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2024合成生物学竞赛常规赛队伍专题之EnStruMo团队丨霉菌毒素知多少

2024合成生物学竞赛常规赛队伍专题之EnStruMo团队丨霉菌毒素知多少 iSynBio造物
2024-07-31
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导读:2024年合成生物学竞赛·创新赛第26期《常规赛科普专题》文章来自湖北大学EnStruMo团队。

2024年合成生物学竞赛·创新赛第26期《常规赛科普专题》文章来自湖北大学EnStruMo团队,题为:霉菌毒素知多少

霉菌毒素知多少



探秘霉菌毒素:暗藏“毒”机的隐形力量


霉菌毒素广泛存在于受黄曲霉、赭曲霉等有害真菌污染的各种谷物及其制品中(如:牛奶、果汁、啤酒等),有致癌、致突变、致畸形等毒副作用,严重威胁人畜健康,给全球食品和农牧业造成了巨大的经济损失[1,2]。目前已发现的霉菌毒素有300余种,包括黄曲霉毒素、展青毒素、赭曲霉毒素A、玉米赤霉烯酮等(图1);其中,黄曲霉毒素常见于玉米、小麦、大米,燕麦等谷物中,被世界卫生组织认定为一级致癌物,毒性是砒霜的68倍,是大名鼎鼎的“大毒王”[3];展青毒素常见于苹果、梨、葡萄等果蔬中,是霉菌毒素界的“六边形战士”,不仅影响动物生育,还会引起肺水肿、肾功能衰竭等中毒症状[4];赭曲霉毒素A常见于玉米、小麦、茶叶等农作物,属于IIB类致癌物,也会引起厌食和损伤肝肾[5]。


因此,大家要注意了!上述提到的只是霉菌毒素“大家族”中的冰山一角,它们像自然界的“隐形杀手”,悄无声息地威胁着我们的健康!


图1:常见霉菌毒素、污染源及其毒性;(A)霉菌与霉变谷物;(B)霉菌毒素毒性;(C)霉菌毒素结构式、污染源和毒性


霉菌毒素之祸:农业畜牧,健康共忧


霉菌毒素具有致癌、致突变、致畸形等毒副作用,严重威胁人类和牲畜健康(图2),给全球食品和农牧业造成了巨大的经济损失,主要表现在以下几个方面。


(1)影响农业生产:在农作物的生长和储存过程中,如果环境条件如温度、湿度等控制不当,容易导致霉菌的生长和繁殖,产生霉菌毒素;这些毒素不仅会影响农作物的生长和产量,还会降低农作物的品质和营养价值[6]。据联合国粮农组织(FAO)资料,全球每年大约有25%的农作物不同程度地受到霉菌毒素的污染,其中约有2%的农作物因污染严重而失去饲用价值,导致经济损失数千亿美元[7]。


(2)危害畜牧业:霉菌毒素可以通过饲料进入动物体内,饲喂霉菌毒素污染的饲料会造成母猪流产、早产、不发情等繁殖障碍性疾病,也会导致生长猪的发育障碍并造成临床问题[8]。此外,霉菌毒素还会影响动物的免疫系统,降低动物的抗病能力,从而给畜牧业生产造成了巨大的经济损失[9]。


(3)威胁人类健康:霉菌毒素会随着被污染的谷物制品、肉制品等食品链流向人类,对人类健康造成危害,主要包括:引起导致肝脏疾病,降低人体免疫力,引起头痛、头晕、恶心、呕吐等神经系统症状,并可能影响记忆力和认知能力[10]。


图2:霉菌毒素对农产品、禽类以及人类的危害


霉菌毒素防线:生活小细节,健康大守护


尽管霉菌毒素危害多多,但其实只要注意以下几点,我们就能够有效防范霉菌毒素(图3):

(1)从信誉良好的零售商处购买食物,确保食物来源可靠。

(2)在购买和食用食物时,务必查看食物的保质期和食用限期,避免食用过期或变质的食物;

(3)妥善储存食物,将谷物和谷物制品存放在干燥、阴凉、通风的地方,避免潮湿和高温环境,保持食物的密封性,防止空气和湿气进入包装;

(4)一旦发现食物表面有霉菌生长或破损,应立即丢弃,不要食用,即使去除发霉部分,剩余部分也可能受到霉菌毒素的污染;

(5)保持均衡和多元化的饮食,合理饮食、适量运动和充足睡眠,以增强身体对霉菌毒素的抵抗力。


图3:如何预防霉菌毒素的伤害



虽然霉菌毒素危害极大,且在生活中难以避免接触,但是只要注重生活小细节,并采取有效的防范措施,我们就能与它和谐共处,享受更加健康美好的生活!


参考文献

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1. Liu, M.; Feng, J.; Yang, X.; Yu, B.; Zhuang, J.; Xu, H.; Xiang, Q.; Ma, R.; Jiao, Z., Recent advances in the degradation efficacy and mechanisms of mycotoxins in food by atmospheric cold plasma. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2024, 270, 115944.

2. Haque, M. A.; Wang, Y.; Shen, Z.; Li, X.; Saleemi, M. K.; He, C., Mycotoxin contamination and control strategy in human, domestic animal and poultry: A review. Microb. Pathog. 2020, 142, 104095.

3. Di Natale, F.; Gallo, M.; Nigro, R., Adsorbents selection for aflatoxins removal in bovine milks. J. Food Eng. 2009, 95 (1), 186-191.

4. Dai, L.; Li, H.; Huang, J. W.; Hu, Y.; He, M.; Yang, Y.; Min, J.; Guo, R. T.; Chen, C. C., Structure-based rational design of a short-chain dehydrogenase/reductase for improving activity toward mycotoxin patulin. Int. J. Biol. Macromol. 2022, 222, 421-428.

5. Piotrowska, M.; Nowak, A.; Czyzowska, A., Removal of ochratoxin A by wine Saccharomyces cerevisiae strains. Eur. Food Res. Technol. 2013, 236 (3), 441-447.

6. Karlovsky, P.; Suman, M.; Berthiller, F.; De Meester, J.; Eisenbrand, G.; Perrin, I.; Oswald, I. P.; Speijers, G.; Chiodini, A.; Recker, T.; Dussort, P., Impact of food processing and detoxification treatments on mycotoxin contamination. Mycotoxin Res. 2016, 32 (4), 179-205.

7. Khan, R.; Anwar, F.; Ghazali, F. M., A comprehensive review of mycotoxins: Toxicology, detection, and effective mitigation approaches. Heliyon 2024, 10 (8), e28361.

8. Mir, S. A.; Dar, B. N.; Shah, M. A.; Sofi, S. A.; Hamdani, A. M.; Oliveira, C. A. F.; Hashemi Moosavi, M.; Mousavi Khaneghah, A.; Sant'Ana, A. S., Application of new technologies in decontamination of mycotoxins in cereal grains: Challenges, and perspectives. Food Chem. Toxicol. 2021, 148, 111976.

9. Xing, M.; Chen, Y.; Dai, W.; He, X.; Li, B.; Tian, S., Immobilized short-chain dehydrogenase/reductase on Fe(3)O(4) particles acts as a magnetically recoverable biocatalyst component in patulin bio-detoxification system. J. Hazard. Mater. 2023, 448, 130986.

10. Pattono, D.; Gallo, P. F.; Civera, T., Detection and quantification of ochratoxin A in milk produced in organic farms. Food Chem. 2011, 127 (1), 374-377.





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