根據聯合國糧農組織(FAO)的數據,全球生產的食品中近25%被真菌毒素污染。我國大部分地區處于濕熱的氣候環境,農作物受真菌污染非常普遍和嚴重。真菌毒素(又稱霉菌毒素,Mycotoxin)是真菌的次生代謝產物,具有天然毒性。目前已確定大約有400多種真菌毒素,其中25種屬于常見的毒素。隨著全球人口的增長,對食物的需求在不斷增加,非常有必要重視真菌毒素檢測,減少真菌毒素污染對人類健康的危害,因為大多數真菌毒素都具有致癌性,并選擇性的攻擊不同的臟器。
真菌毒素全球污染情況
(1)真菌毒素的類型
真菌毒素主要有黃曲霉毒素、伏馬毒素、玉米赤霉烯酮、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、展青毒素、赭曲霉毒素、鉸鏈胞毒素等。由于真菌黃曲霉和寄生曲霉的流行,黃曲霉毒素將會以最高CAGR增長。黃曲霉毒素有五種主要類型,即B1,B2,G1、G2和M1,其中黃曲霉毒素B1是最主要,也是危害最大的毒素,黃曲霉毒素M1是B1在動物體內代謝形式,是存在于動物源性食品(主要在奶制品)中的重要污染物。在美國,農產品中的黃曲霉毒素的含量控制在20 ppb以內。玉米,花生,棉籽和堅果等農作物和奶制品很容易受到黃曲霉毒素的污染。長時間暴露于黃曲霉毒素,會導致嬰兒出生缺陷:慢性腹瀉和免疫抑制。黃曲霉毒素是強致癌物,可導致肝癌。這些因素都將導致真菌毒素(主要是黃曲霉毒素)檢測市場的增長。
(2)真菌毒素的主要檢測方法
真菌毒素的檢測可分為色譜(HPLC)、液質聯用(LC-MS/MS)、免疫檢測等。
儀器分析的前處理一般使用凈化柱,主要有固相萃取柱(SPE)、免疫親和柱(IAC)和多功能凈化柱。近年來IAC在國際上比較熱門,是美國分析化學家協會(AOAC)、國際標準化組織(ISO)、歐盟標準(EN)及我國國家標準(GB)重點推薦的前處理方法。IAC的基礎是抗原-抗體反應,將待測真菌毒素的單克隆抗體連接在柱內凝膠介質上,樣品經提取、過濾、稀釋后得到的提取液,再緩慢通過免疫親和柱,待測物與柱內抗體結合,最后通過甲醇等有機溶劑洗脫,用于儀器檢測。在HPLC檢測中,黃曲霉毒素一般需要光學衍生器增加待測物的熒光信號,以得到更為靈敏的檢測結果。
免疫檢測主要有酶聯免疫(ELISA)、膠體金、時間分辨熒光定量檢測等。免疫檢測是根據抗原-抗體競爭性結合原理開發的定量或定性快檢產品,在真菌毒素檢測中起到了第一道安全防線的作用,極大的縮減了檢測時間和提高了監管效率。但也不能忽略儀器分析的重要性,儀器分析作為法檢方法,不僅可以同時檢測多種真菌毒素,還具有快檢方法無法比擬的準確性和權威性。
真菌毒素檢測
(3)真菌毒素檢測的主要樣品
真菌毒素雖然具有物種特異性,即真菌毒素污染糧食作物具有靶向性,但一種作物往往被多種真菌毒素污染。
真菌毒素檢測樣品主要有飼料、谷物、食用油、乳制品、肉類、水果、豆類等。其中谷物和豆類更容易受真菌毒素污染且污染水平較高,而且作為食品的基礎原料,谷物和豆類的檢測需求增加,因此其復合年增長率最高。
谷物和豆類受真菌毒素污染相對嚴重
2020年,真菌毒素檢測市場達7.543億美元。據預測,全球真菌毒素測試市場預計將以7.1%的復合年增長率增長,到2025年將達到13.327億美元。2020年,受COVID-19全球爆發的影響,真菌毒素檢測市場下降,但隨著限制的放寬,市場的逐步恢復,將在未來五年內顯著增長,其中黃曲霉毒素將以最高CAGR增長。
真菌毒素檢測市場預測
真菌毒素的市場檢測需求,受社會對食品安全的重視程度和氣候的影響。在溫暖潮濕的氣候條件下,會導致谷物、食品、干果,草藥、奶和奶制品、啤酒及葡萄酒、肉類和家禽產品中產生真菌毒素。已有多個國家注意到因真菌毒素導致的食品安全問題,并對食品和飲料行業采取了嚴格的檢測。近年來,隨著消費者對真菌毒素污染認識的加深,進一步推動了市場對檢測的需求。此外,增加國際貿易指令、食品召回和先進的檢測技術,也是有利于真菌毒素檢測市場增長的因素。
目前,世界各國政府和監管機構已強制對動物飼料和食品進行檢測,確保其安全性和有效性,否則監管機構將不會批準其進入市場并銷售。為防止食品和飼料的化學污染和生物性有毒物質存在所采取的措施,極大地促進了真菌毒素檢測市場的增長。為了保護人類和動物的健康,許多國家已經制定了食品和動物飼料中真菌毒素的專門法規。目前,已有100多個國家對食品和飼料制定了正式的真菌毒素法規,其中歐盟的法規是最為嚴格的。
據報道,2006年5月肯尼亞爆發了急性黃曲霉毒素中毒事件,當地玉米黃曲霉毒素污染一直是一個反復出現的問題。疾病預防控制中心(CDC,Centers for Disease Control)小組與肯尼亞衛生部合作,試行了一種快速,便攜式的黃曲霉毒素篩查產品,可用于玉米污染情況的現場檢測情況。
真菌毒素檢測的主要市場包括歐洲、北美、亞太地區、南美以及中東和非洲。
農產品的黃曲霉毒素污染對人畜健康和經濟損失構成相當大的風險。人暴露于黃曲霉毒素會導致多種疾病,包括急性和慢性黃曲霉毒素中毒、免疫抑制、肝癌、肝硬化、兒童發育遲緩等。多種作物中都檢測到了黃曲霉毒素,尤其對玉米和花生的污染。黃曲霉毒素是歐盟食品和飼料快速預警系統(RASFF)中最重要的污染物。2008年,僅黃曲霉毒素就占RASFF系統所有通知(902項通知)的近30%。在南非農村地區的居民生產和食用的玉米中首先發現了的伏馬菌素FB1和FB2污染,現在也成為歐洲市場監管的重點。
真菌毒素檢測市場的區域分布
亞太地區的食品安全標準越來越嚴格,為確保向該區域以外的個人和牲畜提供更安全的食品和飼料。政府已經為消費者、生產者和監管者制定了各種法規。日本公司決心將其國家標準與國際水平相匹配,以獲得本國食品在全球市場上的領先地位。企業如果缺乏對食品和飼料安全標準的了解,將妨礙公眾健康,為此必須制定完整的知識管理系統。由于亞太地區是水果和蔬菜的主要種植者和出口者之一,對農產品食品安全的擔憂,將加強該地區真菌毒素檢測的力度。
伊朗是增長最快的經濟體之一,擁有約300多家飼料制造商,并且主要依靠來自其他國家的貿易。伊朗飼料的進口大幅增長,但真菌毒素的威脅卻成了巨大挑戰。
在全球真菌毒素檢測市場上,有一些著名的公司,包括:必維國際檢驗集團(Bureau Veritas S.A.),ALS Ltd.、Asurequality Ltd.,Eurofins Scientific SE,Microbac Laboratories,Inc.,Intertek Group PLC.,羅瑪集團(Romer Labs Diagnostic GmbH),Silliker,Inc.,SGS SA和Symbio Laboratories等。
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