农产品中单端孢霉烯族毒素的检测分析_薛华丽编著.pdf

责任编辑 杨丽丽（0931-8773274）封面设计 黄伟出版发行 甘肃科学技术出版社（兰州市读者大道568号0931-8773237）印刷 甘肃北辰印务有限公司开本880mm 1230mm1/32印张5.875字数150千插页1版次2012年10月第1版2012年10月第1次印刷印数1500书号ISBN 978-754241696-4定价18.00元图书在版编目（C I P）数据农产品中单端孢霉烯族毒素的检测分析/薛华丽编著兰州:甘肃科学技术出版社，2012.10ISBN 978754241696-4.农.薛.农产品-毒素-检测.S37中国版本图书馆CIP数据核字（2012）第238636号本 书 简 介本书比较系统地介绍了单端孢霉烯族毒素的产生，对植物、动物和人类的危害；农产品中单端孢霉烯族毒素的污染状况和世界各国对该毒素制定的限量标准；单端孢霉烯族毒素对农业生产的影响，以及目前单端孢霉烯族毒素的提取、分离、纯化及检测技术。考虑到单端孢霉烯族毒素在粮食、饲料及其制品中存在的广泛性，本书重点编写了单端孢霉烯族毒素的物理、化学和生物脱毒技术。本书可供食品安全与营养、农产品安全检测及与食品安全检测相关的学校专业、培训机构、科研人员参考。1-前言单端孢霉烯族毒素是由镰刀菌、木霉菌、单端孢、头孢霉、漆斑霉、轮枝孢和黑色葡萄状穗霉等属的真菌代谢产生的一类化学性质相关的真菌毒素，该类毒素主要存在于谷类作物及其制品中，对人畜具有巨大的潜在致癌威胁。随着人类社会的发展，人类对自然资源的开发利用和破坏，单端孢霉烯族毒素产生的危害性越来越严重，被人类认识的也越来越多。从20世纪80年代中期到现在，科学家们利用分子生物学、分子毒理学、免疫化学和仪器分析等现代化的手段对单端孢霉烯族毒素的产生、毒理毒性和作用机理等方面进行了较为深入的研究，从而将其提高到了一个新的阶段。目前，对单端孢霉烯族毒素关注和研究的意义主要表现为：社会公众、媒体和政府部门对食品安全的关注；单端孢霉烯族毒素对人类健康的影响；单端孢霉烯族毒素对家禽疾病和死亡的影响；单端孢霉烯族毒素对农作物引发疾病，导致减产和品质下降，造成巨大的经济损失；国际贸易中作为技术壁垒的调节杠杆。随着中国加入WTO，我国的农产品大批进入了国际市场。然而，近几年我国出口的农产品遭到了欧盟等国家设置的技术壁垒，他们对真菌毒素提出了较为苛刻的要求，对我国的出口产生了很大的影响。作者近几年一直致力于农产品中单端孢霉烯族毒素的分析和研究工作，深感有必要系统总结单端孢霉烯族毒素的危害及其检测分析方法。前言1-农产品中单端孢霉烯族毒素的检测分析在农产品中单端孢霉烯族毒素的检测分析的编写过程中，得到了甘肃农业大学有关领导的大力支持和有关专家的具体指导，同时参考了同行专家的宝贵资料，在此一并表示衷心的感谢！由于编者水平所限，加上时间仓促，书中难免存在疏漏之处，敬请同行专家和读者批评指正。编 者2012年10月2-目录第一章 单端孢霉烯族毒素概!况（1）第一节 单端孢霉烯族毒素的性!质（2）第二节 单端孢霉烯族毒素的污染状!况（13）第三节 农产品中单端孢霉烯族毒素的限量标!准（34）第二章 单端孢霉烯族毒素的毒性作!用（39）第一节 单端孢霉烯族毒素对动物的毒!性（39）第二节 单端孢霉烯族毒素对人类的毒!性（50）第三节 单端孢霉烯族毒素对植物的毒!性（56）第三章 产毒真菌和单端孢霉烯族毒素对农业生产的影!响（57）第一节 概!述（57）第二节 镰刀菌属的感染和产毒机!理（58）第三节 收割与储藏技!术（68）第四节 减低单端孢霉烯族毒素污染的措!施（71）目录1-农产品中单端孢霉烯族毒素的检测分析第四章 单端孢霉烯族毒素的分析方-法（74）第一节 概-述（74）第二节 单端孢霉烯族毒素的分析方-法（90）第三节 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的实例分-析（104）第四节谷物制品中T-2毒素的实例分-析（130）第五章 单端孢霉烯族毒素的脱-除（143）第一节 物理分离-法（144）第二节 物理脱毒-法（145）第三节 化学方法脱-毒（150）第四节 生物技术脱-毒（156）参考文-献（17）2-6第一章单端孢霉烯族毒素的概况自从1960年英国发生十万火鸡中毒事件，随后又发现黄曲霉毒素以来，真菌毒素与人、畜健康的关系受到了全世界的广泛关注和重视。整个真菌毒素研究领域进展很快，其中最引人注目、发展最迅速的是单端孢霉烯族毒素的研究。早在1954年，浙江医学院首先研究了赤霉病麦的致病菌检验、急性中毒预防措施及粗毒素的提取等，1955年此项工作于1959年提出了预防赤霉病麦急性中毒的有效措施。目前各国学者已初步确认与单端孢霉烯族毒素密切相关的人畜中毒症有：遍布全球的“人、畜赤霉病粮中毒症”、苏联发生的人群死亡率很高的“食物中毒性白细胞缺乏症(ATA)”、欧洲牲畜的“葡萄穗霉中毒症”(stachibotryotoxicosis)和“树节孢霉中毒症”(dendrodo-ehiotoxieosis)、美国农畜“霉玉米中毒症”及日本发生的“豆英中毒症”等。单端孢霉烯族毒素是(Trichothecenes)由镰刀菌（Fusarium）、木霉菌(Trichoderma）、单端孢（Trichthecium）、头孢霉（Cephalospori-um）、漆斑霉（Myrothecium）、轮枝孢（Verticillium）和黑色葡萄状穗霉（Stachybotrys）等属的真菌产生的一类化学性质相关的真菌毒素，该类毒素不仅污染小麦、大麦、玉米、燕麦等禾谷类作物，也危1-农产品中单端孢霉烯族害马铃薯等经济作物，以及肉、奶、蛋等畜产品。单端孢霉烯族毒素在自然界中分布极为广泛，是自然发生的最危险的食品污染物，对人和动物健康具有非常大的毒性。它不但可以引起人畜急、慢性中毒，还具有致癌、致畸、致突变的潜在危害，而且还与某些地方性疾病的发生有密切联系。近年来，单端孢霉烯族毒素对人类健康的严重影响越来越引起人们的注意，目前已将这类毒素与黄曲霉毒素一起被看做是自然发生的最危险的食品污染物，列入当前国际最重要的研究课题之一。第一节 单端孢霉烯族毒素的性质一、单端孢霉烯族毒素的结构单端孢霉烯族毒素属于四环倍半萜烯醇类化合物，都有一个C12-13的环氧基团，这是该毒素毒性的活性中心，结构见图1-1和表1-1所示，根据其结构的不同可将其分为四大类型(A、B、C和D型)。其中A和B型较为常见，A型在C8位上有羟基（-OH）或酯基（-COOR），主要代表包括T-2毒素（T-2 toxin）、HT-2毒素(HT-2 tox-in)、蛇形菌素(diacetoxyscirpenol，DAS)、单乙酰氧基镰草镰刀菌烯醇(15-monoacetoxyscirpenol，MAS)和新茄病镰刀菌烯醇(neosolan-iol，NEO)；B型在C8位上有羰基（-C=O）。主要包括脱氧雪腐镰刀菌烯醇，又名呕吐毒素，(deoxynivalenol，DON)、3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-acetyl-DON，3-ADON)、15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-acetyl-DON，15-ADON)、雪腐镰刀菌烯醇(nivalenol，NIV)和镰刀菌酮(fusarenon X，FUS-X)等。C型的结构特征是在C-7、C-8或C-2-9、C-10上有第二个环氧基团，其代表有扁虫菌素和燕茜素等；D型单端孢霉烯族毒素在C-4、C-15上含有一个大环结构，如杆孢菌素和葡萄穗霉毒素等。图1-1单端孢酶烯族毒素的基本结构表1-1A型和B型单端孢霉烯毒素取代基的区别英文名称缩写R1R2R3R4R5TypeAT-2 toxinT-2OHOAcOAcHOCOCH2CH(CH3)2HT-2 toxinHT-2OHOHOAcHOCOCH2CH(CH3)2T-2 triolT-2 triolOHOHOHHOCOCH2CH(CH3)2T-2 tetraolT-2 tetraolOHOHOHHOH3-hydroxy T-23-OH T-2OHOAcOAcHOCOCH2CH(CH3)23-hydroxy HT-23-OH HT-2 OHOHOAcHOCOCH2CH(CH3)2diacetoxyscirpenolDASOHOAcOAcHHneosolaniolNEOOHOAcOAcHOHverrucarolVERHOHOHHHscirpentriolSCPOHOHOHHH15-monoacetoxysciMASOHOHOAcHHrpenol3-农产品中单端孢霉烯族英文名称缩写R1R2R3R4R5TypeBdeoxynivalenolDONOHHOHOH=OnivalenoNIVOHOHOHOH=O3-acetyldeoxynival3-ADONOAcHOHOH=Oenol15-acetyldeoxyniv15-ADONOHHOAc=Oalenolfusarenon XFUS-XOHOAcOHOH=O续表二、单端孢霉烯族毒素的性质单端孢霉烯族毒素属于非挥发性物质，耐热，且对一般的酸和碱较稳定，很难受环境因素(如光照和温度)影响而降解，只有在强酸或强碱的作用下才能使他们失去活性。单端孢霉烯族类毒素由于其结构的不同，有着不同的极性：A型单端孢霉烯族毒素结构中羟基相对较少，所以其极性也较小；B型单端孢霉烯族毒素结构中羟基相对较多，所以其极性强于A型。A型和B型单端孢霉烯族毒素的物理常数见表1-2。表1-2A型和B型单端孢霉烯族毒素的物理性质英文名称分子式分子量晶形溶解性A型T-2C24H34O9466.53白色针状乙醇,CH2CL2,DMSO,乙酸乙酯HT-2C22H32O8446.32白色针状乙腈,甲醇,乙酸乙酯DASC19H26O7366.41无色晶体氯仿,乙酸乙酯,丙酮,乙腈NEOC19H26O8382.40白色粉末乙腈,甲醇,氯仿B型DONC15H20O6296.3无色针状甲醇,乙醇,乙酸乙酯,乙腈NIVC15H20O7312.32白色粉末甲醇,乙醇,乙腈,水3-ADONC17H22O7338.4白色粉末乙腈,甲醇,乙酸乙酯,水15-ADONC17H22O7338.35白色粉末乙腈,水,乙酸乙酯FUS-XC17H22O8354白色粉末氯仿,乙酸乙酯,乙腈,甲醇4-A型和B型单端孢霉烯族毒素分子量较小，属于小分子化合物，在一般的有机溶剂中很稳定，特别是在乙腈中能够长时间储存。所以，通常购买来的单端孢霉烯族毒素的液体标样，大多数是溶于色谱纯的乙腈或甲醇中的。1.脱氧雪腐镰刀菌烯醇（呕吐毒素）目前，污染最为广泛的单端孢霉烯族毒素为脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON），又名呕吐毒素（vomintoxin）。1973年Yoshizawa首先分离得到了这种化合物，并命名为4-脱氧雪腐镰刀菌烯醇，同年，vesonder等从污染的镰刀菌并导致美国母猪呕吐、生殖力降低的玉米中分离得到同种化合物，将其命名为呕吐毒素（vomintoxin）。呕吐毒素是由一个C12,13环氧基团，3个羟基（-OH）和C9-10的双键形成的，其化学名称为12,13-环氧-3,4,15-三羟基-单端孢-9-烯-8-酮（12,13-epoxy-3,4,15trihydroxy-trichothec-9-en-8-one），化学结构式如图1-2；分子式、相对分量、溶解性见表1-2；熔点：151153。120时稳定，180时比较稳定，2103040分钟即可被破坏。1988年Shepherd和Gilbert证实DON在有机溶剂中较稳定，因此，乙酸乙酯和乙腈是最适合的溶剂，长期储存更是如此。DON耐热、耐压，弱酸中不分解，加碱及高压处理可以破坏其部分毒力。DON的耐藏力也很强。据报道病麦经4年的贮藏，其中的DON仍能保留原有的毒性。脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）主要是由禾谷镰刀菌（F.gramin-earum）和黄色镰刀菌（F.culmorum）产生。这类真菌大多在低温、潮湿和收割季节，在禾谷类作物上慢慢生长。脱氧雪腐镰刀菌烯醇一般在小麦、大麦、玉米、