霉菌毒素是在結(jié)構(gòu)上差異巨大的一類小分子量化合 物，由微生物經(jīng)過(guò)次生代謝過(guò)程產(chǎn)生，對(duì)食品與飼料的 污染十分常見(jiàn)，廣泛存在于各種物料、食品及飼料中。 據(jù)估計(jì)，目前已經(jīng)有大約100000種霉菌已經(jīng)被鑒定，其 中400種左右對(duì)人類具有潛在的毒性，這些有潛在毒性 的霉菌中又有5%左右可以產(chǎn)生有毒物質(zhì)[1].年均氣溫較 高的國(guó)家和地區(qū)這一問(wèn)題尤其嚴(yán)重，如中國(guó)正處于亞熱 帶地區(qū)，各地區(qū)的種植水平差異很大，糧食貯運(yùn)條件參 差不齊，因此由霉菌毒素導(dǎo)致的人或動(dòng)物急性、慢性中 毒較為常見(jiàn)。

    1 霉菌毒素的危害

    食品與飼料被霉菌污染后，可引起兩者的變質(zhì)，還 可因霉菌產(chǎn)生的毒素而引起動(dòng)物或人中毒。霉菌污染飼 料后可使之飼用價(jià)值降低，甚至完全失去商品價(jià)值，從 而損失巨大。飼料中的霉菌毒素還可通過(guò)食物鏈對(duì)人體 產(chǎn)生危害。

    霉菌毒素對(duì)人及動(dòng)物的危害性已經(jīng)被人們所公認(rèn)。 它可以引起一系列嚴(yán)重的生理和生物毒害，如致癌性（黃 曲霉毒素、褚曲霉毒素和伏馬霉素）、致突變性（黃曲霉 毒素和柄曲霉毒素）、致畸胎性（褚曲霉毒素）、致雌激 素異常（玉米赤霉烯酮）、致出血（單端孢霉烯族毒素）、 免疫毒性（黃曲霉毒素和褚曲霉毒素）、腎毒性（褚曲霉 毒素）、肝毒性（黃曲霉毒素）、皮膚毒性（單端孢霉烯 族毒素）及神經(jīng)毒性（麥角堿）,另外還有些具有細(xì)胞毒 性[2].

    2 霉菌毒素的去除策略

    從理論上來(lái)說(shuō)，要防止霉菌毒素污染食品或飼料， 有四種可能的途徑：一是防止污染的發(fā)生，即使用防腐 劑或防霉劑來(lái)防止霉菌在食品或飼料中生長(zhǎng)；二是對(duì)霉 菌毒素所污染的食品或飼料進(jìn)行脫毒處理；三是防止動(dòng) 物腸道對(duì)霉菌毒素的吸收（即使食品或飼料中仍有毒素 存在）;四是通過(guò)促進(jìn)霉菌毒素在動(dòng)物體內(nèi)的降解或排泄，從而使動(dòng)物在吸收霉菌毒素之后也不出現(xiàn)中毒反應(yīng)，并 且不會(huì)造成霉菌毒素在其體內(nèi)的積累（這樣才能防止霉 菌毒素通過(guò)食物鏈對(duì)人類造成傷害）.

    一種脫毒方法是否真正有效并可以應(yīng)用，應(yīng)該取決 于以下幾點(diǎn)[3～6]:霉菌毒素轉(zhuǎn)化成一種無(wú)毒的化學(xué)物質(zhì) 而失活或去除（在物理吸附法中，霉菌毒素通過(guò)與吸附劑大分子形成復(fù)合物而失活）;霉菌的孢子和菌絲體被破壞，從而使新的毒素不能形成；食品或飼料中的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值在處理過(guò)程中應(yīng)該得以保存；物料的物理特性或外觀不能發(fā)生明顯的改變；經(jīng)濟(jì)上可行，即脫毒過(guò)程所帶來(lái) 的經(jīng)濟(jì)上的好處應(yīng)大于花費(fèi)。

    微生物脫毒法利用一些特定的微生物或它們產(chǎn)生的 酶來(lái)降解霉變飼料中的霉菌毒素，將這些微生物加入食 品原料或飼料當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)霉菌毒素的溫和降解。例 如，已經(jīng)有人采用來(lái)自微生物Exophiala spinifera產(chǎn)生 的酶來(lái)對(duì)伏馬菌素（fumonisin）脫毒并申請(qǐng)了專利[7～8]. 目前這類方法正在被廣泛地研究。許多專家認(rèn)為，微生 物脫毒法是一種較好的脫毒方法，它可以在一種溫和的 環(huán)境和條件下（避免高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿）,達(dá)到去除霉菌 毒素的目的。這一過(guò)程中，無(wú)需帶入有毒有害的化學(xué)物質(zhì)， 同時(shí)還盡可能地減少了食品和飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失[6].

    3 霉菌毒素的微生物脫毒

    3.1酵母發(fā)酵去除霉菌毒素

    通過(guò)發(fā)酵去除谷物中的霉菌毒素的想法最早出現(xiàn)在 20世紀(jì)80年代。Bennet等[9]研究了使用玉米赤霉烯酮 污染的玉米發(fā)酵生產(chǎn)酒精，結(jié)果發(fā)現(xiàn)獲得的酒精中不含 有霉菌毒素。遺憾的是，發(fā)酵剩余的酒糟仍然具有玉米 赤霉烯酮的毒性。有研究發(fā)現(xiàn)一些微生物（包括了酵母、 霉菌及細(xì)菌）可以將玉米赤霉烯酮轉(zhuǎn)化為α-玉米赤霉 烯醇及β-玉米赤霉烯醇；但這種轉(zhuǎn)化尚不能認(rèn)為是一 種脫毒過(guò)程，因?yàn)楹髢烧吲c前者一樣具有生殖毒性[10]. Sawinski-Acsadi[11]采用F-2毒素污染的玉米為底物進(jìn) 行發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)毒素量下降到初始值的十分之一。棒 曲霉毒素也可被數(shù)種酵母菌所降解[10],Moss和Long[12] 對(duì)釀酒酵母分解棒曲霉毒素的終產(chǎn)物進(jìn)行了研究。

    在某些情況下，酵母對(duì)霉菌毒素的影響可能與酵母細(xì)胞壁表面的葡甘聚糖有關(guān)。酵母或酵母的細(xì)胞壁成份 可作為霉菌毒素吸附劑使用[13～14].酵母細(xì)胞壁對(duì)毒素的 吸附能力要明顯強(qiáng)于酵母的全成份，這說(shuō)明酵母細(xì)胞壁的特殊結(jié)構(gòu)對(duì)霉菌毒素產(chǎn)生吸附力。細(xì)胞壁上有多糖、 蛋白質(zhì)和脂類，這些物質(zhì)對(duì)毒素的吸附是通過(guò)氫鍵、離 子鍵和疏水作用力等實(shí)現(xiàn)的。試驗(yàn)結(jié)果表明，酵母細(xì)胞 壁可以吸附2.7mg/g玉米赤霉烯酮，并且這種吸附平衡 可以在10min內(nèi)達(dá)到，在這一點(diǎn)它比鋁硅酸鹽類吸附劑 有優(yōu)勢(shì)[15].

    酵母發(fā)酵過(guò)程也可能對(duì)霉菌毒素有直接的降解作用。 Flesch等[16]的研究表明，在葡萄汁的乙醇發(fā)酵過(guò)程中， 單端孢菌素可以被部分轉(zhuǎn)化為毒性略大或略小的毒素， 毒素當(dāng)中的一部分（大約20%）可被酵母吸收。在另一 個(gè)研究中，Scott等[17]以加入了褚曲霉毒素A和伏馬菌 素B 1 和B 2 的基質(zhì)進(jìn)行了8d發(fā)酵，其中使用了3種不同 的酵母菌株（均為Saccharomyces屬）,結(jié)果三種毒素分 別下降了13%、28%和17%（最大值）.以上結(jié)果表明， 雖然目前酵母發(fā)酵脫毒尚不能達(dá)到理想的結(jié)果，但該方 法已經(jīng)顯現(xiàn)出了潛在的應(yīng)用價(jià)值。

    3.2非產(chǎn)毒霉菌發(fā)酵去除霉菌毒素

    Park等[18]在研究一種韓國(guó)發(fā)酵豆制品時(shí)發(fā)現(xiàn)，這 種豆制品的天然發(fā)酵過(guò)程中有約20種不同的霉菌參與， 其中米曲霉、青霉、毛霉和根霉是其中的優(yōu)勢(shì)真菌。在 發(fā)酵的前三四周（塊狀發(fā)酵階段）,發(fā)酵制品中的黃曲霉 毒素B 1 及G 1 出現(xiàn)了明顯增加；在其后進(jìn)行的鹽水浸泡 發(fā)酵階段中，黃曲霉毒素則被迅速降解。鹽水浸泡發(fā)酵 階段二個(gè)月后，黃曲霉毒素的量已經(jīng)降至最初毒素量的 10～20%,而第三個(gè)月時(shí)黃曲霉毒素已經(jīng)被幾乎完全降 解。這一試驗(yàn)表明，在天然發(fā)酵食品的制備過(guò)程中，存 在著有效的降解霉菌毒素的微生物或生化過(guò)程。如果能 對(duì)這一過(guò)程加以深入研究，就可能找到一種有效的食品 /飼料脫毒方法。

    赭曲霉毒素A（OA）可由曲霉產(chǎn)生[19],但一部分 非產(chǎn)毒曲霉（如Aspergillus niger）可以降解OA[20]. Varga等共對(duì)70株曲霉進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)有一株 A.japonicus和兩株A.niger可以降解/部分降解赭曲 霉毒素A.在對(duì)A.niger CBS 120.49株的研究中發(fā)現(xiàn)， 它在液體培養(yǎng)基中分解OA較慢，OA可以在7d內(nèi)全部 轉(zhuǎn)化為毒性較低的化合物赭曲霉毒素α，赭曲霉毒素α 的量在發(fā)酵前6d逐漸增加，但在隨后的10d培養(yǎng)中被 進(jìn)一步降解至痕量。而在固體培養(yǎng)中，OA的降解速度 要快得多，OA含量可在2d內(nèi)降解到初含量（500ng/ mL）的20%以下，而5d內(nèi)OA就可全部轉(zhuǎn)化為赭曲霉毒素α。

    Varga等[21]對(duì)根霉屬（Rhizopus）不同種的共55 個(gè)菌株進(jìn)行了研究，這55個(gè)菌株中未發(fā)現(xiàn)可以降解黃曲 霉毒素的菌株，但有不少根霉菌株可以分解赫曲霉毒素、 玉米赤霉烯酮和棒曲霉毒素。其中可以降解赭曲霉毒素 的有R.stolonifer,R.microsporus,R.homothallicus,R. oryzae,以及四株未鑒定到種的根霉株系。在試驗(yàn)中，有 一根霉株系可以在16d內(nèi)將赭曲霉毒素A降解95%以上； 一株R.stolonifer則可有效地降解潮濕小麥中的赭曲霉毒 素A.

    3.3 細(xì)菌降解霉菌毒素

    還有許多研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌在去除霉菌毒素過(guò)程中的作 用，如黃桿菌屬的Flavobacterium aurantiacum可以去 除牛奶、植物油、玉米、花生、花生脂和花生奶中的黃 曲霉毒素[22～24].Line等[25～27]對(duì)該菌降解黃曲霉毒素 B 1 的機(jī)理進(jìn)行了研究，放射性同位素14C試驗(yàn)表明，有 活性的黃桿菌細(xì)胞可以快速地將黃曲霉毒素B 1 （可溶于 氯仿）轉(zhuǎn)化為水溶性的化合物。試驗(yàn)6h后，活細(xì)胞試 驗(yàn)組結(jié)果只有24.1%的放射性保留在氯仿層中；而無(wú)細(xì) 胞的空白試驗(yàn)組則不會(huì)產(chǎn)生任何水溶性化合物（即放射 性全部保留在氯仿層中）;滅活的黃桿菌細(xì)胞對(duì)照組則有 99.7%的放射性保留在氯仿層中，且不產(chǎn)生水溶性的化 合物。這一結(jié)果表明，活的和死的黃桿菌細(xì)胞均可吸收 毒素，但死細(xì)胞是通過(guò)物理吸附而去除部分黃曲霉毒素 B 1 （無(wú)水溶性化合物產(chǎn)生）,而活細(xì)胞則可通過(guò)化學(xué)作用 方式降解黃曲霉毒素B 1 （產(chǎn)生水溶性的轉(zhuǎn)化物）.有研究表明，黃桿菌對(duì)毒素的降解能力可能受微量金屬元素的影響[28].

    丁酸弧菌屬的Butyrivibrio fibrisolvens可以降解 包括OA在內(nèi)的多種霉菌毒素[29].可降解OA的細(xì)菌 還有乳酸桿菌、鏈球菌及雙岐桿菌[30]和不動(dòng)桿菌屬的 Acinetobacter calcoaceticus[31].

    在腸道微生物降解霉菌毒素方面，來(lái)自反芻動(dòng)物如 牛和羊的瘤胃細(xì)菌可以有效地降解黃曲霉毒素、赭曲霉 毒素、玉米赤霉烯酮等毒素[32～35].有研究表明小鼠盲腸 及大腸的微生物[36]和人的腸道微生物菌群也可以部分降 解某些霉菌毒素[37].

    3.4與霉菌毒素脫毒有關(guān)的酶

    目前在這一方面的研究還比較少，但隨著對(duì)脫毒微 生物研究的深入，將有越來(lái)越多的微生物脫毒機(jī)理及與 此相關(guān)的酶被發(fā)現(xiàn)。

    在玉米赤霉烯酮的脫毒研究中，Takahashi-Ando等[38]發(fā)現(xiàn)螺旋聚孢屬中的Clonostachys rosea可將玉米 赤霉烯酮轉(zhuǎn)化為另一種毒性較低的化合物，而其中起作用的是一種水解酶lactonohydrolase,并對(duì)該酶進(jìn)行了純化和基因的克隆。Stander等[39～40]對(duì)商品酶制劑對(duì)OA 的水解能力進(jìn)行了篩選，發(fā)現(xiàn)來(lái)自黑曲霉的酯酶對(duì)OA 有水解作用；該研究小組在后來(lái)的研究中又發(fā)現(xiàn)羧肽酶 可以降解OA,并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了研究。

    隨著相關(guān)研究的展開(kāi)，已經(jīng)有越來(lái)越多的細(xì)菌被發(fā)現(xiàn)與霉菌毒素的脫毒有關(guān)。更深入的研究可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更高效、更易于應(yīng)用的細(xì)菌或酵母。