飼 料 霉 菌 毒 素 生 物 降 解 研 究 進(jìn) 展

張俊楠 王金全 楊 凡 劉 杰 呂宗浩 鄭云朵

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所 新飼料資源開發(fā)與利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，北京100081）

1 霉菌毒素簡介

1.1 黃曲霉菌素

黃曲霉菌素是由二氫呋喃香豆素衍生而來的，它難溶于水，易溶于氯仿、甲醇和丙酮等有機(jī)溶劑。截止到2015年己經(jīng)檢測到的黃曲霉毒素類型有二十余種，根據(jù)發(fā)光顏色、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)分別命名為B1、B2、G1、G2、M1、M2、P1、Q1、H1、毒醇、GM等[1]。它具有致突變、致癌和致畸的毒性作用，同時(shí)黃曲霉菌素作為目前世界公認(rèn)的天然毒性最強(qiáng)的物質(zhì)之一，廣泛存在于玉米、豆類、花生等糧食作物及奶制品、植物油等動植物產(chǎn)品中。在所有被研究的物種中，黃曲霉毒素病的主要臨床效應(yīng)都與肝損傷有關(guān)。黃曲霉毒素及其代謝產(chǎn)物可在動物產(chǎn)品以及一些食品中殘留，并通過食物鏈危害到人類的健康。所以對飼料和食品中的黃曲霉毒素含量制定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)是世界各國首要做到的，國際衛(wèi)生組織(WHO)/世界糧農(nóng)組織所屬的食品法典委員會(CAC)推薦食品、飼料中黃曲霉毒素最大允許量標(biāo)準(zhǔn)為總量(B1+B2+G1+G2)小于15 μg/kg。其中美國規(guī)定奶牛飼料中的AFT總量(B1+B2+G1+G2)不得超過20 μg/kg，其它動物飼料中不得超過30 μg/kg。

1.2 嘔吐毒素

嘔吐毒素主體成分為脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol, DON），屬于單端孢霉烯族化合物。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇主要由鐮刀菌屬產(chǎn)生，是谷物中最常檢測到的單端孢霉烯污染物之一。攝入低劑量或中等劑量的DON 會導(dǎo)致惡心、腹瀉、胃腸道病變、營養(yǎng)效率降低和動物體重減輕等現(xiàn)象。較高劑量的DON誘導(dǎo)嘔吐和拒食，嚴(yán)重減輕體重，嚴(yán)重?fù)p害造血系統(tǒng)和免疫失調(diào)[3]。在所有物種里，豬是受DON影響最嚴(yán)重的動物。我國飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中也對動物飼料中嘔吐毒素的含量由嚴(yán)格的規(guī)定：豬配合飼料≤1 mg/kg，牛配合飼料≤5 mg/kg，犢牛配合飼料≤1 mg/kg，家禽配合飼料≤5 mg/kg，泌乳期動物配合飼料≤1 mg/kg[4]。

1.3 玉米赤霉烯酮

玉米赤霉烯酮（ZEA）是一種由6-（10-羥基-6-氧代-反式-1-十一碳烯基）-β-間苯二甲酸內(nèi)酯組成的非甾體雌激素霉菌毒素。ZEA由鐮刀菌屬中的各種菌株產(chǎn)生，含量最多的是禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum），黃色鐮孢（Fusarium culmorum）和禾谷鐮孢（Fusarium cerealis）[5-6]。產(chǎn)生玉米赤霉烯酮的幾種鐮刀菌，特別是禾谷鐮刀菌和粗毛鐮刀菌，與雌激素受體競爭結(jié)合，導(dǎo)致人類和動物的生殖障礙和雌激素樣功能障礙[7-8]。在急性中毒的條件下，對心臟、腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)、肝和肺都會造成危害。各國對飼料玉米赤霉烯酮限定的含量不盡相同，如歐盟規(guī)定仔豬日糧中ZEA 的最高限量為100 μg/kg，中國《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)飼料中赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮的允許量（GB13078.2—2006）》規(guī)定配合飼料和玉米中的ZEA最高含量為500 μg/kg[4]。

1.4 赭曲霉毒素

赭曲霉毒素主要由曲霉菌和青霉菌產(chǎn)生，曲霉屬在高濕度和高溫條件下產(chǎn)生赭曲霉毒素，而一些青霉菌屬可能會在低至5 ℃的溫度下產(chǎn)生赭曲霉毒素。其中赭曲霉毒素A毒性最強(qiáng)，赭曲霉毒素A是由幾種曲霉屬和青霉屬產(chǎn)生的聚酮化合物。它在動物中具有強(qiáng)烈的腎毒性，致畸性，胚胎毒性，免疫毒性和神經(jīng)毒性[9]，并且國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）將其確定為可能的人類致癌物（2B 組）[10]。赭曲霉毒素A 的化學(xué)結(jié)構(gòu)是7-羧基-5-氯-8-羥基-3,4-二氫-3-R-甲基異香豆素，它的7-羧基與L-β-苯丙氨酸通過酰胺連接鍵。該分子在高溫下非常穩(wěn)定并且耐水解[11]，因此，用于食品和飼料目的的原料的一般加工不能除去赭曲霉素A，在最后的產(chǎn)品中會留下毒素。中國GB 2761—2011 規(guī)定谷物、豆類及其制品中OTA 的允許量不得超過5 μg/kg[4]。

1.5 伏馬菌素

伏馬菌素(Fumonisin FB)是一種霉菌毒素，是由串珠鐮刀菌（Fusarium moniliforme Sheld）產(chǎn)生的水溶性代謝產(chǎn)物，是一類由不同的多氫醇和丙三羧酸組成的結(jié)構(gòu)類似的雙酯化合物[12]。該化合物是2-氨基-12,16-二聚體多羥基二十烷二酯和丙烷-1,2,3-三羧酸，其中C14和C15被羧酸的羥基酯化[13]。其特征為三羧基氨基多元醇，它們會引起毒性，誘導(dǎo)馬腦損傷，豬肺水腫，家禽免疫抑制和大鼠肝臟致癌性[14-16]。之前的研究還報(bào)道了其他動物的腎病，血栓形成，動脈粥樣硬化和中毒[16-17]。在人類中，它天然形成與南非和中國的食管癌相關(guān)[18-19]。

通過上述介紹了五類霉菌毒素的毒性以及限量，發(fā)現(xiàn)尋找霉菌毒素的去除方法是很重要的，也是眾多學(xué)者都在關(guān)注的問題?，F(xiàn)在存在的一些去除方法主要有物理法、化學(xué)法及生物降解。綜合比較各種方法，最為常用的主要為物理吸附法和生物降解法。但是，大多數(shù)試驗(yàn)證實(shí)吸附劑僅對飼料中一種毒素有明顯效果，而對其他種類毒素吸附效果不明顯，而且，現(xiàn)在大多數(shù)飼料中均為多種毒素共同污染，吸附方法太過單一，同時(shí)吸附劑最終又將飼料中的霉菌毒素轉(zhuǎn)移到了環(huán)境中，給環(huán)境造成二次污染。與這種具有有限的功效和影響成本的去除方法相比，霉菌毒素的生物解毒，使用微生物和/或酶將霉菌毒素降解為無毒或毒性較低的化合物，這種方法具有效率高、特異性強(qiáng)，對飼料和環(huán)境無污染等特點(diǎn)與優(yōu)勢。

2 霉菌毒素的生物降解

霉菌毒素有著如此強(qiáng)的毒性，是因?yàn)樗陨斫Y(jié)構(gòu)中的某個(gè)或某些基團(tuán)的存在，如黃曲霉毒素的毒性與它分子結(jié)構(gòu)中的雙呋喃環(huán)和氧雜萘鄰環(huán)有關(guān)系；嘔吐毒素分子結(jié)構(gòu)中C-9，10位的雙鍵和C-12，13位上的環(huán)氧環(huán)與它的毒性有很大的關(guān)聯(lián)性等。生物降解法就是一種綠色環(huán)保、安全的徹底去除霉菌毒素的方法，它利用自然界存在的微生物或其代謝產(chǎn)物，在微生物自然生長繁殖過程中將霉菌毒素分子結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵基團(tuán)破壞，生成無毒安全的代謝產(chǎn)物，從而降解掉霉菌毒素，在根本上解除霉菌毒素對動物和人類的危害[20]。

隨著對大量學(xué)者對霉菌毒素研究的不斷深入，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多具有特異性降解霉菌毒素的能力的微生物。

2.1 細(xì)菌降解霉菌毒素

許多研究發(fā)現(xiàn)，一些細(xì)菌具有較強(qiáng)的降解霉菌毒素的能力。計(jì)成[21]報(bào)道，分枝桿菌、橙色黃桿菌、芽孢桿菌以及紅珠串紅球菌等能有效降解霉菌毒素，且進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，主要降解成分為代謝酶，這些代謝酶是細(xì)菌生長繁殖過程中產(chǎn)生的[21]。

2.1.1 細(xì)菌降解黃曲霉毒素（AF）

崔玉琦等從非洲象糞中分離出短小芽孢桿菌E-1-1-1 菌株，采用單因素法和正交試驗(yàn)優(yōu)化降解條件，碳源是麥芽糖（0.6%），氮源是酵母粉（1%）。在pH 值為6，培養(yǎng)溫度為37 ℃，接種量為3%的優(yōu)化條件下，對AFM1的降解率可達(dá)到92.5%[22]。

Kong 等[23]采用Plackett-Burman 設(shè)計(jì)和中心復(fù)合設(shè)計(jì)篩選關(guān)鍵因子，確定R. erythropolis 降解AFB1的最佳條件，最終AFB1降解效率從28.7%提高到95.8%。

據(jù)報(bào)道，在營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基中37 ℃培養(yǎng)72 h后，綠膿桿菌N17-1可使AFB1、AFB2和AFM1降解82.8%，46.8%和31.9%[24]。

Shu G 等[25]使用香豆素作為篩選具有AFB1還原活性的細(xì)菌分離物的唯一碳源。他們發(fā)現(xiàn)，從37 ℃的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)72 h后，從貘糞中獲得的嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌35-3可使AFB1降低82.5%。其培養(yǎng)液能夠有效降解AFB1，而活細(xì)胞和細(xì)胞提取物的效果則差得多。用蛋白酶K處理，蛋白酶K加SDS和加熱處理顯著降低或消除了培養(yǎng)液的降解活性，表明嗜麥芽窄食單胞菌35-3對AFB1的降解是酶促的。

2.1.2 細(xì)菌降解嘔吐毒素（DON）

Shima等[26]推斷DON中的3-OH基團(tuán)可能參與發(fā)揮其免疫抑制毒性。通過富集培養(yǎng)程序從土壤樣品中獲得土壤桿菌-根瘤菌菌株E3-39。菌株E3-39可以氧化DON 的3-OH 基團(tuán)以產(chǎn)生3-酮-4-脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（3-酮基-DON），其對于DON表現(xiàn)出顯著降低（至小于十分之一）的免疫抑制毒性。

從麥田收集的土壤樣品中分離的細(xì)菌Nocardioides WSN05-2 降解DON 產(chǎn)生新的中間體3-epi-DON。3-epi-DON 是DON 的差向異構(gòu)體，其在3-OH基團(tuán)的立體化學(xué)中與DON不同[27]。

最近，He J W等[28]從農(nóng)業(yè)土壤中篩選出一株變形蟲Devosia mutans 17-2-E-8。該細(xì)菌能夠?qū)ON 轉(zhuǎn)化為3-epi-DON（主要產(chǎn)物）和3-酮-DON（次要產(chǎn)物）。通過體外和體內(nèi)研究證明代謝產(chǎn)物3-epi-DON的毒性低于DON。

2.1.3 細(xì)菌降解玉米赤霉烯酮（ZEA）

已經(jīng)報(bào)道了一些關(guān)于細(xì)菌對ZEA 的生物轉(zhuǎn)化的研究，這些研究中的菌株包括豬的細(xì)菌腸道菌群[29]，混合培養(yǎng)物[產(chǎn)堿桿菌、芽孢桿菌、無色桿菌、黃桿菌和假單胞菌（Pseudomonas）[30]、不動桿菌屬（Acinetobacter sp.）[31]]等。

Cserhati 等[32]報(bào)道了三種紅球菌屬物種，R.erythropolis、R.ruber和R.pyridinivorans都具有＞50%的ZEA降解能力，其中R. pyridinivorans菌株是最有效的降解物，效率為70%。

Tan等[33]從腐殖黑泥土壤和發(fā)霉的土壤中分離出兩種ZEA降解菌，命名為P. alcaliphila TH-C1和P. plecoglossicida TH-L1，當(dāng)孵育72 h后，它們對ZEA（2 μg/ml）的降解率分別約為68%和57%。

Wang J Q等[34]在雞大腸消化物中分離的菌株ZJ-2016-1的純培養(yǎng)物，顯示出有效降解玉米赤霉烯酮毒素的作用。通過16S rRNA基因序列分析方法鑒定其菌株為賴氨酸芽孢桿菌。利用ZJ-2016-1的全細(xì)胞，在48 h 內(nèi)降解了Luria-Bertani 培養(yǎng)基中的32 μg/ml ZEA。

2.1.4 細(xì)菌降解赭曲霉毒素（OTA）

到現(xiàn)在已經(jīng)報(bào)道了許多具有不同降解或吸收赭曲霉毒素A 的能力的微生物，包括降解100%赭曲霉毒素A的短桿菌（Brevibacterium spp.strain）[35]，枯草芽孢桿菌細(xì)胞結(jié)合超過60%的赭曲霉毒素A，無細(xì)胞上清液也降解97.6%[36]。從土壤中分離出的醋酸鈣不動桿菌和不動桿菌屬，在24 ℃下6 d后分別降解82%和91%的赭曲霉毒素A成為赭曲霉毒素α[37]。

一些芽孢桿菌和乳酸桿菌菌株被證明可以消除0.05 mg OTA/l，將其添加到培養(yǎng)基中，特別是保加利亞乳桿菌、瑞士乳桿菌、嗜乳酸桿菌、地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌分別淘汰OTA 為94%、72%、46%、68%和39%[38]；據(jù)報(bào)道，植物乳酸菌，短乳桿菌和L. sanfrancisco在孵育24 h 后分別消除了0.3 mg OTA/l 的54%、50%和37%[39]?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為，OTA對細(xì)胞壁的吸附是乳酸菌（LAB）在這種OTA 解毒現(xiàn)象中所涉及的主要機(jī)制。

2.1.5 細(xì)菌降解伏馬菌素（FB）

Tuppia C M 等[40]使用伏馬菌素自然感染的兩個(gè)種植年份的體外模擬青貯飼料模型，他們首次證明了高水分玉米青貯過程中FB1 含量的下降，文中寫到，在青貯飼料B的發(fā)酵過程中，觀察到游離FB1含量急劇下降，141 d 后達(dá)到93%。對于青貯飼料D 和C，該過程結(jié)束時(shí)游離FB1 損失的百分比分別達(dá)到41%和38%。這種伏馬菌素減少可通過微生物降解活動而非基質(zhì)結(jié)合機(jī)制來解釋。從該基質(zhì)中分離出9種FB1降解微生物。值得注意的是，兩種細(xì)菌分離株，短乳桿菌N195和短乳桿菌N197的降解作用尤為重要。

Camilo S B等[41]從玉米和青貯飼料中分離微生物，分離株S9、S10、S69為孢子桿菌，分別降低初始FB1濃度的43%、48%和83%。在生物降解過程的培養(yǎng)期間，培養(yǎng)基中的pH值逐漸增加，可能是由于伏馬菌素分子骨架中C2氨基的釋放在解毒過程中起著重要作用。

2.2 真菌降解霉菌毒素

2.2.1 真菌降解黃曲霉毒素

國內(nèi)最早研究黃曲霉毒素生物降解的是暨南大學(xué)劉大嶺研究小組，他們發(fā)現(xiàn)一種從真菌假密環(huán)菌(Armillar-iella tabescens)中提取的粗酶液可使樣品中的黃曲霉毒素B1含量減少80%?；钚晕镔|(zhì)解毒作用的pH值、溫度、時(shí)間等特征表明，是粗酶液中的一種胞內(nèi)酶在起解毒作用。之后，他們從假蜜環(huán)菌的菌絲提取物中分離純化出此解毒酶基因，利用克隆方法得到其基因序列并在畢赤酵母表達(dá)系統(tǒng)中成功轉(zhuǎn)化了[42]。

Wei Z等[43]篩選了一種黑曲霉（ND-1）菌株，其在發(fā)酵48 h 后可以降解58.2%的AFB1。黑曲霉的降解活性在培養(yǎng)上清液中明顯強(qiáng)于細(xì)胞和細(xì)胞提取物，并受熱處理、溫度、pH 值和金屬離子的影響，表明降解反應(yīng)是酶促的，該過程主要發(fā)生在細(xì)胞外環(huán)境中。

Nakazato M 等[44]研究了潛伏期對赤散囊菌將AFB1轉(zhuǎn)化為AFL 的影響。培養(yǎng)物中AFL 的積累在第2 d開始，在第6 d和第8 d之間迅速增加，然后在培養(yǎng)期結(jié)束的第15 d逐漸減少。

2.2.2 真菌降解嘔吐毒素

據(jù)報(bào)道，生長的雪腐鐮刀菌乙?；疍ON 提供少量的3-乙酰基脫氧雪腐鐮刀菌烯醇[45]。從土壤中分離出的真菌曲霉菌NJA-1表現(xiàn)出降解DON的能力并且其生物轉(zhuǎn)化代謝物的分子量比DON 大18.1D（H2O），表明DON可以被NJA-1水解[46]。

2.2.3 真菌降解玉米赤霉烯酮

研究發(fā)現(xiàn)，可使ZEA 的內(nèi)酯環(huán)打開的真菌有粉紅粘帚霉（Gliocladium roseum）和解毒毛孢酵母（Trichosporon mycotoxinivorans），它們使玉米赤霉烯酮降解為無毒代謝產(chǎn)物。并且，粉紅粘帚霉的代謝產(chǎn)物內(nèi)酯水解酶，同樣也可作用于ZEA的內(nèi)酯環(huán)，使其轉(zhuǎn)化為無雌激素效應(yīng)的代謝產(chǎn)物，然后排出體外。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，自然界存在的真菌如釀酒酵母、解毒毛孢酵母等，都可以特異性降解DON和OTA[20]。

Vekiru E 等[47]已經(jīng)研究了解毒毛孢酵母的ZEA代謝物。作者報(bào)道了名為ZOM-1 的新型ZEA 代謝物，其特征是在C6'的酮基上開放了ZEA的大環(huán)，并鑒定為（5S）-5-{2,4-二羥基-6-[（1E）-5-羥基戊-1-烯-1-基]苯甲?；鶀氧基）己酸。ZOM-1代謝物在體內(nèi)不是雌激素，并且在體外不與雌激素受體蛋白相互作用，表明ZOM-1雌激素的喪失。

還發(fā)現(xiàn)玉米赤霉烯酮被幾種根霉菌屬分離株完全降解，包括葡頸根霉菌、稻根霉菌和小孢根菌株。Elsharkawy 等證明無根根霉菌（IFO-6155）可以催化ZEA 在C-4 羥基上的硫酸化，形成一種新的代謝物，確定為ZEA-4-O-硫酸鹽結(jié)合物[48]。同樣，黑曲霉能夠通過磺化使ZEA解毒，形成毒性較低的化合物[49]。

2.2.4 真菌降解赭曲霉毒素

Bejaoui 及其合作者證實(shí)了釀酒酵母對OTA 的吸附，他們證實(shí)熱和酸處理的細(xì)胞可以比活體細(xì)胞更多地更顯著地結(jié)合OTA?；盍湍附Y(jié)合OTA 的35%和45%，取決于培養(yǎng)基和菌株，而熱和酸處理的細(xì)胞最多結(jié)合75%[50]。另外，據(jù)報(bào)道酵母在酒精發(fā)酵過程中減少OTA，例如釀造或釀造。在麥汁發(fā)酵過程中，酵母吸附的OTA最多可吸收21%[51]。此外，在與大量生物的酵母長期接觸后，幾乎30%的添加的OTA 被去除[52]。Cecchini 等[53]在葡萄酒釀造試驗(yàn)中證實(shí)，高達(dá)70%的OTA可以從葡萄酒中去除，并且在酵母渣中發(fā)現(xiàn)了大部分去除的OTA。

毛孢子菌屬，紅酵母和隱球酵母通過裂解酰胺鍵和釋放OTα證明了生物降解OTA 的能力[54]。在該研究中，在35 ℃溫育5 h 后，最有效的菌株降解至0.2 mg OTA/l 的100%。由于其優(yōu)異的OTA 和玉米赤霉烯酮解毒能力，該酵母隨后被歸類為新型解毒毛孢酵母[55]。紅發(fā)夫酵母菌株在20 ℃下15 d后也能夠降解90%的7.5 mg OTA/l[56]。在這項(xiàng)研究中，作者能夠驗(yàn)證OTA 向OTα的轉(zhuǎn)化以及OTA 在活細(xì)胞和熱處理細(xì)胞中的吸附。

在30 ℃溫育10 d后，煙曲霉、日本曲霉和黑曲霉降解2 mg OTA/l[57]。

2.2.5 真菌降解伏馬菌素

Camilo S B 等從玉米和青貯飼料中分離出了一株名為SE3071 的酵母，它可降低57%的初始FB1 的濃度[41]。在通過45 ℃加熱濃縮醇提取物期間抑制SE3071 的活性喪失，酵母產(chǎn)品的不穩(wěn)定性可能是由于作為“殺手”因子產(chǎn)物的拮抗活性的表達(dá)，由有毒的消化性化合物構(gòu)成[58-59]。

2.3 酶制劑降解霉菌毒素

2.3.1 酶制劑降解黃曲霉毒素

一種來自變色栓菌（1 U/ml）的純漆酶在孵育72 h后可以使AFB1降解87.34%[60]。Zeinvandlorestani H 等發(fā)現(xiàn)，最佳酶促反應(yīng)發(fā)生在0.1 mol/l檸檬酸鹽緩沖液中，該緩沖液含有20%DMSO，溫度為35 ℃，pH值為4.5，漆酶活性為30 U/ml；兩天后，67%的AFB1被移除[61]。

同樣，Yehia R S 從白腐菌菌Pleurotus Oostreatus漆酶中純化了MnP，最終酶活力達(dá)到81 U/ml，比活力達(dá)到78 U/mg。在1.5 U/ml酶活性下孵育48 h后觀察到最高的解毒能力（90%）[62]。

Zhao L H等[63]從細(xì)菌橙色粘球菌ANSM068制備并純化了稱為粘細(xì)菌黃曲霉毒素降解酶（MADE）的細(xì)胞外酶，最終比活性為569.44×103U/mg。純酶（100 U/ml）在培養(yǎng)48 h 后表現(xiàn)出對AFG1(96.96%)和AFM1(95.80%)的高降解能力。酶MADE在5.0至7.0的寬pH值范圍內(nèi)以及30～45 ℃的溫度下表現(xiàn)出高活性。

2.3.2 酶制劑降解嘔吐毒素

DON 中單端孢霉烯環(huán)的3-O-乙?；瘜?dǎo)致其失活。對編碼來自禾谷鐮刀菌的單端孢霉烯-3-O-乙酰轉(zhuǎn)移酶的基因tri101進(jìn)行了表征[64]。

Khatibi 等科學(xué)家克隆了來自七種鐮刀菌種的單端孢霉烯3-O-乙酰轉(zhuǎn)移酶基因，并比較了它們的性質(zhì)，以確定用于生物技術(shù)應(yīng)用的酶的最佳來源[65]。

2.3.3 酶制劑降解玉米赤霉烯酮

Yu Y 等從細(xì)菌不動桿菌sp.SM04 液體培養(yǎng)物的細(xì)胞外提取物中分離酶，并獲得能夠有效降解ZEA的活性級分。活性部分可以將ZEA 降解為較小的雌激素產(chǎn)物，并且發(fā)現(xiàn)兩種中間產(chǎn)物ZEN-1 和ZEN-2，這表明玉米赤霉烯酮的苯環(huán)可以被裂解并氧化成含有羧基的產(chǎn)物。此外，分析活性部分中的酶，發(fā)現(xiàn)三種蛋白質(zhì)。它們被鑒定為過氧化物酶，一種可能的細(xì)胞色素和光滑的菌毛蛋白前體[66]。

Takahashiando N等純化了真菌C. rosea中的新型內(nèi)酯水解酶，其負(fù)責(zé)ZEA的解毒，然后克隆編碼基因，命名為zhd101。在pH值10.5下觀察到在大腸桿菌中表達(dá)的重組ZHD101蛋白對ZEA的最大活性，具有極低的摩爾活性（在30 ℃下kcat=0.51/s）[67-68]。

2.3.4 酶制劑降解赭曲霉毒素

首次報(bào)道的能夠水解OTA 的蛋白酶是來自牛胰腺的羧肽酶A（CPA）（EC 3.4.17.1）[69]。隨后，一項(xiàng)包括幾種水解酶的篩選研究證實(shí)，來自黑曲霉的粗脂肪酶產(chǎn)品能夠通過酰胺鍵水解OTA[70]。通過陰離子交換色譜法純化酶，證明其裂解OTA并產(chǎn)生一種特定地脂肪酶底物——對硝基苯基棕櫚酸酯。

還報(bào)道過一種無黑曲霉細(xì)胞的粗酶制劑的生產(chǎn)和純化，該酶制劑顯示出顯著的切割OTA酰胺鍵的能力。所涉及的OTA 降解酶通過陰離子交換色譜法純化并表征[71]。該酶在pH 值7.5 和37 ℃下顯示出比CPA更高的OTA降解活性，并且被EDTA抑制。

在隨后的研究中，發(fā)現(xiàn)來自釀酒酵母的羧肽酶Y（CPY）（EC 3.4.16.1）也能夠在pH 值5.6 和37 ℃下以最佳活性水解OTA[72]。

2.3.5 酶制劑降解伏馬菌素

細(xì)菌ATCC 55552 和S.macrogoltabidaMTA144 的降解通過羧酸酯酶的脫酯化和隨后通過氨基轉(zhuǎn)移酶對水解的伏馬菌素（HFB1）的脫氨作用實(shí)現(xiàn)，形成2-酮基HFB1[73]。通過使用簡并聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）引物，反向PCR和基因步移技術(shù)測定編碼這些酶的微生物基因序列。通過使用附加型pET-3a 載體，分別在巴斯德畢赤酵母和大腸桿菌中表達(dá)S.macrogoltabidaMTA144和細(xì)菌ATCC 55552的羧酸酯酶（FumD）和氨基轉(zhuǎn)移酶（FumI）；利用異丙基-β-D-硫代半乳糖吡喃糖苷在液體培養(yǎng)物中誘導(dǎo)重組酶的產(chǎn)生，其中用重組培養(yǎng)上清液和純化的酶制劑證明FB1和HFB1的降解。

雖然這些技術(shù)中的某些技術(shù)被歐洲食品安全局（EFSA）認(rèn)為對人類，動物和環(huán)境是安全的，但微生物酶的應(yīng)用目前主要針對動物飼料工業(yè)[74-76]。重組酶在生物反應(yīng)器中大量生產(chǎn)，并在儲存和食品加工過程中進(jìn)行應(yīng)用，以摻入動物飼料中并作用于動物腸道，或用于洗滌，添加劑或噴霧形式的谷物處理。

3 霉菌毒素生物降解的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

到現(xiàn)在為止，市面上已經(jīng)出現(xiàn)了很多關(guān)于生物降解霉菌毒素的產(chǎn)品，這說明霉菌毒素的生物降解已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，但它們在食品和飼料的解毒實(shí)踐中仍然受到了限制。這是因?yàn)檎婢膶?shí)際應(yīng)用可能受到諸如獲得活性提取物所需的復(fù)雜程序，解毒所需的長孵育時(shí)間和不完全解毒過程等因素的限制。

但細(xì)菌降解的高降解速率和廣泛的反應(yīng)條件意味著霉菌毒素降解是很有潛力和希望的應(yīng)用。使用創(chuàng)新的技術(shù)和策略，如富集、高選擇性培養(yǎng)基、PCRDGGE 細(xì)菌譜和有效的分子技術(shù)，就可以增加從復(fù)雜的微生物區(qū)系中選擇目標(biāo)微生物的機(jī)會。開發(fā)關(guān)注益生菌的研究也很有意義，益生菌可以直接應(yīng)用于飼料和飼料中。此外，活性酶的使用也是霉菌毒素降解的好方法。許多具有一定功能的酶，如植酸酶，已經(jīng)從發(fā)酵液中純化出來，并成功應(yīng)用于食品和飼料工業(yè)。在這方面，可以通過酶的制備和純化，編碼酶的基因的鑒定和重組酶的過表達(dá)來開發(fā)用于有效解毒真菌毒素的酶產(chǎn)物。同時(shí)，我們?nèi)匀恍枰钊胙芯可锝到鈾C(jī)制，降解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)以及微生物和降解產(chǎn)物對動物的安全性，以支持微生物在食品和飼料工業(yè)中的應(yīng)用。