黄曲霉毒素(aflatoxin,AF)是黄曲霉和寄生曲霉产生的一类代谢产物。寄生曲霉的所有菌株都能产生AF,而黄曲霉则是部分菌株产毒。在我国寄生曲霉罕见,黄曲霉是我国粮食和饲料中常见的真菌。20世纪60年代英国发生十万只火鸡突发性死亡事件,经研究证实为黄曲霉污染饲料产生的AF引起。由于AF具有强烈的毒性和致癌性,因而受到重视。
AF的来源
- 黄曲霉(Aspergillus flavus),部分菌株产毒。
- 寄生曲霉(Aspergillus parasitlas)所有菌株产毒。
AF的化学结构
种类:AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1、AFM2
Af是一类结构类似的化合物,相对分子量(FW)312~346,其基本结构都含有二呋喃环、香豆素(杂氧萘邻酮),在紫外线下都发生荧光,根据荧光颜色及其结构分别命名为AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1、AFM2
AF毒性与结构有关:二呋喃环末端有双键者,毒性强,有致癌性。AF毒性顺序如下:B1>M1>G1>B2>M2粮油食品中以AFB1污染最为多见,而且其毒性和致癌性最强,因此在食品卫生监测中常以AFB1作为污染指标。
AF的理化性质
AF耐热,在一般烹调加工温度下不被破坏,在280℃时发生裂解,AF在水中溶解度很低,几乎不溶于水,能溶于油脂和甲醇、丙酮、三氯甲烷等多种有机溶剂,但不容于石油醚、己烷和乙醚中。
- 黄色结晶,不溶于水,溶于氯仿、甲醇而不溶于正己烷,石油醚,乙醚
- 在紫外光照射下,产生强荧光
- 耐热,280℃裂解
- 碱性条件下香豆素形成香豆素钠盐溶于水
AF在体内的代谢过程
- 分布:AF进入体内主要分布于肝脏
- 代谢:经肝脏代谢,在微粒体混合功能氧化酶系的催化下,AFB1发生强化、脱甲基和环氧化反应。
- 羟化(解毒过程)AFB1转化为Q1或者M1,转变为前者可能是一种解毒过程。
- 脱甲基
- 环氧化(毒性、致癌性增强)
B1、M1、G1的二呋喃环双键,易发生环氧化反应,形成2,3-环氧化物,与DNA、RNA形成加合物,发挥致癌、致突变作用。
AFB1-DNA加合物检测AFB1毒性效应指标
AF产毒条件和对食品的污染
AF 的毒性特点
急性毒性
AFB1是一种毒性极强的剧毒物,最敏感的动物是鸭雏和幼龄的鲑鱼。下表为AFB1与其他毒物的LD50对比
毒性较强的氰离子(CN-),一般每公斤体重1毫克CN-的剂量即可致死。对于体重90公斤的人而言致死量就约为100毫克氰离子。一些毒性较小的物质及其对人的致死范围示例如下 吗啡l一50毫克/公斤 阿斯匹林50—500毫克/公斤 甲醇500一5000毫克/公斤 乙醇5000一15000毫克/公斤 根据物质的半致死剂量LD50值,美国科学院把毒性物质危险划分为五个等级
- “0”:无毒性,LD50>15 g·kg-1;
- “1”:实际无毒性,5 g·kg-1<LD50<15 g·kg-1;
- “2”:轻度毒性,0.5 g·kg-1<LD50<5 g·kg-1;
- “3”:中度毒性,50 mg·kg-1<LD50<500 mg·kg-1;
- “4”:高度毒性,LD50<50 mg·kg-1
- 鸭雏:LD50:0.24mg/Kg,12μg/只。
- 急性毒作用:肝脏毒
大多数敏感动物在摄入毒素后的3天内死亡,在解剖中发现它们的肝脏均有明显损伤,可见肝实质细胞坏死、胆管上皮增生、肝脂肪浸润和肝出血等急性病变。AF亦可引起人的急性中毒,最典型事例为1974年印度两个邦200个村庄居民因食用霉变玉米,爆发的AF中毒性肝炎。该次中毒中发病人数接近400,中毒临床表现以黄疸为主,发热、呕吐和厌食,重者出现腹水、下肢水肿、肝脾大及肝硬化,甚至死亡。在尸检中可见到肝胆管增生。检测发现这些霉变玉米中AFB1含量为6.25~15.6mg/Kg,推算每人平均摄入AFB1的量大约为2~6mg/d。
1960年在英国发生了因喂食黄曲毒素花生粕而导致大批火鸡暴毙事件。
慢性毒性
- 肝组织学变化:肝细胞变性,坏死,再生结节,肝管上皮增生及肝纤维化、肝硬化
- 肝功能变化:血清转氨酶,碱性磷酸酶,球蛋白升高
- 其它症状:生长发育迟缓,体重下降,食物利用率降低,母畜不育或产仔少等
致癌性
AF是目前公认的最强化学致癌物质。
AF在动物实验中小剂量反复摄入或者大剂量一次摄入均可引起癌症,主要是肝癌,多为肝细胞性肝癌,少数为胆管型或混合型。
AF不仅可以诱发肝癌,还可诱发其他部位肿瘤,如胃腺癌、肾癌、直肠癌以及乳腺、卵巢、小肠等部位肿瘤。经气管给予AFB1可诱发气管鳞状上皮癌。