借个标题 就不留原文了!
由于身边有不少亲朋好友在问关于米酵菌酸的问题,目前也没看到什么比较有
系统性又好读的文章,就稍微统整了这篇2017年发表在美国Journal of Medical
Toxicology的Review比较有用的部分,顺便分享给大家,例如米酵菌酸的性质和产生条件
之类,让大家对这个神秘的毒物有个最基本的认识,也减少一点不必要的恐慌。在正式开
始前还是要声明一下,在下毕竟不是毒理学或米酵菌酸的专家,所以等等写的大部分内容
都是来自于刚刚提到的这篇文章[1],加上自己基于一些科学常识的推论,欢迎有兴趣的
朋友们去读原文,如果有写错的地方也欢迎提出来讨论。如果觉得文章太长没那么多时间
的人也可以直接拉到最后有Take Home Message懒人包。
正式开始!
我们先来看看文章的Title: “Bongkrekic Acid—a Review of a Lesser-Known
Mitochondrial Toxin”. 其实标题本身就提供了很多有趣的资讯,像是米酵菌酸的英文
命名”Bonkrekic Acid”,就是来自于印尼爪哇的传统发酵食品”椰渣天贝”(Tempe
bongkrek ),可以推论近代(使用英语的)人类第一次意识到这项毒物就是源自于1895年的
印尼爪哇的椰渣天贝中毒事件。另外标题也提到这是一项比较少人知道(我看是根本没人
知道)且针对粒线体作用的毒物。
我们跳过一些背景介绍的段落直接来到生化性质的章节,原文第一段提到 ”
Bongkrekic acid is a heat-stable, highly unsaturated tricarboxylic fatty acid
…… It is thought to be a polyketide. Polyketides are biologically active
secondary metabolites produced by bacteria, fungi, and plants to impart a
survival advantage such as inhibiting the growth of other bacteria, fungi,
viruses, parasites, or tumor cells. Doxycycline, erythromycin, and many other
antibiotics are examples of polyketides.”
简单翻译就是说米酵菌酸是一种耐高温的不饱和脂肪三羧酸(有兴趣的可以自己去Google
一下化学结构)。米酵菌酸是一种被称之为聚酮的具生物活性的微生物次级代谢物,讲人
话就是这个东西对于微生物生长本身是非必要的,通常是拿来做为自我防卫的手段,用于
抑制其他竞争者的生长,很多大家认识的抗生素例如红霉素就是这种东东。那到底谁会产
生米酵菌酸呢?
“The gram-negative, aerobic, rod shaped bacteria B. cocovenenans produces
BA. B. cocovenenans, like other species in the Burkholderia genus, is
ubiquitous in the soil and plants. The Burkholderia genus includes more than
60 species, but B. cocovenenans is the only pathovar thought to produce BA.”
文章提到唐菖蒲伯克氏菌是一种常见于土壤和植物中的需氧革兰氏阴性杆菌,其中的病原
型B. cocovenenans被认为是唯一会产生米酵菌酸的菌种。我们因此可以知道食物中产生
米酵菌酸的罪魁祸首,便是B. cocovenenans。我们再跳过一些历史,直接进到大家最关
心的段落。
“Bongkrekic acid production depends on two distinct and sequential
environmental conditions: those that support bacterial growth and
proliferation, followed by those that favor BA production. Bongkrekic acid is
produced in warm environments (22–30 °C) with a neutral pH, the same
conditions under which tempe is made. Production is also dependent on the
presence of fatty acids, particularly those found in coconut and corn.
Bacterial growth media containing oleic acid produced the highest
concentrations of BA. When B. cocovenenans is cultured on coconut medium
under ideal conditions, toxin production can reach 2–4 mg/g by the second
day of culture. Lauric, myristic, and palmitic acids make up 71.5–74.5 % (by
weight) of the fatty acids in coconut oil, and oleic acid can be found in
varying concentrations in corn.”
此段开宗明义地讲了两个食物中产生米酵菌酸的关键,适合B. cocovenenans生长的环境
和适合产生米酵菌酸的原料。温暖(22–30 °C)、酸碱值中性的环境是最容易产生米酵菌
酸的(刚好是天贝的制作环境),同时也需要脂肪酸来作为原料,特别是那些在椰子和玉米
中找到的脂肪酸,例如文章中提到的油酸(oleic acid)、月桂酸(lauric acid)和肉豆蔻
酸(myristic acid)等等。然后如果把B. cocovenenans养在椰子果肉上并在适合的环境下
,一天一克的果肉就能产生2-4毫克的米酵菌酸(致死量约1-1.5毫克)。有趣的事情是文章
中几乎没有提到米类的谷物,历史上的例子不外乎都是印尼的椰子天贝,中国的玉米发酵
品制面粉和东南亚国家的木耳,而且都是在炎热的夏天发生。唯一发生在亚洲外的案例是
2015年的莫桑比克,成因是喝了玉米做的私酿酒。不知道为什么中文要叫米酵菌酸,一般
白米和面粉中脂肪酸含量相对较少,感觉叫椰渣菌酸或玉米菌酸比较贴切(题外话)。
文章大家有兴趣的部分大概就是这样了,致病原理简单提一下就是米酵菌酸会去抑制粒线
体中一个用来将ATP转成ADP的重要酵素adenine nucleotide translocase (ANT),如果这
个酵素失去功能那细胞很快会失去能量供应然后掰掰。文章中也提到目前对于这支菌和米
酵菌酸的检测、预防和治疗都相对缺乏,因此最主要的应对手段应该就是避免这支菌的成
长,除了前面提过可以低温保存和加酸性物质(例如醋)去破坏PH外,加高盐分和厌氧环境
应该都能抑制毒素产生。最后就是隔绝B. cocovenenans本身,这支菌主要来自土壤和植
物,因此在处理食物之前可以先消消毒(?)
最后加一些个人想法和问题,为什么看起来很好达成的条件,但米酵菌酸的案例却非常
少? 个人推测有可能是因为菌种间相互竞争的结果,食物中除了会有B. cocovenenans之
外还会有大量其他的微生物如大家的好朋友大肠杆菌和霉菌,在其他微生物占大多数的情
形下B. cocovenenans就会自然越来越少也无法制造米酵菌酸,所以会不会米酵菌酸的产
生条件又要加上B. cocovenenans能在与其他常见食物微生物的竞争中获得胜利呢? 也就
是说看到食物臭酸或发霉反而代表食物中没有米酵菌酸? 再来就是米酵菌酸的结构和起始
物的关系,一开始看到结构我以为比较好用的原料会是多元不饱和脂肪酸,但看起来10几
个碳的饱和脂肪酸也能作为原料,那到底是什么原因让玉米跟椰子这么特别? Oleic
acid 在其他很多种蔬菜里面也很多才对,为什么没有其他食物出过问题呢? 关键会不会
又回到第一点,这些特别的食物容易制造出只适合B. cocovenenans且不利于其他菌种生
存的环境?
最后附上文章懒人包:
米酵菌酸是B. cocovenenans这支菌产生的二级代谢物,主要产生的条件必须符合:
1 温暖的环境(22–30 °C)
2 中性酸碱值和有氧环境
3 富含原料脂肪酸(如椰子或玉米中)
4 (个人推测) 缺乏其他主要竞争菌株或在竞争中获胜
简单预防措施:
1 冷藏/冷冻食物
2 保存食物时加酸(醋)或提高盐分
3 避免椰子玉米木耳相关的发酵食品
4 处理食物前洗过或消毒(隔绝B. cocovenenans)
以上 感觉全世界对这个毒素依然所知甚少 2017年出的review资讯量也一般般 看看有没
有大神能提供更多资讯
REF
1. Anwar, M., et al., Bongkrekic Acid—a Review of a Lesser-Known
Mitochondrial Toxin. Journal of Medical Toxicology, 2017. 13(2): p. 173-179.