花生黃曲霉毒素污染與控制

王海鷗　陳守江　胡志超　等

摘要：花生是最容易受黃曲霉毒素污染的糧油作物之一，花生黃曲霉毒素污染防控是一項世界性難題。介紹了花生黃曲霉毒素污染現狀與特點，分析了黃曲霉毒素侵染途徑和影響因素，并從品種培育、土壤處理、田間管理、收獲、干燥、貯藏以及產毒后去除等方面探討了花生黃曲霉毒素防控技術措施。

關鍵詞：花生；黃曲霉毒素；污染；防控

中圖分類號： TS207.7；TS201.6文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0270-03

收稿日期：2014-03-26

基金項目：國家公益性行業（農業）科研專項（編號：201203037）

作者簡介：王海鷗（1978—），男，安徽桐城人，博士，副教授，主要從事農產品加工技術與裝備研究。Tel：（025）86178264；E-mail：who1978@163.com?；ㄉ鞘澜缥宕笥土献魑镏?，廣泛種植于亞洲、非洲、南美洲等發展中國家和美國等部分發達國家。在世界農業生產和貿易中占有重要地位，2012年世界總產4 100萬t，種植面積2 400萬hm2，在油料中僅次于大豆、油菜籽位居第3位。中國是世界花生主產國，年種植面積500萬hm2，占世界總種植面積的20%，居第2位；產量達1 600萬t，占世界總產的40%，居第1位。中國在國際花生出口貿易中占主導地位，是世界第一大花生出口國，年均出口量70萬t，占世界花生產品貿易量的40%左右[1]。黃曲霉毒素（aflatoxin，AFT）是由黃曲霉和寄生曲霉所產生的一種次生代謝物，具有急慢性毒性、致突變性、致癌性和致畸性，其中黃曲霉毒素B1毒性是氰化鉀的10倍，砒霜的68倍，被世界衛生組織（WHO）列為一級致癌物[2]。而花生是最容易受AFT污染的糧油作物之一，花生從生產到消費的每一個環節都可能污染黃曲霉并產生毒素，對人類健康造成極大危害?；ㄉ鶤FT污染是全球性的問題，是花生安全消費和出口面臨的最大和最主要風險因素，受到廣泛關注，世界各國和國際組織都對生產、出口和進口的花生及其產品作嚴格的AFT限量規定。而控制花生中AFT是一項世界性難題，目前還沒有根本的解決辦法。因此，了解花生AFT污染特點，掌握黃曲霉毒素對花生主要侵染途徑，探討花生AFT的防控技術對促進花生產業健康發展具有重要意義。

1花生黃曲霉毒素污染現狀與特點

黃曲霉毒素（AFT）是由黃曲霉或寄生曲霉產生的次生代謝產物，農產品中AFT主要以B1、B2、G1、G2 4種形式存在。產生AFT污染的農產品種類多，包括花生、玉米、麥類、豆類、堅果類等。其中，花生AFT發生率最高，平均發生率達84.0%，B1含量在1～8 000 μg/kg的范圍內。由于不同國家的氣候、土壤等自然條件存在一定差異，花生生產農藝、貯藏與加工條件等方面也不盡相同，以及受AFT檢測能力差異等多種因素影響，不同國家AFT污染率和污染程度均不盡相同。而且花生各種產品中均會產生AFT，有研究表明，花生醬、花生粉、花生糖等加工制品的AFT檢出率明顯高于帶殼花生和花生仁等原料[3]。

我國是花生AFT污染較嚴重的國家。以帶殼花生為例：中國農業科學院油料作物研究所丁小霞對2009和2010年2年的花生進行了抽樣檢查，結果顯示，全國花生中AFT B1檢出率21.7%，平均含量為6.82 μg/kg，最大值為 743.41 μg/kg；總黃曲霉毒素平均含量為40.34 μg/kg，最大值為5 271.41 μg/kg，大大超出了中國國家限量標準 20 μg/kg[4]。中國疾病預防控制中心營養與食品安全所高秀芬等對吉林、河南、湖北、四川、廣東、廣西等花生產區黃曲霉毒素污染進行調查分析，研究發現6個地區花生AFT污染較普遍，污染率接近60%，污染程度也較高，平均濃度為 91.74 μg /kg[5]；我國臺灣地區花生AFT檢出率為7.8%，平均濃度為14.9 μg/kg，臺灣設定的AFT標準限為15 μg/kg[3]。

另一項調查結果顯示，我國花生及其制品的AFT污染現象不僅非常普遍，而且各區域之間存在較大差異，總的表現為從北到南AFT污染逐漸加重，華中地區花生產區受黃曲霉污染程度較輕，長江流域和南方地區受AFT污染普遍較重[5-9]。北方黃曲霉污染主要發生在花生收獲、儲藏以及脫殼加工過程，南方受黃曲霉的污染主要發生在生產環節，主要原因是由于我國北方、南方溫度的差異，南方地區高溫高濕、梅雨季節持續時間長，有利于黃曲霉在花生上生長，并產生AFT。

在全球范圍內，花生AFT污染也是一個普遍性的問題。印度花生AFT發生率45%，含量范圍為5～833 μg/kg；巴西花生AFT發生率為51%，含量范圍43～1 099 μg/kg；剛果民主共和國花生AFT發生率72%，含量范圍為1.5～937 μg/kg?；ㄉ坏┦艿近S曲霉及其毒素的污染就會造成大面積減產，給生產國和出口國造成巨大的經濟損失，同時嚴重威脅著人類和動物的健康。有數據顯示，全球花生每年因AFT污染而造成的貿易損失高達12億美元，非洲年損失約4.5億美元，美國花生工業每年損失也超過2 000萬美元[10-11]。

為了保證食品安全，降低AFT對人類的危害，很多國家都對花生及其制品中的AFT做出了嚴格的限量規定。其中歐盟的限定標準最為嚴格，要求花生中B1最高限量為2 μg/kg，B1、B2、G1、G2 4種AFT總最高限量為4 μg/kg；日本AFT總最高限量為10 μg/kg；我國臺灣AFT總最高限量為15 μg/kg；美國、中國、肯尼亞等一些國家的AFT總最高限量為20 μg/kg，印度花生中B1最高限量為30 μg/kg。

2花生黃曲霉侵染和產毒影響因素

2.1黃曲霉菌生長和產毒的適宜條件

黃曲霉毒素是黃曲霉/寄生曲霉、寄主（基質）和環境條件三者相互作用的產物。黃曲霉在自然界中廣泛分布在土壤、空氣和農作物上，是最常見的真菌之一。只要有適當的生長條件與合適的寄主，黃曲霉菌的孢子便會萌發、生長并且能大量繁殖，進而產生AFT。黃曲霉生長和產毒需要的條件并不嚴格，其中生長的適當溫度為 8～42 ℃、pH值為2～11，產毒的適當溫度為12～40 ℃、pH值為3～8[2]。由于花生生長與其他農作物有所不同，即花生莢果在地下發育成熟，卻在地上開花、受精，這就增加了花生莢果與土壤微生物的接觸時間，使其更易受到黃曲霉菌的侵染。在花生種植、收獲、晾曬、儲運、加工等環節均可能受黃曲霉侵染并產生毒素，根據黃曲霉對花生侵染時間和產毒時間的不同可分為收獲前侵染（土壤中發育莢果受黃曲霉侵染并產毒）和收獲后侵染（在儲藏和加工過程受黃曲霉侵染并產毒），其感染率受環境因素和花生本身含水量不同而不同，花生種子含水量在15%～30%區間內時黃曲霉菌繁殖速度最快，是受AFT侵染的高危期。

2.2收獲前AFT侵染主要影響因素

2.2.1花生品種抗性花生AFT污染程度與栽培品種的抗性有關。通常認為花生對AFT侵染抗性有2種：（1）抗黃曲霉侵染：黃曲霉菌株在具有這種抗性的花生上很難萌發生長；（2）抗黃曲霉產毒：即黃曲霉菌株侵染花生后抑制AFT的產生?；ㄉN子對黃曲霉菌株的侵染抗性和產毒抗性都有降低AFT污染的作用。從1960年開始，印度國際半干旱研究所就對花生抗黃曲霉的種質進行了鑒定，并進行花生抗性育種的研究，得到了一批抗性花生種質[4]。近年來，在花生品種AFT抗性鑒定、抗性育種及相關的研究報道也越來越多[11]。

2.2.2種植土壤土壤本身就含有大量黃曲霉菌，在花生種植土壤中能產生毒素的真菌的含量與花生收獲前花生AFT含量呈正相關。研究表明，花生黃曲霉感染與土壤的類型有關，變性土壤比淋溶性土壤的感染少；黃曲霉菌孢子在沙土中傳播和萌發速度高于其他土壤類型，而且沙土保水性差，農作物在生長期間易發生干旱，因此沙土地農作物收獲前AFT污染的風險高；缺鈣嚴重的土壤會影響花生果殼中果膠鈣的積累，花生果殼組織變松，易產生爛果，被黃曲霉菌侵染[12-13]。土壤受AFT污染會引起土壤毒化，土壤功能受到損害，理化性質變壞，微生物的生命活動受限，肥力下降，土壤利用率降低，農作物生長發育不良，造成減產。

2.2.3花生生育后期干旱和高溫脅迫花生生育后期受干旱和高溫脅迫是影響AFT侵染的主要因素。在收獲前4～6周，如果遇到干旱環境，花生種子內的AFT含量將提高10～30倍?；ㄉN子能合成一種植物抗毒素“反二苯帶乙烯”，具有抵抗黃曲霉侵染和產生毒素的作用。當花生種子內水分含量高時，一旦遇到黃曲霉菌侵染，花生種子就能產生這種抗生素，不會受到AFT污染。但在干旱環境下，土壤溫度較高，花生種子含水量較低（15%～30%）時，其代謝活動減弱，反二苯帶乙烯合成受到抑制或停止，黃曲霉菌就能正常生長和產生毒素，進而對花生產生污染?；ㄉ斋@前30～50 d，黃曲霉菌侵染花生莢果的最佳溫度是28～30.5 ℃，污染率達25%～70%。干旱程度與黃曲霉的感染率和產毒率成正比，即干旱越嚴重，黃曲霉的感染率和產毒率越高；但是如果干旱繼續加劇，花生種子內的含水量將繼續下降，黃曲霉菌也無法生長，此時已經侵染花生的黃曲霉菌也不能產生毒素[2]。

2.2.4病蟲害影響地下害蟲的啃咬和其他病害的感染均有可能加重AFT污染程度。地下害蟲（如千足蟲、螟蟲、蠐螬等）侵襲花生莢果后，形成傷口，給黃曲霉感染創造了條件，同時地下害蟲還會將攜帶的曲霉菌株直接傳給花生，因此受地下害蟲啃咬的花生莢果中AFT含量一般較高。另外，感染真菌病害（如銹病、葉斑病等）而枯死植株的莢果，尤其是在結莢期枯死植株的莢果黃曲霉污染率較高，某些病毒?。ㄈ缁ㄉ靠莶《静?、叢枝病毒病等）也會增加花生中黃曲霉污染。

2.2.5花生成熟度與收獲時間適時收獲的花生黃曲霉感染少，延遲收獲的花生黃曲霉感染率要高出20%～30%?；ㄉv果的成熟度不同，黃曲霉污染的幾率不同，過熟莢果比成熟或未成熟莢果黃曲霉污染率高，特別是含水量低于30%的莢果很容易被黃曲霉污染[14]?；ㄉ蚜４笮∫矔绊懟ㄉ悬S曲霉的污染程度，通常小莢果的污染率比大莢果高[15]。

2.3影響收獲后AFT侵染的主要因素

2.3.1花生收獲及采后處理過程中的機械損傷在花生挖掘收獲、摘果、晾曬、脫殼等過程中，由于作業方式不當，會造成花生莢果破損、裂莢、種仁破損等損傷，為黃曲霉菌侵入、生長創造條件，黃曲霉菌易從傷口污染，繼而迅速擴散至整個籽粒并產生AFT，增加了AFT污染的概率。

2.3.2花生收獲后干燥不及時或不充分花生收獲后不及時干燥或者干燥不徹底，也是花生收獲后AFT侵染的重要原因。通?；ㄉ疃華W超過0.70（25 ℃），易受黃曲霉侵染，水活度越高，受黃曲霉菌侵染程度越高，AFT的污染程度也越高。剛收獲的花生，莢果水分為45%～55%，水活度超過0.70，非常有利于黃曲霉菌的侵染、生長，如不能及時干燥至安全水活度，就會導致黃曲霉菌侵染、生長、產毒?；ㄉ稍锲陂g，當莢果含水量降到20%～30%，就停止產生抗毒素“反二苯帶乙烯”，花生莢果不具備對AFT的天然抗性，最容易受到黃曲霉菌的侵染，因此花生干燥速度對AFT污染的產生至關重要。對于依靠曬場晾曬的花生，一旦遇到陰雨天氣，常因干燥不及時、干燥不充分而造成大量花生霉變損失。

2.3.3花生貯藏條件貯藏條件對花生感染AFT的影響也非常重要?；ㄉ茳S曲霉菌的侵染與貯藏環境溫濕度、儲存時間、病蟲害及環境中氧氣含量有關。莢果入貯時病、殘、破損和秕果的數量越多，黃曲霉菌侵染概率就會越大；此外，若孳生儲糧害蟲，會損害花生，導致黃曲霉菌的侵染、產毒?；ㄉv果容易吸收空氣中的水分而回潮，當含水量高于9%，會大大增加感染AFT的概率。貯藏溫度超過20 ℃時，黃曲霉菌繁殖速度加快，感染毒素機會大大增加。貯藏場所相對濕度越高、溫度越高，AFT污染越嚴重?；ㄉA藏期間，空氣相對濕度應保持在55%～65%，既能保持花生品質，又能防止黃曲霉菌的生長。貯藏時間過長花生自身對黃曲霉菌的抵抗力下降，受AFT污染的機會越大。黃曲霉菌是好氧微生物，在厭氧條件下，黃曲霉菌的生長和孢子的形成都受到抑制。

2.3.4花生加工過程中黃曲霉毒素產生影響因素目前花生可以加工制成花生粉、花生糖、花生醬、花生油、花生米等食品，不同花生制品的加工工藝和產品自身的品質特性均存在較大差異，AFT污染程度也不同。臺灣學者曾對臺灣市場上一些花生制品的AFT進行了14年的跟蹤調查，發現花生加工制品的AFT檢出率明顯高于花生原料，AFT檢出率由大到小依次為花生醬>花生粉>花生糖>糖漿>花生原料[3]。也有研究表明，花生脫殼和去紅衣等初加工能有效地減少花生AFT的含量水平。

3花生黃曲霉毒素防控技術與措施

3.1花生抗性品種培育和篩選

培育、篩選抗黃曲霉的花生品種，是防控花生AFT污染的有效方法之一，然而到目前為止，國際上應用于生產的抗黃曲霉花生品種還很少。大量的研究表明，提高花生的抗旱性、抗病性和抗蟲性，能有效降低收獲前AFT污染程度。但是迄今發掘和培育的抗黃曲霉菌花生品種還不足以完全克服AFT污染。在我國，抗黃曲霉菌侵染的花生種質基本來自南方地區，來源于北方地區的花生種質侵染率均較高。美國農業部實施了抗旱性、抗黃曲霉的花生品種培育項目，研究抗花生AFT污染的相關因素，確定與抗旱和抗蟲相關基因或標記，篩選鑒定抗性花生品種[11]。

3.2種植地塊選擇與土壤消毒、除蟲處理

花生種植最好選擇地勢平坦、排灌條件良好、土層深厚、地力中等以上、鈣含量高的沙壤土或輕沙壤土。種植時，與糧谷作物、薯類作物實行2～3年輪作。由于土壤中含有大量的病原菌和蟲卵，因此要用石灰、硫酸銅等對土壤進行消毒處理，消滅土壤中的病菌和蟲卵，降低花生生育期內直接來自土壤的黃曲霉侵染機會。地下害蟲（以螟類、蠐螬、線蟲等為主）在花生收獲前對黃曲霉感染有很大的影響，在花生生長后期，采取以防治蠐螬和線蟲為主的地下害蟲綜合防治措施，將花生田地下害蟲數量減少到最低水平。

3.3科學田間管理，防止生育后期干旱

中耕、除草、施肥等田間作業，要盡可能減少對花生根部、果針、莢果的損傷，要及早中耕，花生下針后不再中耕除草，防止人為損傷花生莢果。合理排灌，花生進入結莢期（收獲前30～50 d），避免在土壤溫度較高的情況下排澇或灌水，防止莢果因溫差過大而破裂。要防止生育后期干旱，收獲前3～5周遇旱適當灌水，以防在干旱高溫條件下，土壤失水變硬，花生莢果出現裂口，植物抗毒素合成能力下降，導致黃曲霉侵染。

3.4適時收獲，減少花生收獲、摘果帶來的機械損傷

花生在收獲前極易受到AFT感染，一般應在成熟期前后1周內收獲，同時收獲應該避開陰雨天?；ㄉ^熟收獲，花生莢果易裂莢、裂種，黃曲霉菌污染加重。在干旱、高溫季節，花生AFT污染風險高，及早收獲能夠顯著降低AFT含量，并提高農戶的種植總收入（農戶種植收入受AFT污染程度、花生果仁質量等級及莢果產量等多種因素綜合影響）。相反，在AFT污染風險小，雨水充裕的花生種植區域，過早收獲會減少產量，降低果仁質量等級，導致農戶總收入明顯減少。澳大利亞昆士蘭州研制出基于網絡的AFT決策支持系統AFLOMAN，已在澳大利亞花生生產中獲得有效應用，通過該系統可以更加準確地預測花生收獲時間，以使AFT風險最小化，種植總收入最大化。

機械收獲作業要用適宜的作業方式，鮮株花生聯合收獲和鮮株摘果最好選用半喂入作業方式，摘果作業相對柔和，降低鮮嫩莢果的破損率和裂莢率，防止黃曲霉污染程度加重。對于花生田間挖掘-晾曬-干株摘果作業模式，花生帶秧收獲后，不能在田間放置時間過長，防止雨淋，并使莢果與土壤互不接觸，有條件的地方最好在田間或曬場將果秧堆碼成通風垛，以利迅速干燥降水。

3.5及時干燥至安全貯藏水分，改善花生倉儲條件

無烘干設備和設施的情況下，剛采收的花生鮮果嚴禁堆放，應迅速攤開，快速曬干，使其水分含量在1周內降低至安全貯藏標準（8%～9%）。有烘干條件的，可利用干燥設施對花生莢果進行集中烘干處理，且需要采用適宜的干燥溫度和降水速率，干燥溫度過高、降水過快易產生裂莢、種子活性降低和品質下降等問題。達到烘干要求后，花生要以帶殼方式在低溫、干燥的條件下儲藏，有條件的要采用氣調（充二氧化碳、氮氣）密閉儲藏，同時要做好儲糧害蟲的防治工作。

3.6黃曲霉毒素去除技術與措施

而對于已經感染AFT的花生原料和花生制品，人們嘗試利用一些物理、化學和生物處理法來進行脫毒處理，但與AFT產生前預防相比，產毒后處理成效低、成本高，并會對品質產生一定影響。（1）物理處理：花生入庫儲藏前需要對原料進行清選處理，清除泥土、莖葉、秕果、破損果、霉變果，有利于花生安全儲存；花生脫殼加工處理中，要盡量將霉變粒、半粒、發芽粒、破損傷粒等分選出來，在實際生產中需要比重選、振動篩選、色選及人工手檢等多道設備和工序來完成；對于污染AFT的飼料，可以采用添加沸石、膨潤土、活性炭等吸附材料吸附去除部分AFT；另外，采用紅外輻射、紫外線、γ射線等輻射方法也可以去除AFT，但也會破壞營養物質結構。（2）化學處理：氨處理法、ClO2法、臭氧降解法等被用于AFT的脫毒處理。將霉變農產品裝入密閉容器內，通入氨氣達到一定濃度，保持一定時間，AFT會發生裂解，達到脫毒目的，然后再脫氨處理。在歐美，氨處理法在飼料AFT脫毒處理中很常用，國內目前常采用常溫、常壓、不加濕的方法處理糧油作物，操作簡便，脫毒效果好。（3）生物處理：主要利用微生物或其產生的酶進行脫毒處理，在自然界中，存在許多能去除或降解食品、飼料中AFT的微生物，如細菌、酵母菌、放線菌和藻類等。美國喬治亞州COGI公司研制出一種生物農藥，利用生物競爭抑制的原理來防止黃曲霉菌侵染花生莢果，具體為：先制造出對黃曲霉具有競爭抑制作用的初始霉菌孢子，然后將其植入花生植株周邊的土壤中，這些霉菌孢子在花生結果區大量繁殖，形成活體霉菌屏障來抵抗有毒的黃曲霉侵染花生莢果，達到田間生物防治AFT污染的作用。

4結束語

花生AFT污染防控是一項世界性難題，已成為制約中國花生消費安全和產業發展的重大隱患?；ㄉ鶤FT侵染的影

響因素錯綜復雜，各因素并非獨立而是相互關聯，通常，AFT產生前采取預防措施有效、省時、省力、防控成本低，而毒素產生后再去毒則成效低、成本高且影響品質?；ㄉ鶤FT防控過程中，須要綜合考慮花生生產各個環節，采取綜合防控技術措施，來降低花生AFT污染率，提高產品質量。

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