研究人员推出了一种前景广阔的新型灭菌技术,该技术利用X射线照射有效降低了受污染玉米中黄曲霉菌(Aspergillus flavus)的生存能力。这种方法在不损害真菌产生的危险黄曲霉毒素B1(AFB1)的同时,实现了灭菌。
玉米是全球数十亿人和动物的重要食品来源,但经常受到黄曲霉毒素B1的污染,这是一种由黄曲霉菌(Aspergillus flavus)产生的强致癌物。
食用黄曲霉毒素可能导致人类和动物出现严重健康问题,同时也给农业部门带来经济损失。然而,由于该真菌的高感染性及其毒素所带来的风险,在实验室内进行研究和开发控制方法可能非常具挑战性。
亚利桑那州立大学的研究人员与全球合作伙伴在《毒素》期刊上发表的一项最新研究揭示了一种采用X射线照射的有希望的灭菌方法,以限制受污染玉米中黄曲霉菌的生存能力。该技术在不损伤真菌生成的有害黄曲霉毒素B1(AFB1)的情况下,确保了灭菌。
通过使黄曲霉菌失去活性,该方法防止了真菌传播孢子并产生更多黄曲霉毒素。这对于使更多实验室参与解决真菌毒素问题至关重要。稳定毒素水平使研究人员能够设计和评估其他旨在降解黄曲霉毒素的修复方法,而无需担心持续的真菌繁殖。结果表明,低辐射剂量有效停止了黄曲霉菌的生长。
这项研究是亚利桑那州立大学研究人员与国际合作者共同开展的更广泛倡议的一部分,得到美国国家卫生研究院的支持,旨在探索降低服务不足社区黄曲霉毒素传播和暴露的经济实惠策略。
“我们自1960年代以来就认识到黄曲霉毒素的问题,但它仍然是一个广泛存在的问题,”研究的首席作者汉娜·格莱森(Hannah Glesener)表示。“对自然污染的玉米进行X射线照射是我们研究团队在开发应对黄曲霉毒素相关挑战(如慢性营养不良)方面的令人振奋的进展。”
格莱森是生物设计博士生,担任生物设计微生物健康中心的研究助理。
研究团队目前正在评估家庭烹饪技术以控制这种真菌毒素,并研究人类肠道微生物组在食品进入血液循环前解毒的潜在作用。
真菌毒素污染的全球挑战
黄曲霉毒素是由霉菌或真菌产生的有害物质,其属于真菌毒素的一种,可能会感染各种农作物。黄曲霉毒素等真菌毒素具有强烈的致癌特性。
这些毒素由黄曲霉属生成,通常存在于玉米、棉籽和坚果等作物中,尤其在有利于霉菌生长的温暖潮湿气候下更为常见。产生黄曲霉毒素的真菌可以在多个环节污染作物,包括田间、收割期间和储存期间。
黄曲霉毒素污染是全球范围内一个重大问题,尤其是在潮湿的热带和亚热带地区。在非洲、亚洲和南美的某些地区,因温暖的条件促进了黄曲霉属的生长,其污染情况最为常见。
根据联合国粮农组织的数据,全球约25%的粮食供应受真菌毒素影响,包括黄曲霉毒素。像尼日利亚、肯尼亚、印度和中国等国家,由于气候和农业方法,受到显著影响。
黄曲霉毒素污染的危害
急性黄曲霉毒素中毒,称为黄曲霉毒症,可能在大量食用污染食品后发生。症状可能包括肝损伤、恶心、呕吐、腹痛,在严重情况下甚至死亡。
黄曲霉毒素特别与肝癌的高风险相关。国际癌症研究机构将黄曲霉毒素分类为1类致癌物,意味着它们在科学上被确认会导致人类癌症。长期接触也可能导致儿童生长发育迟缓和免疫系统减弱,增加感染的易感性。
世界卫生组织估计,黄曲霉毒素对全球肝癌病例的责任占5%至28%,在撒哈拉以南非洲、东南亚和中国的发生率最高。每年,黄曲霉毒素的接触被认为导致全球25,000至155,000例肝癌死亡。此外,哪怕是轻微暴露于黄曲霉毒素也可能对动物造成严重影响。
气候变化被认为会通过扩大毒素生产真菌的地理分布来加剧黄曲霉毒素的威胁,可能在新地区提高污染风险。此外,黄曲霉毒素污染的经济影响也非常显著,尤其是在发展中国家。
研究概述
本研究的主要目标,由通讯作者和助理研究教授李·沃斯-盖德特(Lee Voth-Gaeddert)领导,旨在确定消除真菌生存能力所需的理想辐射剂量,同时保持黄曲霉毒素B1的浓度,以便进行后续的解毒研究。
这些发现为安全处理和研究受污染食品产品铺平了道路,而不妨碍科学研究所需的必要结构和化学特性。希望这些方法能够为解决不同地区,特别是食品安全措施可能不足的发展中国家的真菌毒素污染问题提供可扩展和高效的解决方案。