食品贮藏过程中的真菌毒素控制与防护技术探析

摘 要：食品贮藏中的真菌毒素由霉菌在适宜环境下产生，并在多种食品中积累，对食品安全构成威胁。传统储藏方式难以有效抑制其生成或降解，而现代食品安全体系可依赖多层次控制与防护策略来降低风险。本文通过分析霉菌生长条件及毒素积累机制，探讨物理、化学、生物控制策略对毒素合成的抑制作用，研究智能包装、储藏设施优化及在线检测筛查在污染防护中的应用，并提出精准防控与智能化管理的技术方向，旨在提升食品储藏安全水平并推动相关防控技术发展。

关键词：食品贮藏；真菌毒素；污染控制；智能防护；在线检测

Abstract： Fungal toxins in food storage are produced by fungi in suitable environments and accumulate in various foods， posing a threat to food safety. Traditional storage methods are difficult to effectively inhibit their generation or degradation， while modern food safety systems can rely on multi-level control and protection strategies to reduce risks. This article analyzes the growth conditions and toxin accumulation mechanisms of fungi， explores the inhibitory effects of physical， chemical， and biological control strategies on toxin synthesis， studies the application of intelligent packaging， storage facility optimization， and online detection screening in pollution prevention， and proposes technical directions for precise prevention and intelligent management， aiming to improve food storage safety and promote the development of related prevention and control technologies.

在食品贮藏过程中，真菌毒素污染问题对食品安全构成了严峻挑战，不仅影响消费者健康，还制约了食品产业的发展[1]。真菌毒素是由特定霉菌在适宜环境下产生的次生代谢产物，具有较强的化学稳定性和环境耐受性，广泛存在于谷物、坚果、乳制品等多种食品中。长期低剂量暴露于真菌毒素可能导致慢性毒性作用，诱发肝肾损害、免疫抑制及致癌风险。传统防控手段难以完全抑制真菌生长或彻底降解毒素，因此需借助先进技术手段来提高控制与防护能力。本文基于食品贮藏过程中的污染特征，系统探讨了真菌毒素的控制策略与防护措施，旨在构建更精准、高效的防控体系，以推动食品安全保障技术的发展。

1 真菌霉素概述

真菌毒素是由特定霉菌在适宜环境下代谢产生的次生代谢产物，具有较强的稳定性和生物毒性，对食品安全和人体健康构成严重威胁。已知真菌毒素种类众多，其中黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏马菌素、玉米赤霉烯酮和展青霉素在食品贮藏过程中最为常见，污染范围涉及谷物、坚果、乳制品、果蔬及加工食品。不同毒素具有不同的生物学效应，如黄曲霉毒素以其强致癌性著称，主要影响肝脏功能；赭曲霉毒素易导致肾脏损害；伏马菌素可引发神经系统和心血管异常；而玉米赤霉烯酮则表现出类似雌激素的活性，对生殖系统造成影响[2]。霉菌在适宜温湿度条件下生长繁殖，其代谢产物受环境因子、食品基质成分及微生物群落竞争作用的调控，温度一般为15～35 ℃，相对湿度超过70%时毒素合成较为活跃，水分活度与氧分压的变化同样影响毒素积累。在储藏过程中，温湿度波动、氧化还原状态失衡及食品基质成分变化均可能促进霉菌生长并加速毒素积累。部分霉菌可在极端环境下存活，传统抑制手段难以完全阻断毒素合成，因此需采用精准防控策略，结合多维调控技术降低污染风险，提高食品安全水平。

2 食品贮藏过程中的真菌毒素控制

2.1 物理控制技术

食品贮藏中的物理控制技术依赖环境调节与物理处理手段干预霉菌生长，减少真菌毒素的合成与积累。智能温控系统利用多点传感器网络实时监测储藏环境，并结合自适应调控算法维持低温低湿状态，使霉菌代谢受限，确保相对湿度稳定在65%以下。动态气调储藏系统通过调整氧气、二氧化碳和氮气浓度，形成低氧高二氧化碳环境，以抑制霉菌生长并降低毒素合成速率。等离子体处理技术利用高能电子、离子和自由基破坏霉菌细胞壁和膜蛋白，使其失活，并降解食品表面附着的真菌毒素。光谱辐射处理采用紫外线或电子束辐射作用于霉菌DNA分子，抑制基因表达并改变毒素化学结构。超高压处理（Ultra-High Pressure Processing，UHP）施加500～600 MPa的瞬时高压，使霉菌细胞膜不可逆破裂，干扰其代谢过程。纳米材料涂层技术在包装或储藏容器表面形成高效屏障，减少霉菌附着，并释放缓释型抗菌因子，维持长期抑菌效果。物理控制技术结合环境感知、动态调控与智能反馈系统，实现精准化储藏管理，显著降低食品污染风险。

2.2 化学控制技术

利用食品级化学试剂或催化材料作用于霉菌代谢系统及毒素分子，可有效降低污染程度。食品防霉剂广泛应用于食品表面或储藏环境中，以干预霉菌细胞膜的通透性或胞内酶活性。食品级有机酸（如丙酸、山梨酸、苯甲酸）在食品表面形成酸性屏障，降低霉菌的生理活性，并影响细胞膜蛋白构象，阻止其正常生长。氧化性杀菌剂，如过氧化氢和臭氧，在气相或液相状态下释放氧自由基，破坏霉菌细胞壁及核酸结构，降低存活率，并可降解部分毒素分子，削弱其生物活性。新型抗真菌肽可与霉菌细胞膜中的磷脂结合，引发膜电位变化，导致胞内环境失稳，从而影响霉菌的生存能力[3]。纳米包裹抗菌剂采用微胶囊或载体技术，使活性抑菌成分缓慢释放，维持持久抗菌效应，并减少对食品理化性质的影响。金属氧化物催化技术在储藏过程中引入TiO2、ZnO等纳米材料，在光照或相应湿度条件下催化氧化真菌毒素，使其发生降解反应，降低毒性。生物炭基吸附剂利用其多孔结构和表面官能团，与毒素分子发生静电吸附或氢键等分子间相互作用，使其失去活性，并可通过后续处理去除。

2.3 生物控制技术

生物控制技术利用微生物及其代谢产物干预霉菌生长或降解真菌毒素，提高食品贮藏的安全性。拮抗微生物能够在食品表面形成优势菌群，与霉菌竞争营养和附着位点，抑制其生长。同时，这些微生物还能分泌有机酸、过氧化物或抗菌蛋白等物质，破坏霉菌细胞膜结构。基因编辑微生物的应用提高了生物控制的精准度，如工程化乳酸菌和酵母菌可表达特异性降解酶，催化霉菌毒素的结构转变，使其失去生物活性。具体而言，黄曲霉毒素氧化酶可破坏黄曲霉毒素B1的呋喃环，从而降低其毒性[4]。RNA干扰技术通过设计特定的小干扰RNA，靶向抑制霉菌毒素合成基因的转录，有效阻断毒素积累。合成生物学则构建了人工菌群调控系统，使食品表面形成稳定的抗霉菌生态系统，增强其长效防控能力。蛋白酶与多酚氧化酶催化毒素降解，使毒素裂解为无毒小分子，减少食品表面的毒素残留。

3 食品贮藏过程中的真菌毒素防护

3.1 包装技术改进

包装技术在食品贮藏过程中影响真菌毒素的二次污染风险。先进的包装方案通过材料优化与环境调控，构建适应不同食品存储需求的防护体系。智能包装集成气体感应材料，能够调节包装内部气体成分，将氧气浓度维持在霉菌代谢受限水平。高阻隔性纳米复合薄膜由石墨烯、聚酰胺或金属氧化物层组成，提高了气密性，并减少水汽透过速率，从而有效控制包装内湿度。活性包装采用抗菌剂缓释涂层，使食品表面维持抑菌状态，减少霉菌附着与增殖。聚合物载体负载抗真菌肽、天然抗菌物质或纳米银颗粒，通过缓释技术控制释放速率，维持长期抑制效果[5]。可变色智能指示标签结合光致变色与化学感应材料，实时反映包装内部环境变化，实现储藏条件的可视化监控。吸湿调节包装结构嵌入分子筛或改性纤维素，主动吸收包装内部过量水分，劣化霉菌生存条件。气调包装（Modified Atmosphere Packaging，MAP）采用自适应气体交换膜，精确控制包装内部气体置换速率，维持食品表面微环境稳定性。食品接触层优化采用等离子改性聚合物，形成超疏水表面，减少霉菌黏附，并结合静电屏蔽层抑制带电颗粒吸附，进一步提高抗菌能力。智能包装与功能性包装材料集成传感、抑菌、调控功能，在食品贮藏过程中提供精准的环境调节能力。

3.2 贮藏设施优化

贮藏设施通过精细化环境管理，构建精准控制储藏条件的防护体系，有效降低霉菌毒素污染的潜在风险。智能仓储系统基于分布式传感网络，实时监测温湿度、气体成分及微生物动态，并结合环境反馈模型，动态调整储藏参数。空气净化单元采用等离子体催化模块，氧化分解空气中的真菌孢子，减少空气传播污染源。纳米涂层应用于仓储内部结构，减少霉菌黏附能力，降低食品存储表面污染风险。动态气调控制结合储藏单元内的自动气体交换系统，使氧气、二氧化碳及湿度在设定范围内波动，抑制霉菌活性。区块链追溯系统集成物联网传感数据，对储藏环境变动进行溯源管理，提高储藏过程的可视化程度。超声波降湿系统基于高频振动雾化装置，使储藏空间内湿度在微尺度内均匀分布，减少局部湿度积聚导致的霉菌滋生点。负离子环境调节模块释放高浓度负离子群，使空气颗粒物带电荷，减少霉菌孢子漂浮扩散，提高空气过滤效能。储藏环境采用智能分区管理，建立独立微环境，使不同食品储藏条件最优化，并减少交叉污染风险。

3.3 在线检测筛查

在食品贮藏过程中，采用高灵敏度检测系统进行在线检测筛查，以实现对食品表面霉菌毒素的快速识别与精准控制。光谱分析系统基于高光谱成像技术，利用紫外-可见-近红外光谱区域的吸收特征，实时监测食品表面的霉菌毒素分布，并结合机器学习算法识别不同类型毒素的光谱特征模式。表面增强拉曼光谱利用纳米等离子体效应，增强微量毒素分子的信号，使低浓度污染物可被检测。生物传感芯片基于分子印迹聚合物或特异性抗体构建检测界面，当霉菌毒素与传感器表面结合时，产生可检测的电化学、荧光或光干涉信号变化，实现快速定量分析。微流控芯片集成纳米磁珠富集模块，使食品表面毒素分子被磁性吸附，提高检测灵敏度，并结合电化学检测单元，实现自动化分析。石墨烯场效应晶体管（Graphene Field-Effect Transistor，GFET）检测系统则利用霉菌毒素分子与石墨烯表面相互作用引发的电导率变化，构建超低浓度毒素检测平台。智能筛查系统结合大数据分析与人工智能算法，建立霉菌毒素污染模型，不仅使检测数据能够实时上传至食品安全管理系统，还基于污染趋势预测提供储藏调整建议。食品贮藏过程中的在线检测筛查技术集成多种高精度检测手段，使霉菌毒素污染的精准识别与快速筛查更加高效，为食品安全防护体系提供了强大的实时监测能力。

4 结语

食品贮藏过程中的真菌毒素污染问题仍然是全球食品安全领域的技术难题。当前，通过物理、化学和生物控制技术的协同应用，在减少霉菌生长和毒素合成方面取得了突破。防护体系依托智能包装、储藏设施优化与在线检测筛查，提高了污染防控的精准度。未来，人工智能、合成生物学、纳米技术等先进手段将深度融合，实现食品贮藏过程中污染监测、环境调控与风险评估的智能化管理。自适应生物防护体系、智能微生物组调控、实时毒素降解平台等新兴策略有望推动精准防控模式升级。随着食品安全监管体系的不断完善与标准化，真菌毒素防护技术的应用将进一步落地，为食品产业提供更高效且可持续的防护方案。

参考文献

[1]刘骞，张靖铭，孔保华，等.预制肉类食品贮藏及复热过程中品质变化的研究进展[J].食品科学技术学报，2024，42（3）：11-22.

[2]王凤华，牛锦璐，邓俊劲，等.真菌毒素降解酶及其结构和功能研究进展[J].核农学报，2025，39（1）：140-156.

[3]相启森，董闪闪，郑凯茜，等.大气压冷等离子体在食品农药残留和真菌毒素控制领域的应用研究进展[J].轻工学报，2022，37（3）：1-9.

[4]胡益滔，栾玉静，何洪源.生物样品中真菌毒素及其代谢物检测研究进展[J].刑事技术，2024，49（2）：160-170.

[5]崔杰，王志强，李卫东.安徽省2017—2021年谷物及其制品中真菌毒素污染现状研究[J].安徽预防医学杂志，2024，30（3）：195-199.

作者简介：宋洪春（1981—），男，山东泰安人，本科，工程师。研究方向：食品药品检验检测，药品不良反应。