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【概述】
黃曲霉毒素b1(aflatoxinB1,AFB1)是二氫呋喃氧雜萘鄰?fù)难苌?，含有一個雙呋喃環(huán)和一個氧雜萘鄰?fù)?香豆素)。黃曲霉毒素B1是已知的化學物質(zhì)中致癌性最強的一種。且具有強烈致癌性,主要誘發(fā)肝癌。
【理化性質(zhì)】
黃曲霉毒素難溶于水、己烷、乙醚和石油醚，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙腈和二甲基甲酰胺等有機溶劑，在水中的最大溶解度還不到10mg/kg。一般在中性溶液中較穩(wěn)定，但在強酸性溶液中稍有分解，在pH9-10的強堿黃曲霉毒素B1溶液中分解迅速分解成幾乎無毒的鹽，易被堿或強氧化劑破壞。其純品為無色結(jié)晶，耐高溫，分解溫度為268℃，紫外線對低濃度黃曲霉毒素有一定的破壞性，但不能改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，當外部的反應(yīng)條件去除，又能恢復(fù)到原來狀態(tài)，所以，紫外線對其影響是可逆的。在自然條件下，食品中污染的黃曲霉毒素穩(wěn)定性很強。受到黃曲霉毒素B1重污染的稻谷，室溫下自然存放可長達20多年而不分解。
【吸收與代謝】
黃曲霉毒素B1是造成食物污染最多的物質(zhì)，可以引發(fā)人類、畜禽類、魚類等各種動物的肝癌。AFB1是主要的間接致癌物，在經(jīng)過體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化后便能發(fā)揮致癌性，AFB1在體內(nèi)致癌性主要分為兩大途徑：直接致癌和間接轉(zhuǎn)化致癌。直接致癌性主要體現(xiàn)在，在人或動物無意攝取外界含有AFB1食物后，AFB1在體內(nèi)會被腸道系統(tǒng)直接吸收，主要是被十二指腸吸收，未被吸收的部分會隨排泄系統(tǒng)排出體外。而留在體內(nèi)的部分主要危害器官是肝臟、腎臟、腸膜系統(tǒng)等。
間接致癌主要體現(xiàn)在，被體內(nèi)器官吸收的AFB1在經(jīng)過體內(nèi)的細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微粒體混合功能氧化酶系代謝，在微粒體混合功能氧化酶系的作用下AFB1發(fā)生脫甲基、羥化及環(huán)氧化反應(yīng)可以轉(zhuǎn)化為其多種同系物，如AFM1、AFP1、AF1和黃曲霉毒醇。這些物質(zhì)中，只有AFB1和AFM1能與體內(nèi)的酶相結(jié)合，其于三種都會以尿液形式排除體外，而留下的AFB1和AFM1可以形成AFB1-8，9-環(huán)氧化物和AFM1-8，9-環(huán)氧化物。這些環(huán)氧化物可以經(jīng)體內(nèi)的II相酶作用，經(jīng)過相應(yīng)代謝過程，形成AFB1-硫醇尿酸，最終也是經(jīng)過排尿順利排出體外；而別外一部分與蛋白形成AFB1白蛋白結(jié)合物，存留在血液中，也可以與DNA結(jié)合成相應(yīng)AFB1結(jié)合核酸，從而激發(fā)人體肝癌因子，而起到致癌性質(zhì)。AFB1如果不經(jīng)常性攝入的話，在體內(nèi)蓄積很慢，經(jīng)過體內(nèi)呼吸、尿、大便等排泄，很容易排出，從而減少傷害。 AFB1在生物體內(nèi)代謝比較復(fù)雜，一般來說大部分在肝臟代謝，在腸道部位吸收。食物中的AFB1約50%在十二指腸被吸收。未被吸收的AFB1通過糞便排出體外且不會對機體造成特別大的損害。吸收的AFB1主要分布在肝臟，再者是腎臟，并且有少量以游離的AFB1及其水溶性代謝產(chǎn)物形式分布在腸系膜靜脈。AFB1在體內(nèi)的代謝過程見圖1。
圖1為黃曲霉毒素代謝
AFB1在肝臟內(nèi)通過體內(nèi)I相藥物代謝酶(細胞色素P450氧化酶CYP450超家族成員，如CYP1A2、CYP3A4、CYP2A6等)發(fā)生羥化、脫甲基等代謝反應(yīng)生成多種代謝產(chǎn)物，如黃曲霉毒素醇、AFP1、AFQ1和AFM1，后三者是無活性的，可直接通過尿液排出體外或以葡萄糖醛酸的形式通過糞便中排出體外，而黃曲霉毒素醇又可以被氧化為AFB1。AFB1和AFM1可在細胞色素P450氧化酶系作用下發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)生成能與細胞大分子(DNA或蛋白)結(jié)合的終致癌物，即AFB1-8,9-環(huán)氧化物、AFM1-8,9-環(huán)氧化物。其中AFB1-8,9-環(huán)氧化物的形成及其與DNA、RNA或蛋白質(zhì)的共價結(jié)合，在急慢性中毒中起關(guān)鍵作用。高致癌活性的環(huán)氧化物可被機體Ⅱ相酶，如谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶（GST)、尿苷二磷酸-葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶或磺基轉(zhuǎn)移酶等部分代謝。其中經(jīng)谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶(GST)作用，可使AFB1-8,9-環(huán)氧化物與谷胱甘肽結(jié)合，最終以AFB1-硫醇尿酸(AFB1-NAC)形式經(jīng)尿排出體外；與此同時AFB1-8,9-環(huán)氧化物破壞DNA上的N7鳥嘌呤位置的G:C堿基對，形成AFB1-N7-鳥嘌呤加合物，引起癌變，AFB1-8,9-環(huán)氧化物與白蛋白作用形成AFB1-白蛋白加合物，分布在血液中。
【致毒機理】
黃曲霉毒素在體內(nèi)的吸收、排泄均較快。如果不是持續(xù)性攝入，當攝入量相對較少的含有AFB1食物時，大約經(jīng)過10天左右，都會被各種排泄系統(tǒng)排出體外。若攝入量過大，會引起AFB1急性中毒、肝損傷。AFB1是目前已知具有較強的三致物物質(zhì)：致突變性、致癌、致畸性。AFB1主要危害人和動物的肝臟、腎臟。中毒癥狀主要反應(yīng)在肝細胞病變、肝壞死、肝癌的各種癥狀。在給體內(nèi)的各種胃腸系統(tǒng)吸收轉(zhuǎn)化，經(jīng)過各種酶作用脫甲基、環(huán)氧化、羥化等反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成AFB1的各種同系物，如AFM1、AFM2、AFP1、AFQ等。而這些轉(zhuǎn)化后的物質(zhì)能與體內(nèi)的各種蛋白或酶結(jié)合，影響或改變蛋的性質(zhì)，干擾正常的蛋白機理，從而引起細胞的癌變。另外，AFB1及其體內(nèi)轉(zhuǎn)化后的AFM1對體內(nèi)的核酸物質(zhì)也造成很大的危害，能影響并改變體內(nèi)的DNA、RNA合成，從而達到改變體內(nèi)正常遺傳的正常活動。當AFB1進入機體，形成AFB1-N7一鳥嘌呤結(jié)合物，此外，形成AFB1-賴氨酸結(jié)合物殘留于血液中。這兩種物質(zhì)是AFB1在體致毒性的主要物質(zhì)。在黃曲霉毒素高發(fā)區(qū)，一般都是各種肝癌的高發(fā)區(qū)，就是對AFB1高致癌性的一個有力說明。
【致癌機理】
AFB1是目前最強的致癌化學物質(zhì)之一，其致癌范圍特別廣，如家禽、家畜、各種靈長類等?？烧T發(fā)多種癌如肝癌腎癌、淚腺癌、直腸癌、小腸等部位的腫瘤，還可出現(xiàn)畸胎。其致癌的分子機制主要集中在癌基因的激活與抑癌基因的失活上。AFB1誘發(fā)肝組織ras癌基因突變，ras癌基因突變引起P21表達增加，肝癌發(fā)生率明顯增高。黃曲霉毒素也可導(dǎo)致P53基因發(fā)生突變，突變型P53基因可失去抑癌活性，并獲得癌基因的性質(zhì)，導(dǎo)致形成腫瘤。另據(jù)研究表明，中國大陸和南部非洲黃曲霉毒素高暴露的一些地區(qū)，P53突變多見，而北美、歐洲、中東和日本等研究極少發(fā)現(xiàn)P53突變，提示人對環(huán)境中的黃曲霉毒素致癌作用存在遺傳易感性。
【生物合成】
AFB1合成的過程為：乙酰CoA（acetateCoA）→己酰CoA（hexanoylCoA）→聚酮（plolyketide，PK）→諾素羅瑞尼克酸（norsolorinicacid，NOR）→奧弗蘭提素（averantin，AVN）→5ˊ-羥奧佛蘭提素（5-hydroxy-averantin，HAVN）→氧奧弗蘭提素（oxoaverantin，OAVN）→奧弗尼紅素（averufin，AVF）→雜色半縮醛乙酸（versiconalhemiacetalacetate，VHA）→versiconal（VAL）→雜色曲霉素B（versicolorinB，VERB）→雜色曲霉素A（versicolorinA，VERA）→雙甲基雜色曲霉素（demethylsterigmatocystin，DMST）→雜色曲霉素（sterigmatocystin，ST）→O-甲基雜色曲霉素（O-methylsterigmatocystin，OMST）→AFB1。
【危害】
1.對動物健康的影響
（1）降低動物生長發(fā)育 動物飼料中污染有黃曲毒素，會降低和破壞原料或飼料中的營養(yǎng)，若毒素含量過大，也會導(dǎo)致動物的采食量下降。體內(nèi)的黃曲霉毒素能降低某些胰酶的活性，影響酶及某些激素的合成，引起吸收和代謝障礙，造成動物消化不良、食欲減退、貧血、體重減輕和生長發(fā)育受阻等。黃曲霉毒素可引起肝臟和血清中脂類水平上升，血液中總蛋白質(zhì)、膽固醇和尿素氮的減少。
（2）對免疫功能的影響 所有動物都會利用各種條件保護自身免受各種細菌、病毒，真菌、寄生蟲和其他外來因素的侵害，確保自身健康。這種防御能力要求動物體自身有一套完整且有效的免疫系統(tǒng)來實現(xiàn)。AFB1影響體液免疫和細胞免疫，降低血清中蛋白和抗體水平，減弱吞噬細胞的能力，使機體對病原微生物抵抗力下降，免疫失敗。
（3）對動物生產(chǎn)繁殖能力的影響 家禽的生殖機能受黃曲霉毒素危害很明顯。肉種禽的飼糧被黃曲霉毒素污染，公禽睪丸生殖上皮發(fā)生明顯病變，睪丸萎縮變輕，少精，引起繁殖能力和受精率下降等。當日糧中AFB1含量為lmg/kg時，母雞蛋重小、受精率與蛋孵化率受到影響，生殖器官組織脂肪變性并伴隨炎性細胞浸潤。
（4）致癌和致畸作用 黃曲霉毒素B1因其致畸、致癌作用，被國際權(quán)威組織歸為人類的1級致癌物。研究發(fā)現(xiàn)AFB1進入體內(nèi)使癌細胞中的P53基因發(fā)生突變，科學證明該基因能發(fā)揮抑癌作用參與細胞調(diào)節(jié)，而P53基因突變會改變其蛋白空間結(jié)構(gòu)，喪失輔助特異DNA片段的修復(fù)能力，嚴重情況下還會促進細胞發(fā)生癌變。
2.對人類健康的危害 黃曲霉毒素一方面直接影響動物機體健康，同時會轉(zhuǎn)移到畜禽產(chǎn)品（肉、奶、蛋）中，通過食物鏈威脅人類健康。人的黃曲霉毒素急性中毒往往發(fā)展為急性肝炎、膽管增生，肝細胞壞死、肝充血出血，這通常與誤食了被黃曲霉毒素污染的食品有關(guān)。一般還會出現(xiàn)典型變化如黃疸、發(fā)燒、食欲減退、厭食和腹瀉，嚴重者肝脾腫大，肝區(qū)疼痛，黏膜黃染，肝功能異常等中毒性癥狀，也可出現(xiàn)痙攣，昏迷危險狀況。若少量多次攝入黃曲霉毒素后，會造成人生長受阻，食物利用率降低，肝損傷，肝衰，長期則會形成乙肝甚至肝癌、胃癌、腸癌等。在人體內(nèi)AFB1主要發(fā)生去甲基化和環(huán)氧化等代謝過程，代謝產(chǎn)物同樣具有毒性、致癌和致突變作用。黃曲霉毒素是人類原發(fā)性肝癌、胃癌和肺癌等的誘因之一。
3.對經(jīng)濟的影響 黃曲霉毒素對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的影響是全人類共同面臨的全球性問題。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計，全球每年有25%的谷物受真菌毒素的污染，而黃曲霉毒素的危害最嚴重。我們國家多種農(nóng)產(chǎn)品及其制品受黃曲霉毒素污染嚴重，其中主要有花生和玉米及其加工制成飼料。世界衛(wèi)生組織（WHO）對食品中AFT的含量做出了相應(yīng)的限定標準，其中黃曲霉毒素B1、G1、B2、G2這4種的總檢出量不超過15μg/kg。
【去除方法】
1.物理化學方法 利用微波輔助堿法在一定的條件下降解稻米粉中黃曲霉毒素可以達到98.5%。在一定的條件下通入臭氧就能去除AFB1的裝置，其花生水分含量為5%時脫毒率達到65.88%。
2.生物降解方法 黃曲霉毒素生物降解,是指微生物在代謝過程中產(chǎn)生的某些物質(zhì)將AFB1毒性基團破壞，使其AFB1在生物體內(nèi)不能進行有效的合成。研究表明乳酸菌，芽孢桿菌等均可以降解AFB1，其中乳酸菌主要是靠粘附作用降低AFB1含量，但此種作用是可逆的，不適合實際生產(chǎn)上應(yīng)用。
【主要參考資料】
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[3]姜亞樂. 降解黃曲霉毒素B_1枯草芽孢桿菌的篩選及其功能研究[D].河南農(nóng)業(yè)大學,2016.
[4]蔡敏. 黃曲霉毒素B_1抗體的制備及其膠體金檢測試紙條的研制[D].集美大學,2014.