Aspergillus 속 곰팡이가 만드는 독소

Aflatoxin

 Aflatoxin은 Aspergillus속 곰팡이의 2차 대사산물이다. 대표적인 피해발생 사례는 1960년에 영국에서 10만 마리의 칠면조가 폐사한 사건이다. 조사 결과, 사료에 혼합되어 있던 브라질산 땅콩이 Aspergillus aflavus에 오염되었고, 이 곰팡이가 생성한 독소가 간 장해를 유발하여 폐사하게 된 것이 밝혀졌다. 곰팡이의 이름을 따서 이 독소를 aflatoxin으로 명명하였다.

 이 독소를 생성하는 균주는 A.parasiticus, A.aflavus 등으로 알려져 있으며, 주로 열대지방에 많다. 동일 균주라고 해도 주변 환경에 따라 aflatoxin 생성 능력에 차이가 크다. Aflatoxin의 최적 생성조건은, 식품 중의 수분이 16% 이상, 온도 25~30℃, 상대습도 80~85% 이상이다. 탄수화물이 풍부한 쌀, 보리 및 옥수수 등의 곡류가 주로 오염된다 

   현재 16종의 이성질체가 발견되고 있으며, 대표적인 것은 적외선 조사 시 형광이 자청색인 B군, 황록색인 G군, 보라색인 M군이 있다. 이들은 bisfuran 환에 coumarin 유도체가 결합한 구조를 가지며, 종류에 따라 이중겹합 여부와, 치환기들이 다르다. 여러 종류가 있지만 특히 aflatoxin B1은 독성이 매우 강하다. Aflatoxin류는 강산이나 강알칼리에 분해되나, 열에 대해 안정하고 내열성이다. 270℃이상 가열하지 않으면 분해되지 않기 때문에, 일반적인 조리법이나, 식품 가공상 열처리로 제거되지 않는다. 

 급성 중독은, 특히 어린 동물에 감수성이 강하며, aflatoxin B1의 LD50이 240㎍/㎏으로 가장 강하다. 급성 중독의 치사량 순서를 비교하면, B1> G1> M2> B2> G2순이다. 급성독성은 간 장해로, 간출혈과 간 실질세포 괴사 등을 유발한다. 또한 현재까지 알려져 있는 다른 발암 물질보다도 강력한 발암성을 가지고 있으며, 사람뿐 아니라 포유류, 조류, 어류에서도 발암성이 관찰되었다. Aflatoxin 자체로는 발암성이 없으나, 이 물질이 생체내에서 대사 됨으로써 발암력이 생긴다. 이 독소는 간의 microsome에서 반응성이 높은 epoxide로 대사 된다. 이 epoxide는 불안정하여, 염색체 DNA와 비가역적인 공유결합을 형성하여 암을 유발하게 된다. 

 

 

Sterigmatocystin

Sterigmatocystin은 누룩곰팡이 Aspergillus versicolor의 대사생산물이다. 화학구조는 aflatoxin과 비슷하나, bisfuran 고리에 coumarin 유도체 대신,  xanthone유도체가 결합되어 있다는 게 다르다. 쥐의 급성 경구독성인 LD50은 166mg/kg로 약한 편이다. 그러나 간 장해를 일으키며 만성중독으로 간암을 유발한다. Aflatoxin과 다르게 급성 독성이 약한 이유는, 용해성이 낮기 때문이다. Sterigmatocystin의 독성 유발 기전은 aflatoxin과 비슷하다. 생체내에서 epoxide로 대사 되어, 이 epoxide 체가 발암성을 나타낸다. 발암력은 aflatoxin의 1/200 수준이다. 

Ochratoxins

Ochratoxins은 Aspergillus ochraceus 또는 Penicillium viridicatum이 생성하는 대사 물질이다. A, B, C의 세 종류가 알려져 있으며, A는 phenylalanine과 isocoumarine carboxylic acid 유도체의 amide 화합물이다. B는 A의 탈염소체이며, C는 A의 ester 체이다. 세 개 중에 A의 독성이 가장 강해서, rat에 대한 급성 경구독성 LD50은 6mg/kg이고, 주로 간과 신장 장해를 일으킨다. Ochratoxin은 다양한 식품에 존재하지만, 주로 귀리, 보리, 콩, 밀 등의 곡류와, 건조과일, 커피원두에서 주로 발생한다.