霉菌毒素：2016何去何從？

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　　霉菌毒素：2016何去何從

　　賈良梁 譯

　　邵建忠 校

　　2015年6月末和7月初，歐洲的熱浪打破了月記錄，甚至是一些歷史記錄。天氣是決定是否會(huì)引發(fā)谷物遭受黃曲霉毒素污染問(wèn)題的最重要因素。炎熱干燥的天氣會(huì)增加由曲霉屬真菌產(chǎn)生的黃曲霉毒素?cái)?shù)量。

　　7月6日，(西班牙)馬德里創(chuàng)造了該月新的高溫紀(jì)錄，最高氣溫達(dá)39.9 ℃(103.8 ℉)，超過(guò)1995年7月24日(39.5 ℃)以來(lái)的高溫記錄。德國(guó)的歷史高溫記錄被7月5日的基欽根縣高溫推翻，最高氣溫達(dá)40.3℃(104.5 ℉)。

　　據(jù)法國(guó)氣象局稱(chēng)，7月的第一周法國(guó)氣溫就持平或突破了多個(gè)月的記錄和歷史記錄。報(bào)道稱(chēng)，波蘭西部氣溫高達(dá)36 ℃(97 ℉)，而捷克西部氣溫突破了37.8 ℃。瑞典南部部分地區(qū)的氣溫達(dá)到32 ℃(89.6 ℉)。

　　據(jù)英國(guó)氣象局稱(chēng)，倫敦希思羅機(jī)場(chǎng)的氣溫飆升至36.7 ℃(98.1 ℉)，創(chuàng)下7月新高，不僅這一地方，英國(guó)的其他地區(qū)亦然。這也是威布爾頓歷史上最熱的一天，超過(guò)此前于1976年6月26日創(chuàng)下的34.6 ℃的高溫記錄。位于荷蘭東南偏遠(yuǎn)地區(qū)的馬斯特里赫特的氣溫上升至38.2 ℃(100.8 ℉)，創(chuàng)下全國(guó)7月高溫的新記錄，超過(guò)2006年韋斯特多珀37.1 ℃的最高溫度。

　　1極端高溫非常適合黃曲霉毒素的形成

　　2015年夏季，高于平常的氣溫和減少的積雪已經(jīng)影響到阿拉斯加和加拿大地區(qū)。在阿拉斯加，562起火災(zāi)已經(jīng)燒焦了超過(guò)2 500 km2的土地，日紀(jì)錄最多為一日6起火災(zāi)。所有這些極端高溫和天氣情況(高濕和干旱、強(qiáng)降雨、晝夜溫差過(guò)大)，非常有利于黃曲霉毒素的形成。對(duì)于玉米產(chǎn)區(qū)而言，這些情況可能是毀滅性的。據(jù)估算，在美國(guó)，由黃曲霉毒素造成的玉米產(chǎn)量減少，所產(chǎn)生損失約合225萬(wàn)美元/年。一般情況下，干旱會(huì)增加玉米中黃曲霉毒素的含量。炎熱干燥的年份(如2015年)，受到應(yīng)激的谷類(lèi)作物中黃曲霉毒素水平可能會(huì)比正常年份高得多。

　　2真菌的相互作用

　　霉菌毒素，特別是黃曲霉毒素是農(nóng)業(yè)部門(mén)一直關(guān)注的問(wèn)題。某些季節(jié)和氣候條件，將農(nóng)業(yè)置于非常事態(tài)下。黃曲霉毒素是毒性很強(qiáng)的霉菌毒素，能夠抑制動(dòng)物的發(fā)育，損害免疫系統(tǒng)，并能誘發(fā)癌癥，最終可能會(huì)造成死亡。一些曲霉菌屬的真菌在感染作物后會(huì)產(chǎn)生黃曲霉毒素，而這種感染在很大程度上會(huì)受到包括冰凍、干旱、降雨和氣溫變化在內(nèi)的天氣條件的影響。天氣也會(huì)影響真菌的黃曲霉毒素平均產(chǎn)生能力。污染不僅可發(fā)生在作物的生長(zhǎng)期，也可發(fā)生在作物成熟后。

　　產(chǎn)黃曲霉毒素的真菌與在作物特定生長(zhǎng)階段進(jìn)行的農(nóng)業(yè)作業(yè)和氣候因素相互作用，其通過(guò)對(duì)害蟲(chóng)、谷物和作業(yè)時(shí)間的影響最終決定霉菌毒素污染的程度。在作物生長(zhǎng)階段有利于引發(fā)高污染的農(nóng)業(yè)作業(yè)，可能會(huì)在作物成熟后或收獲前，亦或是收獲后的處理和貯存期消除污染。不同的真菌需要不同的生長(zhǎng)條件，但霉菌毒素污染農(nóng)作物的風(fēng)險(xiǎn)是相同的。溫暖的天氣會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇產(chǎn)生量的增加，不過(guò)高于32 ℃的氣溫被認(rèn)為是安全的(Paterson，2011)。

　　赤霉病(FusariumHeadBlight，F(xiàn)HB)的嚴(yán)重程度與揚(yáng)花(花期)直至谷粒形成中的蠟熟階段的天氣條件有關(guān)。降水量和麥田的含水量會(huì)促進(jìn)鐮刀菌屬真菌的感染(Kiecana等，1987)。在有利的氣候條件下，可能有超過(guò)10 ％的谷穗會(huì)被感染，從而引發(fā)嚴(yán)重疾病。發(fā)生嚴(yán)重的赤霉病不僅會(huì)減少糧食產(chǎn)量，而且會(huì)降低糧食品質(zhì)。英國(guó)作物監(jiān)測(cè)部門(mén)開(kāi)發(fā)了一款智能手機(jī)應(yīng)用程序，該軟件能夠根據(jù)多個(gè)指標(biāo)對(duì)小麥質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。可在谷物中產(chǎn)生脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的鐮刀屬真菌的風(fēng)險(xiǎn)因素見(jiàn)表1。

　　3與其他營(yíng)養(yǎng)成分競(jìng)爭(zhēng)

　　另一個(gè)重要因素是黃曲霉和寄生曲霉與其他真菌物種競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分的能力。特別是，輪枝樣鐮刀菌在玉米雌穗中似乎會(huì)與黃曲霉進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)；黃曲霉可以在溫和氣候條件、高溫和干旱條件下成為主導(dǎo)菌(EFSA，2013)。輪枝樣鐮刀菌以及串珠鐮刀菌可以產(chǎn)生煙曲霉毒素，且主要是煙曲霉毒素B1。除了氣溫，還有其他一些因素同樣會(huì)影響玉米輪枝樣鐮刀菌穗腐病的發(fā)生，如旱災(zāi)、蟲(chóng)害、其他真菌性病害、種植時(shí)期以及玉米的基因型(Parsons和Munkvold，2010)。產(chǎn)煙曲霉毒素的真菌可以發(fā)現(xiàn)于所有玉米種植地。在北美，德克薩斯州和東南部各州的玉米感染此類(lèi)真菌的風(fēng)險(xiǎn)高于中部和中西部各州的玉米；而且，煙曲霉毒素一直是“玉米帶”最常見(jiàn)的霉菌毒素(Wu，2011)。然而，能夠加劇煙曲霉毒素危害的最為重要的因素是谷物蟲(chóng)害和降雨。

　　黃曲霉毒素污染可劃分為兩個(gè)截然不同的階段，第一階段是感染生長(zhǎng)期的玉米，第二階段是在玉米成熟后污染加劇(Cotty，2001)。生長(zhǎng)期的玉米往往對(duì)由黃曲霉菌感染和隨后的黃曲霉毒素污染有很強(qiáng)的抗性，除非環(huán)境條件既有利于真菌的生長(zhǎng)又會(huì)提高作物的易感性。

　　在污染的第一階段中，鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳動(dòng)物、昆蟲(chóng)、物理因素(如冰雹)或干熱條件對(duì)生長(zhǎng)期玉米造成的傷害，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染(Cotty和Lee，1990)。污染的第二階段可以發(fā)生在從玉米的成熟至被消費(fèi)的任何時(shí)期(Cotty，2001)。在這一階段中，第一階段感染的玉米和成熟后感染的玉米，毒素均有所增加。當(dāng)成熟的玉米暴露于溫暖、潮濕的條件下，不論是在田間還是在運(yùn)輸、貯存或使用(如在飼養(yǎng)場(chǎng)的地上)的過(guò)程中，第二階段感染均由此發(fā)生(Cotty，1991)。然而，每年的情況都不同，且黃曲霉毒素的污染量將取決于特定年份的天氣，而不是取決于環(huán)境的變化。

　　4黃曲霉毒素帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失巨大

　　由曲霉屬霉菌產(chǎn)生的黃曲霉毒素B1在反芻動(dòng)物體內(nèi)被代謝為黃曲霉毒素M1。黃曲霉毒素B1的來(lái)源包括玉米、花生和棉籽。當(dāng)泌乳母牛攝入含高水平黃曲霉毒素的飼料時(shí)，會(huì)將黃曲霉毒素B1代謝為黃曲霉毒素M1，并將其通過(guò)尿液和牛奶排出。由于全球氣候的不斷變化和世界不同地區(qū)天氣條件的差異，由廢棄污染牛奶造成的經(jīng)濟(jì)損失無(wú)法進(jìn)行預(yù)測(cè)，但損失真實(shí)存在且很?chē)?yán)重。

　　黃曲霉毒素B1是已知的致癌性最強(qiáng)的天然化合物(歐洲食品安全局，2004)。黃曲霉毒素M1在動(dòng)物產(chǎn)品(如牛奶)中的污染率較高。鮮奶要定期檢查黃曲霉毒素M1，在美國(guó)含量高于0.5 μg/kg或在歐盟高于0.05 μg/kg的鮮奶被認(rèn)為是不合格奶，這樣的鮮奶不能作為食品供人食用。污染牛奶必須被銷(xiāo)毀，乳品生產(chǎn)者不僅損失了奶品利潤(rùn)，而且還要負(fù)擔(dān)妥善處理污染牛奶的成本。大量玉米因?yàn)辄S曲霉毒素含量不達(dá)標(biāo)在入庫(kù)時(shí)被拒收。眾所周知，當(dāng)牛奶的黃曲霉毒素M1污染水平超過(guò)安全值(歐盟為0.05μg/kg，美國(guó)為0.5 μg/kg)時(shí)，生產(chǎn)商必須銷(xiāo)毀奶罐中的牛奶。

　　5預(yù)防方法

　　如果存在黃曲霉毒素污染問(wèn)題，對(duì)這非常敏銳的農(nóng)民可能會(huì)考慮種植替代作物(如高粱)。雖然和玉米相比，高粱不太容易受黃曲霉毒素的污染，但一般會(huì)生產(chǎn)可以替代飼料中玉米和其他原料的谷物。當(dāng)牛奶中黃曲霉毒素M1的檢測(cè)水平較高時(shí)，以下兩種實(shí)用方法可以解決該問(wèn)題：

　　用無(wú)黃曲霉毒素污染的飼料替代污染的飼料。重要的是，目前就黃曲霉毒素而言，歐盟和美國(guó)FDA一般不允許將含有黃曲霉毒素的飼料或飼料原料與未污染飼料混合以將最終的混合飼料的黃曲霉毒素污染水平降低到可被用作人類(lèi)食品或動(dòng)物飼料的可接受水平。

　　在現(xiàn)有的奶牛飼料中添加特殊的飼料添加劑，以便在動(dòng)物消化道的消化過(guò)程中有效地吸附黃曲霉毒素B1。此類(lèi)飼料添加劑的效率與減少黃曲霉毒素的總攝入量和轉(zhuǎn)化成黃曲霉毒素M1的量有關(guān)。

　　6結(jié)論

　　常規(guī)的作物監(jiān)測(cè)可提供大量的地理方面的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在描述天氣對(duì)跨區(qū)域、跨國(guó)甚至跨大陸霉菌毒素污染的影響上非常有用。對(duì)天氣影響的認(rèn)識(shí)不僅有利于更好地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且有利于借助根據(jù)天氣情況進(jìn)行調(diào)整的管理策略來(lái)提高成本-效益比。近來(lái)，玉米和棉籽的嚴(yán)重污染事件凸顯了天氣影響的重要性，以及調(diào)整種植周期和管理措施的必要性，以避免出現(xiàn)與黃曲霉毒素相關(guān)的損失。盡管在谷物的生長(zhǎng)、收獲和貯藏期采取了大量的努力和預(yù)防性措施，然而霉菌毒素污染的幾率仍然居高不下。因此，收獲后采取有效的脫毒措施顯得非常重要。在動(dòng)物飼料中添加特殊的飼料添加劑是一種可以預(yù)防霉菌毒素中毒的普遍方法。
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