黄曲霉菌

更新时间:2024-08-02 21:34

黄曲霉菌(学名:Aspergillus flavus)或称为黄曲菌、黄曲霉等,属真菌门、半知菌亚门、丛梗孢科、曲霉属,是一种广泛分布于世界各地的常见腐生霉菌,其中有30%-60%的菌株可产生黄曲霉毒素;而大多数非致病性的菌种,常作为曲种应用于发酵工业,主要是一些有机酸的发酵生产,如黄曲霉Aspergillus flavus H-98可用于L-苹果酸的发酵生产。

形态特征

菌落正面色泽随其生长由白色变为黄色及黄绿色,呈半绒毛状。孢子成熟后颜色变为褐色,孢子表面平坦或有放射状沟纹,孢子反面无色或者褐色,分生孢子头呈疏松放射状,继而为疏松柱状。制片镜检观察,可见分生孢子梗很粗糙。顶囊呈烧瓶形或近球形。分生孢子在小梗上呈链状着生,分生孢子的周围有小突起、球形、粗糙。

生长环境

黄曲霉菌为需氧菌,极易滋生于粮食、油料作物、干果类食品饲料中,在肉食奶制品中也发现过黄曲霉污染。

黄曲霉是温暖地区常见的占优势的霉菌,其生长温度范围在4—50℃之间,最适生长温度为25—40℃。黄曲霉毒素形成的最低温度为5—12℃,最高为45℃,最适温度为20—30℃(28℃)。在肉制品中,当温度在10℃以下时,则不生成黄曲霉毒素。曲霉比其它霉菌更耐旱,而且环境的酸碱性对其影响不大,在pH2—9的条件下都能生成黄曲霉毒素,不过在pH2.5—6.0之间的酸性条件下,毒素的生成量最大。黄曲霉能在含氧量极低的环境中生长,在缺氧环境中发酵。即使在充填二氧化碳的冷库中,黄曲霉的生长也不受影响,不过能明显地延缓黄曲霉毒素的形成。

分布范围

黄曲霉和寄生曲霉广泛存在于土壤、灰尘、植物及其果实上。特别是在热带和亚热带的核果类和谷类上更为常见。黄曲霉毒素广泛存在于粮油食品和饲料中。存在于霉变的花生、谷物、果仁和大米上,

真菌毒性

含毒成分

黄曲霉毒素是很强的致癌物,肝癌与食品中黄曲霉毒素含量高有直接关系。黄曲霉具有55个次级代谢基因簇,能调控产生丰富的次级代谢物,如黄曲霉毒素、环匹阿尼酸等真菌毒素。黄曲霉毒素是主要由黄曲霉(aspergillus flavus)、寄生曲霉(a.parasiticus)产生的次生代谢产物。黄曲霉毒素(Aflatoxins)是一组化学结构类似的化合物,其基本结构为二呋喃环和香豆素(氧杂萘邻酮),前者为基本毒性结构,后者与致癌有关。发现的黄曲霉毒素有20余种,主要包括B1、B2、G1、G2、M1、M2等。黄曲霉毒素B1是迄今为止发现的毒性、致癌性最强的化学物质,被联合国确定为Ⅰ类致癌物。已确定黄曲霉毒素结构的有AFB1、AFB2、AFM1等18种,它们的基本结构中都含有二呋喃环和氧杂萘邻酮(又名香豆素),前者为其毒性结构,后者可能与其致癌性有关。

根据在紫外线照射下发出的荧光颜色的差异,将黄曲霉毒素分为两类:一类是发出蓝色荧光的B类,包括B1、B2、B2a;另一类为发出绿色荧光的G类,包括G1、G2、G2a等。构象关系研究发现,黄曲霉毒素中二呋喃环末端有双键者毒性较强,并具有致癌性。比如黄曲霉毒素B类的毒性和致癌性最强,在天然污染的食品中也最常见,所以在食品检测中通常以黄曲霉毒素B1作为污染指标。

毒性及毒理

黄曲霉毒素还具有致突变、致畸作用,主要体现在抑制蛋白质的合成,影响RNA转录;还可损伤免疫系统,使胸腺发育不良,淋巴细胞减少。黄曲霉毒素非常耐热,要280℃才能分解。在一般情况下,巴氏消毒法或烘烤面包的热度并不足以使黄曲霉毒素完全灭活。这些毒素对强酸和强碱较敏感。因此,在提炼油时,用氢氧化钠萃取游离脂肪酸的工艺可以进一步破坏毒素的活性。尽管黄曲霉毒素的毒性很强,但必须一次性摄入含有大量黄曲霉毒素的霉变食品才会发生急性中毒疾病。对于人类,多见由于持续性摄入亚急性量而造成慢性中毒的情况,例如引起肝硬变和肝脏纤维样病变。不仅霉变食品,那些在运输过程中污染灰尘而霉变的粮食和花生中也可能带有黄曲霉毒素而危害人类。毒素在肝脏、心肌和肌肉中逐渐积累而增强它的毒性。对肝脏的直接损伤可能导致基因畸变(畸胎或死胎),但大量的动物(鼠类、鸟类和鱼类)试验结果证明,它们有很强的致癌性,主要是诱发肝癌。有人认为还会诱发肾癌。黄曲霉毒素的致癌性与其它致癌物如二甲基亚硝胺的作用有明显的关系。对人类而言,黄曲霉毒素作用的靶器官是肝脏。如果长期食用含有微量黄曲霉毒素的食物,可在人体内累积,导致肝癌,严重者可致死亡。

黄曲霉毒素B1的分子结构中二呋喃环上具有双键,在此种双键部位形成的8,9-环氧黄曲霉毒素,对黄曲霉毒素B1的致癌作用极为重要,是黄曲霉毒素中致癌性最强的毒素。其致癌机理是:由于其末端呋喃环上有一个双键,经肝或其他器官的微粒体酶作用,双键发生环氧化,并导致产生锚离子,形成亲电子的终致癌物,并在核酸碱基鸟嘌呤的N-7位上反应,使DNA损伤,导致基因的结构和功能发生改变,由此可导致癌基因活化而致癌。在各种黄曲霉毒素中二呋喃环上具有双键的黄曲霉毒素B1、M1和G1,也容易发生环氧化反应,形成黄曲霉毒素8,9-环氧衍生物,其致癌作用较强;而不具有二呋喃环上双键的黄曲霉毒素B2、G2,其致癌作用较弱,一般毒性也较低。

黄曲霉是土传霉菌之一 ,由于没有宿主特异性, 所以它不仅能够侵害污染单子叶和双子叶植物, 还能侵害地上和地下植物的种子,其中小麦、玉米、大米、花生被污染最多。另外,黄曲霉菌在饲料中能消耗大量的营养物质,释放能量,加速饲料中的脂肪变质,破坏蛋白质、泛酸、烟酸、维生素 A、维生素 D、 维生素 E 等成分, 降低饲料的营养价值。

中毒症状

黄曲霉毒素急性中毒的主要症状为恶心、呕吐、黄疸、肝区疼痛、胃肠大出血,可致死亡。

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