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隐蔽型霉菌毒素

发布于:2013-09-18 07:22:39 浏览次数:1480

 

 

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划万明辉  译自《World Mycotoxin Journal》2012年8月第203~206页

刘三凤 校 潘雪男 复校

 

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划    摘 要:“隐蔽型霉菌毒素”通常以与糖等极性物质共轭的方式存在,无法通过常规分析方法检测出。大量的研究显示其对动物和人类健康存在着潜在的风险,然而我们对它的许多基本信息还不太了解。本专刊汇编了业内专家学者在隐蔽型霉菌毒素不同方面的研究报告,可分为以下5大主题:(1)隐蔽型霉菌毒素的自然发生;(2)食品加工工艺进展对隐蔽型霉菌毒素的影响;(3)隐蔽型霉菌毒素的检测方法;(4)参考标准综合;和(5)隐蔽型霉菌毒素的生物利用率和毒性,其后得出结论并给出了相应建议。

    关键词:隐蔽型;霉菌毒素;共轭体

中图分类号:S856.6 文献标识码:A 文章编号:

1  前言

    1990年,Gareis等将玉米赤霉烯酮-糖苷称为‘隐蔽型霉菌毒素’,以强调这种霉菌毒素的共轭体无法用食品或饲料的常规分析方法检测出、但很可能会增加霉菌毒素总含量和后续影响的事实。事实上,人为地将合成的玉米赤霉烯酮- 4 - β - D -吡喃葡萄糖苷加入混合饲料中,再饲喂猪,可在猪的粪便和尿液中检测到玉米赤霉烯酮(ZEA)和α-玉米赤霉烯醇,这证明在饲料的消化过程中该葡糖苷配基被释放了出来。此前的 1988年,Engelhardt等研究表明,小麦和玉米的细胞培养物能够将玉米赤霉烯酮转化为β- D-吡喃葡萄糖苷共轭体,作为它们植物新陈代谢的一部分。众所周知,植物可以通过化学修饰减弱植物毒性化合物的毒性。这种植物的解毒过程包括霉菌毒素与诸如糖、氨基酸和硫酸盐等极性物质的共轭,随后将这些共轭体储存在细胞空泡中。2002年,Schneweis等指出玉米赤霉烯酮- 4 -葡萄糖苷能天然存在于小麦中,而在2005年,Berthiller等发表了脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3 -葡萄糖苷(DON -3G)天然存在于玉米和小麦样本中的第一份报告。从那时起,隐蔽型霉菌毒素研究已成倍增加。除了植物新陈代谢,食品加工的技术工艺也会对隐蔽机制产生一定的影响,特别是在以谷类为主要成分的产品中,会影响玉米镰孢菌毒素( Humpf和Voss,2004; Dall’Asta等,2008 )和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)( Lancova等,2008 )的共轭体。

    从2012年提供的资料来看,可以明确的是隐蔽型霉菌毒素是人和动物新的潜在风险,但是许多研究问题仍未得到解答。很多基本信息仍然缺乏,更多的研究迫切需要进行,包括可以增加我们了解会影响宿主植物形成隐蔽型霉菌毒素的各种因素的研究。应该认识到,鉴于在分析方法和生物利用率研究上取得的预期进展,今天一些所谓隐蔽型霉菌毒素的化合物,将来可能不适合将其定义为隐蔽型霉菌毒素。《世界霉菌毒素杂志》发布这篇隐蔽型霉菌毒素特刊(第5卷第3期),是为了强调隐蔽型霉菌毒素研究的不同结果。该特邀报告的汇编是由顶尖科学家与科研院所、学术界和行业合作完成,它分为5大主题:(1)隐蔽型霉菌毒素的自然发生;(2)食品加工工艺进展对隐蔽型霉菌毒素的影响;(3)隐蔽型霉菌毒素的分析方法;(4)参考标准的编写;和(5) 隐蔽型霉菌毒素的生物利用率和毒性。

2  隐蔽型霉菌毒素的自然发生

    相对于其母体化合物而言,隐蔽型霉菌毒素的自然发生一直是世界各地最新研究的主题。鉴于有关隐蔽型霉菌毒素在全球发生情况的文章之前已经发表过,例如最近来自9个不同国家约22种以谷物为主要成分的产品中关于DON和 DON-3G(Desmarchelier和Seefelder,2011年)的报道,从最近的研究得来的大约1 000份分析数据编入了由De Boevre等(2012)、Li等(2012)和Veprikova等(2012)撰写的论文中。这些文章深入研究了2008~2011年期间在中国、比利时和捷克共和国收集的谷物、基于谷物的食物及各种饲料的样本中各种形式的隐蔽型镰刀菌毒素(和它们的母体化合物)的产生情况。

隐蔽型霉菌毒素发生情况研究显示,DON、ZEA和T-2与HT-2 毒素(T-2与HT-2)的各种共轭体形式经常可以见到,不过其浓度通常低于其母体化合物。DON-3G(最常见的共轭体形式之一)与DON的比率取决于产品的年龄和种类。尤其是,在一些来自比利时的基于谷物的样本中,DON-3G的含量高于DON的,从总体的组成比例来看这似乎是一个例外(Boevre等,2012)。印象深刻的是在中国进行的综合研究,研究人员对来自中国各省市将近700个小麦和基于小麦的产品进行了DON和 DON-共轭体含量调查(Li 等,2012)。相当有趣的新鲜事是,在捷克共和国大麦样本中发现,除了存在T-2和HT-2 (Veprikova等,2012)的单糖基化形式(其它几个出版物似乎很早前就对它们进行了报道)外,还有HT-2二糖苷的存在。

3  食品加工工艺进展的影响

   由于大部分收获的谷物会被加工成各种产品,如面粉、面包、面团、面条和蛋糕,不仅要深入观察这些谷物可能存在的霉菌毒素的后续命运,而且同样重要的是要了解它们的隐蔽型形在加工过程中的稳定性和/或形成过程。该专刊的两篇文章重点研究了一些技术工艺(食品行业常用的技术)对某些镰刀菌毒素和它们的共轭体的影响。Suman等(2012)在一篇论文的研究设计了一项试验,旨在验证全麦饼干中的DON 和DON-3G浓度如何受到发酵和烘烤过程中所采用技术参数变化的影响。结果发现发酵阶段和烘烤过程对DON浓度的影响分别是忽略不计和轻微减少,该研究仍未能就加工技术的参数对DON-3G浓度的影响作出定论。重大的影响可能未观察到,也可能是由于DON - 3G的浓度真正处于低水平的事实(占DON的10 %~15 %),导致在测量时出现很大的不确定性。Jackson等(2012)的论文针对在缺乏和存在葡萄糖时,挤压蒸煮玉米对烟曲霉毒素B1(FB1)和伏马毒素类似物形成的影响。FB1含量在这两种情况下都减少。在有葡萄糖存在时,FB1的浓度下降最大,同时FB1-葡萄糖共轭体在挤压加工后大量形成。饲养试验表明:用这种材料饲喂的大鼠表现出不太严重的毒性作用,作者推断挤压加工,特别是添加了葡萄糖后,在降低FB1浓度和受污染玉米的毒性方面有潜在的帮助。

4  隐蔽型霉菌毒素的分析方法

    在上文提到的多项研究中,LC-MS/MS 方法是所选择的分析方法。在过去十年中,LC-MS/MS作为一种功能强大且可靠的分析技术在霉菌毒素研究领域迅速普及,并且它在检测和判定隐蔽型霉菌毒素上具有极高的可靠性。虽然在该专刊中一些有关隐蔽型霉菌毒素发生和处理的文章就所采用的新分析方法进行了十分详尽的介绍,例如Eprikova等(2012),其他一些论文的研究重点主要是开发和验证LC-MS/MS方法,以检测单端孢霉烯族毒素的各种隐蔽型形式,包括DON共轭体(见Malachova等,2012)和T-2/HT-2共轭体(见Nakagawa等人,2012)。在第一篇介绍的论文中,作者报道了可用于测定各类啤酒中的DON、DON-3G和3-乙酰DON的三重四极杆LC-MS/MS方法的进展。该方法随后用于小规模的啤酒研究中,结果没有测出任何毒性问题。该新方法将应用于对世界各地啤酒进行的大规模调查中。在Nakagawa等(2012)的论文中,高分辨率LC-Orbitrap质谱法的功效被存在于玉米中的A型单端孢霉烯族毒素的糖基化形式所证明。如Veprikova等(2012)所介绍的一样,这与独立获得的有关天然存在的T-2和HT-2糖基化形式的结果相一致。

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划    除了色谱法,理论上还有能够检测隐蔽型霉菌毒素的其它同时代方法,如免疫组化法,Goryacheva和De Saeger (2012)的综述深入评价了这些方法的可行性、存在问题和应用前景。免疫组化法可以提供能替代色谱法的快速且经济的方法,这些方法使现场检测成为可能。然而,它在检测霉菌毒素的隐蔽型形上仍处于起步阶段。生产上,用于检测隐蔽型霉菌毒素的免疫组化法,对其交叉反应的了解还相当有限的,这会影响数据的正确解释。另一方面,一些抗体或许能够测量目标化合物与共同存在的共轭体的总和,这可能是非常有用的。在Veprikova等(2012)的论文中可以找到一个相关例子:所用的免疫亲和墨盒能够分离T-2和HT- 2及其糖基化共轭体,与固体相萃取柱方法相比,能够获得具有更高的萃取效率和更低的检测限制。Goryacheva和De Saeger(2012)得出结论,检测隐蔽型霉菌毒素的免疫化学法领域的研究进展主要是受阻于缺乏相应的标准。

5  参考标准综合

    缺乏隐蔽型霉菌毒素(和相关的同位素标记类似物)的参考标准,确实会对进一步开发专用的分析方法、获得食品和饲料供中霉菌毒素共轭体更完整的组成以及就它们对人类和动物潜在影响进行充分研究产生了阻碍。然而,目前已取得一些有应用前景的进展。这些进展不完全在上文所引用论文描述的隐蔽型霉菌毒素领域,但它们表明,合成镰刀菌毒素的共轭体和同位素标记类似物的毒素共轭体在理论上是可行的,并且所获得的经验或许会激励人们努力去合成与隐蔽型霉菌毒素研究相关的其它共轭体。今年早些时候发表了一篇关于DON-共轭体合成的文章,DON-共轭体可以用作感染研究的生物标志物(Fruhman等,2012)。

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划    该专刊发表了两篇论文,分别介绍了合成二种乙酰化DON衍生物和玉米赤霉烯酮共轭体。Mikula等(2012)描述了玉米赤霉烯酮-14-β-D-葡糖苷酸共轭体(一种在污染玉米赤霉烯酮后经尿排出体外的代谢产物)的快速和可重复的化学合成。该工艺相当简单,并有可能在无需采用进口化学品或专用设施设备的情况下,在3 d左右以毫克到克的规模制备并纯化所需产品。Asam和Rychlik(2012)提出了能够获得稳定同位素标记的3-O-乙酰DON和15-O-乙酰DON的合成方法。这些乙酰DON衍生物是脱氧雪腐镰刀菌烯醇生物合成的中间体,也常常是DON 和DON-共轭体调查方案中的附加分析目标(如De Boevre等,2012;和 Li等,2012)。

6  生物利用率和毒性

    最令人关注的是与其母体化合物一同出现在食物和饲料中的霉菌毒素共轭体的潜在健康影响。它们在人体和动物体内可能有直接的毒理特性和/或它们可能会被水解成母体化合物,从而导致高于采用常规分析方法所获得估计值的污染水平。此外,经典的风险分析方法没有把隐蔽型霉菌毒素的存在考虑在内,目前食品和饲料中霉菌毒素的法定界限是基于母体霉菌毒素制定的。Versilovskis等(2012年)、De Nijs等(2012)和Falavigna等(2012年)的论文特别重点关注一些镰刀菌隐蔽型霉菌毒素对健康的潜在影响和它们的生物利用率。Versilovskis等(2012)合成了DON和ZEA的多种共轭体形式,并将它们给大鼠口服,以获取这些共轭体的体内代谢初步数据,这可能需要进行风险评估。大鼠在服用1 h后处死,用专门开发并经过验证的LC-MS/MS方法,对器官中的共计21种隐蔽型霉菌毒素、代谢产物及其母体毒素同时进行定量。结果显示,各种隐蔽型霉菌毒素的代谢有较大差异,如 DON- 3G在胃中几乎不进行水解,而ZEA肯定是由玉米赤霉烯酮-14 -葡萄糖苷形成。作者建议利用混合饲料中的隐蔽型霉菌毒素进行一个与原物相等的代谢研究。

DON-3G也是De Nijs等(2012)研究的对象,他们利用体外消化模型和体外肠道吸收模型进行了两次体外研究,该模型代表人类上消化道(口腔、胃和小肠)。在这些实验中,没有证据表明胃肠道中有母体化合物,或被肠上皮细胞吸收和随后的水解。该作者强调,这些研究结果未必能反映其他隐蔽型霉菌毒素的命运。霉菌毒素-共轭体之间的显著差异似乎确实发生,正如Versilovskis等(2012)研究所证实的一样。De Nijs等(2012)建议进行动物研究来衡量DON-3被大肠内的细菌水解成DON后的实际影响,因为Berthiller等(2011年)证明了细菌引起的分解作用。Falavigna等(2012)评估了以玉米为主要成分的粮食产品中伏马毒素隐蔽型形式(包括'隐藏'和共价结合)的发生情况,并研究消化情况下它们的行为。为实现这个目的,4种共轭体被合成,合成中按De Nijs等(2012)对DON- 3G所做的方法,以类似于体外消化研究的方式进行处理。该研究表明,'隐藏'的玉米镰孢菌毒素经消化后,可从超分子复合物中释放出来,而共价结合的玉米镰孢菌毒素(N-烷基和酰基结共轭体)在消化条件下似乎稳定存在。这些结合物是否会产生毒性作用将需要在更具体的研究中加以澄清。

7  结论和建议

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划    该专刊介绍了霉菌毒素的多个特性,连同其他已公布的信息,使我们能够得出以下结论和建议:

①可供人们利用的有关各种隐蔽型霉菌毒素存在的数据正变得越来越多,通常这些隐蔽型霉菌毒素的浓度低于其母体化合物。

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划②有关可影响宿主植物形成隐蔽型霉菌毒素的遗传与农艺因素的研究应得到进一步的支持。

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划③有关食品与饲料业中常用技术工艺对隐蔽型霉菌毒素影响的调查较少,且有关它们对隐蔽型霉菌毒素作用的总体结论尚不能作出。

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划④如果有相应的参考标准,LC-MS/MS可作为有目的地分析隐蔽型霉菌毒素的方法,高分辨质谱法对跟踪和识别未知隐蔽型霉菌毒素尤为重要。

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划⑤免疫化学技术可用于霉菌毒素的快速和现场检测,且它们的应用应延伸到隐蔽型霉菌毒素。

⑥根据隐蔽型霉菌毒素的重要性(其母体是否会释放出来,是否有任何直接毒性作用),常用分析方法的修正是有必要的,以便能方便地进行检测。

⑦目前缺乏隐蔽型霉菌毒素和同位素毒素的商用参考标准,这会影响分析方法的研究和开发。 然而,它们的合成方法正越来越成熟。

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划⑧初步调查显示,一些隐蔽型霉菌毒素在消化过程中会遭到水解,而其他的则不会,这很难进行预测,且必须通过实验对各种隐蔽型霉菌毒素进行验证。

⑨要了解隐蔽型霉菌毒素对健康的真正影响,进行动物试验是必要的,还要补充人类和动物的体外研究。

⑩考虑到关于隐蔽型霉菌毒素的新的数据和知识,霉菌毒素的风险评估可能需要重新讨论。

    我们希望向所有《世界霉菌毒素杂志》该特刊作出贡献的人表示衷心的感谢。我们相信这13篇文章将有助于增加人们对隐蔽型霉菌毒素意义的了解。本专题的概述可能会促进人们开展进一步的研究,以消除我们在隐蔽型霉菌毒素认识上的不足。

河北快三,河北快三计划软件,河北快三代理,河北快三计划原题名:SPECIAL ISSUE: Masked Mycotoxins(英文)

原作者:Sarah De Saeger 和 Hans P. van Egmond,《世界霉菌毒素杂志》区域编辑分析师和总编辑