曲霉菌属（Aspergillus）
物种名：曲霉菌属
拉丁学名：Aspergillus
分类学地位：真菌界Fungi；子囊菌门Ascomycota；
散囊菌纲Eurotiomycetes；散囊菌目Eurotiales；
曲菌科Aspergillaceae；曲霉属Aspergillus
曲霉菌属（Aspergillus）又称麹菌属、曲霉属，是一个由几百种多细胞霉菌菌种所组成的真菌菌属，其菌丝分支分隔，菌丝发育良好，呈分枝状延伸，具分隔结构，排列较致密，且分生孢子梗长在足细胞上不分枝，在许多气候与环境条件下皆可发现它们的踪影。曲霉菌菌种繁多，既是发酵工业的重要菌种，也是重要的食品变质菌类，或是可直接感染人类与动物，或在饲料、粮食中产生毒素，曲霉菌属菌种目前至少有530种，如酸腐曲霉、针孢曲霉、白曲霉等。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
曲霉菌属的成员皆具有能够在高渗透压环境中生长的能力，且该属的物种都非常好氧[1, 2]，常常能在氧气充足的环境下找到它们，并观察到他们呈现菌丝形态。
1.1.2形态学特征
曲霉菌属包含的种类比较多，主要有黄曲霉、寄生曲霉、杂色曲霉、构巢曲霉等等，其中部分种类可产生生物毒素。曲霉的孢子颜色各异，是区分曲霉种类的主要依据[3]。黑曲霉菌丝有隔膜，为多细胞霉菌。菌丝体产生大量的分生孢子梗，分生孢子梗顶端膨大成为顶囊，一般呈球形。顶囊表面长满一层或两层辐射状小梗（初生小梗与次生小梗）。最上层小梗瓶状，顶端着生成串的球形分生孢子。孢子呈黑色。分生孢子梗生于足细胞上，并通过足细胞与营养菌丝相连。培养一周后，可看到明显的孢子脱落。连续观察2周，仍然可以观察到黑曲霉的产孢结构，分生孢子易观察。
图1 黑曲霉显微镜图[4]
黄曲霉：菌落表面初为淡黄绿色。在光学显微镜下观察，可以明显观察到菌丝细胞上形成的分生孢子梗，辐射状，无色，顶端膨大形成顶囊，呈球形或半球形，分生孢子在小梗上链状着生长，其周围有小突起，呈球形。曲霉菌属形态信息，如泡盛曲霉、炭黑曲霉等23种曲霉的形态学信息，展示部分如表1所示。
表1. 23种曲霉的形态学信息[5]
| 菌种编号 | 原定种名 | 菌落直径/cm | 菌落颜色 | 菌落质地 | 渗出液 | 菌落反面颜色 | 分生孢子头 | 顶囊 | 产孢结构 | 分生孢子 | 本种典型特征 |
| 2140 | 泡盛曲霉 （Aspergillus awamori） |
5.5 | 橄榄褐色 | 绒毛状，有放射状沟纹 | 少量 | 黄褐色 | 疏松柱状 | 近球形，直径10-15 μm，表面1/2可育 | 双层，梗基(8-15)×(3-5) μm，瓶梗(5-8)×(2-4) μm | 球形，直径3.2-4.5 μm，壁稍粗糙 | 产孢结构双层，分生孢子粗糙 |
| 2203 | 泡盛曲霉 （Aspergillus awamori） |
6.5 | 深橄榄褐色 | 丝绒状，有放射状沟纹 | 有 | 土黄色至黄褐色 | 放射状 | 球形，直径30-40 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(6-10)×(2-4) μm，瓶梗(4-8)×(2-4) μm | 分生孢子球形，直径3.5-5.5 μm，壁稍粗糙 | |
| 2437 | 泡盛曲霉 （Aspergillus awamori） |
6.3 | 深橄榄褐色 | 绒毛状，有放射状沟纹 | 有 | 黄褐色 | 放射状 | 球形，直径20-30 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(8-10)×(2-4) μm，瓶梗(6-10)×(2-4) μm | 分生孢子球形，直径3.4-4.0 μm，壁粗糙 | |
| 2087 | 炭黑曲霉 （Aspergillus carbonarius） |
6.5 | 黑色 | 绒毛状，有放射状沟纹 | 无 | 黄色至黄褐色 | 球形 | 球形，直径80-100 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(10-15)×(5-7) μm，瓶梗(8-12)×(2-5) μm | 球形，直径6.5-8.5 μm，壁粗糙 | 分生孢子头碳黑色，分生孢子大，壁粗糙 |
| 2215 | 炭黑曲霉 （Aspergillus carbonarius） |
6.5 | 黑色 | 绒毛状，有放射状沟纹 | 无 | 黄色至黄褐色 | 球形 | 球形，直径80-120 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(10-20)×(7-10) μm，瓶梗(8-12)×(2-5) μm | 球形，直径7.5-8.8 μm，壁粗糙 | |
| 2422 | 冠突曲霉 （Aspergillus cristatus） |
2.5 | 周边橄榄浅黄色，中心部分橄榄褐色 | 毡绒状，有放射状沟纹 | 有褐色渗出液 | 黑褐色 | 放射形 | 球形，直径18-25 μm，表面全面可育 | 产孢结构单层，瓶梗(6-8)×(3-5) μm | 分生孢子球形，直径3.0-4.5 μm，壁粗糙 | 在CYA培养基上生长较慢，分生孢子结构少量 |
| 2041 | 无花果曲霉 （Aspergillus ficuum） |
6.0 | 褐黑色 | 丝绒状，有放射状沟纹 | 有 | 黄色至黄褐色 | 球形 | 球形，直径50-60 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(10-20)×(3-5) μm，瓶梗(8-10)×(2-3) μm | 球形，直径4.0-5.5 μm，壁粗糙 | 菌落黑色，产孢结构双层，分生孢子壁粗糙 |
| 2015 | 黄柄曲霉 （Aspergillus flavipes） |
7.5 | 浅黄褐色 | 丝绒状，较厚，有放射状沟纹 | 有 | 黄色至黄褐色 | 放射形 | 近球形，直径18-30 μm，表面大部分可育 | 双层，梗基(5-8)×(3-4) μm，瓶梗(5-7)×(2-3) μm | 球形，直径3.5-6.0 μm，壁粗糙 | 分生孢子头白色至淡内柱色 |
| 2113 | 黄叉曲霉 （Aspergillus flavofurcatis） |
6.8 | 黑褐色 | 绒状，有放射状沟纹，形成同心环纹 | 有 | 浅黄色 | 球形 | 近球形，直径40-60 μm，表面全面可育 | 单层，瓶梗(18-24)×(6-8) μm | 分生孢子近球形，直径7.2-8.5 μm，壁粗糙，具小刺 | 菌落深褐色 |
| 2003 | 黄曲霉 （Aspergillus flavus） |
5.2 | 黄绿色至草绿色 | 丝绒状，中央凸起，有放射状沟纹 | 无 | 土黄色至黄褐色 | 放射形 | 近球形或烧瓶形，直径18-25 μm，表面大部分可育 | 单层，瓶梗(6-10)×(2-4) μm | 球形，直径3.5-5.5 μm，壁粗糙，具小刺 | 菌落黄绿色，分生孢子较小，壁粗糙 |
| 2044 | 岛曲霉 （Aspergillus foetidus） |
6.5 | 黄褐色至黑褐色 | 丝绒状，有放射状沟纹 | 少量 | 黄褐色 | 球形 | 球形，直径25-40 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(8-10)×(2-4) μm，瓶梗(6-8)×(2-3) μm | 球形，直径4.0-5.4 μm，壁稍粗糙 | 产孢结构双层，分生孢子头黑褐色，分生孢子较小 |
| 2438 | 构巢曲霉 （Aspergillus nidulans） |
4.6 | 浅绿色至草绿色 | 丝绒状，有放射状沟纹 | 淡红褐色渗出液 | 红褐色至紫褐色 | 放射形 | 半球形，直径8-12 μm，表面全面可育，表面1/2可育 | 双层，梗基(4-6)×(2-3) μm，瓶梗(6-8)×(2-3) μm | 球形，直径3.2-4.5 μm，壁粗糙 | 产孢结构双层 |
| 2089 | 黑曲霉 （Aspergillus niger） |
7.5 | 暗黑褐色 | 丝绒状，中央凸起，有放射状沟纹 | 少量 | 黄色至黄褐色 | 球形 | 球形，直径50-80 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(4-6)×(2-3) μm，瓶梗(6-8)×(2-3) μm | 球形，直径3.0-4.5 μm，壁粗糙 | 菌落黑色，产孢结构双层，分生孢子壁粗糙 |
| 2050 | 赭曲霉 （Aspergillus ochraceus） |
4.5 | 淡黄色至淡黄褐色 | 丝绒状，有放射状沟纹 | 无 | 黄色 | 球形 | 半球形，直径20-40 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(8-12)×(2-4) μm，瓶梗(3-6)×(2-2.5) μm | 球形，直径2.0-3.5 μm，壁稍粗糙 | 分生孢子球形，较小 |
| 2345 | 米曲霉平展变种 （Aspergillus oryzae var. effusus） |
6.0 | 淡绿色至橄榄绿色 | 厚絮状，有同心环纹 | 无 | 淡黄色 | 放射形 | 近球形，直径25-40 μm，表面全面可育 | 单层，瓶梗(8-10)×(3-4) μm | 球形，直径3.0-5.3 μm，壁稍粗糙 | 菌落厚絮状 |
| 2216 | 海枣曲霉 （Aspergillus phoenicis） |
6.8 | 暗褐色 | 丝绒状，有放射状沟纹 | 无 | 黄褐色 | 放射形 | 近球形，直径25-40 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(4-6)×(2-3) μm，瓶梗(6-8)×(2-3) μm | 球形，3.0-5.1 μm，壁粗糙 | 菌落黑色，产孢结构双层，分生孢子壁粗糙 |
| 2128 | 酱油曲霉 （Aspergillus sojae） |
6.5 | 黄色至橄榄绿色 | 丝绒状，中部絮状，有放射状沟纹 | 少量 | 淡褐色 | 放射形 | 近球形，直径20-30 μm，表面大部分可育 | 单层，瓶梗(7-10)×(3-4) μm | 球形，直径5.0-7.5 μm，壁粗糙，具小刺 | 产孢结构单层，分生孢子具小刺 |
| 2415 | 溜曲霉 （Aspergillus tamarii） |
6.0 | 棕褐色 | 丝绒状，中部絮状 | 无 | 淡褐色 | 放射形 | 球形，直径20-30 μm，表面大部分可育 | 单层，瓶梗(8-10)×(4-6) μm | 球形，直径5.5-8.0 μm，壁较粗糙，具小刺 | 分生孢子较大，具小刺 |
| 2106 | 溜曲霉 （Aspergillus tamarii） |
7.0 | 褐黑色 | 丝绒状 | 少量 | 黄褐色 | 球形 | 球形，直径40-60 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(10-15)×(3-5) μm，瓶梗(6-8)×(2-3) μm | 球形，直径3.5-5.0 μm，壁粗糙 | |
| 2177 | 荷土曲霉 （Aspergillus terreicola） |
6.5 | 棕褐色 | 丝绒状，中央絮状，有放射状沟纹，并形成同心环纹 | 无 | 淡黄色 | 放射形 | 球形，直径25-40 μm，表面大部分可育 | 双层，梗基(8-10)×(3-4) μm，瓶梗(6-8)×(2-3) μm | 球形，直径4.5-7.5 μm，壁粗糙，具小刺 | 分生孢子壁粗糙，具小刺 |
| 2302 | 塔宾曲霉 （Aspergillus tubingensis） |
6.8 | 褐黑色 | 丝绒状，有放射状沟纹，无渗出液 | 无 | 淡黄褐色 | 球形 | 球形，直径25-50 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(10-15)×(3-4) μm，瓶梗(6-8)×(2-3) μm | 球形，直径2.8-4.5 μm，壁略粗糙 | 菌落红褐色至黑色 |
| 2137 | 宇佐美曲霉 （Aspergillus usamii） |
6.5 | 褐黑色 | 丝绒状，有放射状沟纹 | 少量 | 黄色至黄褐色 | 球形 | 球形，直径35-50 μm，表面全面可育 | 双层，梗基(15-20)×(3-4) μm，瓶梗(6-8)×(2-4) μm | 球形，直径3.5-5.0 μm，壁略粗糙 | 产孢结构双层，分生孢子较小，壁略粗糙 |
| 2125 | 温特曲霉 （Aspergillus wentii） |
6.5 | 黄色 | 丝绒状，中部絮状 | 无 | 淡黄色 | 球形 | 球形，直径35-50 μm，表面全面可育 | 单层，瓶梗(6-8)×(2-4) μm | 球形，直径3.0-5.5 μm，壁粗糙 | 分生孢子头褐色，老后咖啡色 |
图2. 黄曲霉菌落和显微形态图[6]
1.1.3生化特征
塔宾曲霉[7]：水解淀粉、明胶、过氧化氢、柠檬酸钠，不分解油脂、尿素；糖酵解试验产酸、产气。产硫化氢、不产氨。可利用蔗糖、麦芽糖和纤维二糖。
烟曲霉[8]具有在各种环境条件下生长的卓越能力。这包括具有挑战性的热条件（12-65°C）、酸性条件（pH 2.2-8.8）和营养条件（多种底物被多种糖基水解酶和蛋白酶降解）。
黄曲霉具有较强的胞外酶分泌能力，可产生淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶以及纤维素酶、木聚糖酶和果胶相关酶，因此能够分解多种植物性有机基质并在粮食、油料等基质上良好生长。部分产毒株还能合成黄曲霉毒素，尤其以黄曲霉毒素B1最具代表性，是其重要的生化与毒力特征[9]。
黑曲霉具有较强的代谢和分泌能力，能够高效利用淀粉、果胶、木聚糖和菊粉等多糖底物，并分泌淀粉酶、糖化酶、果胶酶和脂肪酶等多种胞外水解酶；同时其有机酸代谢活跃，可大量产生柠檬酸、葡萄糖酸和草酸，是典型的工业产酸真菌[10]。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
该属的成员皆具有能够在高渗透压环境中生长的能力，且该属的物种都非常好氧，常常能在氧气充足的环境下找到它们，并观察到他们呈现菌丝型态。正常来说，其菌体喜欢生长在碳源丰富的基质，像单糖或多糖丰富的地方。曲霉菌属常常为淀粉类食物（面包、米、马铃薯等）的污染源，也生长于许多植物及树种上。除了生长于营养丰富的基质上以外，曲霉属中的许多物种皆可在营养缺乏或缺少关键养分的环境中进行寡营养生长。黑曲霉是最好的例子，往往可以在潮湿的墙壁上发现它的踪影[5, 10]。
1.2.2致病性
曲霉菌属中部分种类可引起人和动物感染，其中黄曲霉和黑曲霉均具有明确致病性。黄曲霉是重要的机会致病菌，可引起侵袭性曲霉病、真菌性角膜炎、鼻窦炎及创伤相关感染等；同时，部分菌株还能产生黄曲霉毒素，尤其是黄曲霉毒素B1，可污染花生、玉米和坚果等农产品，具有明显肝毒性和致癌性[9]。黑曲霉（Aspergillus niger）的致病力通常弱于烟曲霉和黄曲霉，但在免疫功能低下或局部屏障受损时，也可引起耳真菌病、肺部感染、皮肤感染及少见的侵袭性曲霉病；部分病例还可伴有草酸盐结晶沉积，加重组织损伤[11, 12]。
1.3检测方法
（1）烟曲霉可采用基于RPB2基因的特异性PCR方法进行快速鉴定。该方法先提取待测菌株总DNA，再以RPB2基因为分子标记进行扩增。专利CN104046681A设计了3条特异性引物：F2255：CCAACAAGCGTGTTCGTTCAG；R3044：TGTCCGTGACGAGAGGCAAAT；R3438：CTGCCGGGTCAGAATCTGT。PCR反应条件为：94℃预变性4 min；随后进行30个循环：94℃ 30 s、66℃（或64℃）30 s、72℃ 45 s；最后72℃延伸7 min。扩增产物经2%琼脂糖凝胶电泳检测，F2255/R3044和F2255/R3438的扩增片段分别约为800 bp和1200 bp；若出现对应大小的特异性条带，可判定待测菌株为烟曲霉[13]。
（2）黄曲霉的检测应区分菌种鉴定与黄曲霉毒素检测。菌种鉴定方面，可采用基于ITS1区域的实时荧光定量PCR方法。Walsh等建立的种特异性qPCR体系中，黄曲霉引物和探针分别为：A. flav-For：CGAGTGTAGGGTTCCTAGCGA；A. flav-Rev：CCGGCGGCCATGAAT；A. flav-Probe：TCCCACCCGTGTTTACTGTACCTTAGTTGCT。反应体系总量为30 μL，包括5 μL 6×引物-探针混合液、15 μL 2×ABI Fast mix、0.09%牛血清白蛋白和10 μL模板DNA。扩增程序为：95℃初始变性20 s；随后进行45个循环：95℃ 3 s、60℃ 30 s。结果判定以Ct<40为阳性阈值。该方法具有较高特异性和灵敏度，适用于黄曲霉的快速分子检测[14]。
（3）黄曲霉毒素检测方面，TLC法是经典检测方法，通过样品提取、薄层分离及荧光斑点比较进行定性或半定量分析；HPLC 法则可对AFB1、AFB2、AFG1、AFM1等多种黄曲霉毒素进行分离和定量，灵敏度和准确性更高，适于作为确证方法[15,16]。
1.4典型案例
1960年英国伦敦郊区爆发了“火鸡X病”（当时不清楚病因，故以此命名）,因黄曲霉毒素而引起的约10万头火鸡急性中毒死亡，并在第2年证实其有强烈致癌性。解剖结果显示，所有死去的火鸡肝脏均出现了坏死现象，所有死去的火鸡都共同食用了一种饲料成分——花生粕，这种花生粕是榨油后的残渣，富含蛋白质，常被用作动物饲料。随后，科学家们对花生粕进行了深入的研究，揭露了其中的罪魁祸首——黄曲霉。这种真菌在感染花生粕后，会生成一种高度剧毒的物质，即黄曲霉毒素。值得注意的是，黄曲霉毒素的毒性极强，某些种类的毒性甚至超过了著名的毒药氰化钾。更令人担忧的是，黄曲霉毒素还是目前已知的最强致癌物之一[17, 18]。
1.5防治对策
避免潮湿环境，曲霉菌广泛存在于潮湿的环境中，如地下室、储物间、堆肥等。因此，避免长时间停留在这些环境中是预防曲霉病的重要措施。保持环境干燥、通风良好，有助于减少曲霉菌的滋生。
个人卫生习惯，勤洗手，尤其是在接触土壤、腐烂植物或有机物后，有助于减少曲霉菌的接触。此外，保持良好的个人卫生习惯，如避免与他人共用衣物、毛巾等，也有助于预防曲霉菌感染。
避免接触高风险环境，避免直接接触可能含有曲霉菌的环境，如腐烂的树叶、堆肥等。对于免疫功能低下的人群，应尽量避免进入高风险环境。
1.6危害等级与标准限值
WHO/FAO标准：国际卫生组织（WHO）/世界粮农组织所属的食品法典委员会（CAC）推荐食品、饲料中黄曲霉毒素最大允许量标准为总量（B1+B2+G1+G2）小于15 μg/kg；牛奶中M1的最大允许量为0.5 μg/kg[19]。
参考文献
[1] 刘警鞠, 张雨森, 陈娟 等. 曲霉属的现代分类命名研究进展. 生物技术通报, 2022, 38: 109-118.
[2] Silva R, Araripe JR, Rondinelli E et al. Gene expression in Chromobacterium violaceum. Genetics and Molecular Research, 2004, 3: 64-75.
[3] 沈萍, 陈向东. 微生物学实验. 4版. 北京: 高等教育出版社, 2007: 69-76.
[4] Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/Main_Page.
[5] 姚粟, 李辉, 程池. 23株曲霉属菌种的形态学复核鉴定研究. 食品与发酵工业, 2006, 32: 37-43.
[6] ResearchGate. https://www.researchgate.net/.
[7] 吴沣, 郝瑞霞, 鲁安怀 等. 塔宾曲霉的生物学特征及其对环境中Pb2+的固定作用研究. 环境科学学报, 2015, 35: 144-151.
[8] Abad A, Fernández-Molina JV, Bikandi J et al. What makes Aspergillus fumigatus a successful pathogen? Genes and molecules involved in invasive aspergillosis. Revista Iberoamericana de Micología, 2010, 27: 155-182.
[9] Amaike S, Keller NP. Aspergillus flavus. Annual Review of Phytopathology, 2011, 49: 107-133.
[10] Tong Z, Zheng X, Tong Y, Shi YC, Sun J. Systems metabolic engineering for citric acid production by Aspergillus niger in the post-genomic era. Microbial Cell Factories, 2019, 18: 28.
[11] Person AK, Chudgar SM, Norton BL, Tong BC, Stout JE. Aspergillus niger: an unusual cause of invasive pulmonary aspergillosis. Journal of Medical Microbiology, 2010, 59: 834-838.
[12] Cloherty J. Manual of Neonatal Care. Philadelphia: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams and Wilkins, 2012.
[13] 余知和, 曾昭清, 周建芬 等. 一种快速鉴定烟曲霉菌的检测方法: 中国, CN104046681A. 2014.
[14] Walsh TJ, Wissel MC, Grantham KJ et al. Molecular detection and species-specific identification of medically important Aspergillus species by real-time PCR in experimental invasive pulmonary aspergillosis. Journal of Clinical Microbiology, 2011, 49: 4150-4157.
[15] 刘英, 胡建华, 刘春朝. 黄曲霉素毒理效应及检测方法. 生物加工过程, 2013, 11: 83-88.
[16] 刘先德. 黄曲霉毒素及其检测方法整体解决方案. 食品安全导刊, 2015: 95.
[17] Lancaster MC, Jenkins FP, Philp JM. Toxicity associated with certain samples of groundnuts. Nature, 1961, 192: 1095-1096.
[18] van der Zijden ASM, Koelensmid WAAB, Boldingh J et al. Aspergillus flavus and Turkey X disease: isolation in crystalline form of a toxin responsible for Turkey X disease. Nature, 1962, 195: 1060-1062.
[19] Codex Alimentarius Commission. General standard for contaminants and toxins in food and feed(CXS 193-1995). Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization, 1995.