2018年11月12日

用于减轻黄曲霉毒素的技术

地区/国家:非洲

贡献:Theodore Kamau，Harsh Vyas，Elisabeth Vitswamba

介绍

技术在塑造农业部门方面发挥了至关重要的作用。爱游戏手机官网下载电脑版下载它有助于提高生产，保存和制造可用资源的效率，并加强粮食安全。本报告涵盖了目前可用的各种技术和技术或在发展中国家雇用，以解决食物中的黄曲霉毒素污染。这里提到的实践和技术基于与在印度和肯尼亚为基础的农民，专家，学术界和从业者进行的文献审查和访谈。

黄曲霉毒素是由真菌产生的毒素，主要是曲霉和曲霉属Parasiticus。它已知污染谷物，油籽，香料和树螺母，用作人类和动物的食物来源。由于其急性和慢性毒性特性，黄曲霉毒素具有很大的关注，这可能导致中毒和肝功能衰竭，肝癌，发育不良和免疫抑制等严重健康问题。¹观察到，黄曲霉毒素污染在很大程度上发生在热带和亚热带地区，覆盖发展中国家，这为真菌的广泛生长提供了有利的条件。²在亚洲和非洲已经记录和报告了急性黄曲霉中毒暴发的病例，2004-2005年在肯尼亚报告了一次大暴发，造成100多人死亡。^2,3

阶段的污染

这些产生黄曲霉毒素的真菌的进入或感染点可能处于以下三个阶段中的任何一个或所有阶段:

• 真菌（植物生长期间）的预汽油排入。
• 采收期间真菌进入。
• 采后真菌录入(采后和加工过程中)。

玉米和小麦等主食中的作物很容易受到黄曲霉毒素的污染。花生和棉籽也容易受到伤害。在尼日利亚市场进行的研究表明，小麦中黄曲霉毒素B1的平均浓度为19±1.67 μg kg^-1在几内亚玉米和地生中，分别记录了30.53±3.37和78.21±2.92。^4.据估计，由于累积市场，牲畜和家禽损失，菲律宾，印度尼西亚和泰国每年持续约10亿美元的成本为约10亿美元。^5.世界卫生组织(2018年)估计，黄曲霉毒素每年导致世界25%或更多的粮食作物破坏。^6.鉴于黄曲霉毒素污染可能造成严重的健康风险，并因作物和贸易损失而造成经济负担，显然，检测污染物的存在、控制其传播并采取预防措施以避免对作物造成污染变得很重要。目前市面上有几种处理黄曲霉毒素污染的技术和方法。下一节介绍现有的技术和方法，概述它们的优缺点以及它们减轻黄曲霉毒素污染的效果。

减轻黄曲霉毒素的技术和技术

预汽场：

在预见阶段的黄曲霉毒素缓解的目标是防止植物生长的同时防止豆荚或谷物的损伤，并且还可以防止土壤提供真菌可以蓬勃发展的条件。方法包括杂草和昆虫控制，将石灰或石膏应用于土壤，良好的灌溉实践，以及畜牧业或人造生物对照剂的应用。由于它们直接生长在土壤中，地生更容易受到黄曲霉毒素污染的影响。

支持良好农业规范的技术:

在预核期间对豆荚的损伤可能是由昆虫或某些作物引起的，因为土壤没有足够的营养物，土壤中的土壤中的生物体受到土壤中的生物体。良好的灌溉实践可以减少黄曲霉毒素水平，因为它可以防止土壤干燥或过于潮湿。杂草控制防止水果杂草在附近生长，可能会产生一个潮湿的环境，真菌可以蓬勃发展。将石膏添加到没有足够钙含量的土壤中是一种抑制生物的扩散的方法，并允许植物生长强壁和膜以抵抗损坏。^7.2011年种植季在Tabia Lemlem的Tanqua Abergelle Wereda进行的一项研究表明，补充灌溉和施用石膏的组合记录了最低的黄曲霉感染(4.3%)。^8.印度的一项研究表明，当在开花期间施用时，石膏可以减少40％的黄曲霉毒素。^9.农场粪肥遵循类似的策略，但目的是引入微生物多样性到土壤中，以减缓黄曲霉的生长，因为它不能与其他生物体竞争。印度古吉拉特邦的一位农民已经进行有机耕作12年了，他使用高度腐烂的农家肥(3年)种植花生。采用ELISA法对黄曲霉毒素进行控制，结果表明，黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2均不存在。^10.在Burkina Faso进行的另一个农场实验表明了饲养场粪肥的类似结果。^11.

可以应用于用于减轻黄曲霉毒素的田地的另一种产品是人造生物对照剂。通过引入不产生黄曲霉毒素的aspergillus flavus的友好菌株，无毒应变与污染区域竞争，因此即使在储存期间也可以保护作物。^12.国际热带农业研究所（IITA）和美国农业部 - 农业研究所（USDA-ARS）与爱游戏手机官网下载电脑版下载其他合作伙伴一起发达了特定的土着土着黄曲霉毒素生物控制产品，称为AFLASAFE。每个国家都有自己的A.Flavus的四种毒素菌株的混合物具有其自身的Aflasafe。所有发现在局部土壤中生长。^13.该产品只需要在季节蔓延一次，并且在开花前应蔓延到三周。AflasaSe在非洲的几个国家始终如一地减少了玉米和地生80-99％的黄曲霉毒素污染。^14.这种产品对小农户来说仍然很贵，但产量正在扩大，这可能会使这种产品变得更容易获得。

在预汽阶段进行减轻黄曲霉毒素的机械技术是土壤检测装置，控制灌溉系统，土壤灌溉传感器和石膏和肥料蔓延机。土壤检测装置允许农民确定土壤中的pH和营养物质，以了解可能需要添加的内容。受控灌溉系统，如滴注胶带可以节省水，同时确保裁剪仅收到它需要的水。土壤灌溉传感器可以在香水时提醒农民。最后，石膏和肥料涂布器提供比传统方法更有效的撒肥和粪肥方法。除了增加作物产量和净回报之外，所有这些技术都与已被证明在预汽油阶段中的良好农业实践（间隙）有关。^9.

收获阶段：

在收获阶段减少黄曲霉毒素暴露的重要步骤是在最佳成熟期收获作物，并在收获期间防止对豆荚的损害。收获时过度成熟或非常不成熟的豆荚数量过多会导致最终产品中黄曲霉毒素水平较高，因为在收获后阶段，黄曲霉毒素更容易通过未完全成形或受损的豆荚传播。^15.较差的收获实践也可能损害豆荚，从而增加了黄曲霉毒素污染的风险。^16.

收获花生是一个特别的挑战，因为它们必须从地里拔出来。花生有两种类型:一种是成串生长的，另一种是摊开的或半摊开的。串式收获一般采用手工收获，散播收获采用刀耙或牛犁收获。土壤应该足够湿润，以便更容易地拔起植株，而不会损失土壤中的任何荚(见收获前关于灌溉的部分)。^17.为在收获阶段减轻黄曲霉毒素而开发的一种负担得起的技术是CTI和ICRISAT开发的用于马拉维的升降机。该工具是为小农设计的，坚固耐用，便于妇女背着婴儿操作。也有其他的升降机，但它们更贵，通常需要拖拉机拉动。

图1:CTI花生升降机。

波萨斯普齐斯阶段：

采后阶段是缓解黄曲霉毒素的关键阶段，因为如果提供一个合适的环境，正是真菌获得生长和扩散空间的时候。收获后还包括作物在转化为我们所吃的食物之前所经过的大部分步骤。的步骤包括:

• 采摘和剥离（Groundnut）
• 去壳(花生和玉米)
• 剥离，脱粒和繁荣（各种谷物）
• 干燥
• 存储和包装

与预见和收获阶段类似，这些各种步骤的缓解策略遵循差距，是预防措施。使用适当的分选，通过抑制真菌的生长，干燥和储存技术可以通过抑制真菌的生长来将黄曲霉毒素水平降低63-88％。^16.尽管gap可以通过手工工艺来实现，但技术可以节省时间，从而防止豆荚在潮湿的条件下在地面上停留太长时间，以免损坏和暴露在霉菌中。

拔和剥离:

采摘和剥离是将豆荚从落花生植物中去除的过程，可以手动进行，也可以用采摘器或剥离器来加快过程。一种拔毛器/脱毛器是由一个木制框架和一块拉伸的鸡网构成的。^17.另一种是电动旋转圆筒，带有齿，可以把豆荚从茎上拉下来。采摘后应尽快收集晾干。^18.

剥离者的例子包括：

• CTI剥离者：与ICRISAT合作开发，剥线钳将通过与国家小农来自名人的协会和马拉维的农民联盟合作，通过将其分配贷款以换取农民收获来促进工具，以促进工具。
• Myrada花生Pod剥壳机:在当地建造，很容易建造和维护。

图2：CTI Transtnut Strapper图3：Myrada Goundnut Pot玻璃垫圈

烘干：

食物中的黄曲霉毒素的存在在温暖和潮湿的地区高。因此，农产品的快速和正确干燥有助于降低水分含量，这反过来避免了真菌生长的有利条件。^19.用防水油布或通风的烟囱将豆荚从地面干燥，并尽可能缩短干燥时间，可以减少污染。^9.这可以使用深色表面或升高的网格来实现。^16.还有许多机器可以使用不同的干燥方法，并以各种尺寸。干燥器的一些例子包括：

• 柱式干燥机:一种炉子操作的强制空气干燥机，可将玉米中的水分降低到13.5%以下。^20.
• 浅层床更干燥，如Easydry M500玉米烘干机：针对小型啤酒农民的经济和便携式玉米干燥器，可在3小时内从18-20％降低500公斤玉米，从18-20％降至约13.5％。^21.还可以将玉米干燥器重新保留到干基因干燥器中。
• 太阳能干燥器:使用防水布和铲豆荚搅拌它们或使用太阳能干燥器集中太阳能到一个隔间，以更快地干燥作物。

图4：柱式烘干机图5:浅床干燥机图6:太阳能干燥器

炮击：
脱离炉用脱壳更快并保持干燥的胶粘蛋白污染的污染有助于减少黄曲霉毒素污染。在手中，炮击妇女经常洒在豆荚上的水，使它们柔软增加了黄曲霉毒素污染的机会。

剥壳机的例子包括:

• CTI手贝壳：牵头农民购买它并通过租给其他农民来赚取利润。它通过增加其生产并帮助他们获得高质量坚果的良好价值，使个人小农农民受益。
• 通用坚果壳由全腹部项目：用手曲柄运行，能够壳壳，乳酪螺母和咖啡豆等。^22.
• Iketsetse单笔玉米脱壳机

图7:CTI和ICRISAT开发的脱壳机图8:通用螺母剥壳机图9：Iketsetse单斯托克玉米炮弹

脱裂：

脱粒是把高粱和小麦等几种作物的谷粒从穗上去掉的动作。与延迟收获方法相比，早期收获和脱粒的结果是黄曲霉毒素浓度始终较低，毛收益较高。

脱粒机的例子包括:

• 由大豆创新实验室播种机动多粒
• CTI手工运行绞尽脑

Figure 10:由大豆创新实验室的机动绞线图11：CTI手工播种者

存储和包装:

存储是收获后进程的另一个重要步骤，因为在运送到市场之前必须收集并保存作物。储存空间必须清洁，以限制孢子和其他生物的污染，冷却和干燥，以阻止真菌生长，并且可以自由地防止毒品和啮齿动物损坏真菌的豆荚和传播。较低收入国家的许多小农传统上储存农产品，如通常由木材，竹子，茅草或泥土制成的容器中的谷物。最近，已作为传统储存方法的替代品引入金属或水泥箱，但它们的高成本和低可访问性通过小型农场限制采用。^12.聚丙烯袋(PP)或布袋是一种储存方式，但袋子之间的空气流动仍然会污染物品，如果由于现有孢子的存在而重新使用，污染程度会更严重。密封袋是一种经济实惠的解决方案，它通过制造一个密封的空气屏障来控制污染，这样真菌和害虫就无法进入室内或呼吸。在密闭布袋和标准布袋的比较试验中，三层袋的豆荚黄曲霉毒素最低水平为1.3 ~ 33.5 mg kg^-1直接储存或添加A.Flavus和Bruchids，而水平从3.5到63.7 mg kg^-1在布袋。^23.

存储解决方案包括：

• GrainSafe:防水气密储存袋，储存容量2900磅(以小麦为单位)。^24.
• 普渡改良作物贮藏(PICS)袋:也称为三层密封袋，容量为90-100公斤
• 小型金属筒仓:由当地的铝制成，可容纳200-1000公斤

图12：GrainSafe存储袋图13：Purdue改进了豇豆储存（图片）包图14：金属筒仓

排序和清洁:

排序是根据检查其物理性质的检查，挑选豆荚的动作。通过去除损坏和变色的豆荚，可以减少黄曲霉毒素和其他污染物。手动排序是用视觉拆除豆荚的有效方式，不易用机器更换。电子颜色分选（ECS）是一种通过豆荚变色来检测黄曲霉毒素的技术。^15.还存在筛选技术，例如霉菌毒素的荧光检测，其估计黄曲霉毒素水平作为知道是否需要更多分类的初步步骤。某些类型的黄曲霉毒素出现荧光蓝色，而其他类型是荧光绿色。^25.大多数机械分拣和筛选技术只用于工业环境，因为它们对低收入农民来说很昂贵。

其他物理缓解方法的研究：

还有许多其他的收获后工业黄曲霉毒素缓减方法正在试验中。诸如加热、电磁辐射处理、脉冲光、射频、微波、臭氧熏蒸和化学防治剂等物理干预手段都已经过测试，以证明它们能够减少受污染作物中的黄曲霉毒素。污染后干预的最大挑战是，即使黄曲霉毒素被破坏，人们对摄入剩余残留物的影响知之甚少。^12.虽然这些方法对大农户来说可能是一种适当的投资，但预防性措施更适合小规模农户，因为这些措施负担得起，可以通过改善总体作物质量和增加产量而产生更大的效益。

测试套件

通过遵循良好的管理实践，农民可以最大限度地减少黄曲霉毒素的生长。然而，为了防范污染，建议他们在处理（商店，销售或运输）产品之前使用黄曲霉毒素测试套件。有时，有害的曲霉菌侵扰不能总是用肉眼发现，因此受污染的作物很容易像健康一样传递。因此，它认为在种子或谷物供应链中的每个阶段进行黄曲霉毒素测试的最佳实践。

有许多检测试剂盒可以使用，如Elisa检测试剂盒，高效液相色谱(HPLC)和agrastrip。Elisa检测试剂盒和高效液相色谱法必须在实验室环境下进行，因此大多数当地小农无法获得这些试剂盒。Agrastrip是一个一步横向流动测试，用于检测黄曲霉毒素在农场水平由小农在处理他们的产量之前。它被认为是一种快速的检测方法，因为它可以让农民比其他传统的和基于实验室的方法更快地得到结果。AgraStrip的样品制备时间约为10-15分钟，制备和获得结果。在肯尼亚当地，AgraStrip的试运行成本约为8 - 10美元。尽管AgraStrip价格低廉，而且可以快速获得结果，但它的主要缺点是不像实验室测试方法那样准确。

讨论

根据减轻黄曲霉毒素的技术审查，显然通过在任何作物中仅使用一种特定方法，很难减少黄曲霉毒素。预防/减少黄曲霉毒素取决于各种因素，例如作物类型及其生理特性，土壤的特征，可用的技术类型，以及如果发生这种情况的污染程度。因此，黄曲霉毒素控制是一种综合管理方法。在三个阶段使用的所有技术都应处理即收获预先收获，收获和收获后阶段。这将确保产生的作物中的黄曲霉毒素水平显着降低。

补充数据：

附录A

附录B

参考

1. Battilani, P.， Toscano, P.， Van der Fels-Klerx, H.， Moretti, A.， Camardo M.， C.， Brera。, . .罗宾逊,t(2016)。由于气候变化，欧洲玉米中的黄曲霉毒素B1污染增加。自然，科学报告。
2. 世界卫生组织(WHO)和美国疾病预防控制中心(CDC)。（2005）。国际霉菌毒素研讨会:预防黄曲霉毒素暴露的公共卫生战略工作组报告。
3. Lewis，L.，Onsongo，M.，Njapau，H.，Schurz-Rogers，H.，Luber，G.，Kieszak，S.，Rubin，C.和肯尼亚症状兴高肌病调查组。（2005）。在肯尼亚东部和中部急性症状爆发期间，商业玉米产品的污染。环境健康展望113(12) 1763 - 1767。
4. Odoemelem，S. A.和Osu，C. I.（2009）。黄曲霉毒素B1尼日利亚销售的一些可食用谷物的污染。化学杂志。6（2），308-314。
5. 2014年吴,F。,黄曲霉毒素在玉米的全球影响：贸易与人类健康。世界霉菌毒素杂志，8（2），第137-142页。
6. 世卫组织(2018)。黄曲霉毒素。食品安全消化。
7. 地狱，K.和Mutegi，C。（2011）。撒哈拉以南非洲关键作物的黄曲霉毒素控制与预防策略。非洲微生物学杂志研究，5（5），459-466。
8. Gebreselassie，R.，Dereje，A.和Solomon，H.（2014）。论阿根廷玉米菌属曲霉农村农艺管理实践。植物病理学与微生物学杂志CHINESE。
9. Parimi，V.，Kotamraju，V.，Sudini，H.（2018）。具有一系列良好的农业实践（差距）的农场示威证明，在降低了地生中的收获预先收获过氧化毒素污染方面已经证明了成本效益。
10. 采访Karamashibhai Vanpariya, Farmer, Pipli, Keshod, Gujarat。
11. alenyorege，E。（2015）。施肥和贮藏对花生黄曲霉毒素浓度和营养成分的影响。
12. Udomkun，P.，Wiredu，A.N.，Nagle，M.，Muller，J.，Vanlauwe，B.和Bandyopadhyay，R。（2017）。创新技术，用于在食品和饲料中管理黄曲霉毒素和应用的盈利能力。食物控制，1（4），12。
13. Aflasafe
14. Mahuku，G.等人，（2015）。玉米致死性坏死（MLN），对撒哈拉以南非洲玉米粮食安全的新兴威胁，植物病理学，105（7），956-965。
15. Uçkun, O.和Var, I.(2014)。在花生中监测黄曲霉毒素。
16. 天主教救济服务处，2018年1月，玉米小农农民的黄曲霉毒素管理：检测和预防的实践和技术
17. 联合国工业发展组织(工发组织)农民的培训手册上高粱，林木和米饭收获管理
18. Abizari，A.，Garti，H.A.，Gajate-Garrido，G.，Hoffmann，V.，Hotz，C.，Magnan，N.和Opoku，N.（2018）。加纳治疗的技术和市场干预措施：最终报告。
19. Paramawati，R.，Widodo，P.，Budiharti，U.和Handaka，H.（2006）。采后机械和包装在减少花生黄曲霉毒素污染中的作用。印度尼西亚农业科学杂志，7, 15 - 19。
20. aflastop。黄曲霉毒素防治干燥技术储存及干燥。
21. aflastop - 储存和干燥。（2017年1月）。干燥地生：适应easydry M500便携式玉米干燥机（Easydry G600）。
22. 全腹部项目
23. Sudini, H.， Ranga Rao, G.V.， Gowda, c.l.l.， Chandrika, R.， Margam, V.， Rathore, A.， and Murdock, L.L.(2014)。普渡改良作物储存(PICS)袋，用于安全储存花生。储存产品研究杂志那64, 133 - 138。
24. GrainSafe
25. 采访Harikishan Sudhini博士，植物病理学家Icrisat。海德拉巴，印度