赫丹 徐劍宏 劍波 劉馨 史建榮 LEE Yin-Won

摘要：伏馬毒素是廣泛存在于霉變玉米、高粱、水稻等谷物及其制品中的一種霉菌毒素，具有神經(jīng)毒性、致癌性等毒副作用。攝入伏馬毒素污染的糧谷或飼料均會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的健康問(wèn)題。近年來(lái)，糧谷食品質(zhì)量安全問(wèn)題中霉菌毒素的污染問(wèn)題最為突出。我國(guó)針對(duì)飼料中的霉菌毒素制定了相應(yīng)的限量標(biāo)準(zhǔn)，但暫時(shí)未對(duì)食品中的伏馬毒素進(jìn)行限量，且國(guó)際上伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)也并不完全統(tǒng)一。就伏馬毒素的理化性質(zhì)、限量標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法等方面進(jìn)行了綜述，并對(duì)近年來(lái)我國(guó)玉米及其制品中伏馬毒素的污染現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)討論，旨在為我國(guó)糧谷中伏馬毒素限量標(biāo)準(zhǔn)的制定、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和管控提供參考。

關(guān)鍵詞：伏馬毒素;限量標(biāo)準(zhǔn);污染現(xiàn)狀;檢測(cè)方法;玉米及其制品;農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全

中圖分類(lèi)號(hào)：TS207.5 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）21-0033-07

收稿日期：2021-03-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31872914、31901805）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2018YFE0206000）;西藏自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：XZ202001ZY0038N）。

作者簡(jiǎn)介：赫 丹（1990—），女，河北石家莊人，研究實(shí)習(xí)員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營(yíng)養(yǎng)相關(guān)研究。E-mail：danhe58@163.com。

通信作者：史建榮，博士，研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全方面與營(yíng)養(yǎng)相關(guān)研究。E-mail：shiji@ jaas.ac.cn。

伏馬毒素（fumonisins，簡(jiǎn)稱(chēng)FBs）又稱(chēng)煙曲霉毒素，是串珠鐮刀菌（Fusarium monitiforme）、輪狀鐮刀菌（Fusarium verticillioides）等在一定溫度、濕度下產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物，極易侵染玉米、高粱、水稻等糧谷類(lèi)作物，在玉米中浸染最為普遍，也相對(duì)嚴(yán)重[1]。食用被伏馬毒素污染的糧谷或飼料會(huì)對(duì)人和動(dòng)物產(chǎn)生不同程度的健康危害。伏馬毒素B1是鞘氨醇（sphingosine，簡(jiǎn)稱(chēng)So）和二氫鞘氨醇（sphinganine，簡(jiǎn)稱(chēng)Sa）的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物，可競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合神經(jīng)酰氨合成酶，導(dǎo)致So和Sa的大量累積，從而減少?gòu)?fù)合鞘氨醇酯的合成，臨床上常用尿液、血液或器官組織中Sa含量/So含量的值升高作為FB1中毒的生物標(biāo)記[2-3]。它的毒性主要包括神經(jīng)毒性、免疫毒性、生殖毒性、器官毒性和致癌性。它對(duì)嚙齒類(lèi)動(dòng)物主要以肝臟和腎臟的毒素性為主，可引起馬腦白質(zhì)軟化癥（equine leukoencephalomalacia，簡(jiǎn)稱(chēng)ELEM）和豬肺水腫，且與人類(lèi)的食管癌、神經(jīng)管型缺陷病也有一定的關(guān)系[4-5]。研究者表示伏馬毒素和黃曲霉毒素1（具有基因毒性和致癌性）之間可能存在一定的相互作用，具有誘導(dǎo)再生細(xì)胞的增殖潛力[6]。國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（International Agency for Research on Cancer，簡(jiǎn)稱(chēng)IARC）對(duì)伏馬毒素B1進(jìn)行了評(píng)估，并將其評(píng)定為2B級(jí)致癌物[7]。本文在綜述伏馬毒素理化性質(zhì)、國(guó)內(nèi)外限量標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)近年來(lái)我國(guó)玉米及其制品中伏馬毒素的污染現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)與討論，以期為我國(guó)糧谷中伏馬毒素限量標(biāo)準(zhǔn)的制定、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和管控提供參考依據(jù)。

1 伏馬毒素的理化性質(zhì)和限量標(biāo)準(zhǔn)

1.1 理化性質(zhì)

伏馬毒素是一種由多氫醇和丙三羧酸組成的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的雙酯化合物，包括1個(gè)由20個(gè)碳原子組成的脂肪鏈及通過(guò)2個(gè)酯鍵連接的親水性側(cè)鏈[8]，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1。伏馬毒素最早是由Gelderblom等于1988年研究南非人口中食道癌的發(fā)生率時(shí)發(fā)現(xiàn)的[9]。目前，已發(fā)現(xiàn)的天然伏馬毒素共有28種不同的異構(gòu)體，可分為4種類(lèi)型，分別為FA、FB、FC和FP，主要以伏馬毒素B族（簡(jiǎn)稱(chēng)FB）的形式存在。自然污染的情況下，F(xiàn)B1的污染最為廣泛，約占糧食污染中伏馬毒素的60%以上，毒性也最強(qiáng)，其中FB1、FB2和FB3含量的比例約為 12 ∶4 ∶1[1，10]。糧谷中伏馬毒素除了以上述游離形式存在外，還有很多隱蔽形式，如伏馬毒素在酸性環(huán)境中易水解，失去1個(gè)或2個(gè)丙三羧酸基團(tuán)，從而形成水解伏馬毒素或部分水解伏馬毒素;通過(guò)與糖分子結(jié)合，從而形成伏馬糖苷;被脂肪酸酯化，形成脂肪酰伏馬毒素;此外，還可以與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合[11-13]。

伏馬毒素的純品為白色針狀晶體，無(wú)紫外吸收和熒光特性，易溶于甲醇、乙腈和水。它在甲醇中不穩(wěn)定，可降解成單甲酯或雙甲酯，但在-18 ℃下可穩(wěn)定保存6周;在酸性條件中可水解成水解伏馬毒素，且其水解產(chǎn)物一樣具有一定的毒性[14]。它在乙腈-水（體積比1 ∶1）中穩(wěn)定，25? ℃下可保存6個(gè)月;在pH值為3.5和9的緩沖液中，78 ℃下可保存16周。有報(bào)道表明，伏馬毒素在多數(shù)的食品加工過(guò)程中較為穩(wěn)定，于100 ℃蒸煮30 min也不能破壞其結(jié)構(gòu)，需在175 ℃下加熱60 min才能使90%的伏馬毒素降解[15]。

1.2 限量標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 食品中伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)

目前，我國(guó)尚未制定食品中伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上對(duì)食品中伏馬毒素的限量也無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。只有部分組織、國(guó)家對(duì)食品中伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)作出了較為詳盡的限定（表1）。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界世衛(wèi)組織食品添加劑聯(lián)合專(zhuān)家委員會(huì)（FAO/WHO）將FB1、FB2和FB3總量的每日最大耐受攝入量定為 2 μg/（kg·d）[16-17]。對(duì)于食品中伏馬毒素的限量，主要限制的是伏馬毒素的總量，多數(shù)針對(duì)食用玉米及玉米制品，僅瑞士和法國(guó)制定了谷物及谷物制品中伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)消費(fèi)群體、加工工藝、制成品的不同，各國(guó)之間伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)差異較大，其中歐盟制定的食品中伏馬毒素限量標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)最為詳盡，對(duì)嬰幼兒玉米制品谷物中伏馬毒素的限量最低，僅為200 μg/kg（表1）。

1.2.2 飼料中伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)最新GB 13078—2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了部分飼料原料和飼料產(chǎn)品中的FB1和FB2總量的限量標(biāo)準(zhǔn)。其中飼料原料玉米及其加工產(chǎn)品、玉米酒糟類(lèi)產(chǎn)品、玉米青貯飼料和玉米秸稈中伏馬毒素的限量為 60 mg/kg，其他飼料產(chǎn)品中伏馬毒素的限量在5～20 mg/kg[23]。

2 伏馬毒素的檢測(cè)方法

伏馬毒素的檢測(cè)方法主要有薄層色譜法（thin layer chromatography，簡(jiǎn)稱(chēng)TLC）、酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法（enzyme-linked immunosorbent assay，簡(jiǎn)稱(chēng)ELISA）、高效液相色譜法（high? performance liquid chromatography，簡(jiǎn)稱(chēng)HPLC）和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（liquid chromatography-tandem mass spectrometry，簡(jiǎn)稱(chēng)LC-MS/MS）。

薄層色譜法是真菌毒素的傳統(tǒng)檢測(cè)方法，20世紀(jì)被許多國(guó)家廣泛運(yùn)用[24]，但由于操作繁瑣、重現(xiàn)性差、靈敏度低，已逐步被其他方法取代，目前該方法常用來(lái)作為伏馬毒素的制備、富集和提純[25-26];酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法一般采用競(jìng)爭(zhēng)ELISA的原理，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比，對(duì)伏馬毒素進(jìn)行定性或定量分析，該方法具有準(zhǔn)確、快速、靈敏度高和特異性好等特點(diǎn)，經(jīng)常作為快速檢測(cè)方法，廣泛應(yīng)用于大批量樣品的初篩和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等。

高效液相色譜法因其操作方便、靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)外常用以檢測(cè)伏馬毒素的定量檢測(cè)方法之一。由于伏馬毒素本身并沒(méi)有特定的紫外吸收性，也不具備熒光特性，所以在使用HPLC分析前，須要先將伏馬毒素與衍生化試劑進(jìn)行衍生，使其獲得熒光特性后，方可進(jìn)行HPLC檢測(cè)。目前，伏馬毒素的衍生化試劑主要有鄰苯二甲醛（o-phthalaldehyde，簡(jiǎn)稱(chēng)OPA）、9-芴代甲氧苯酰氯、萘-2，3-二甲醛（NDA）、丹磺酰氯及6-氨基喹啉-N-羥基琥珀等，其中以O(shè)PA衍生的靈敏度最高，也最為常用[27]。但OPA衍生產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低，對(duì)衍生反應(yīng)時(shí)間要求相對(duì)較嚴(yán)格，須要在衍生反應(yīng)后2 min內(nèi)進(jìn)樣。Kaltner等建立了一種基于SAX柱凈化的反相液相色譜熒光檢測(cè)玉米中FB1和FB2的方法，該方法對(duì)FB1和FB2的檢出限分別為29.2、17.5 μg/kg，回收率在79.4%～98.0%之間[28]。Smith等采用9-芴代甲氧苯酰氯（FMOC-Cl）進(jìn)行柱前衍生，使用高效液相色譜-熒光檢測(cè)器（HPLC-FID）檢測(cè)了飼料中的伏馬毒素1和伏馬毒素2，檢出限為 0.002 5 μg/mL，精密度為1.0%～16.7%，當(dāng)加標(biāo)濃度在0.1～30.0 μg/kg時(shí)，回收率為75.1%～115.2%[29]。

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法一般采用電噴霧正離子和多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式對(duì)伏馬毒素進(jìn)行檢測(cè)，和液相色譜不同，它不需要對(duì)伏馬毒素進(jìn)行衍生化，且具有更高的檢測(cè)靈敏度、重現(xiàn)性和準(zhǔn)確度，可以同時(shí)檢測(cè)游離伏馬毒素和隱蔽型伏馬毒素[30]。由于糧谷中的伏馬毒素在酸性環(huán)境下易水解成水解伏馬毒素或部分水解伏馬毒素，且可與樣品中的蛋白質(zhì)或脂質(zhì)等共價(jià)結(jié)合成三羧基伏馬毒素、脂肪酰伏馬毒素等。這些隱蔽伏馬毒素的毒性雖然尚不明確，但在動(dòng)物腸道內(nèi)有可能會(huì)轉(zhuǎn)化成游離伏馬，所以糧谷中隱蔽伏馬毒素檢測(cè)方法的建立對(duì)伏馬毒素的膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要的意義。但隱蔽型伏馬毒素的形態(tài)具有多樣性，單獨(dú)分開(kāi)檢測(cè)工作較為煩瑣，所以一般在提取的過(guò)程中，采用堿水解的辦法，將游離伏馬毒素和隱蔽伏馬毒素全部水解成水解伏馬毒素后用LC-MS/MS進(jìn)行檢測(cè)分析[12，31]。Brya 等采用同位素內(nèi)標(biāo)稀釋法建立了玉米及其制品中游離伏馬毒素（FB1、FB2和FB3）和水解型伏馬毒素（HFB1、HFB2和HFB3）的液質(zhì)聯(lián)用的檢測(cè)方法，方法的定量限在12.5～22.0 μg/kg 之間，加標(biāo)濃度在200～800 μg/kg時(shí)，方法回收率為82%～111%[32]。

3 我國(guó)玉米及其制品中伏馬毒素的污染現(xiàn)狀

伏馬毒素主要存在于糧谷中，以玉米及其制品中最為普遍，但在以糧谷為原料的一些產(chǎn)品中，也時(shí)有報(bào)道。如表2所示，近年來(lái)隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)伏馬毒素的關(guān)注度逐漸提高，由原來(lái)單一的伏馬毒素1逐漸轉(zhuǎn)向了對(duì)伏馬毒素總量的關(guān)注，并且對(duì)隱蔽伏馬毒素毒性和污染的研究也越來(lái)越廣泛;部分玉米樣品中FB1的含量高達(dá) 10 000 μg/kg 以上，遠(yuǎn)高于歐盟食用玉米的最高限量 4 000 μg/kg，除了常見(jiàn)的游離伏馬FB1、FB2、FB3外，F(xiàn)B4和隱蔽伏馬毒素均有被檢出的情況，具有較高的食用風(fēng)險(xiǎn)。

伏馬毒素主要污染玉米及其制品，孟繁磊等檢測(cè)了吉林省內(nèi)采集的50份玉米樣品中的FB1和FB2，其中42個(gè)樣品中檢出FB1，檢出率為84.0%，污染水平在151.12～805.6 μg/kg之間[33]。Liu等對(duì)我國(guó)貴州、河北、內(nèi)蒙等8個(gè)省份抽取的共249份玉米樣品中的伏馬毒素進(jìn)行了檢測(cè)，中FB1和FB2的檢出率分別為66.7%和51.0%，最大值分別為 10 315、5 209 μg/kg，平均值為530、288 μg/kg[34]。Xing等對(duì)山東、河北、河南3省的44份基地玉米樣品中的伏馬毒素進(jìn)行了測(cè)定，伏馬毒素1的檢出率為100%，最大值為315.9 μg/kg，平均值為116.5 μg/kg[35]。

玉米粉、玉米糝、玉米面等玉米制品中均有伏馬毒素的檢出（表3）。Yang等對(duì)我國(guó)安徽、河北、河南、江蘇、浙江等5個(gè)省份抽取的576份玉米及玉米制品樣品（203份玉米、80份玉米粉、86份玉米糝、207份玉米面）中的伏馬毒素（FB1、FB2、FB3）檢測(cè)的結(jié)果表明，其中FB1、FB2和FB3的最大值分別為9 845、2 307、1 090 μg/kg。玉米粉中的FB1污染最為嚴(yán)重，檢出率達(dá)95%，平均值為 592 μg/kg。玉米制品污染程度從高到低分別為玉米粉、玉米糝、玉米面、玉米[37]。張夢(mèng)妍等對(duì)河北省2014年抽取的80份玉米面樣品中的FB1和FB2進(jìn)行了測(cè)定，其中未檢出FB2，F(xiàn)B1檢出樣品9份，檢出率為11.25%，最大值為23.32 μg/kg，平均值為 1.14 μg/kg[36];Jiang等對(duì)山東省的玉米基的窩窩頭（41份）、饅頭（11份）、薄的玉米煎餅（8份）和玉米餅（30份）中的伏馬毒素進(jìn)行測(cè)定，上述玉米制品中FB1、FB2和FB3的檢出率分別為94.4%、78.9%和92.2%，最大值為1 775、141.6、70.64 μg/kg，平均值為121.10、7.76、5.06 μg/kg[38]。

除游離型伏馬毒素外，玉米及其制品中隱蔽伏馬毒素潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)同樣不可忽視，特別是霉變玉米，具有較高的污染風(fēng)險(xiǎn)（表3）。Hu等對(duì)我國(guó)山東省采集的20份自然晾干的玉米樣品（10份發(fā)霉、10份不發(fā)霉）以及從浙江省超市采集的38份玉米制品樣品（新鮮玉米粒12份和冷凍的玉米粒4份、玉米淀粉6份、玉米片4份、玉米糝8份和玉米粉4份）采用LC-MS/MS對(duì)游離型伏馬毒素（FB1、FB2）和水解伏馬毒素（HFB1、HFB2）進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有玉米及其制品樣品中均有伏馬毒素的檢出。其中發(fā)霉的干玉米、正常干玉米、玉米片、玉米糝和玉米粉中的FB1、FB2、HFB1和HFB2的檢出率均為100%，4個(gè)冷凍玉米樣品中僅有1個(gè)樣品有HFB1檢出，其他伏馬毒素均未檢出。檢出率由高到低分別為干玉米（玉米片、玉米糝、玉米粉）、新鮮玉米、玉米淀粉、冷凍玉米。其中霉變干玉米中4種伏馬毒素的平均值均在13 706 μg/kg以上，HFB2的平均值最高（4 343 μg/kg），已經(jīng)超出歐盟對(duì)食用玉米4 000 μg/kg的限量。除霉變干玉米外，其他玉米制品中FB1、FB2、HFB1和HFB2的最大值分別為2 993、764、7 226、1 211 μg/kg，存在一定的食用風(fēng)險(xiǎn)。FB1的污染程度由高到低分別為霉變干玉米、玉米片、玉米粉、玉米糝、干玉米、玉米淀粉、鮮玉米、冷凍玉米[43]。

同樣，國(guó)外玉米及其制品中伏馬毒素污染情況也時(shí)有報(bào)道。Hanvi等對(duì)多哥的55份玉米樣品中的伏馬毒素進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果顯示FB1、FB2和FB3的檢出率分別為48%、30%和14%，最大值分別為1 838、586.4、185.6 μg/kg，陽(yáng)性平均值分別為504.8、176、82 μg/kg[40]。對(duì)埃塞俄比亞的100份玉米樣品4種中伏馬毒素含量的研究結(jié)果表明，F(xiàn)B1、FB2、FB3、FB4的檢出率分別為70%、61%、51%、60%，最大值分別為11.831、3.732、1.603、1.364 mg/kg，平均值分別為0.606、0.202、0.136、0.085 mg/kg[44]。Hove等對(duì)津巴布偉的95份玉米樣品中的伏馬毒素檢測(cè)的結(jié)果表明，F(xiàn)B1、FB2和FB3的檢出率分別為95%、31%和3%，最大值為1 106、334、67 μg/kg，陽(yáng)性平均值為242、120、57 μg/kg[42]。Adekoya等2015—2016年對(duì)南非32份玉米原料的啤酒中的伏馬毒素檢測(cè)結(jié)果顯示，F(xiàn)B1、FB2和FB3均有檢出，檢出率分別為53%、32%和6%，3種伏馬毒素的最大值分別為182、143、37 μg/kg，陽(yáng)性平均值為151、96、36 μg/kg[39]。

4 結(jié)論與展望

玉米及其制品伏馬毒素的污染較為普遍，部分樣品（發(fā)霉的干玉米）中FB1高達(dá) 10 mg/kg，HFB1含量高達(dá)50 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐盟對(duì)伏馬毒素的最高限量標(biāo)準(zhǔn)（4 000 μg/kg），具有較高的食用風(fēng)險(xiǎn)。目前，我國(guó)雖然針對(duì)飼料原料中的玉米及其加工品中的伏馬毒素制定了相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)，但暫無(wú)糧谷等食品中伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)際上對(duì)玉米等谷物食品中伏馬毒素的限量主要在1 000～4 000 μg/kg之間，因而建立我國(guó)糧谷類(lèi)食品中伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫，一方面出于保護(hù)國(guó)內(nèi)糧谷類(lèi)食品的質(zhì)量安全的需要，另一方面可進(jìn)一步與發(fā)達(dá)國(guó)家的要求接軌，促進(jìn)我國(guó)的進(jìn)出品貿(mào)易。此外，監(jiān)管部門(mén)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)玉米及其制品中伏馬毒素的監(jiān)控，密切關(guān)注玉米等糧谷中伏馬毒素的污染監(jiān)測(cè)調(diào)查情況，為制定我國(guó)糧谷中伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)提供數(shù)據(jù)支撐與理論基礎(chǔ)。

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