基于監(jiān)測(cè)過(guò)氧化氫酶活性對(duì)儲(chǔ)藏玉米AFB1污染的早期預(yù)警

張耀磊 翟煥趁 張帥兵 蔡靜平

(河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

基于監(jiān)測(cè)過(guò)氧化氫酶活性對(duì)儲(chǔ)藏玉米AFB1污染的早期預(yù)警

張耀磊 翟煥趁 張帥兵 蔡靜平

(河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

早期預(yù)警是防控儲(chǔ)藏玉米污染黃曲霉毒素B1(AFB1)的重要手段。將不同含水量的玉米置于各種溫度環(huán)境下進(jìn)行儲(chǔ)藏試驗(yàn)，研究過(guò)氧化氫酶活性變化與玉米污染黃曲霉毒素B1(AFB1)的關(guān)系，結(jié)果表明，兩者數(shù)據(jù)變化的趨勢(shì)一致，AFB1是過(guò)氧化氫酶活性的二次曲線函數(shù)(相關(guān)性系數(shù)大于0.95)。儲(chǔ)藏溫度和玉米含水量等條件可改變所含霉菌產(chǎn)生AFB1和升高過(guò)氧化氫酶活性的速度，但不影響數(shù)值變化的趨勢(shì)。在各種儲(chǔ)藏條件下，過(guò)氧化氫酶活性變化可比玉米中AFB1含量顯著變化的起始點(diǎn)提前4～21 d。因此，借助檢測(cè)過(guò)氧化氫酶活性的方法可以早期預(yù)警儲(chǔ)藏玉米污染AFB1。

玉米；過(guò)氧化氫酶； AFB1；預(yù)警；儲(chǔ)藏

玉米是中國(guó)主要的糧食作物，同時(shí)也是主要的工業(yè)和飼料原料。中國(guó)玉米的種植面積和總產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)，居世界第二位[1]。與小麥及稻谷相比，玉米的胚部占比大，吸濕性強(qiáng)，容易受到霉菌的侵染[2]。雖然玉米種植期間容易受鐮孢霉等病原菌的危害而污染脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEN)等真菌毒素[3]，但當(dāng)玉米收獲轉(zhuǎn)入儲(chǔ)藏環(huán)節(jié)后，腐生型的黃曲霉菌很容易在玉米籽粒上生長(zhǎng)。研究[4-5]表明，玉米是黃曲霉菌產(chǎn)生黃曲霉毒素B1(AFB1)最適合的基質(zhì)之一，一旦玉米儲(chǔ)藏條件符合黃曲霉菌產(chǎn)毒的要求，就會(huì)導(dǎo)致AFB1的污染。據(jù)中國(guó)部分地區(qū)真菌毒素污染狀況調(diào)查[3]，國(guó)內(nèi)近10個(gè)主要玉米生產(chǎn)地區(qū)黃曲霉毒素污染率達(dá)到92.3%，超標(biāo)率達(dá)13.8%。玉米易污染毒素的特性對(duì)人和動(dòng)物的食用安全形成嚴(yán)重的威脅，世界各地每年均有食用毒素污染玉米導(dǎo)致嚴(yán)重中毒的報(bào)導(dǎo)[6-7]。

根據(jù)食品安全的相關(guān)法規(guī)，AFB1超標(biāo)的玉米不得直接作為食品和飼料的原料，必須經(jīng)過(guò)去除毒素處理才能被利用。近幾年，國(guó)內(nèi)外在黃曲霉毒素削減或降解處理方面投入了大量的人力和物力進(jìn)行研究，取得了可喜的成就，如生物發(fā)酵法[8-9]、酶學(xué)降解法[10]、臭氧氧化法[11]、機(jī)械去除法[12]等均可有效地降低玉米中的毒素含量。但這些減毒的處理均要提高玉米的價(jià)格成本，且可能改變玉米的性狀或原用途，因此，防控黃曲霉毒素危害最經(jīng)濟(jì)和安全的方法是避免玉米被毒素污染。

對(duì)儲(chǔ)藏玉米進(jìn)行霉菌活動(dòng)監(jiān)測(cè)是防控黃曲霉菌產(chǎn)毒的有效方法。當(dāng)發(fā)現(xiàn)玉米中有潛在產(chǎn)毒可能的真菌活動(dòng)時(shí)，及時(shí)發(fā)出儲(chǔ)糧安全預(yù)警，利用通風(fēng)、干燥等技術(shù)對(duì)儲(chǔ)藏玉米進(jìn)行降溫、去濕處理，即可有效遏制黃曲霉菌等產(chǎn)毒霉菌的生長(zhǎng)、代謝，從而消除AFB1污染的威脅。這方面目前已經(jīng)有較多相關(guān)的基礎(chǔ)性研究，有些在實(shí)際應(yīng)用中展示出良好的效果[13-14]。例如，通過(guò)檢測(cè)糧堆中CO2含量變化對(duì)玉米可能產(chǎn)生黃曲霉毒素進(jìn)行預(yù)警[15]，利用好氧性微生物體內(nèi)過(guò)氧化氫酶活性值的變化反映其生理活動(dòng)狀態(tài)對(duì)微生物的生長(zhǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)等[16-17]。這些方法通過(guò)間接的檢測(cè)指標(biāo)了解糧食中微生物活動(dòng)狀態(tài)，在檢測(cè)的靈敏度和檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性方面比傳統(tǒng)的微生物檢測(cè)方法及現(xiàn)有國(guó)家大型糧庫(kù)使用的糧情檢測(cè)方法有較好的改進(jìn)。過(guò)氧化氫酶與好氧性微生物生長(zhǎng)的相關(guān)性已經(jīng)有較多的研究[17]，但尚不明確玉米所含真菌過(guò)氧化氫酶活性變化與污染AFB1的聯(lián)系。本試驗(yàn)主要研究?jī)?chǔ)藏玉米所含霉菌細(xì)胞中過(guò)氧化氫酶的特性，試圖構(gòu)建酶活性變化與黃曲霉菌產(chǎn)生AFB1的直接關(guān)系，通過(guò)監(jiān)測(cè)過(guò)氧化氫酶活性的變化，分析、判斷玉米儲(chǔ)藏期間污染AFB1的風(fēng)險(xiǎn)程度，旨在為玉米安全儲(chǔ)藏的早期預(yù)警提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米樣品：河南當(dāng)年產(chǎn)玉米，購(gòu)于鄭州糧食市場(chǎng)；

黃曲霉毒素B1酶聯(lián)免疫定量試劑盒：江蘇蘇微微生物研究有限公司；

過(guò)氧化氫等其他試劑，分析純，市售。

1.2 試驗(yàn)儀器

過(guò)氧化氫酶活性檢測(cè)儀：SK.WJH-2型，成都華糧倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備有限公司；

酶標(biāo)儀：DNM-9606，北京普朗新技術(shù)有限公司；

恒溫恒濕培養(yǎng)箱：KMF720型，德國(guó)binder GmbH公司；

凈化工作臺(tái)：SW-CJ-2F型，蘇州凈化設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 玉米的水分調(diào)節(jié)和模擬儲(chǔ)藏 將玉米放置在潔凈的容器內(nèi)，根據(jù)試驗(yàn)水分的要求，定量噴灑無(wú)菌水至玉米表面，然后放置4℃冰箱內(nèi)使水分逐漸吸收，并達(dá)到籽粒的水分平衡，該過(guò)程一般為36～48 h。然后將玉米分裝在容器內(nèi)，瓶口用浸泡有保濕劑的10層紗布封口，放置在調(diào)節(jié)到所需溫度和相對(duì)濕度的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行模擬儲(chǔ)藏(玉米顆粒表面自然攜帶有黃曲霉菌)。

1.3.2 霉菌帶菌量檢測(cè) 稱取25 g玉米，置于含225 mL無(wú)菌水和玻璃珠的具塞三角瓶中，在振幅大于5 cm的振蕩器中高速震蕩30 min，制成10-1g/mL濃度菌懸液，將其分別稀釋到10-2～10-6稀釋度，取各稀釋梯度菌懸液1 mL加入到無(wú)菌平皿，同時(shí)加改良察氏培養(yǎng)基，每個(gè)稀釋度做3～5個(gè)重復(fù)，28℃培養(yǎng)，5 d菌落計(jì)數(shù)，7 d對(duì)菌落進(jìn)行菌種鑒定。

1.3.3 過(guò)氧化氫酶活性檢測(cè) 稱取待測(cè)玉米樣品100 g，用無(wú)菌水分3次振蕩洗滌，定容制得500 mL菌懸液。將待測(cè)菌懸液加入到過(guò)氧化氫酶活性檢測(cè)儀的反應(yīng)室后加熱，當(dāng)檢測(cè)液溫度升高到30℃時(shí)，加入10 mL 30%的H2O2，然后密閉反應(yīng)室上蓋開始檢測(cè)。10 min后儀器顯示器顯示測(cè)量的過(guò)氧化氫酶活性檢測(cè)值。過(guò)氧化氫酶活性檢測(cè)單位(U)：由傳感器檢測(cè)反應(yīng)容器中過(guò)氧化氫酶催化分解H2O2產(chǎn)生的氧氣，當(dāng)傳感器產(chǎn)生1 μA的電流時(shí)定義為1過(guò)氧化氫酶活性單位。

1.3.4 黃曲霉毒素B1檢測(cè) 使用黃曲霉毒素B1酶聯(lián)免疫定量測(cè)試盒進(jìn)行檢測(cè)。依據(jù)固相酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)原理，通過(guò)抗黃曲霉毒素B1抗體與酶標(biāo)抗原、待測(cè)抗原的競(jìng)爭(zhēng)免疫反應(yīng)以及酶的催化顯色反應(yīng)相結(jié)合來(lái)檢測(cè)黃曲霉毒素B1。

1.3.5 水分測(cè)定方法 按GB/T 5497—1985執(zhí)行。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理方法 使用SPSS 17 軟件和EXCEL軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米儲(chǔ)藏過(guò)程中過(guò)氧化氫酶與AFB1變化的相關(guān)性

現(xiàn)有研究[16-17]表明，在糧食儲(chǔ)藏期間生長(zhǎng)的霉菌均具有過(guò)氧化氫酶陽(yáng)性的特征，通過(guò)檢測(cè)糧食洗滌液的過(guò)氧化氫酶活性，可以了解霉菌生長(zhǎng)活動(dòng)的狀況。Zhai等[15]對(duì)有霉菌生長(zhǎng)的玉米進(jìn)行黃曲霉菌和AFB1含量監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示無(wú)論儲(chǔ)藏玉米中黃曲霉菌是否為優(yōu)勢(shì)菌，只要玉米中有霉菌的顯著活動(dòng)，AFB1含量就會(huì)以不同的速率增加。這些研究結(jié)果提示，即使過(guò)氧化氫酶與黃曲霉菌代謝產(chǎn)生AFB1沒有直接的聯(lián)系，但仍有可能對(duì)玉米儲(chǔ)藏期的AFB1污染進(jìn)行間接的監(jiān)測(cè)。

對(duì)不同性狀的玉米進(jìn)行AFB1產(chǎn)毒試驗(yàn)，跟蹤監(jiān)測(cè)玉米洗滌液的過(guò)氧化氫酶活性和玉米中AFB1含量的變化，研究玉米污染AFB1與過(guò)氧化氫酶活性變化的相關(guān)性，結(jié)果表明(表1)，對(duì)于不同的玉米品種、儲(chǔ)藏條件，各試驗(yàn)組黃曲霉菌產(chǎn)生AFB1的速率及最終玉米被毒素的污染量均有較大的差異。比較AFB1含量和酶活性值的變化數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)AFB1含量變化幅度高的試驗(yàn)組過(guò)氧化氫酶活性變化也更大，兩者具有相同的變化趨勢(shì)，但兩組數(shù)據(jù)顯然不是線性關(guān)系。通過(guò)對(duì)AFB1和酶活性變化數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，發(fā)現(xiàn)各試驗(yàn)組數(shù)據(jù)均可擬合出相關(guān)性系數(shù)達(dá)到0.95或更高的二次曲線方程。這與前期研究[17]發(fā)現(xiàn)真菌過(guò)氧化氫酶活性伴隨著真菌的生長(zhǎng)而升高，兩者呈現(xiàn)線性關(guān)系的現(xiàn)象不同；導(dǎo)致玉米污染AFB1和過(guò)氧化氫酶活性變化呈二次曲線函數(shù)關(guān)系的原因是多方面的，其中主要有兩個(gè)方面：① 真菌毒素屬次生代謝產(chǎn)物，在真菌生命過(guò)程的后期形成，時(shí)間上顯著遲后于真菌的菌絲體生長(zhǎng)；② 玉米中所有可生長(zhǎng)的霉菌均可產(chǎn)生過(guò)氧化氫酶，即使黃曲霉菌不生長(zhǎng)，干生性的灰綠曲霉生長(zhǎng)也會(huì)使酶活性緩慢升高。盡管如此，真菌菌絲的生長(zhǎng)、AFB1的產(chǎn)生與其酶活性變化趨勢(shì)是一致的，因此利用過(guò)氧化氫酶活性變化間接衡量真菌毒素產(chǎn)生的設(shè)想是合理的，只要進(jìn)行充分的試驗(yàn)，建立一系列如表1所示的曲線方程，即有可能計(jì)算或預(yù)測(cè)某一條件下玉米中AFB1可能的污染量，評(píng)估玉米儲(chǔ)藏的風(fēng)險(xiǎn)程度。

2.2 玉米儲(chǔ)藏條件對(duì)過(guò)氧化氫酶活性及AFB1含量變化的影響

2.2.1 玉米水分的影響 儲(chǔ)藏玉米的含水量是影響霉菌生長(zhǎng)和產(chǎn)毒的主要因素。將不同含水量玉米置于25℃條件下儲(chǔ)藏，結(jié)果表明(圖1)，各試驗(yàn)組玉米中的霉菌生長(zhǎng)產(chǎn)毒及相應(yīng)的過(guò)氧化氫酶活性變化差異非常顯著(P<0.01)。玉米儲(chǔ)藏14 d時(shí)，15.5%含水量組過(guò)氧化氫酶活性和AFB1含量數(shù)據(jù)均無(wú)顯著變化，16.7%含水量玉米組可檢出過(guò)氧化氫酶活性顯著增高，17.6%水分組玉米則兩項(xiàng)指標(biāo)均發(fā)生顯著變化，過(guò)氧化氫酶活性從零檢出增加到240 U，AFB1含量從檢測(cè)陰性增加到14.8 μg/kg。對(duì)兩種方法檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行比較還可發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)玉米儲(chǔ)藏試驗(yàn)期間，3個(gè)含水量玉米試驗(yàn)組過(guò)氧化氫酶活性的日均變化率分別為2.6，12.2，19.4 U，AFB1含量日均增加速率分別為0.0，0.2，1.7 μg/kg，顯然，在儲(chǔ)藏玉米含水量發(fā)生變化的狀態(tài)下，檢測(cè)洗滌液過(guò)氧化氫酶活性相比直接檢測(cè)AFB1可更加精確地細(xì)分儲(chǔ)藏過(guò)程中的量值變化，兩者的數(shù)值波幅相差近10倍，這一特性對(duì)評(píng)估玉米儲(chǔ)藏污染AFB1風(fēng)險(xiǎn)有重要的意義。

表1 過(guò)氧化氫酶活性變化與AFB1 含量變化的關(guān)系?Table 1 Relationship between the change of catalase activity and AFB1 contamination in stored maize

儲(chǔ)藏溫度25℃

從圖1還可看出，玉米含水量為15.5%時(shí)，AFB1含量42 d一直維持不變，過(guò)氧化氫酶活性在儲(chǔ)藏至28 d后開始顯著升高，兩者似乎沒有完全對(duì)應(yīng)。檢測(cè)15.5%水分玉米所含的霉菌菌群特征，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)藏至28 d后玉米中主要優(yōu)勢(shì)菌為灰綠曲霉，這些霉菌屬于干生性的霉菌，它們的生長(zhǎng)使過(guò)氧化氫酶活性緩慢升高。Zhai等[17]的研究認(rèn)為，干生性霉菌本身不產(chǎn)毒，但這些霉菌可作為儲(chǔ)糧的先導(dǎo)性生長(zhǎng)菌群，通過(guò)它們的生長(zhǎng)改變儲(chǔ)藏糧食的生態(tài)，使玉米中所含的菌群發(fā)生演替，形成黃曲霉等霉菌可生長(zhǎng)的環(huán)境，從而可能在更長(zhǎng)的儲(chǔ)藏期后產(chǎn)生AFB1或其他毒素。鑒于過(guò)氧化氫酶活性檢測(cè)對(duì)于玉米污染AFB1先導(dǎo)性生長(zhǎng)霉菌的高靈敏響應(yīng)，賦予該方法對(duì)玉米常規(guī)儲(chǔ)藏污染AFB1具有可靠、靈敏的預(yù)警特性?？蓾M足糧庫(kù)儲(chǔ)糧實(shí)踐中對(duì)具有安全水分玉米進(jìn)行儲(chǔ)藏監(jiān)測(cè)的需要。

2.2.2 溫度的影響 對(duì)于含水量較高的玉米，各類霉菌均可在常規(guī)儲(chǔ)藏的溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)。不同的溫度可顯著影響霉菌生長(zhǎng)和代謝的速度，從而對(duì)霉菌的過(guò)氧化氫酶活性和產(chǎn)生AFB1有同步的影響。由圖2可知，在設(shè)定的玉米水分條件下(17.0%)，較高的溫度更適合霉菌產(chǎn)生AFB1，在30℃和35℃條件下儲(chǔ)藏7 d時(shí)玉米中的毒素含量分別增加到4.1 μg/kg和2.9 μg/kg，25℃條件下玉米儲(chǔ)藏35 d后AFB1含量才增加到3.3 μg/kg。盡管各種溫度條件對(duì)過(guò)氧化氫酶活性變化和AFB1含量增加速率影響的差異性較大，但其影響的方向是完全一致的。數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，在42 d 監(jiān)測(cè)試驗(yàn)中，25～35℃的溫度條件在不同的時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生AFB1，與各時(shí)間點(diǎn)過(guò)氧化氫酶活性變化數(shù)據(jù)的相關(guān)性系數(shù)大于0.95，說(shuō)明在不同的溫度條件下，過(guò)氧化氫酶活性與AFB1含量變化具有相同的變化規(guī)律。

將玉米儲(chǔ)藏在20℃條件下，過(guò)氧化氫酶活性在儲(chǔ)藏至28 d時(shí)出現(xiàn)顯著升高(P<0.05)(圖2)，主要是玉米中一些適合低溫環(huán)境的青霉菌等菌群生長(zhǎng)所致，但在較低溫度環(huán)境下黃曲霉菌也會(huì)緩慢的生長(zhǎng)，一般黃曲霉菌產(chǎn)毒的起始溫度在12℃左右。在本試驗(yàn)中，20℃試驗(yàn)組玉米產(chǎn)生AFB1的時(shí)間延遲到第56天，表明只要在霉菌可生長(zhǎng)的溫度范圍，儲(chǔ)藏玉米就存在污染毒素的概率。因此，與AFB1無(wú)關(guān)的青霉菌生長(zhǎng)可顯示儲(chǔ)藏玉米具備霉菌可生長(zhǎng)的環(huán)境，間接預(yù)警儲(chǔ)藏的安全風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，可將過(guò)氧化氫酶活性變化與環(huán)境溫度等因素結(jié)合，量化評(píng)估玉米儲(chǔ)藏的安全性，對(duì)儲(chǔ)糧處理方案進(jìn)行科學(xué)決策。

玉米水分含量為17.0%

2.3 利用過(guò)氧化氫酶活性變化預(yù)警玉米污染AFB1的特性和方法

在常規(guī)玉米儲(chǔ)藏的條件下，受環(huán)境濕度或糧堆微環(huán)境濕熱擴(kuò)散等因素的影響，玉米可能因籽粒外層含水量的升高而導(dǎo)致霉菌的生長(zhǎng)，這個(gè)過(guò)程通常比較緩慢，如果在霉菌產(chǎn)毒前發(fā)現(xiàn)預(yù)警信號(hào)，只需幾天的糧倉(cāng)常規(guī)通風(fēng)或降溫等方法處理，就能有效遏制玉米污染AFB1[2]。

由表2可知，在不同的儲(chǔ)藏條件和玉米基質(zhì)中，AFB1的產(chǎn)生和過(guò)氧化氫酶活性變化速率均有較大的差異，但無(wú)論在哪一種儲(chǔ)藏條件下，過(guò)氧化氫酶活性的變化始終先于AFB1的產(chǎn)生。在6組試驗(yàn)中，過(guò)氧化氫酶活性出現(xiàn)顯著升高(P<0.05)的時(shí)間比AFB1含量顯著增加(P<0.05)的時(shí)間分別提前4～21 d，比玉米中AFB1達(dá)到食品安全臨界點(diǎn)的20 μg/kg分別提前6～42 d。這一時(shí)間提前量可以滿足對(duì)具有染毒風(fēng)險(xiǎn)玉米進(jìn)行控制處理的需求。比較表2的各組數(shù)據(jù)還可發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)毒速率越慢的試驗(yàn)組霉菌產(chǎn)毒與酶活性變化的數(shù)值差異越大，這一特性有其獨(dú)特的價(jià)值。實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)藏的糧食一般原始水分均會(huì)符合安全儲(chǔ)藏要求，但在儲(chǔ)藏期間受吸濕等多種因素影響而引發(fā)霉菌的緩慢生長(zhǎng)，在這種情況下，儲(chǔ)糧中霉菌的呼吸、代謝作用較弱，沒有明顯的產(chǎn)熱和產(chǎn)生二氧化碳的現(xiàn)象，現(xiàn)有檢測(cè)糧溫和糧堆二氧化碳濃度等監(jiān)測(cè)方法對(duì)其活動(dòng)難以有顯著的響應(yīng)，因此，檢測(cè)過(guò)氧化氫酶活性變化的方法可彌補(bǔ)現(xiàn)有各種儲(chǔ)糧監(jiān)測(cè)方法的缺陷。

由于霉菌合成AFB1與過(guò)氧化氫酶活性變化的關(guān)系是非線性的，增加了根據(jù)過(guò)氧化氫酶活性推導(dǎo)玉米毒素污染量的難度。雖然根據(jù)儲(chǔ)藏的溫度、玉米水分含量等參數(shù)可以找到過(guò)氧化氫酶活性變化預(yù)測(cè)AFB1的關(guān)系(見圖1、2)，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)當(dāng)糧堆溫度、相對(duì)濕度等參數(shù)發(fā)生復(fù)雜變化時(shí)將增大檢測(cè)的誤差。因此，需要構(gòu)建一個(gè)有效的預(yù)警程序。對(duì)不同儲(chǔ)藏條件玉米進(jìn)行產(chǎn)毒試驗(yàn)，檢測(cè)過(guò)氧化氫酶活性變化，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，結(jié)果表明(表3)，盡管各玉米儲(chǔ)藏試驗(yàn)組之間的霉菌產(chǎn)毒速率差異高達(dá)1.5萬(wàn)倍，但在玉米AFB1含量變化期間過(guò)氧化氫酶活性變化呈現(xiàn)線性關(guān)系，試驗(yàn)數(shù)據(jù)與函數(shù)式的相關(guān)性系數(shù)大于0.95。進(jìn)一步分析過(guò)氧化氫酶活性變化的特征，發(fā)現(xiàn)在一個(gè)時(shí)間段中過(guò)氧化氫酶活性的增速?zèng)Q定線性方程的參數(shù)，只要計(jì)算出某一定時(shí)間段的過(guò)氧化氫酶活性增加速率，即可在表3中找到適用的線性方程，可利用該函數(shù)式簡(jiǎn)單地計(jì)算出未來(lái)任何時(shí)間點(diǎn)預(yù)測(cè)的酶活性值。有了這種方式，就可以正確地選擇過(guò)氧化氫酶活性與AFB1的二次曲線函數(shù)式，預(yù)測(cè)玉米污染AFB1的趨勢(shì)。

表2 過(guò)氧化氫酶對(duì)儲(chǔ)藏玉米AFB1變化的響應(yīng)特性Table 2 Respond characteristics of catalase activity on AFB1 contamination of stored maize

表3 玉米污染AFB1 期間過(guò)氧化氫酶活性的變化規(guī)律Table 3 Regularity of catalase activity changes in maize contaminated by AFB1

3 結(jié)論

過(guò)氧化氫酶活性值可反映玉米中霉菌的生理活動(dòng)狀態(tài)，與玉米儲(chǔ)藏期間污染AFB1可以建立間接的聯(lián)系。在不同的儲(chǔ)藏條件和各種產(chǎn)毒特性下，可以擬合出一系列AFB1產(chǎn)生量與過(guò)氧化氫酶活性值變化的二次函數(shù)式，這是進(jìn)行玉米污染AFB1預(yù)警的基礎(chǔ)。在儲(chǔ)藏溫度和玉米含水量不變的條件下，可以根據(jù)預(yù)先試驗(yàn)獲得的酶活性與AFB1變化關(guān)系曲線評(píng)估玉米儲(chǔ)藏的風(fēng)險(xiǎn)，其準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和靈敏度均可滿足保障玉米安全儲(chǔ)藏的要求。

在常規(guī)儲(chǔ)藏條件下，玉米霉變的發(fā)生源于含水量和儲(chǔ)藏溫度的變化，為了對(duì)玉米污染AFB1進(jìn)行預(yù)警，需要監(jiān)測(cè)過(guò)氧化氫酶活性的變化，先根據(jù)酶活性的變化速率確定適用的過(guò)氧化氫酶活性變化線性方程，然后計(jì)算出一定時(shí)間后的過(guò)氧化氫酶活性變化預(yù)測(cè)值，找到相匹配的酶活性值與AFB1產(chǎn)生量函數(shù)式，計(jì)算出玉米儲(chǔ)藏安全最高容許的過(guò)氧化氫酶變化峰值，通過(guò)控制玉米的儲(chǔ)藏溫度和含水量達(dá)到遏制污染AFB1超標(biāo)的目標(biāo)。

當(dāng)然，玉米的儲(chǔ)藏條件有大量的組合，而且可能處于變化狀態(tài)；玉米品種、品質(zhì)等因素也可能影響黃曲霉菌產(chǎn)毒的速率。因此，要確保玉米儲(chǔ)藏的安全性，還需研究更多的影響參數(shù)，通過(guò)系統(tǒng)的試驗(yàn)構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米污染AFB1的準(zhǔn)確預(yù)警。

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Early warning of AFB1contamination in stored maize by monitoring catalase activity

ZHANG Yao-leiZHAIHuan-chenZHANGShuai-bingCAIJing-ping

(CollegeofBioengineering,HenanUniversityofTechnology,Zhengzhou,Henan450001,China)

The early warning is significant forpreventing stored maize from aflatoxin B1(AFB1) contamination. To reveal the relationship between the change of catalase activity and AFB1contamination in stored maize, the storage experiments of maize were carried out at different temperatures and moisture contents. The results showed the increasing trend of catalase activity and contaminated AFB1was accordant, which displayed a quadratic equation with the correlation coefficient of more than 0.95. The rates of catalase activity increase and AFB1production by mould in maize could be affected by storage temperature and maize moisture content, but their increasing trend was not changed. Moreover, it was found that catalase activity increase 4 to 21 days before the significant increase of AFB1content under each maize storage condition. Therefore, the early warning of AFB1contamination in stored maize could be achieved by the detection of catalase activity of mould in stored maize.

maize; catalase; aflatoxin B1; early warning; storage

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(編號(hào)：2013CB127804)；河南省教育廳自然科學(xué)項(xiàng)目(編號(hào)：14A180004)；河南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃(編號(hào)：15IRTSTHN019)

張耀磊，男，河南工業(yè)大學(xué)在讀碩士研究生。

翟煥趁(1975—)，女，河南工業(yè)大學(xué)講師，博士。 E-mail: huanchenzhai@126.com 蔡靜平(1957—)，男，河南工業(yè)大學(xué)教授，碩士。 E-mail: caijp163@163.com

2016-10-25

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.01.026