综述：真菌毒素（霉菌毒素）：简介、来源、类型、产生、检测及应用

这篇综述聚焦真菌毒素（Mycotoxin，MTs），详细阐述其来源、类型，如黄曲霉毒素（AFs）、伏马菌素（FBs）等。介绍其产生受多种因素影响，以及多种检测方法，还探讨了在医学、农业等领域的潜在应用，对保障食品安全和研究毒素特性意义重大。

　　

真菌毒素（霉菌毒素）：简介、来源、类型、产生、检测及应用

真菌毒素（Mycotoxin，MTs）是真菌产生的天然有毒物质，分子量较低（MW ～700 DA），能污染各类农作物，对人类和动物健康构成严重威胁。许多霉菌，如曲霉属（Aspergillus）、青霉属（Penicillium）和镰刀菌属（Fusarium）等，都能产生真菌毒素。据统计，目前已知的真菌毒素超过 400 种，在全球范围内广泛污染粮食、坚果、水果等农产品，严重影响食品安全。

真菌毒素与食品商品

1. 来源和类型：不同真菌偏好特定作物或基质。曲霉属的一些种，像黄曲霉（A. flavus）和寄生曲霉（A. parasiticus），常污染花生、玉米和坚果；镰刀菌属则多与小麦、大麦和玉米相关。环境因素、不当储存条件、基质成分、收获及收获后污染等，都会影响真菌毒素的形成。例如，昆虫损伤作物，为产毒真菌提供入侵途径；环境胁迫会使作物更易受真菌感染并产生毒素；高湿度、通风不良和温度控制不当的储存条件，会导致收获后污染。
2. 主要真菌毒素类型
   • 黄曲霉毒素（AFs）：由曲霉属产生，其中 AFB₁、AFB₂、AFG₁和 AFG₂最为重要，AFB₁是强肝致癌物。AFs 一般存在于温暖、潮湿环境，在东南亚和非洲地区，与肝癌和急性中毒高发相关。
   • 伏马菌素（FBs）：由镰刀菌属产生，主要有 FB₁、FB₂和 FB₃，FB₁最常见。它会干扰鞘脂代谢，引发多种毒性效应，包括肝毒性、神经毒性和致癌性。
   • 棒曲霉素（PAT）：由多种霉菌产生，常见于水果，尤其是苹果。它是一种耐热内酯，化学性质稳定，具有免疫毒性，会影响蛋白质功能，增加氧化应激。
   • 赭曲霉毒素 A（OTA）：主要由青霉属和曲霉属产生，是赭曲霉毒素中毒性最强的。它具有肾毒性、肝毒性、遗传毒性、致畸性和免疫抑制性，在草药中也常被检测到。
   • 桔霉素（CIT）：最初从桔青霉中分离出来，是一种肝、肾毒素，会影响肾脏结构和功能，改变肝脏代谢，在黑茶中曾检测到其污染。
   • 玉米赤霉烯酮（ZEN）：由镰刀菌属产生，结构与 17β - 雌二醇相似，具有雌激素活性，会导致生殖问题，影响细胞和生殖功能。
   
   

不同地区的真菌毒素污染情况各异。例如，北美是污染最严重的地区之一，部分样本中 DON（一种单端孢霉烯族毒素）和 FUM（伏马菌素）含量较高；而在一些非洲地区，AFB₁和 FUM 污染较为突出。

真菌毒素的产生

真菌毒素在粮食中的污染受收获条件和时间影响。延迟收获，若伴随干旱或降雨等极端环境，会使作物受胁迫，增加真菌侵染和毒素产生的风险。

1. 生长条件和因素：真菌生长和毒素产生的适宜温度因物种而异。黄曲霉和寄生曲霉在 25°C - 37°C 利于产生黄曲霉毒素。
2. 湿度和水分活度：高湿度和水分活度促进真菌生长和毒素形成。镰刀菌产生的单端孢霉烯族毒素和伏马菌素，在潮湿环境中更易生成。温度、水分活度、pH 值、光照和氧气供应等环境因素，对黄曲霉生长和 AF 产生影响显著。例如，低 pH 值抑制真菌生长和 AF 形成，蓝光照射有助于 AF 合成，氧气供应影响黄曲霉生存。
3. 不同毒素的产生条件：黄曲霉毒素 B₁和 B₂在 25°C、a_w≥0.90 时产生；赭曲霉毒素 A 在不同真菌的适宜生长温度和水分活度下产生，如某些曲霉在 30°C、a_w为 0.94 时，青霉在 15 - 25°C、a_w为 0.96 - 0.99 时产生；伏马菌素在 25°C、a_w为 0.995 时，由镰刀菌产生。

真菌毒素的检测

由于真菌毒素对健康危害大，检测其在食品中的含量对保障食品安全至关重要。目前有多种分析技术用于检测真菌毒素。

1. 色谱方法
   • 高效液相色谱法（HPLC）：是检测真菌毒素常用方法，可与多种检测器联用，能在复杂基质中准确分离和定量毒素。检测黄曲霉毒素时，常使用荧光检测器，因水基溶剂会减弱其荧光，英国药典推荐柱后衍生化技术，部分柱后衍生化方法操作简便、线性范围宽、灵敏度高。当样品基质干扰分析时，可采用质谱等更精确的检测器，或改变流动相极性解决。
   • 气相色谱法（GC）：常与质谱联用检测黄曲霉毒素，可同时定性和定量分析，但样品前处理需额外的衍生化步骤，且对某些挥发性不足的毒素衍生化要求更高。与液相色谱 - 质谱联用技术相比，其在草药样品黄曲霉毒素分析中优势不明显。不过，对于挥发性和热稳定的真菌毒素，GC 检测灵敏度和特异性高。
   • 薄层色谱法（TLC）：曾是检测黄曲霉毒素的传统方法，美国药典曾推荐使用。但随着对数据准确性、分离和定量要求的提高，HPLC 逐渐取代 TLC。目前，TLC 仅用于设备和成本要求低的情况，作为一种经济快速的筛选技术，通过特定吸附剂分离毒素，再用化学试剂或紫外光显色。HPLC 在确定真菌毒素的检测限（LOD）和定量限（LOQ）方面具有优势，不同产品中真菌毒素的 LOD 和 LOQ 值不同。
   
   
2. 快速筛选检测
   • 酶联免疫吸附测定法（ELISA）：是常用的抗体检测方法，具有检测快速、成本低、操作简单、特异性强等优点。市场上有多种检测黄曲霉毒素的 ELISA 试剂盒，但大多针对食品，检测草药样品时需对样品提取物进行净化。ELISA 可作为定性初步筛选方法，阳性样品再用 LC - MS/MS 或 HPLC 确证。
   • 侧向流动免疫分析法：利用免疫层析试纸条检测，操作简便、检测快速。通过抗原与抗体的直接相互作用实现检测，如用该方法检测莲子中的黄曲霉毒素 B₁，并确定了其检测限。纳米材料和免疫分析技术的应用，显著提高了对多种真菌毒素的检测灵敏度。
   • 基于适配体的侧向流动分析法：与侧向流动免疫分析法类似，但使用适配体替代抗体。适配体对化学物质、离子条件、有机溶剂和 pH 值耐受性强，特异性和灵敏度高，适用于复杂样品基质，可快速检测玉米样品中的黄曲霉毒素 B₁。
   • 细胞计量微球阵列法：是一种悬浮阵列技术，可快速检测微量化学物质，具有实时分析、灵敏度高的优点，适用于现场高通量检测，但设备成本高、操作复杂，目前用于黄曲霉毒素分析尚处于起步阶段。
   
   

真菌毒素的潜在应用

尽管真菌毒素对健康有害，但在多个领域也展现出潜在应用价值。

1. 医学应用
   • 抗生素和抗真菌药物：部分真菌毒素具有抗菌特性，可用于研发治疗耐药性疾病的抗生素或抗真菌药物，如灰黄霉素，由青霉属霉菌产生，用于治疗皮肤和指甲感染。
   • 癌症治疗：某些真菌毒素的细胞毒性使其有望成为抗癌药物，但因其毒性，开发安全有效的癌症治疗方法面临挑战。
   • 免疫调节剂：研究发现部分真菌毒素可调节免疫系统，有望用于治疗过敏或自身免疫性疾病，但需考虑其免疫抑制风险。
   • 兽医学：家畜食用受真菌毒素污染的饲料会引发中毒疾病。兽医学研究旨在寻找管理动物生产系统中真菌毒素的策略，识别暴露和毒性生物标志物，了解毒素在动物体内的代谢和动力学，通过调整饲料、解毒技术和营养干预等措施减轻危害。
   
   
2. 农业应用：一些产真菌毒素的真菌对害虫和植物病害有拮抗作用，真菌毒素及其衍生物可作为生物防治剂，用于防治作物病害、提高农业产量。
   • 生物除草剂：部分真菌毒素具有除草特性，可用于开发生物除草剂，但需关注其对非目标生物和环境的影响。
   • 植物生长调节剂：研究表明少数真菌毒素可影响植物生长，有作为植物生长调节剂的潜力，但作用机制和潜在风险需进一步研究。
   
   
3. 食品防腐剂：某些具有抗氧化特性的真菌毒素可作为食品防腐剂，但安全性问题有待解决。
4. 生物技术：真菌毒素可用于生物传感器和生物修复。生物传感器利用特定抗体或受体，可快速、灵敏、低成本地检测真菌毒素；部分真菌能分解环境中的真菌毒素，用于生物修复，减少环境污染。
5. 环境研究：真菌毒素可作为生态系统健康和环境污染的标志物。监测土壤、水和空气中的真菌毒素含量，有助于了解生态系统动态和真菌污染情况，评估污染和气候变化对真菌生态和毒素产生的影响。

结论

近年来，天然疗法受关注，但易受真菌和真菌毒素污染。不同属的真菌生长要求不同，青霉属在食品和干燥或加工草药中更常见，曲霉属在高湿度条件下生长优势明显。富含脂肪和多糖的草药更易受污染。现有物理、化学和微生物技术可预防真菌毒素形成，但各有局限。物理技术无害但设备昂贵；化学方法可能产生真菌毒素，降低天然药物疗效；微生物技术虽有应用潜力，但作用机制和安全性需深入研究。为保障草药使用安全，需制定合适的预防方案。