餐饮食品安全：霉菌及其毒素的危害与预防

任务目标

1.了解霉菌产毒的特点与常见的产毒霉菌及其霉菌毒素。

2.掌握霉菌产毒的条件。

3.掌握霉菌及其毒素的危害与预防措施。

4.理解黄曲霉毒素的性质及危害。

任务导入

2004年省粮油检验机构对某县45家粮谷加工企业的水稻进行抽样检验，结果显示：有3家企业的3批次水稻为陈化粮。据介绍，这3批次陈化粮的库存量为94.44吨。“陈化粮”事件曝光后，发现全国10多个省市粮油批发市场有国家粮库淘汰的发霉米。陈化粮黄曲霉菌超标，而黄曲霉菌产生的黄曲霉素，是目前发现的最强化学致癌物，可导致肝癌。

霉菌在自然界分布很广，具有极强的繁殖能力，在适宜的条件下可形成许多微小的孢子，孢子可在自然界中随处散播和繁殖，因而很容易污染食品。在粮食及其加工制成品、肉制品、乳制品、发酵食品中均发现过霉菌毒素，其中玉米、大米、花生、小麦被霉菌污染得最多。据联合国粮食及农业组织（FAO）调查，全世界每年被霉菌污染的各类谷物、油料种子和饲料超过其总量的10%。

任务实施

一、霉菌及其毒素的概述

（一）霉菌毒素的概念及危害

霉菌毒素主要是指霉菌在其所污染的食品中产生的有毒代谢产物。通常具有耐高温、无抗原性的特点，它们可通过食品进入人和动物体内，引起人的急性或慢性中毒，损害机体的肝、肾、神经组织、造血组织及皮肤组织等，且多数霉菌毒素还具有致癌作用。自从20世纪60年代发现强致癌的黄曲霉毒素以来，霉菌与霉菌毒素对食品的污染日益引起重视。

（二）霉菌产毒的特点

（1）霉菌产毒仅限于少数的产毒霉菌，产毒菌种仅限于部分产毒菌株。

（2）霉菌产毒具有可变性和易变性。产毒菌株经过传代培养会失去产毒能力，而非产毒菌株在一定条件下也可出现产毒能力。

（3）产毒的菌种所产生的霉菌毒素无严格专一性。一种菌种或菌株可以产生几种不同的毒素，而同一毒素也可由几种霉菌产生，如黄曲霉素可由两种霉菌产生。

（4）产毒霉菌产生毒素需一定条件，如基质种类、水分、温度、湿度等。

（三）霉菌产毒的条件

①食品基质　与其他微生物生长繁殖的条件一样，不同食品基质的霉菌生长情况是不同的。一般而言，营养丰富的食品其霉菌生长的可能性就大，天然基质比人工培养基产毒多。实验证实，同一霉菌菌株在同样培养条件下，以富含糖类的小麦、米为基质比以油料为基质的黄曲霉毒素产毒量高。

不同的基质对霉菌的生长和产毒会产生一定影响，即不同的霉菌菌种易在不同的食品中繁殖，不同的食品中出现的霉菌以一定的菌种为主。如玉米与花生上适宜黄曲霉的生长与产毒（黄曲霉毒素）、小麦上适宜镰刀菌的生长及产生毒素、大米上适宜青霉菌的生长及产生毒素。

②水分和相对湿度　天然基质中的水分和环境湿度是影响霉菌繁殖和产毒的重要因素。水分对营养物质的吸收是必需的，霉菌生长只限于潮湿的环境中。许多霉菌在相对湿度85%～100%的条件下生长良好，当相对湿度降为80%～85%，霉菌生长缓慢甚至停止。在相对湿度为70%时粮食达到平衡水分的条件，霉菌即不能产毒。霉菌所需的水分活度比细菌和酵母菌略低，但Aw降至0.7以下，一般霉菌也不能生长。粮食水分为17%～18%是霉菌繁殖产毒的最佳条件。

③温度　外界温度对霉菌的繁殖与产毒也有重要影响。但个别菌种能耐低温，可在冰冻条件下生长而引起冷藏肉类的腐败。大多数霉菌生长最适宜的温度为25～30℃，在0℃以下或30℃以上时不能产毒或产毒能力减弱。

④通风情况　大部分霉菌繁殖和产毒需要有氧条件，但毛霉是厌氧菌并可耐受高浓度的CO2。

二、主要产毒的霉菌及霉菌毒素

（一）主要产毒的霉菌菌属

①曲霉属　曲霉在自然界分布极为广泛，对有机物的分解能力很强。曲霉属中有些菌种如黑曲霉等被广泛用于食品工业。同时，曲霉也是重要的食品污染霉菌，可导致食品发生腐败变质，有些种还产生毒素。曲霉属中可产生毒素的菌种有黄曲霉、赭曲霉、杂色曲霉、烟曲霉、构巢曲霉和寄生曲霉等。

②青霉属　青霉分布广泛，种类很多，经常存在于土壤和粮食及果蔬上。有些菌种具有很高的经济价值，能产生多种酶及有机酸。另一方面，青霉可引起水果、蔬菜、谷物及食品的腐败变质，有些菌种及菌株同时还可产生毒素。包括岛青霉、桔青霉、黄绿青霉、红色青霉、扩展青霉、圆弧青霉、纯绿青霉、展开青霉、斜卧青霉等。

③镰刀菌属　镰刀菌属包括的菌种很多，其中大部分是植物的病原菌，并能产生毒素。包括禾谷镰刀菌、三线镰刀菌、玉米赤霉、梨孢镰刀菌、无孢镰刀菌、雪腐镰刀菌、串珠镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、木贼镰刀菌、茄病镰刀菌、粉红镰刀菌等。

④交链孢霉属　交链孢霉广泛分布于土壤和空气中，有些是植物病原菌，可引起果蔬的腐败变质，产生毒素。

（二）主要的霉菌毒素

①黄曲霉毒素　黄曲霉毒素（简称AF）是在1960年英国发生的“火鸡X病”事件中发现。当时英国一些养鸡场因喂食巴西进口的霉变花生仁粉，致使10万多只火鸡死亡。事发后一时弄不清楚真实的病因，故而取名X病。直到1962年才证实是由黄曲霉毒素引起的。黄曲霉毒素是黄曲霉和寄生曲霉的代谢产物。寄生曲霉的所有菌株都能产生黄曲霉毒素，但我国寄生曲霉罕见。黄曲霉是我国粮食和饲料中常见的真菌，由于黄曲霉毒素的致癌力强，因而受到重视，但并非所有的黄曲霉都是产毒菌株，即使是产毒菌株也必须在适合产毒的环境条件下才能产毒。

（1）AF的化学结构：黄曲霉毒素是一类结构相似的化合物，有十多种变构体（B1、B2、G1、G2、M1、M2等），其基本结构都含有二呋喃环和香豆素（氧杂萘邻酮）。

黄曲霉主要产生B1、B2两种毒素，其中以B1的毒性和致癌性最强，它的毒性比氰化钾大100倍，仅次于肉毒毒素，是真菌毒素中最强的；致癌作用比已知的化学致癌物都强，比二甲基亚硝胺强75倍。因此，测定食品中黄曲霉毒素的含量多以B1为测定指标。

（2）AF的理化性质：黄曲霉毒素为黄色结晶，难溶于水、正己烷、石油醚、乙醚，易溶于氯仿、甲醇；在紫外光照射下产生强荧光，低浓度纯毒素可被紫外线破坏；耐热，280℃时裂解，一般的烹调加工方法不易破坏；中性或酸性溶液稳定，在强碱溶液中则可迅速分解破坏。

（3）产毒条件和对食品的污染：黄曲霉生长产毒的温度范围是12～42℃，最适产毒温度为25 33℃，最适Aw为0.93～0.98，黄曲霉在水分为18.5%的玉米、稻谷、小麦上生长时，第3天开始产生AF，第10天产毒量达到最高峰，以后便逐渐减少。黄曲霉产毒的这种迟滞现象，意味着高水分粮食如在两天内进行干燥处理，粮食水分降至13%以下，即使污染黄曲霉也不会产生毒素。

黄曲霉毒素污染可发生在多种食品上，如粮食、油料、水果、干果、调味品、乳及乳制品、蔬菜、肉类。其中AF主要污染粮油及其制品，以花生和玉米及其制品的污染最为严重，其次是小麦、大麦等麦类植物和干薯也易遭受污染，大米、豆类作物受污染较轻。最适宜生长并产生毒素的基质是花生、玉米。

我国大规模食品普查发现，长江沿岸以及长江以南地区黄曲霉毒素污染严重。这些地区地处亚热带，雨量充沛，湿度大，气温高，在玉米和花生的收获季节，往往遇上阴雨连绵的天气，农作物没能及时被晒干。而华北、东北地区及西北地区食品受黄曲霉毒素污染则很少。近几年国内外也报道在一些干果类如核桃、杏仁、榛子、无花果以及动物性食品如干制鱼、干虾、火腿、香肠等食品中，均检出了黄曲霉毒素。某些发酵类食品也发现了AF污染。

（4）AF的毒性：黄曲霉毒素是一种强烈的肝毒，对肝有特殊亲和性并有致癌作用。同时，饲料中的毒素可以蓄积在动物的肝、肾和肌肉组织中，人食入后可引起慢性中毒。中毒症状分为如下三种类型。

①急性和亚急性中毒：造成肝细胞变性、坏死、出血以及胆管增生，在几天或几十天后死亡。

②慢性中毒：肝出现慢性损伤、生长缓慢，人体重减轻、肝功能降低，出现肝硬化。在几周或几十周后死亡。(www.xing528.com)

③致癌：属最强的化学致癌剂，其致肝癌强度比二甲基亚硝胺诱发肝癌的能力大75倍。从肝癌的流行病调查中发现，凡食品中黄曲霉毒素污染严重和人体实际摄入量较高的地区，肝癌的发病率也高。

②黄变米毒素　黄变米是20世纪40年代在日本大米中发现的。这种米由于被真菌污染而呈黄色，故称黄变米。导致大米黄变的真菌主要是青霉属中的一些菌种。黄变米毒素可分为如下三大类。

（1）黄绿青霉毒素：大米水分为14.6%时易感染黄绿青霉，在12～13℃便可形成黄变米，米粒上有淡黄色病斑，同时产生黄绿青霉毒素。该毒素不溶于水，加热至270℃失去毒性；为神经毒，毒性强，中毒特征为中枢神经麻痹，进而心脏及全身麻痹，最后呼吸停止而死亡。

（2）桔青霉毒素：桔青霉污染大米后形成桔青霉黄变米，米粒呈黄绿色。精白米易被桔青霉污染形成该菌种黄变米。桔青霉及其他青霉菌（如黄绿青霉、扩展青霉、变灰青霉）均能产生这种毒素。该毒素难溶于水，为一种肾毒，可导致实验动物肾肿大，肾小管扩张和上皮细胞变性坏死。

（3）岛青霉毒素：岛青霉污染大米后形成岛青霉黄变米，米粒呈黄褐色溃疡性病斑，同时含有岛青霉产生的毒素，包括黄天精、环氯素、岛青霉素、红天精。前两种毒素都是肝脏毒，急性中毒可造成动物发生肝衰竭现象；慢性中毒发生肝纤维化、肝硬化或肝肿瘤，可导致实验大白鼠肝癌。

③镰刀菌毒素　根据联合国粮食及农业组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）联合召开的第三次食品添加剂和污染物会议资料，镰刀菌毒素同黄曲霉毒素一样被看作是自然发生的最危险的食品污染物。镰刀菌毒素是由镰刀菌产生的。镰刀菌在自然界广泛分布，侵染多种作物。有多种镰刀菌可产生对人畜健康威胁极大的镰刀菌毒素。镰刀菌毒素已发现的有十几种，按其化学结构可分为以下三大类，即单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮和丁烯酸内酯。

（1）单端孢霉烯族化合物：该化合物是由雪腐镰刀菌、禾谷镰刀菌、梨孢镰刀菌、拟枝孢镰刀菌等多种镰刀菌产生的一类毒素。它是引起人畜中毒最常见的一类镰刀菌毒素。

在单端孢霉烯族化合物中，我国粮食和饲料中常见的是脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）。DON主要存在于赤霉病的麦粒中，在玉米、稻谷、蚕豆等作物也能感染赤霉病而含有DON。赤霉病的病原菌是赤霉菌。这种病原菌适合在阴雨连绵、湿度高、气温低的气候条件下生长繁殖。若在麦粒形成乳熟期感染，则随后成熟的麦粒皱缩、干瘪、有灰白色和粉红色霉状物；若在后期感染，麦粒尚且饱满，但胚部呈粉红色。DON又称致吐毒素，易溶于水、热稳定性高。烘焙温度210℃、油煎温度140℃或煮沸只能破坏50%。

人误食含DON的赤霉病麦（含10%病麦的面粉250 g）后，多在1h内出现恶心、眩晕、腹痛、呕吐、全身乏力等症状。少数伴有腹泻、颜面潮红、头痛等症状。以病麦喂猪，猪的体重增重缓慢，宰后脂肪呈土黄色、肝发黄、胆囊出血。DON对犬经口的致吐剂量为0.1 mg/kg。

（2）玉米赤霉烯酮：玉米赤霉烯酮是一种雌性发情毒素。动物吃了含有这种毒素的饲料，就会出现雌性发情综合症状。禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌、粉红镰刀菌、三线镰刀菌、木贼镰刀菌等多种镰刀菌均能产生玉米赤霉烯酮。

玉米赤霉烯酮不溶于水，溶于碱性水溶液。发生赤霉病的小麦中有时可能同时含有DON和玉米赤霉烯酮。饲料中含有的玉米赤霉烯酮在1～5 mg/kg时才出现症状，在500 mg/kg含量时出现明显症状。玉米中也可检测出玉米赤霉烯酮。

（3）丁烯酸内酯：丁烯酸内酯在自然界发现于牧草中，牛饲喂带毒牧草易导致烂蹄病。

④展青霉毒素　展青霉毒素主要是由扩展青霉产生的，可溶于水、乙醇，在碱性溶液中不稳定，易被破坏。污染展青霉的饲料可造成牛中毒，展青霉毒素对小白鼠的毒性表现为小白鼠严重水肿。展青霉是苹果贮藏期的重要霉腐菌，它可使苹果腐烂。以这种腐烂苹果为原料生产出的苹果汁会含有展青霉毒素。如用腐烂达50%的烂苹果制成的苹果汁，展青霉毒素可达20～40μg/L。

三、霉菌及其毒素污染食品的危害

①霉菌污染引起食品腐败变质　霉菌最初污染食品后，在基质及环境条件适应时，可引起食品的腐败变质，不仅可使食品出现异样颜色，产生霉味等异味，食用价值降低，甚至完全不能食用，而且还可使食品原料的加工工艺品质下降，如出粉率、出米率、黏度等降低。粮食类及其制品被霉菌污染造成的损失最为严重，据估算每年全世界平均至少有2%的粮食因污染霉菌发生霉变而不能食用。

②霉菌毒素引起人类中毒　大多数霉菌本身无毒，只有在适宜的条件下，有的菌株可产毒，人食用了被产毒霉菌污染的食品可产生急性中毒、慢性中毒及致癌、致畸等危害。

霉菌毒素中毒与人的饮食习惯、食品种类和生活环境条件有关，所以霉菌毒素中毒常表现出明显的地方性和季节性，甚至有些还具有地方疾病的特征。例如，我国乌苏里江地区的农民很早就发现赤霉病小麦，进食后会引起昏迷而称其为“迷神麦”。1882年苏联远东地区有“醉谷病”的记载，就是由于食用霉变的谷物而引起的一种霉菌中毒症。第二次世界大战后期，苏联发生因食用越冬小麦引起食物中毒性白细胞缺乏症。

四、霉菌及其毒素污染食品的预防措施

防霉、去毒是预防霉菌及其毒素对食品及健康造成危害的两大主要措施。

①防霉　防止食品霉变是避免毒素污染食品的最根本措施。通过控制霉菌生长繁殖及产毒的条件，可达到防霉目的。具体措施有以下几点。

（1）控制水分。粮谷收获后，应及时采用在阳光下晾晒、风干、烤干或密封加吸湿剂的办法，将其水分迅速降至安全水分的13%以下（大豆11%，玉米12.5%，花生8%）。

（2）控制贮藏温湿度。粮库必须设有良好的通风设备，贮粮前，做好库房降温、降湿措施，将粮库的温度降至10℃以下，湿度控制在70%以下，即可有效地防止粮食霉变。

（3）气调防霉。除氧或增加粮库中氮气、二氧化碳。

（4）化学防霉及辐照防霉。目前许多国家利用环氧乙烷进行粮食防霉，环氧丙烷用于调味料、淀粉等的保藏。

（5）保持粮谷组织结构的完整性。作物在收获贮运过程，保持谷粒、花生、豆类等外壳完整无破损，可有效防止霉菌的侵染。

②去毒　包括除去法和灭活法两种措施。除去法就是用物理、化学及生物方法去除毒素的方法，如物理筛选法、化学溶剂提取法、吸附法和生物法去除毒素；灭活法就是利用物理或化学药物的方法使毒素的活性破坏的方法。

（1）除去法：

①剔除霉粒、碾磨、搓洗。花生、玉米及豆类中的毒素主要集中在霉烂、破损、皱皮或变色的仁粒中。因此，剔除花生、玉米、豆类的霉粒是去毒的最好办法，采用剔除法，往往可使黄曲霉毒素含量显著下降。碾磨加工可将大部分集中于米糠层和谷皮胚层的黄曲霉毒素去除一部分，清水搓洗4次可去毒30%。

②吸附去毒：应用活性炭、酸性白陶土等吸附剂处理含有黄曲霉毒素的油品效果很好。如果加入1%的酸性白陶土搅拌30 min澄清分离，去毒效果可达96%～98%

③溶剂提取：黄曲霉毒素不溶于水、己烷、乙醚及石油醚中，但溶于甲醇、乙醇和三氯甲烷等有机溶剂。有研究表明，80%的异丙醇和90%的丙酮可将花生中的黄曲霉素全部提出来。按玉米量的4倍加入甲醇去除黄曲霉毒素可达满意的效果。用10%氯化钠溶液提取有毒花生油中的毒素，可除去90%的毒素，出油率在90%之上。

④微生物去毒：应用微生物发酵去毒，有研究表明，对污染黄曲霉毒素的高水分玉米进行乳酸发酵，在酸催化下高毒性的黄曲霉毒素B1可转变为黄曲霉毒素B2，此法适用于饲料的处理；其他微生物去毒如假丝酵母可在20天内降解80%的黄曲霉毒素B，根霉也能降解黄曲霉毒素，橙色黄杆菌、米根菌、无根根霉等可使牛奶、花生油、玉米等食品中的黄曲霉毒素全部破坏。

（2）灭活法：

①加热处理。干热或湿热都可以除去部分毒素，在150℃以下炒花生约0.5 h可去除黄曲霉毒素，0.1 MPa高压蒸煮2h可以去除大部分黄曲霉毒素。

②射线处理。用紫外线照射含毒花生油可使其含毒量降低95%或更多，此法操作简便、成本低廉。日光曝晒也可降低粮食中的黄曲霉毒素含量。

③植物油加碱去毒法。因碱可水解黄曲霉毒素的内酯环，形成邻位香豆素钠，香豆素可溶于水。因此，对含有黄曲霉毒素的油品可用氢氧化钠水洗，也可用碱炼法，它是油脂精加工方法之一，同时也可去毒。具体做法是毛油经过20～65℃预热，然后加入1%的氢氧化钠搅拌30 min，保温静置沉淀8～10h分离出毛脚，水洗过滤、吹风除水即得净油。

此外，使用3%的石灰乳或10%的稀盐酸处理黄曲霉毒素污染的粮食也可以去除毒素。

④氧化剂处理。5%的次氯酸钠在几秒钟内可破坏黄曲霉毒素。

⑤醛类处理。使用2%甲醛处理含水量为30%的带毒粮食和食品，可破坏黄曲霉毒素。

③严格执行食品中真菌毒素限量标准，加强市场监督检查　为保证市场上食品的安全性，我国制订了食品中真菌毒素的限量标准（GB 2761-2017），依据食品安全国家标准，加强市场监督力度，以提高投入市场的食品安全性，保护消费者的生命安全。