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采后处理与加工研究室
刘宁 刘延琳 师俊玲
赭曲霉素是一类霉菌（包括疣孢青霉菌，赭曲霉，以及炭黑曲霉）的次级代谢产物的总称，产赭曲霉素霉菌在感染谷物、咖啡、葡萄等产品后，在适合的条件下，会产生赭曲霉素。由于赭曲霉素性质稳定，不易分解，所以原料感染后生产的产品中残存较多。而在赭曲霉毒素中又以赭曲霉素A（Ochratoxin A，以下简称OTA）毒性最高，对人类和动物都产生了一定的潜在威胁。
1 产生菌
OTA产生菌主要包括：青霉，曲霉两个属，其中尤以疣孢青霉（Penicillium verrusosum）， 赭曲霉（Aspergillus Ochraceus），以及炭黑曲霉（ A s p e r g i l l u scarbonarius）3种微生物OTA产生量较为显著。
赭曲霉是最早发现的OTA产生菌，生长温度范围为8～37℃，最适温度为30℃，是绿咖啡中OTA的主要来源。Schmidt等采用PCR法定性定量检测绿咖啡中的赭曲霉素A产生菌——赭曲霉。Leong等人研究了澳大利亚葡萄酒中OTA与其产生菌之间的关系后，确定澳大利亚葡萄酒中OTA的主要产生菌为赭曲霉。
疣孢青霉是另一种产OTA的霉菌，生长温度范围为0～31℃，最适温度为20℃，是谷物中赭曲霉素A的主要来源。在北欧疣孢青霉菌是主要赭曲霉素产生菌，主要发生在寒冷地区（如欧洲、北美洲等温带或亚寒带地区）。
碳黑曲霉在食品中广泛应用，其产品也被认为是安全的。但近几年发现一些黑曲霉也可产生赭曲霉素。碳黑曲霉以苹果、葡萄为主要侵染对象，因此它是新鲜葡萄、葡萄干、葡萄酒和咖啡中主要产生菌，在30～35℃生长良好, 最适温度为15～20℃。Neus Belli等比较2002年和2003年从西班牙4个产区采摘的葡萄，并从中分离出赭曲霉素（OTA）产生菌——黑曲霉，并且经过进一步鉴别确定其中的炭黑曲霉是OTA的主要产生菌。
2 OTA理化性质
OTA分子式为C20H12CINO6，分子量为403.8。OTA易溶于水和碳酸氢钠溶液，在极性有机溶剂中稳定，冷藏条件下其乙醇溶液可稳定1年以上，但在谷物中随时间延长而降解。在苯：冰乙酸（99：1，体积分数）溶液中的最大吸收峰波长为333nm，最大发射波长为465nm，在荧光灯下呈明亮绿色荧光。OTA是一种稳定的化合物，在食品的生产与加工过程中不易分解，但在超过25℃的条件下，加热数分钟，可有效降低毒素的含量。因此，OTA广泛存在于未加工以及非高温加工的产品中。
赭曲霉素共有A、B、C三种，其化学结构极其相似，其中赭曲霉素A毒性最高，对人类和动物都有一定的潜在威胁。OTB的毒性仅为OTA的1/20，OTC没有毒性或毒性极轻。
3 影响因素
OTA是一种来源于生产原料的生物毒素，其产生主要与作物的生长环境相关，除土壤微生物外，与当地的温度、湿度、以及作物病虫害感染情况等关系密切。
温度和湿度：环境温度和湿度是赭曲霉素A产生的重要影响因素，2008年Pascal Clouvel等人研究了葡萄酒中OTA与葡萄园环境之问的关系后发现，在气温l5℃以下时，真菌生长受到限制，从而有效地降低了酒中OTA的含量。Romero等人在研究温度、水分活度对炭黑曲霉生长的影响时发现，在温度为30℃，水分活度为0.925的条件下，其生长最为旺盛。在水分活度低于0.85的条件下则没有生长。因此，OTA产生菌在产OTA能力与温度和湿度存在着密切的关系。
土壤：土壤是大量微生物的生存载体，OTA产生菌主要存在于葡萄园的土壤中，Kazi等研究发现葡萄园表面土壤的炭黑曲霉数量要高于深层土壤，同时葡萄树下土壤中炭黑曲霉数量也要高于行间土壤。葡萄
品种：研究发现不同品种的葡萄对于赭曲霉素A产生菌的敏感程度不同。葡萄皮是葡萄抵御外界感染的主要屏障，葡萄皮的厚度与葡萄被感染的程度以及葡萄中OTA的含量都有着密切的关系。
破损：生物或非生物引起的葡萄破损，使葡萄更易被真菌感染。 N．Belli等人研究OTA与葡萄皮破损程度的相关性后发现，损伤萄更易受到炭黑曲霉的感染。Minguez等人研究成果表明当葡萄园对于病虫害的预防不足时，酒中OTA含量较高。
OTA含量与葡萄酒的生产过程也有密切的关系。在小规模的酿酒试验中，Leong 等报道红葡萄（西拉）和白葡萄（霞多丽和赛美蓉）酿造过程中，OTA减少了大约80％，这些葡萄在收获前被注射了A. carbonarius孢子悬浮液。清除OTA的主要模式是与葡萄中固形物和蛋白质发生了结合，Fernandes等也有相似发现。葡萄中固形物大多是在压榨后，果皮、果肉和种子被丢弃时被除去的，在这一过程观察到OTA减少了约70％。
在这项研究中，与白葡萄酒比，酿造后的红葡萄酒中OTA的量是葡萄原料中的3倍以上。两个酿酒工艺的差异可能解释这一现象：首先，白葡萄汁在发酵前往往经历了一个澄清的步骤，在此期间，OTA随葡萄固形物的除去而减少。其次，红葡萄汁进行带皮发酵，发酵过程中产生的酒精会提取出葡萄固形物和蛋白质中的OTA。最始OTA浓度在白葡萄中为2～66ng/g和红葡萄中2～114ng/g，OTA相对减少的趋势是不变的。
Leong等认为也许是葡萄酒中葡萄蛋白的存在削弱了膨润土的效果。在这项试验中白葡萄酒中含与OTA结合的葡萄蛋白；膨润土的加入有效去除了这些蛋白。在这种葡萄酒中，蛋白质澄清剂与膨润土相比并不能有效去除OTA，因为它们没有促进与OTA结合的葡萄蛋白质的沉淀。相反，蛋白质澄清剂有可能在与OTA结合时跟葡萄蛋白发生竞争。在试验中，红葡萄酒中没有检测到葡萄蛋白质，可能由于葡萄蛋白质与单宁共沉淀，从而使得OTA在溶液中自由存在。在这种情况下，增加蛋白质澄清剂可有效的结合OTA，并使其沉淀。
4 现状
欧洲整体膳食评估中对食品中OTA进行了分析，结果发现欧洲人从谷物中摄取到的OTA含量占到总摄取量的50％，而葡萄酒以13％仅次于谷物。因此，OTA在葡萄酒中的污染日趋受到人们的关注。
目前赭曲霉素A的检测已在意大利、希腊、西班牙、匈牙利、澳大利亚等国家进行，南美的巴西和智利也有学者研究。其中欧洲南部的OTA含量高于北部，南美洲低于欧洲，澳大利亚的低于欧盟2g/L的限量标准。其中红葡萄酒含量高于桃红葡萄酒和白葡萄酒。
由于OTA广泛存在于食品中，其潜在的威胁已经受到了世界各国的关注，并且很多国家对其含量已经做出了相关规定，制定了一系列限量标准，见表1。
我国对葡萄酒中赭曲霉素的含量尚未制定相关标准，然而对谷物及饲料中赭曲霉素A的含量有所限制。
5 展望
随着我国经济的快速发展，酒类产品的消费量逐年提高，其中葡萄酒以果香浓郁、口感圆润，绿色健康等特点，越来越受到人们的青睐。在这种利好形式的推动下，我国葡萄酒企业得到了长足的发展，但与此同时也存在着一定的食品安全问题，赭曲霉素A就是其中之一，其对人体的潜在威胁必须引起足够重视。我们在关注葡萄酒中多酚物质的抗氧化作用的同时，需加强对葡萄酒的安全加以重视。
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