植物基蛋白食品和肉类替代品中的真菌毒素和植物生物碱：发生情况、暴露水平及风险评估

《Food Chemistry》：Mycotoxins and plant alkaloids in plant-based protein foods and meat alternatives: Occurrence, exposure and risk assessment

　　

**摘要**
• 在101种植物蛋白食品中分析了57种真菌毒素和48种植物生物碱
• 系统表征了肉类替代品中植物生物碱的污染情况及膳食风险
• 小酸（tenoazonic acid）经常以较高水平检出，尤其在外挤压产品中
• 风险评估发现潜在的慢性与急性健康风险，儿童人群尤为突出
• 大米蛋白分离物和浓缩物可能增加黄曲霉素的膳食暴露

**引言**

近年来，植物蛋白食品及肉类替代品的消费量显著增长，这主要源于人们对食品生产可持续性、健康及伦理等方面的关注。这些产品常被誉为传统肉类及动物性食品的环境友好型、健康型替代品，具有膳食纤维含量较高、不含抗生素残留等优势（Mihalache等, 2023）。其主要原料包括谷物、豆类（如大豆、豌豆、四季豆和扁豆）以及油料作物，通常从中制备面粉、蛋白浓缩物或蛋白分离物（Meganaharshini等, 2023）。该市场已迅速扩张，产品种类日趋丰富，涵盖豆腐、天贝、通过挤压工艺制成的纹理蛋白产品（即"挤压制品"）、以小麦为基础的素食面筋，以及大量植物基汉堡、香肠和鸡块等（Baune等, 2022; He等, 2020; Mihalache等, 2022; Mihalache等, 2023）。尽管这些产品在营养和环境效益方面具有显著优势，但其消费量的增加也引发了食品安全方面的担忧，尤其是其中可能天然存在的污染物，特别是真菌毒素和植物生物碱（Mihalache等, 2022）。

尽管关于植物基肉类替代品中真菌毒素污染的研究仍然有限，但近期研究表明，多种真菌毒素的联合污染现象十分常见（Mihalache等, 2022; Mihalache等, 2023; Mihalache等, 2024; Rodríguez-Carrasco等, 2019）。最常检出的化合物属于镰刀菌属和交替孢子属。在镰刀菌属真菌毒素中，单端孢霉烯族化合物（包括脱氧雪腐镰刀菌烯醇DON、尼格罗单端孢烯醇NIV、HT-2毒素和T-2毒素）、伏马菌素以及新型真菌毒素如棒曲霉素（Enn-A、Enn-A1、Enn-B、Enn-B1）和疣孢菌素（BEA）的报告最为频繁。在交替孢子属真菌毒素方面，以交替孢菌醇（AOH）、交替孢菌醇单甲基醚（AME）和小孢酮（TEN）为主。与曲霉属相关的真菌毒素也有检出，其中黄曲霉毒素B1（AFB1）偶尔以较高浓度出现（基于大豆的汉堡中可达10 μg/kg），尽管目前尚未针对植物基肉类替代品制定AFB1的专门最大限量标准。作为对比，其他植物源食品类别中AFB1的最大限量因商品种类和预期用途而异，范围在2至12 μg/kg之间（欧盟委员会法规(EU) 2023/915; Rodríguez-Carrasco等, 2019）。在某些情况下，这些真菌毒素的含量可达数百μg/kg。例如，在大豆基汉堡中，15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇（15-ADON）、Enn-A、Enn-A1和AME的最大浓度分别达到757、633、549和409 μg/kg（Rodríguez-Carrasco等, 2019）。类似地，在豆科植物基肉类替代品中，HT-2、伏马菌素B1（FB1）和AOH的最大浓度分别达到158、161和154 μg/kg（Mihalache等, 2024），而在大豆切片肉中，黄曲霉毒素G2（AFG2）达到100 μg/kg（Mihalache等, 2023）。这些真菌毒素因其具有免疫毒性、肾毒性、肝毒性和致癌特性而构成重大健康风险。黄曲霉毒素，尤其是AFB1，具有强致癌性，与肝细胞癌相关（IARC, 2012）。单端孢霉烯族化合物抑制蛋白质合成，可引发免疫毒性和氧化应激（Foroud等, 2019）；伏马菌素干扰鞘脂代谢（EFSA, 2018a）；交替孢子属真菌毒素已被证实可引起氧化应激和DNA损伤（EFSA, 2011b）。近期针对植物基肉类替代品的膳食暴露评估表明，交替孢子属真菌毒素的毒理学关注阈值（TTC）（AOH和AME为0.0025 μg/kg体重/天；EFSA, 2011b）可能被超过。在某些情况下，单端孢霉烯族化合物的暴露量也可能超过相关的允许每日摄入量（TDI），包括HT-2与T-2总和的0.02 μg/kg体重/天（EFSA, 2017c）以及DON及其乙酰化和糖基化形式的1 μg/kg（EFSA, 2017b），凸显了潜在的健康风险（Mihalache等, 2024; Schryvers等, 2025）。此外，黄曲霉毒素和赭曲霉毒素A的暴露也与肝脏和肾脏癌风险增加有关。

与真菌毒素不同，植物生物碱在植物基肉类替代品及富含蛋白质的植物产品（包括蛋白分离物和浓缩物）中尚未被系统研究，这构成了当前食品安全认知中的一大空白（Mihalache等, 2022）。尽管如此，已有研究报道在用于生产此类食品的原料中检测到阿托品和东莨菪碱（EFSA, 2018b），表明这些化合物向最终产品的转移无法排除。植物生物碱，特别是托烷类生物碱和吡咯里西啶类生物碱，构成了植物性食品中另一类重要的天然毒素。最为相关的托烷类生物碱——阿托品和东莨菪碱——属于天仙子型生物碱，由茄科植物产生，如天仙子（*Datura stramonium*）、颠茄（*Atropa belladonna*）和天仙子属的*Hyoscyamus niger*。这些化合物即使在低浓度下也能迅速产生生理效应，与神经毒性和心血管效应相关。研究较少的旋花科型托烷类生物碱，包括旋花胺（convolamine）、旋花碱（convolidine）和叶酸碱（phyllalbine），主要由旋花科植物（如番薯属和旋花属物种）产生。尽管托烷类生物碱通常不预期天然存在于栽培粮食作物中，但其在食品商品中的出现已有记录，主要源于种植和收获过程中意外混入含生物碱的植物。欧洲食品安全局（EFSA）报道了阿托品和东莨菪碱在各类食品中的存在情况，包括谷物及谷物制品、蔬菜及蔬菜制品、豆类、坚果及油料作物。平均浓度通常为数μg/kg量级。根据食品类别不同，阿托品在约6.1%至14%的分析样本中检出，东莨菪碱在约4.3%至6.6%的样本中检出（EFSA, 2018b; Mulder等, 2016）。这些发现表明，尽管污染并不普遍，但植物源商品中托烷类生物碱的污染不容忽视。同样，吡咯里西啶类生物碱也可能通过来自菊科、豆科和紫草科的杂草污染作物，由于其肝毒性和致癌潜力——与形成DNA反应性代谢物有关——而具有毒理学关注意义。这些化合物经常在香料、草药、茶叶、蜂蜜和食品补充剂中检出（EFSA, 2011a; Kaltner等, 2020; Tábuas等, 2024）。

本研究旨在填补上述知识空白，系统评估中欧市场上可得植物基肉类替代品、蛋白分离物和浓缩物及其原料中真菌毒素和植物生物碱（托烷类和吡咯里西啶类生物碱）的污染情况。在前述主要针对植物基肉类替代品真菌毒素污染的研究基础上，本工作将评估范围扩展至三大类天然毒素的整合评估，涵盖更广泛的植物蛋白食品类别。据我们所知，这是首次系统实验研究同时表征植物基肉类替代品中托烷类和吡咯里西啶类生物碱，并进行膳食暴露及风险表征。本研究还特别关注了商业蛋白分离物和浓缩物，目前针对这些产品的全面污染数据仍然有限。因此，本研究为从食品安全角度尚缺乏充分表征的产品类别和毒素类型提供了补充性的污染和暴露数据。

**研究片段——标准品与化学品**

**认证标准品**：共从Merck（德国达姆施塔特）、Romer Labs（奥地利G?tzersdorf）、Cayman Chemical（美国密歇根州安娜堡）、PhytoLab（德国Vestenbergsgreuth）、Toronto Research Chemicals（TRC）（加拿大安大略省多伦多）、Latoxan Laboratory（法国瓦朗斯）和欧洲药品及医疗保健质量标准管理局等机构获取了57种真菌毒素及其代谢物、16种托烷类生物碱和32种吡咯里西啶类生物碱的认证标准品（附录A的表A1）。

**真菌毒素**

在监测的57种真菌毒素中，25种在分析样本中检出。其中包括黄曲霉毒素B1（AFB1）、10种镰刀菌属真菌毒素（DON、HT-2、T-2、DAS、ZEA、Enn-A、Enn-A1、Enn-B、Enn-B1和BEA）、4种交替孢子属真菌毒素（AOH、AME、TEA、TEN）以及10种麦角生物碱（麦角新碱、麦角新宁、麦角胺与麦角胺醇之和、麦角玉米碱、麦角玉米宁、麦角隐亭、麦角隐亭宁、麦角克立定、麦角克立定宁）。镰刀菌属和交替孢子属真菌毒素是样本中最常检出的，其中

**结论**

本研究在101份植物蛋白食品样本中分析了57种真菌毒素、16种托烷类生物碱和32种吡咯里西啶类生物碱，包括用于制备富蛋白饮品和食品的肉类替代品及蛋白分离物和浓缩物。风险评估采用已建立的毒理学参考点和风险表征方法，包括TDI、TTC、ARfD和MOE。据我们所知，这是首次报道

**新颖性声明**

先前的研究已确立了真菌毒素在植物基肉类替代品中的污染情况及膳食相关性，但关于植物生物碱以及商业蛋白分离物/浓缩物的实验数据仍然稀缺。本研究通过在101份植物基蛋白食品中同时检测57种真菌毒素、16种托烷类生物碱和32种吡咯里西啶类生物碱，拓展了该证据基础，样品涵盖原料、蛋白分离物/浓缩物、挤压制品和商业肉类替代品。

**CRediT作者贡献声明**

Nela Prusova：撰写—初稿、可视化、验证、方法论、调查研究、形式化分析、数据管理。Tereza Dolezalova：撰写—审阅与编辑、调查研究。Zbynek Dzuman：撰写—审阅与编辑、调查研究。Ema Vitova：验证、调查研究、形式化分析。Jingwen Han：调查研究。Jana Hajslova：撰写—审阅与编辑、监督、资金获取。Milena Stranska：撰写—审阅与编辑、监督、项目管理、资金获取。

**未引用参考文献**

European Commission (EC), 2023

**利益冲突声明**

作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作的客观性。

**致谢**

本研究使用了由METROFOOD-CZ研究基础设施（https://metrofood.cz）提供的[数据/工具/服务/设施]，该基础设施由捷克共和国教育、青年和体育部支持（项目编号LM2023064）。本研究还获得了捷克共和国教育、青年和体育部（项目编号LUC24117）及特定大学研究基金（编号A2_2024_043）的资助。

Nela Prusova | Tereza Dolezalova | Zbynek Dzuman | Ema Vitova | Jingwen Han | Jana Hajslova | Milena Stranska