霉毒素是一类真菌毒素,黄曲霉菌是空气和土壤中存在的非常普遍的微生物,世界范围内的绝大多数食品原料和制成品均有不同程度的污染,给人类及动物健康造成严重威胁。

本文从黄曲霉毒素的分类、发现、污染、毒理学试验评价、毒理作用、预防和去除等方面来描述食品中的黄曲霉毒素。

关键词:黄曲霉毒素、发现和污染、毒理学试验评价、作用机理、防治和去除1、概述随着经济的高速发展,食品安全面临的形式越来越严峻。

4年前震惊国内外乳业界的“三聚氰胺”事件刚平,前不久蒙牛牛奶被检测出致癌物黄曲霉毒素M1超标,又一次将乳品的污染话题推上了舆论的风口浪尖。

同时,消费者对黄曲霉毒素也有了一定的了解。

黄曲霉毒素(aflatoxin,AF)是黄曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)产生的一组化学结构类似的二呋喃香豆素衍生化合物。

从结构上看,各种黄曲霉毒素彼此十分相似,均为含C、H、O三种元素的二氢呋喃氧杂萘邻酮(Coumarin,又叫香豆素)。

目前已分离鉴定出18种,主要是黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2以及由B1和B2在体内经过羟化而衍生成的代谢产物M1、M2等。

根据在紫外光下发出的荧光颜色的不同,将黄曲霉毒素分为发蓝色荧光的B族和发绿色荧光的G族。

其中B1、B2、G1、G2、M1和M2有很强的毒性,而B1的毒性和致癌性都最强,M 1、G1次之,B2、G2、M2稍弱。

M1是黄曲霉毒素B1在体内经过羟化而衍生成的代谢产物,M1和M2主要存在于牛奶中。

黄曲霉毒素难溶于水、己烷、石油醚,可溶于甲醇、乙醇、氯仿、丙酮、二甲基甲酰胺等溶液中。

黄曲霉毒素是迄今为止已发现的各种真菌毒素中最稳定的一种。

结晶的黄曲霉毒素B1非常稳定,高温(200℃)、紫外线照射都不能使之破坏,将其加热到268-269℃时,才开始分解。

所以,一般的烹饪处理温度是不能使黄曲霉毒素分解的。

2、黄曲霉毒素的发现1960年,英国发生了10万只雏火鸡突然死亡的事件,当时由于未能查明病因,就把这种疾病称为“火鸡X病”。

后来又在其他动物和鱼类中也发现患有类似症状的疾病。

经过解剖后发现,肉眼可见肝脏已严重坏死。

病理检查时发现肝实质细胞退行性变,胆管上皮细胞异常增生。

现已证明这种疾病是由于火鸡食用了发霉的花生饼造成其肝坏死和中毒死亡。

1961年,科学家从这种花生饼粉中培养分离出了一株霉菌,经鉴定是黄曲霉。

正是这种黄曲霉产生的一种毒素造成火鸡的大量迅速死亡。

此毒素被命名为黄曲霉毒素。

3、黄曲霉毒素的污染世界范围内,众多研究人员对许多农作物进行了黄曲霉毒素的检测,黄曲霉毒素的污染范围和污染程度相当广泛,除了大家较为熟悉的玉米、花生、牛乳及其制品外,水稻、棉籽、油菜籽、开心果、坚果、南瓜子、葵花籽、核桃仁、枣、薯类、调味品以及中草药等均有因储藏不当而受到黄曲霉毒素污染的报道。

其中仍以玉米、花生及混合饲料的污染最为严重。

其中玉米的阳性检出率为3.2%~94%,黄曲霉毒素含量为0.18~12.mg/kg;花生的阳性检出率为6.2%~97.5%,黄曲霉毒素含量为3.3~10mg/kg。

我国南方地区、印度、美国和一些东南亚国家的黄曲霉毒素污染率较高。

1960年的研究显示,美国超过一半的花生酱样品中含有黄曲霉毒素,干燥的意大利通心面中也含有黄曲霉毒素。

许多粮食在储藏期间由于水分与温度过高,未经充分干燥,在此条件下,黄曲霉、寄生曲霉大量生长,产生大量毒素,从而对食物造成污染。

一般而言,如果食物和食物原料的储存条件足够潮湿,允许黄曲霉毒素生长但又并不足以潮湿到使其他生物生长时,都有可能含有黄曲霉毒素。

4、黄曲霉毒素的毒理学试验评价4.1 动物试验在黄曲霉毒素中,以B1分布最广,毒性最大,致癌性最强。

表1 黄曲霉毒素B1对各种动物的急性毒性动物种类年龄或体重LD50(mg/kg体重)家兔3个月0.3雏鸭1日龄0.34~0.73狗成年0.5~1.0猫成年0.55乳猪6kg 0.62*鳟鱼9个月0.81大鼠1日龄 1.36小鼠1日龄 1.36豚鼠250g 2.0羊2年 2.0狒狒5kg 2.02非洲猴2年 2.2地鼠30d 10.2 *除鳟鱼为腹腔注射外,其他实验动物皆为经口途径。

由表1可见AFB1对多种动物的LD50≤1mg/kg·bw,因此AFB1的毒性属于“极毒”水平。

AFB1对不同种类的动物的毒性有较大差异。

最敏感的动物是家兔和雏鸭。

同种动物中不同年龄对AFB1的敏感性也不相同。

4.2 七天喂养试验用出生50天左右、体重60-90g的Wistar大白鼠,连续灌胃一周,同时设阳性、溶剂、空白对照组。

其结果如下表:表2 AFTB1对Wistar大鼠的七天喂养试验组别动物性别AFTB1摄入量mg/kg/日mg/kg/总重平均体重(g/只)动物死亡数试验前试验后体重变化阳性对照组1 ♂0.71 5 84.8 66.9 -17.9 2 ♀ 1.0 7 75.2 59.6 -15.3 1阳性对照组2 ♂0.43 3 86.5 75.9 -10.6 0 ♀0.57 4 74 59.2 -14.8 0空白对照组♂80 84.7 4.7 0 ♀72.3 74.5 2.2 04.3致畸性关于AFB1致畸性方面的报道较少。

虽个别学者认为AFB1能使豚鼠产生畸胎,但大多数学者对哺乳类动物的研究皆或否定结果。

鸟类和鱼类对AFB1的致畸性比较敏感,这可能是由于实验时,可以将AFB1对卵直接进行处理之故。

用0.2~0.6mgAFB1处理孵育中的受孕鸡蛋,结果在存活的鸡胚胎中,有35%~45%出现前后肢畸形。

4.4 致癌性AFB1对动物的致癌实验已有大量的文献报道。

见表3、表4和表5。

表3 AFB1对动物的致癌实验动物种类年龄或体重饲料剂量实验期肝癌发生数百分比(%) 鳟鱼0.9g 4ng/g 12个月10/40 25.0 鳟鱼0.9g 8ng/g 12个月40/57 70.2 雏鸭7日龄30ng/g 14个月8/11 77.7 地鼠1月0.1mg×2/周11个月* 0/10 0 大鼠成年15ng/g 68~88周25/25 100.0 大鼠65g 500ug×1次一次灌胃** 7/16 44.0 小鼠(Swiss)断乳后150ug/g 80周0/60 0小鼠(F1杂交种)4日龄1ug体重腹腔注射3次/6d***28/29 96.0雪貂/ 20%含毒花生37个月7/9 77.8粉松鼠猴400g 2ug/g每周喂13个月3/5 61.55d12年8/13 62.0 恒河猴9日龄总量66~1354mg/只注:*观察20个月,**观察117周,***观察82周,其他实验的观察期与实验期同。

表4 黄曲霉毒素对不同种系动物的致癌性ug/(kg体重·d)动物种系TD50雄性雌性大鼠Fischer 1.3 7.5 Wistar 5.8 6.9Porton 3.1 12.5小鼠C3H >70.0 /C57BL >70.0 /SWISS >5300.0 /恒河猴156.0(3.3年)/非洲猴848.0(14年)/表5 不同剂量的AFB1对虹鳟鱼的致癌实验实验组品系体重摄入法攻毒期观察剂量肝癌发生数百分比(%)AMT.Shasta 0.9g 饲料12个月12个月4ng/g 10/40 25.0 AMT.Shasta 0.9g 饲料12个月12个月8ng/g 40/57 70.2 AMT.Shasta 0.9g 饲料12个月12个月20ng/g 62/80 77.5 BMT.Shasta 20d胚胎水浸1h 12个月50ng/g 32/120 26.7 BMT.Shasta 20d胚胎水浸1h 12个月100ng/g 58/118 49.2 BMT.Shasta 20d胚胎水浸1h 12个月200ng/g 74/119 62.2 BMT.Shasta 20d胚胎水浸1h 12个月500ng/g 79/120 65.8致癌性的几个特点:由上面3个表可得出AFB1(1)AFB能诱发多种动物发生肝癌:包括鱼类、鸟类、哺乳类和接近于人类的灵长类。

1(2)不同种动物的致癌剂量差别很大:其中以大鼠最敏感。

用含AFB15ng/g饲料喂1大鼠,经68周,12只雄性大鼠全部出现肝癌;最不敏感的是小鼠,AFB剂量高达15000ng/g,1尚不能诱发出癌症。

和人类相近的灵长类,因品种不同其敏感性也不同。

(3)同种动物品系不同,敏感性也有差异。

(4)剂量关系:大鼠的实验证明,小剂量的AFB1(15ng/g)长期饲喂或一次大剂量(500ug)攻毒皆能诱发动物产生肝癌。

(5)在AFB1诱发鳟鱼产生肝癌的实验中,反应出了明显的剂量—反应关系,进一步阐明了AFB1与肝癌的因果关系。

4.5 致突变性AFB1是一种能导致生物体遗传物质发生变化的致突变化合物,但AFB1本身不能引起突变,而必须在机体内进过代谢活化才具有致突变作用,称为间接致突变物。

McCann等(1975)首次报道了AFB1的Ames试验结果:AFB1为7057;AFG1为116;AFB2为2.1;AFG2为0.43。

AFB1的致突变作用最强。

5、黄曲霉毒素的作用机理黄曲霉毒素对人和动物健康的危害均与黄曲霉毒素抑制蛋白质的合成有关,黄曲霉毒素分子中的双呋喃环结构是产生毒性的重要结构,研究表明黄曲霉毒素的细胞毒作用可干扰信息RNA和DNA的合成,进而干扰细胞蛋白质的合成,导致动物全身性损害。

其引起肝脏中毒是因为黄曲霉毒素可使肝脏细胞变性坏死,胆小管增生,以致肝硬化和诱发肝癌;引起血管中毒是损害了血管,使血管通透性增加,血管壁变脆破裂,导致出血和出血瘀斑;蛋白质合成障碍是抑制了mRNA合成,进一步抑制DNA合成;抑制细胞免疫系统的机理在于引起了肝脏损伤,影响肝脏和巨噬细胞的功能,引起胸腺发育不良和萎缩,淋巴细胞生成减少。

研究发现,AFB1的摄入量与地区的原发性肝癌发病率存在正相关关系,并且具有高度显著性。

通过研究肝细胞癌(HCC)的病例,用活化AFB1处理含P53基因的质粒后,发现AFB1能与P53基因的鸟嘌呤结合形成加合物,诱发G→T突变,且249密码子是一突变热点。

AFB1由霉变食物进入体内后,经肝微粒代谢,形成活性产物,活化AFB1在体外或体内能与DNA分子中鸟嘌呤的N—7位点结合成加合物。

活化AFB1是一种强诱变剂,能使AFB1—N7—鸟嘌呤加合物脱落形成无鸟嘌呤位点,或鸟嘌呤的咪唑环打开形成甲酰嘧啶。

研究已证实活化的AFB1可使大肠杆菌发生G.C→T.A颠换突变,其机理可能系活化AFB1使DNA形成脱嘌呤位点,DNA复制时插入嘧啶而形成。

此后报道在AFB1诱发的鼠肝癌模型中,有ras12密码子G.C→T.A颠换突变。

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