赭麴黴毒素(Ochratoxin)
赭麴黴毒素最初由從南非分離的一株赭麴黴(Aspergillus ochraceus)菌株代謝產生的一組二級代謝產物，包括7種結構類似的化合物，其中赭麴黴毒素A(Ochratoxin，OTA)是毒性最強的成分。
(一)主要產毒菌株
赭麴黴毒素是由麴黴屬和青黴屬的某些菌種產生的，能產生赭麴黴毒素的麴黴屬有：洋蔥麴黴、硫色麴黴、蜂蜜麴黴、赭麴黴、孔麴黴、佩特麴黴和菌核麴黴等。青黴屬有：徘徊青黴、鮮綠青黴、普通青黴、變幻青黴、產紫青黴、圓弧青黴和產黃青黴等。
(二)赭麴黴毒素的化學結構和理化性質
在OTA毒素結構中，酚羥基相鄰的羰基中的氧原子或醯胺基中的氧原子都能與分子內的H原子相結合，因此分子結構有很大差異。赭麴黴毒素是異香豆素聯結1一苯丙氨酸在分子結構上類似的一組化合物，包括OTA、OTB、OTα、OTA的甲酯以及OTB的甲酯和乙酯等。作為食品中的天然污染物，OTA是主要的化合物。OTA是一種無色結晶化合物，溶解於極性有機溶劑，微溶於水和稀的碳酸氫鈉水溶液中。在紫外光下OTA呈綠色螢光，這種毒素相當穩定，具有耐熱性，用普通加熱法處理不能將其破壞。故一般的烹調和加工方法只有部分破壞。OTA在乙醇中置於冰櫃避光可保存一年，圖1為其化學結構式。OTA帶有Cl，毒性強；OTB則無Cl，毒性低。
（三）赭麴黴毒素的毒性
1、急性毒性與慢性毒性
赭麴黴毒素具有烈性的腎臟毒和肝臟毒，當人畜攝入被這種毒素污染的食品和飼料後，就會發生急性或慢性中毒，如大鼠經口餵20 mg/kg的赭麴黴毒素，就會產生急性中毒；赭麴黴B菌素通常較少，毒性比A菌素低。雞食含有赭麴黴毒素1～2 mg/kg的飼料，種蛋孵化率會降低。赭麴黴毒素的毒性特點是造成腎小管間質纖維結構和機能異常而引起的腎營養不良性病以及腎小管炎症、免疫抑制。像洲利亞和羅馬尼亞等巴爾幹半島國家部分地區居民膳食中OTA的污染被認為與地方性腎病有關。在巴爾幹地方性腎病流行區，6%一18%人群的血液中能檢出OTA。
2、致癌性
赭麴黴毒素能引起腎臟的嚴重病變、肝臟的急性功能障礙、脂肪變性、透明變性及局部性壞死，長期攝入也有致癌作用。用小白鼠做實驗結果發現赭麴黴毒素可使肝臟出現癌變，持續攝入248～276 μg/d，15周后即有腎細胞癌的發生。此外，赭麴黴毒素還具有致畸和致突變性。
1995年，FAO/WHO食品添加劑聯合專家委員會(JECFA)在其第44次會議上，重新確定了第37次會議上制訂的OTA的每周暫定耐受攝入量（PTWI），將其定為100ng/kg體重，相當於每天14ng/kg體重。JECFA第56次會議上再一次評價了OTA，委員會根據新提出的資料認為，OTA引起腎毒性以及腎癌的機制還未解決，因此委員會保留PTWI為100 ng/kg體重。我國《糧食衛生標準》規定OTA在穀類、豆類中的限量為5μg/kg。
(四)赭麴黴毒素在食品中的污染
赭麴黴毒素主要污染玉米、小麥、大豆、燕麥、大麥、花生、火腿、水果等。在發熱霉變的糧食和飼料中赭麴黴毒素含量較高，主要是OTA。糧食中的產毒菌株在28℃下，產生的OTA含量最高；在溫度低於15℃或高於37℃時產生的OTA極低。
我國先後於1989年和1991年對部分地區的玉米、小麥、大米等穀物進行了OTA的測定。其中1989年檢測玉米796份、小麥610份、大米36份，總計1 442份樣品，陽性樣品22份(占1.5%)，檢出OTA的含量範圍為8.0～80.0μg/kg。
赭麴黴毒素脫毒介紹
赭麴黴毒素A的脫毒研究現狀
OTA的脫毒方式分為兩種：一種是降解作用，主要是通過化學反應、對毒素進行修飾等手段，使之變為不具毒性或毒性較低的物質；另一種是對OTA進行脫除，主要是通過一定的手段，將已存在的OTA進行脫除，並不會改變其本質。目前國內外關於OTA的脫毒研究可分為物理、化學和生物脫毒三大類方法。
赭麴黴毒素A的物理脫毒
物理脫毒法是利用清洗除塵、研磨洗擦、吸附、輻照等手段達到減少或脫毒的效果。但清洗剔除的霉粒處理不當還會對環境造成二次污染；通過吸附只是將毒素轉移並沒有將毒素破壞或者降解；γ射線輻照，雖能保證其主要營養成分和感官不變，尤其在水溶液里，降解率能達到90%，但是不易操作，設備和放射源控制等都需要較高要求。食品原料和飼料生產中套用較多的物質是活性炭，早在1998年，Galvano等人證明活性炭能夠對真菌毒素進行較好的吸附，體外脫除OTA效果較好，缺點是專一性不強，例如葡萄酒中活性炭脫除OTA時，對多酚含量和葡萄酒的顏色有影響。
赭麴黴毒素A的化學脫毒
化學脫毒法主要採用對毒素進行修飾等手段，使之變為不具毒性的物質。常用的化學試劑有鹼性的過氧化氫，氫氧化鈉以及臭氧，氨基甲烷以及氫氧化鈣銨鹽，都能有效減少基質中的OTA。例如氨化處理在比較溫和的條件下能夠脫除小麥、玉米、大麥等穀物中的AFB1、OTA和青黴酸等多種真菌毒素，100%的清除AFB1，使AFB1的內酯環降解為毒性較低的一些化合物；用2%的碳酸鉀水溶液在一定的溫度和壓力下處理帶殼可可豆，能夠降低95%的OTA污染。但氨化（鹼）處理會產生變色，出現異味等現象。
赭麴黴毒素A的生物脫毒
近年來，隨著對真菌毒素脫毒研究的深入，生物脫毒得到越來越多研究人員的關注。生物脫毒是指通過生物代謝或者酶促反應降解毒素或者修飾毒素分子而達到脫毒的目的，並且以其環境友好、對營養物質無損傷，高效低毒、特異性強，污染小、快速等特點已成為目前的研究熱點。
1999年，Bata和Lásztity提出微生物脫毒是利用某些特殊微生物及其代謝物製劑完成吸附、分解黴菌毒素的作用。真菌毒素的脫毒研究，以AF為例，選擇的微生物包括黴菌、酵母菌和細菌。脫毒微生物在科學角度上要符合以下條件：能夠脫除毒素或可控吸附毒素；抑制黴菌生長使之不能合成新的毒素；該微生物本身是安全的；具有進行農業產品的可工業化套用前景。如何選擇合適的微生物菌株以及明確脫毒機理成為學者主要的探索領域。
選擇黴菌作為OTA生物脫毒菌株的研究較多。Varga選擇穀物中根霉（Rhizopus）、黑麴黴（A. niger）體外降解OTA（7.5μg/mL），表明不同培養基會影響其降解，根霉在天然培養基上降解效果更好。Hend Bejaoui從葡萄及其製品上選擇多株黑麴黴群菌株體外降解OTA（5μg/mL），發現天然葡萄汁中的黑麴黴能降解OTA，降解產物為無毒的OTα，後期檢測發現可能其異香豆素環也被打開了，該反應是如何進行的使很多科學家著迷。2002-2007年，Abrunhosa經過多年研究並製取了黑麴黴的粗酶液，純化獲得OTA水解酶。他發現不同解毒菌種OTA代謝產物有所不同，初步確定以羧肽酶類水解酶為主要功能酶，Abrunhosa研究課題的另一優勢是黑麴黴屬於公認的食品級安全菌株（generally recognized as safe，GRAS），該選擇考慮未來的開發利用。其它有助於OTA降解的微生物有很多種，青黴、根霉、毛霉也能降解OTA，產生的主要是水解酶類解毒酶。目前為止，黴菌OTA解毒研究已有一定的成果，部分解毒酶已經提純並鑑定。目前AF解毒酶、鐮刀毒素解毒酶的分子生物學都有比較前沿的研究，相比較而言，OTA解毒酶的研究較少且不夠透徹。
根據脫毒微生物需要滿足的條件，部分酵母菌也被選擇進行OTA生物脫毒研究。學界普遍認為，酵母菌株對黴菌毒素的脫除作用可能與酵母細胞壁的聚糖類物質（葡聚糖、甘露聚糖、甘露寡聚糖）相關，酵母或酵母細胞壁成分可作為黴菌毒素吸附劑，其商業化產品（EGM，商品名：霉可吸）用於飼料脫毒，但與OTA的結合率僅為12.49%。Böhm篩選到3株酵母屬（Trichosporon）菌株，用於脫除培養基質中的外源OTA，沒有檢測代謝物質的變化。Schatzmayr等研究絲孢酵母屬、紅酵母屬（Rhodotorula）和隱球酵母屬（Cryptococcus）中的酵母菌，發現有降解OTA（0.2mg/L）功能的1個酵母新種（Trichosporon mycotoxinivorans），且不僅僅是吸附功能。2007年，Peteri研究了1株紅髮夫酵母菌（Phaffia rhodozyma），發現其在一定條件下可以將OTA轉化為OTα，似乎在OTA添加量比較多的時候才體現出降解功能。2013年，Piotrowska等發現啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）可以降低葡萄酒中的OTA達到85%，培養基因素彰顯重要。目前酵母菌研究表明除吸附作用外，可能會顯現出一些其他有效套用價值，但是否具有生物降解毒素的作用還存有爭議。
選擇原生動物/細菌進行OTA生物脫毒研究是一個新的領域。OTA細菌脫毒研究源於瘤胃微生物，細菌對OTA的降解使草食性瘤胃動物免於OTA中毒，且體外降解發現瘤胃微生物脫除OTA的主要功能微生物就是細菌，繼而擴展到對小鼠腸道菌群及人的腸道菌群進行脫毒菌株的研究，分離到很多體外減低OTA濃度的菌株，其中最大的類群是乳酸菌。
選擇原生動物/細菌進行OTA生物脫毒研究是一個新的領域。OTA細菌脫毒研究源於瘤胃微生物，細菌對OTA的降解使草食性瘤胃動物免於OTA中毒，且體外降解發現瘤胃微生物脫除OTA的主要功能微生物就是細菌，繼而擴展到對小鼠腸道菌群及人的腸道菌群進行脫毒菌株的研究，分離到很多體外減低OTA濃度的菌株，其中最大的類群是乳酸菌（Lactic acid bacteria，LAB），儘管乳酸菌能夠消減低至0.05mg/L的外源OTA，卻檢測不到OTα產物，雖然有研究表明乳酸菌對AFB1的脫毒作用為生物降解，但目前大多數學者認為乳酸菌對OTA主要作用機理是一種吸附作用，這大大限制了乳酸菌在食品/飼料領域的套用範圍。2011年，Hector Rodriguez研究發現短桿菌屬（Brevibacterium）內的7個菌株都有體外高效降解OTA的能力。2014年，Luís又在杜羅酒中發現了一種小片球菌（Pediococcus parvulus），能夠將OTA降解為OTα，達到脫毒目的。
另一個大的主要類群就是芽孢菌（Bacillus），細菌中只有乳酸菌和芽孢菌的一些菌株屬於食品級安全菌株（GRAS）。目前發現的地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）、蘇雲金芽孢桿菌（B. thuringiensis）、枯草芽孢桿菌（B. subtilis）和凝結芽孢桿菌（B. coagulans）具有脫除OTA的能力。最早在2000年，文獻報導芽孢桿菌對OTA有解毒作用，將凝結芽孢桿菌、酵母菌和乳酸菌分別進行真菌毒素脫毒研究，凝結芽孢桿菌可以脫除68%的OTA（0.05mg/L），枯草芽孢桿菌脫除35%。2004年，1株蘇雲芽孢桿菌平板抑菌試驗中，抑制葡萄源炭黑麴黴（A. niger）生長，通過控制黴菌生長減少黴菌侵染，達到減少食品中OTA含量的目的。2008年從泰國的產酮大豆發酵食品（Thua-nao）上分離到23株芽孢桿菌，採用固體和液體培養基的方法降解OTA，其中有15株芽孢桿菌能夠減少OTA含量，效果最好的一株菌經鑑定為地衣芽孢桿菌（B. licheniformis），能夠降解最高92.5%的OTA。李之佳研究了Bacillus spp.對OTA的降解作用，表明2株芽孢桿菌—Bacillus sp. YB139和Bacillus sp. YB140的OTA降解率分別為48.2 %和43.4 %，2株菌的活菌均能有效降解OTA，而高溫滅活菌無脫毒能力，表明這些菌株的脫毒機理為生物降解。
