黃麴毒素知多少?

 

(王廷宏)

 

黃麴毒素(aflatoxins)是惡名昭彰的真菌毒素,常讓人和發霉的食品聯想在一起。它們受到重視起因於1960年在英國發生了因餵食被真菌污染的花生粕而導致大批火雞突然死亡的事件。並非所有遭到真菌污染的食品或飼料都會殘留黃麴毒素。黃麴毒素主要是由屬於麴菌屬(Aspergillus)的黃麴菌(A. flavus)及寄生麴菌(A. parasiticus)這兩種真菌所產生的二級代謝產物(secondary metabolites),另一類很重要的真菌二級代謝產物是青黴菌(Penicillium)產生的青黴素(penicillins)。目前已知的黃麴毒素種類有B1B2G1G2四種(圖一),它們是一類具有很強毒性(toxic)和致癌性(carcinogenic)的低分子量化合物(表一)。這四種毒素以黃麴毒素 B1的毒性最強,常使動物及人類肝臟發生病變,實在不可不慎。

然而黃麴毒素難道只有在發霉的花生和其製品中才有嗎?其實不然,後來研究人員發現乳製品中也有黃麴毒素,尤其是第五種黃麴毒素M1。酪農飼養乳牛除了提供草料之外,也會補充適量的配合飼料,以促進生長並提高泌乳量,但飼料若處理不當就可能遭黃麴毒素污染,當乳牛攝入此種受污染的飼料後,其中所含的黃麴毒素B1經牛體代謝後殘存百分之一至二,且轉為另一形式的黃麴毒素M1,隨乳汁分泌出來。黃麴毒素M1之毒性雖較黃麴毒素B1弱,但長期食用含過量黃麴毒素M1之乳製品,仍會造成肝臟損傷。

衛生署食品衛生標準規定,花生及其製品中黃麴毒素不得超過15ppb倘若,攝食了大量被黃麴毒素污染的食物,會導致急性肝中毒(hepatotoxicity),甚至死亡。主要的病徵有:嘔吐、腹痛、肺水腫、痙攣、昏迷、或肝、腎、心衰竭或腦水腫而造成死亡。有流行病學研究指出,受到黃麴毒素污染嚴重的地區,人們通常有較高的肝癌發生率,而黃麴毒素也可能是B型肝炎病毒帶原者發生肝癌的另一導致因素。

黃麴毒素的合成路徑一般相信是由初級代謝產物而來。當菌開始生長時,初級代謝即開始進行,此時根本沒有或只有少量之黃麴毒素,後來由於磷、氮或一些其他微量元素等初級代謝中所需之養份漸漸用完而變成限制因子之後,生長逐漸受阻,初級代謝作用也受到干擾,各種不同的初級代謝物開始累積,會引發或促進次級代謝所需酵素之活性,導致次級代謝作用之進行,例如A. flavus A. parasiticus,此時polyketide生合成代謝路徑會超過脂肪酸之生合成代謝,進而促進黃麴毒素之生合成作用。

目前最新的對黃麴毒素的檢測方法是利用單株抗體,其特徵在該單株抗體對黃麴毒素B1, B2, G1 G2具高親和力,可用於檢測試樣中黃麴毒素之總含量,但對黃麴毒素衍生物不具交叉反應。

影響黃麴毒素產生的因素有很多,其中溫度、濕度、基質、培養時間以及不同地區所得到菌株產生黃麴毒素的量也大不相同;Sorensen et al. 1967的報告中指出A. flavusA. parasitics11-37℃都可產生黃麴毒素。Diener and Davis 1967研究相對濕度對花生在儲存時黃麴毒素累積的影響,發現受傷害的花生要在相對濕度85﹪時,有少量的黃麴毒素產生,而完整的花生則要在相對濕度87-89﹪才會有黃麴毒素產生。在相對濕度為97-99﹪,溫度範圍13-41.5℃之間均會產生黃麴毒素。Ehrlich and Cotty 2002指出不同地區所得到相同種(species)的不同菌株其黃麴毒素的產生量有著大不相同的結果,此現象可歸因於調控基因層次上的不同。他們發現將北美的亞利桑納州(SB)與非洲西部的貝南(SBG)所得到的A. flavus在實驗培養時,SBG菌株以硝酸鹽為氮源黃麴毒素的產量遠較以銨鹽為氮源時少。經過進一步研究後得到一結論:黃麴毒素的產生是因AflRAflJ這兩個基因所調控,而這兩個基因又被AreA-binding site所調控著,此外,AreA-binding site的多寡也調控著黃麴毒素的產量。此兩地所得到的A. flavus其所含有的AreA-binding site則是(SB)含有較多,(SBG)較少,相對的黃麴毒素的產量也是(SB)較多。

產生黃麴毒素的真菌不僅在花生中可找到,還可在玉米、小麥、燕麥、棉籽、樹豆等作物中發現。市售農產品由於受到自然環境、衛生條件及儲藏時間之影響,往往為黃麴菌寄生並導致黃麴毒素的產生。由於黃麴毒素具有極高的熱安定性,不易被一般加工方法所破壞或去除;且其毒性經動物試驗結果顯示在極低的劑量下,即足以導致癌症的產生,故防治此類真菌對於農產品的汙染,已成為農業界之重要課題。日常生活中要預防黃麴毒素的危害,建議在購買這一類的產品時,儘可能選購新鮮的、包裝完整的,並從外觀色澤觀察是否長黴;儲藏時要保持在乾燥陰涼通風處,一過保存期限就要丟棄。花生製品如花生醬、花生粉少吃。家禽類食入黃麴毒素的機會很高,所以應該少吃動物內臟(尤其是肝臟)。食物發霉應立即丟棄,不要食用,以避免遭受黃麴毒素的傷害。

 

 

 

 

圖一、黃麴毒素的化學結構式

 

 

 

表一、黃麴毒素的毒性和致癌性

 

黃麴毒素種類

毒性

(半致死劑量, mg/kg

相對致癌性

B1

0.36

100

M1

0.36

3

G1

0.78

3

B2

1.69

0.2

G2

2.45

0.1

 

參考文獻:

1.   Ehrlich, K. C. and P. J. Cotty. 2002. Variability in nitrogen regulation of aflatoxin production by Aspergillus flavus strains. Appl. Microbiol. Biotechnol. 60:174-178.

Marth, E. H. 1982. Aflatoxin (part of chapter 4). In G. Reed (ed.), Prescott & Dunn’s Industrial Microbiology, 4th ed.