食用昆虫及昆虫强化辅助食品中的真菌污染、真菌毒素、组胺与过敏原相关免疫反应性

《Frontiers in Fungal Biology》：Fungal contamination, mycotoxins, histamine, and allergen-related immunoreactivity in edible insects and insect-fortified complementary foods

　　

研究人员通过培养和内部转录间隔区（internal transcribed spacer, ITS）测序，评估了11种食用昆虫产品、7种食品配料、7种昆虫强化配方和5种商业辅助食品面粉中的真菌污染。真菌分离共包括每类材料3个独立批次中的1,080次接种培养观察，从中回收798株真菌分离物。终点PCR评估了黄曲霉样曲霉（Aspergillus flavus-like）和镰刀菌样（Fusarium-like）形态型中的黄曲霉毒素和伏马菌素生物合成标记。研究人员通过液相色谱-串联质谱（LC–MS/MS）对5种辅助食品配方中的真菌毒素进行了3个月的定量检测，同时通过酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA）检测了食用昆虫制品中的组胺浓度以及溶菌酶和甲壳类动物反应性信号。结果显示，曲霉属（Aspergillus）占昆虫产品分离物的70.7%。青霉属（Penicillium）和镰刀菌属（Fusarium）分别在所有11种和8种昆虫产品中检出。在44个黄曲霉样形态型中，aflD和aflQ分别在32个和23个中检出；在22个镰刀菌样形态型中，VERTF和FUM1分别在10个和19个中检出。标记物检测并未确定基因表达或真菌毒素产生。23种真菌毒素中有6种被检出：3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇（3-acetyldeoxynivalenol, 3-ADON）、黄曲霉毒素G1（aflatoxin G1, AFG1）、杂色曲霉素（sterigmatocystin, STERIG）以及伏马菌素B1（fumonisin B1, FB1）、B2（FB2）和B3（FB3）。仅黄曲霉毒素G1和伏马菌素B1被定量，分别为4.20 μg/kg和20.31–86.88 μg/kg；所有其他确证检出均低于定量限。可定量的伏马菌素B1出现在较晚的储存时间点，并在3个月后达到峰值，尽管不同配方中的变化模式并非完全单调。黄曲霉毒素G1的点估计值低于肯尼亚总黄曲霉毒素最高限量，而欧盟基于玉米的婴幼儿食品伏马菌素限量值仅用作背景参考；两种比较均未确立合规性或安全性。可定量的组胺浓度范围为3,108至30,232 μg/kg；三种制品< 2,500 μg/kg，一种> 40,000 μg/kg。所有17种制品中的溶菌酶反应性信号均< 25 μg/kg。16种制品中的甲壳类动物反应性信号> 400 μg/kg，而其余结果为382 μg/kg。这些发现支持在食用昆虫中实施真菌污染预防、控制储存条件以及评估潜在过敏原交叉反应性。

**食用昆虫及昆虫强化辅食的安全风险研究解读**

**1. 研究背景与问题**

食用昆虫在全球具有悠久的食用传统，超过3,000个族群消费昆虫，128个国家中记录了2,205种可食用昆虫。昆虫富含优质蛋白、脂类、维生素和矿物质，被视为可持续的营养来源。然而，在非洲之角地区，儿童营养不良问题依然严峻，2023年初该地区近1,200万5岁以下儿童患有急性营养不良。昆虫强化辅助食品有望提高婴幼儿食品的营养密度和膳食多样性，但其安全性尚缺乏系统评估。现有证据表明，食用昆虫可能携带真菌、真菌毒素、组胺以及具有交叉反应性的过敏原蛋白，这些危害可能来源于饲养基质、采收、加工或储存环节。然而，同时涵盖真菌污染、储存期间多真菌毒素变化、组胺和过敏原相关免疫反应性的研究十分有限。因此，该研究旨在系统评估食用昆虫和昆虫强化辅助食品中的这些安全危害，为婴幼儿营养改善提供安全性依据。

**2. 研究内容与主要技术方法**

研究人员选取了11种食用昆虫产品（包括白蚁、湖蝇、蟋蟀、沙漠蝗虫、蚱蜢、蚕蛹、野蚕蛾、莫帕尼虫等）、7种食品配料（包括finger millet、粒用苋、甘薯、芒果、全脂奶粉等）、7种自研昆虫强化配方和5种商业辅助食品面粉。昆虫样品来源包括肯尼亚国际昆虫生理生态学中心（icipe）饲养的沙漠蝗虫和蟋蟀、乌干达野外采集的蚱蜢、博茨瓦纳和肯尼亚采集的毛虫等。真菌分析采用培养和核糖体内部转录间隔区（ITS）测序，共进行1,080次接种培养观察，回收798株真菌分离物；终点PCR检测黄曲霉毒素和伏马菌素生物合成标记基因（aflD、aflQ、FUM1、VERTF）。对5种配方（4种含昆虫、1种不含昆虫的对照）进行3个月储存实验，采用液相色谱-串联质谱（LC–MS/MS）定量23种真菌毒素；使用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测17种昆虫制品的组胺、溶菌酶反应性和甲壳类动物反应性信号。该研究属于探索性筛查设计，每类材料设3个独立批次。

**3. 主要研究结果**

**3.1 食用昆虫、当代食品配料、粥粉配料和配方中的真菌污染物**
通过培养和分子鉴定，从798株分离物中鉴定出11个属，曲霉属占55.3%，青霉属占26.1%，镰刀菌属占14.5%。昆虫产品中曲霉属比例高达70.7%，青霉属和镰刀菌属分别存在于所有11种和8种昆虫产品中。不同昆虫产品间的真菌属分布存在显著差异（χ2=51.100, df=30, p=0.010）。在食品配料中，曲霉属在粒用苋和甘薯面粉中占优势，青霉属在芒果干和奶粉中占优势，镰刀菌属在finger millet中占优势（χ2=125.987, df=18, p<0.001）。自研配方与商业面粉相比，曲霉属在自研配方中更常见（p=0.006），而镰刀菌属在商业面粉中更常见（p=0.002），青霉属在两类产品中均广泛存在。此外，在44个黄曲霉样形态型中，32个检出aflD，23个检出aflQ；在22个镰刀菌样形态型中，10个检出VERTF，19个检出FUM1，表明这些分离物具有产毒相关的遗传标记，但不代表已产生毒素。

**3.2 储存期间强化昆虫面粉中真菌毒素的出现**
5种配方在3个月储存期内共检出6种真菌毒素：3-ADON、AFG1、STERIG、FB1、FB2和FB3。仅AFG1和FB1超过定量限：AFG1在一个对照配方（M+O）1个月时定量为4.20±1.91 μg/kg；FB1在5种配方中均有检出，可定量浓度范围为20.31–86.88 μg/kg，且出现在较晚储存时间点，3个月后达到峰值，但不同配方间的变化并非单调。其余检出均低于定量限。由于粒用苋是所有配方共有的成分，研究人员推测其可能贡献了FB1的广泛检出，但无法归因于单一配料，因为未单独分析各配料。AFG1点估计低于肯尼亚总黄曲霉毒素限量，欧盟玉米基婴幼儿食品的伏马菌素限量仅作为背景参考，不能据此判断合规性或安全性。

**3.3 食用昆虫中的组胺浓度和过敏原相关ELISA反应性**
17种昆虫制品中，可定量组胺浓度范围为3,108–30,232 μg/kg，3种低于2,500 μg/kg，1种（烘干的Gonimbrasia belina）超过40,000 μg/kg。最高可定量浓度出现在湖蝇（Chaoborus spp.）生鲜和油煎制品中，分别为30,232和27,310 μg/kg。所有17种制品的溶菌酶反应性信号均低于25 μg/kg；16种制品的甲壳类动物反应性信号高于400 μg/kg，仅烘干的G. belina为382 μg/kg。这些信号代表ELISA抗体反应性，而非临床过敏原性。

**4. 讨论与结论**

研究人员指出，真菌污染在昆虫及其制品中广泛存在，曲霉属、青霉属和镰刀菌属的优势分布与非洲地区谷物和昆虫的既往报道一致。真菌毒素和产毒真菌的共存对婴幼儿构成了潜在的健康风险，尤其是多种毒素的联合暴露。昆虫表面和肠道内容物在卫生条件不足时可能成为产毒真菌的储存库。虽然检测到的真菌毒素可能来自昆虫配料，也可能来自谷物等共有配料，但研究设计无法将毒素归因于特定来源。组胺方面，昆虫制品中的组胺浓度差异很大，部分传统加工制品可能超过鱼类产品的安全参考值，但现有标准并不直接适用于昆虫。溶菌酶信号普遍很低，而甲壳类动物反应性信号较高，提示昆虫蛋白与甲壳类过敏原（如原肌球蛋白）存在交叉反应的可能性，但需要进一步蛋白鉴定和IgE结合研究。

**研究结论**：食用昆虫是一种有前景、可持续且营养丰富的食物来源，但其安全性取决于物种、养殖、加工和储存条件。本探索性研究记录了食用昆虫制品、食品配料、制备配方和商业辅助食品面粉中可培养真菌污染，其中曲霉属、青霉属和镰刀菌属占优势。这些发现支持改进卫生加工、配料控制和常规真菌及真菌毒素监测。然而，研究结果不应被解释为群体水平的流行率估计，也不能直接证明回收的真菌分离物产生了检出的真菌毒素。需要在独立生产批次和环境条件下进行验证，并开展受控储存研究和暴露评估，才能得出更广泛的风险或安全性结论。组胺和过敏原相关发现提出了额外的食品安全考虑：多种昆虫制品中可定量检出组胺，溶菌酶反应性均低于检测下限，而16/17种制品的甲壳类动物反应性信号超过定量上限。这些发现支持适当的采后处理、持续评估过敏原相关交叉反应、明确的过敏原沟通以及针对食用昆虫（尤其是用于辅助食品时）的食品安全指导。