真菌毒素对玉米质量安全的影响

一、玉米中几种主要真菌毒素的危害及其限量标准

（一）黄曲霉毒素的危害及限量黄曲霉毒素是一种极强的致癌性物质[2]，也是目前发现的自然界中理化性质最稳定的真菌毒素[12]。它是由曲霉属真菌（主要包括黄曲霉及寄生曲霉，寄生曲霉在我国较为罕见[2]）产生的次级代谢产物，广泛存在于玉米、花生等及其制品中，对人畜的危害及威胁极大。目前发现存在于玉米中的黄曲霉毒素主要有4种，包括B1、B2、G1、G2，其中B1的致癌性最强[13]。黄曲霉毒素在人体内吸收后，进入肝脏、肾脏等。据报道，其对肝脏的损害最为明显，可引发呕吐、发热、厌食等肝炎症状[5]。一次性大剂量摄入会导致死亡，小剂量则会导致慢性中毒，引发肝癌[14]。此外，黄曲霉毒素还会对人畜免疫系统造成伤害和产生神经性毒性[15]。畜禽摄入黄曲霉毒素污染的饲料后，会出现采食量下降、生长缓慢、免疫力下降、繁殖能力下降等症状[16]。鉴于黄曲霉毒素对人体健康的危害，各国对其限量建立了相应的法律法规。欧盟（EU）NO.165/2010条文规定，黄曲霉毒素B1最大残留量为2μg/kg，黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2总量为4μg/kg[17]。联合国粮农组织（FAO）及世界卫生组织（WHO）规定谷物中AFB1≤20μg/kg。我国GB2761－2011《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》中规定玉米及其制品中黄曲霉毒素B1最大允许量为20μg/kg。

（二）伏马毒素的危害及限量伏马毒素是一种由镰孢菌种产生的次级代谢产物，此类代谢产物易溶于水[18]。目前发现的伏马毒素主要有11种，包括FA1、FA2、FB1、FB2、FB3、FC1、FC2等，其中FB1的危害最大[19～20]。研究发现，玉米中天然存在的伏马毒素主要为FB1、FB2、FB3[21]。国际癌症研究中心把伏马毒素划分为人类可能的致癌物[22]。1990年，SydenhamEW等[23]发现伏马毒素可致癌，并可能与人类的食道癌有密切关系。虽然伏马毒素在人体内吸收较少，但它可以通过影响鞘脂类物质的代谢，进而干扰神经酰胺合成，从而致癌[18]。孙桂菊等的调查结果表明，人类食道癌和肝癌的发生与伏马毒素有关系[24]。伏马毒素具有致病性和神经毒性[25]，主要表现为可引起马大脑白质软化、运动失调、猪肺水肿、肝脏损伤等，甚至死亡[26]。近年来研究发现，伏马毒素还可导致儿童发育不良[27]。目前，各国对伏马毒素还没有一个广泛的限量标准。2001年美国食品与药物监督管理局（FDA）公告，规定人类食用玉米中伏马毒素最高限量为2mg/kg[25]。瑞典规定人类食物中伏马毒素限量为1mg/kg[26]。此外，FDA的畜牧兽医中心（CVM）了动物饲料中伏马毒素的最高限量指导性公告，规定其范围为1～50mg/kg。

（三）脱氧雪腐镰刀菌烯醇的危害及限量脱氧雪腐镰刀菌烯醇因能引起动物呕吐，故又称呕吐毒素[28]，主要是由镰刀菌产生的单端孢族化合物中的一种，属于B类单端孢霉烯族毒素，是一种有毒次级代谢产物[29]。呕吐毒素虽然毒性较低，但极易发生中毒现象，其广泛存在于玉米、小麦等粮食作物中，对人畜均构成很大威胁，是一种较强的免疫抑制剂[30]。呕吐毒素在动物体内会抑制蛋白质的合成，使动物生长缓慢[30]。长期食用被呕吐毒素污染的饲料，会导致畜禽发育畸形。呕吐毒素被人体食用后，会出现腹痛、腹泻、内毒素血症等急性中毒症状，还会引起厌食、消化不良等慢性中毒症状[31]。一次性高剂量摄入甚至会导致休克性死亡[32]。也有研究发现，呕吐毒素与人类大骨节病、克山病、食管癌等有关[33]。此外，呕吐毒素还具有免疫系统毒性和细胞毒性等。2006年，欧盟规定呕吐毒素在粗谷物中的最大限量为1250μg/kg[32]。基于自2001年以来摄入量数据统计，食品添加剂联合专家委员会第72次会议仍将呕吐毒素最大允许摄入量定为1μg/kg[27]。我国GB2761－2011中规定玉米及其制品中呕吐毒素的最大允许量为1mg/kg。

（四）玉米赤霉烯酮的危害及限量玉米赤霉烯酮是由禾谷镰刀菌产生的一种真菌毒素，具有雌激素的活性[34]，也是唯一的一种植物雌性激素，又称F-2毒素。它广泛存在于粮食作物中，对人体健康有较大危害。玉米赤霉烯酮在正常烹调过程中无法彻底分解，并且会对食物的营养造成破坏[30]。由于它具有雌二醇的特性，所以经常被用来作促动物生长剂。玉米赤霉烯酮对雌性动物影响较大，主要靶器官为生殖器官，会造成雌性动物生殖器官肿胀如卵巢囊肿、子宫及输卵管内细胞增多等现象。母畜食用含玉米赤霉烯酮的饲料后，还会出现死胎、木乃伊胎、流产等现象。玉米赤霉烯酮对人体有明显的毒性作用[35]。研究显示，玉米赤霉烯酮与妇女乳腺癌、子宫腺癌有关。此外，玉米赤霉烯酮可通过食物链在人畜体内蓄积，对机体造成危害[36～37]。由于玉米赤霉烯酮对人体危害较大，各国对其限量也作了一定的要求。世界粮农组织和世界卫生组织规定每日最大耐受量为0.5μg/kg。2006年欧盟委员会对玉米副产品中玉米赤霉烯酮的限量为3mg/kg。我国GB2761－2011中规定玉米、玉米面（渣、片）中玉米赤霉烯酮的残留最大允许量为60μg/kg。

二、真菌毒素污染玉米的环节及原因

真菌毒素的产生与真菌菌株的产毒力及环境条件密切相关，只要有真菌适宜生长的环境，真菌毒素在田间或储藏期间都有可能发生，多发生在受损的植物中[38]。玉米中的真菌毒素主要是由侵染玉米果穗的霉菌产生的，可分为田间霉菌产生和储藏期霉菌产生。脱氧雪腐镰刀菌烯醇、玉米赤霉烯酮等属于田间霉菌毒素，而黄曲霉毒素、赭曲霉毒素等属于储藏期霉菌毒素。因此，玉米真菌毒素的污染在生产过程中的种植、收获和储藏运输等各个环节均有可能发生。

（一）种植过程种植过程中造成污染主要是由于玉米成熟期病虫害的发生，虫口玉米易被真菌毒素污染。山东省玉米种植过程中，主要病虫害有赤霉病、粗缩病、丝黑穗病、玉米螟等。赤霉病是由禾谷镰刀菌等致病菌引起的，可引起苗枯、茎腐、穗腐等[31]。赤霉病是玉米抽穗扬花期的主要病害。我国大部分地区赤霉病的主要致病菌是禾谷镰刀菌，它可以产生多种真菌毒素，包括呕吐毒素、玉米赤霉烯酮等[39]。玉米赤霉烯酮的产生与禾谷镰刀菌的特性有关。镰刀菌生命力顽强，其在冷暖交替时产毒能力更强[40]。山东省玉米多在秋季收获，显著的温度变化为镰刀菌生长繁殖提供了有利条件。玉米粗缩病是我国玉米种植区发生的主要病害，它是由玉米粗缩病毒引起的一种玉米病毒病，尤其在山东、河北等地区更为严重[41]。黑粉病是由黑粉菌引起的真菌病害，主要污染玉米穗部，其中丝黑穗病是黑粉病中较常见的一种。玉米螟主要危害玉米的茎部和穗轴，不仅会造成玉米产量降低，还会致使质量下降。虫害发生容易导致玉米出现虫口，在条件合适的情况下，为伏马毒素的发生提供生长温床。调查发现，山东省玉米收获前期和收获期玉米青虫危害比较严重，破坏子实，导致霉菌感染较为严重。此外，病虫害虽然不是黄曲霉毒素产生的必然条件，但病虫害的发生会加重黄曲霉毒素污染的程度[11]。这些病虫害不仅使得玉米产量降低，而且病粒中含有危害人体健康的真菌毒素，包括脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其代谢产物、玉米赤霉烯酮等[31]。

（二）收获过程山东省玉米的收获模式目前主要采用机械收割人工剥皮日晒机械脱粒的半自动化模式。收获期及晾晒期的天气及温湿度是影响真菌毒素污染的主要因素。如果收获时遇到阴雨天气，收获的玉米不能及时晒干，会加重真菌毒素的污染。此外，人工剥皮时间较长，收获的玉米一般直接堆放于地面，不利于散热，也会加重真菌毒素的侵染。空间不够大，日晒所需时间越长，霉菌对玉米的侵染率会越高，毒素污染也会越严重。若机械收割过程对玉米造成机械损伤，也会增加霉菌的侵染率。收获期的温度、湿度、干旱情况和降雨量等影响真菌毒素的产生。尤其在玉米生长前期干热，而后期一段时间出现高温高湿天气时，极易诱发伏马毒素的发生[42]。

（三）储藏过程储藏期玉米的质量安全不仅与环境的温湿度有关，还与储藏方式有关。山东省玉米的储藏方式大多以堆藏为主，不利于玉米产热的释放，温热的环境和含水量都较适合黄曲霉等真菌的生存，所以极易引发真菌毒素的产生。目前，山东省个体种植户多以袋装堆放、仓储等方式贮存粮食。玉米仓储时间过长，仓库漏雨、相对湿度较高，库存量大又不注意通风，都有可能为产毒真菌的生长繁殖提供适宜的温湿度。储藏过程是黄曲霉毒素的高发期。在曲霉属真菌中，黄曲霉及寄生曲霉对玉米的污染较为普遍，其最适生长相对湿度为80％～90％，温度为25～30℃[2]。玉米籽粒含水量在17％左右时[2]，黄曲霉及寄生曲霉最易生长繁殖并产生毒素。此外，调查发现山东省部分农户的储藏空间狭小，湿度较大，田间感染的霉菌在适宜的条件下可能在储藏的过程中继续生长而导致污染加重。收获的玉米在贮存期间水分在18％～23％时，最适宜产伏马毒素的串珠镰刀菌的生长和繁殖，因此伏马毒素含量普遍偏高[42]。

三、保障玉米质量安全的建议与对策

（一）加快玉米新品种培育目前山东省玉米发展势头良好，但玉米品种的更新换代步伐仍然相对滞后。为了保证玉米的高产稳产性、对不良逆境因子的抵抗性及真菌毒素抗性，应该加强对综合性优良玉米品种的选育。

（二）适时播种及收获加强玉米播种监管及农民培训，强化农民的农产品质量安全意识，严格按各品种生长要求进行播种及收获。通过科技下乡活动，不仅要督促农民适时播种和收获，更要让他们了解农产品质量安全的重要性，提高自我保护意识。

（三）合理防治病虫害生产过程中病虫害的防治至关重要。推进使用新型、低毒、高效农药的进程，严禁使用的农药一律不准出现在市面上。随着农业集约化和机械化程度的提高，飞机撒药成为发展趋势，但是对于玉米统防统治这种模式带来的潜在风险，还没有做科学系统的研究。因此，建议加强飞机撒药模式研究与管理，从农药登记管理、残留、漂移、对环境与生物的影响等诸方面开展系统研究，并制定相应管理规范，为农产品质量安全提供法规与技术保障。此外，加强玉米病虫害防控关键技术研究，根据山东省玉米主产地区病虫害的发生规律，建立科学的预测预报和防治机制，努力减少病虫害危害和损失。

（四）防止玉米穗破损霉菌可通过病虫害或机械引起的损伤侵染玉米，而加重玉米真菌毒素的污染。因此，在玉米播种期、生长期及收获期等尽量避免由外界引起的损伤，包括机械损伤、病虫害引起的损伤以及运输过程中人为因素造成的损伤等。

（五）真菌毒素常有发生归根结底还是人们对它的危害认识不够，防范意识薄弱所致，因此要加大宣传力度，提高全民防范意识，并对农民进行系统的培训，从种植、收获及储藏等环节进行预防，减少真菌毒素的发生。此外还需加快真菌毒素防控标准化体系的建立、快速检测技术的开发以及全国统一监测机制的建立等。

作者：王燕 李增梅 董燕婕 陈业兵 王玉涛 邓立刚 赵善仓 单位：山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 山东农业大学食品科学与工程 山东省农业科学院科研处