玉米漿中黃曲霉毒素B1的降解試驗(yàn)研究

吳靜 趙玉斌 孔磊

[摘要]玉米漿是玉米淀粉糖生產(chǎn)中的副產(chǎn)物，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可作為飼料和發(fā)酵劑。受貯藏條件的影響，玉米浸泡得到的玉米漿中容易滯留霉菌毒素，特別是黃曲霉毒素B1，導(dǎo)致玉米漿的利用價(jià)值降低。為了充分提高玉米漿的附加值，減少玉米漿的浪費(fèi)，本試驗(yàn)篩選可降解黃曲霉毒素菌株B1并作用于玉米漿，可將玉米漿中黃曲霉毒素B1含量降至30 mg/kg以下，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中黃曲霉毒素B1含量低于50 mg/kg的要求。

[關(guān)鍵詞]玉米漿;降解;黃曲霉毒素B1;菌株

中圖分類號(hào)：TS201.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20190512

玉米在儲(chǔ)存過(guò)程中，由于外界環(huán)境和儲(chǔ)存條件的影響，會(huì)導(dǎo)致霉變。玉米中的毒素主要是由真菌產(chǎn)生的具有毒性的次級(jí)代謝產(chǎn)物，主要是黃曲霉毒素（AFT）、單端孢霉烯族毒素（T2毒素、嘔吐毒素）、玉米赤霉烯酮（ZEN）、赭曲霉素（OTA）、煙曲霉素等。在淀粉糖生產(chǎn)過(guò)程中，玉米經(jīng)過(guò)浸泡程序，大部分毒素滯留在浸泡水中，在濃縮時(shí)存在玉米漿中。玉米漿中含有豐富的維生素、氨基酸和蛋白質(zhì)，是比較理想的飼料原料，但是由于毒素含量高，特別是致癌性強(qiáng)的黃曲霉毒素B1嚴(yán)重超標(biāo)，影響了玉米漿的使用。黃曲霉毒素被世界衛(wèi)生組織癌癥研究機(jī)構(gòu)劃定為IA級(jí)危險(xiǎn)物[1-2]。目前，黃曲霉毒素B1的脫毒方法主要采用物理吸附法、高溫法、輻射法和化學(xué)法。物理吸附法僅僅吸附了黃曲霉毒素，并不能減少毒素的量，且效果不穩(wěn)定，還會(huì)吸附飼料中的維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，造成飼料品質(zhì)下降;高溫法需要加熱到300 ℃才能使毒素有明顯的分解，成本太高;沈祥震[3]研究的輻射法雖然吸附效果明顯，但是由于輻射技術(shù)本身的放射性污染問(wèn)題，對(duì)飼料的安全性有影響;化學(xué)法存在不穩(wěn)定性，對(duì)產(chǎn)品的其他成分會(huì)有一定程度的破壞，其應(yīng)用也受到限制。

當(dāng)前，利用生物脫毒特別是利用微生物的代謝產(chǎn)物由于具有安全環(huán)保、解毒徹底、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而備受研究者的關(guān)注。近年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)許多微生物，如枯草芽孢桿菌、黑曲霉以及紅串紅球菌等具有降解AFT的作用。Smilery等[4]報(bào)道，橙黃色桿菌的粗蛋白提取物在水溶解中可降解74.5%的黃曲霉毒素B1。Albrets等[5]報(bào)道，紅串紅球菌與黃曲霉毒素B1混合72 h后可降解66.8%的毒素。然而，通過(guò)微生物的篩選，雖然可以得到降解黃曲霉毒素的特效菌株，但是往往其降解毒素的能力不強(qiáng)。本研究利用通過(guò)對(duì)降解黃曲霉毒素B1菌株的篩選，篩選出安全、特異性強(qiáng)的菌株，完成后作用玉米漿，降低黃曲霉毒素B1的含量。

1? 儀器與材料

1.1? 試驗(yàn)儀器

立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;SW-CJ-2FD型雙人單面垂直送風(fēng)凈化工作臺(tái)：浙江蘇凈凈化設(shè)備有限公司;303A型電熱恒溫培養(yǎng)箱：南通宏大試驗(yàn)儀器有限公司;液相色譜儀：島津（上海）試驗(yàn)器材有限公司。

1.2? 試驗(yàn)材料

黃曲霉毒素B1：Pribolab公司;發(fā)霉糧食：魯洲生物科技（山東）有限公司原料庫(kù)檢出;動(dòng)物糞便：養(yǎng)殖場(chǎng)獲取;發(fā)酵食品：超市購(gòu)買;腐爛的鋸末：木材廠獲取;營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基：蛋白胨10 g、牛肉膏粉3 g、氯化鈉5 g、離子水1 L、121 ℃高壓滅菌15 min;香豆素：湖北鑫潤(rùn)德化工有限公司。

2? 試驗(yàn)方法

2.1? 菌株的篩選

以香豆素作為唯一碳源進(jìn)行黃曲霉毒素B1降解菌株的初篩[5]。配置濃度為0.3%的香豆素溶液，制成培養(yǎng)基。將發(fā)霉糧食、動(dòng)物糞便、發(fā)酵食品、腐爛的鋸末樣本中篩選菌株轉(zhuǎn)接于培養(yǎng)基中，放置37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h，觀察培養(yǎng)情況，得到以香豆素為唯一碳源的菌株。將初篩得到的菌株接種于肉湯培養(yǎng)，放置37 ℃恒溫培養(yǎng)72 h。

2.2? 毒素降解試驗(yàn)

將篩選培養(yǎng)得到的降解毒素B1的菌種加入濃縮玉米漿（調(diào)節(jié)pH值為4.5～5.0）中進(jìn)行降解試驗(yàn)。取原料200 g/種，將復(fù)篩培養(yǎng)的菌種接入原料中，靜置36 h后，進(jìn)行黃曲霉毒素B1檢測(cè)。

2.3? 基因測(cè)序

委托上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司進(jìn)行基因測(cè)序。

3? 結(jié)果與分析

3.1? 降解黃曲霉毒素B1菌株的篩選

初篩4株菌株，其中1株來(lái)源于發(fā)霉糧食，該菌株成為初篩的優(yōu)勢(shì)菌株，由于發(fā)霉糧食中本身含有較高的黃曲霉毒素，在培養(yǎng)過(guò)程中，該菌株生產(chǎn)的速度較快，優(yōu)于其他菌株。表明該菌株利用香豆素較強(qiáng)，細(xì)胞可以正常進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖的代謝。

3.2? 降解黃曲霉毒素B1菌株的復(fù)篩

玉米漿中黃曲霉毒素的降解試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，據(jù)表1可知，來(lái)源于發(fā)霉糧食的菌株，降解黃曲霉效果明顯，達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36858-2018[6]低于50 mg/kg的要求。

原料黃曲霉毒素含量為112 μg/kg，來(lái)源于發(fā)霉糧食的菌株對(duì)玉米漿中黃曲霉毒素降解結(jié)果見(jiàn)圖1，分析結(jié)果見(jiàn)表2;來(lái)源于動(dòng)物糞便的菌株對(duì)玉米漿中黃曲霉毒素降解結(jié)果見(jiàn)圖2，分析結(jié)果見(jiàn)表3;來(lái)源于發(fā)酵食品的菌株對(duì)玉米漿中黃曲霉毒素降解結(jié)果見(jiàn)圖3，分析結(jié)果見(jiàn)表4;來(lái)源于腐爛的鋸末對(duì)玉米漿中黃曲霉毒素降解結(jié)果見(jiàn)圖4，分析結(jié)果見(jiàn)表5。

3.3? 菌株的鑒定

來(lái)源于糧食的降解毒素菌株菌落，該菌革蘭氏染色為陽(yáng)色，有芽孢。將該菌在培養(yǎng)基上用“平板畫線法”進(jìn)行培養(yǎng)48 h后獲得單菌落，觀察菌體形態(tài)特征：該菌體均一，皆為長(zhǎng)桿狀，有鞭毛，確實(shí)為芽孢桿菌。菌株生理生化檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6[7]。

基因檢測(cè)結(jié)果：通過(guò)DNAMAN軟件，將已經(jīng)公布的枯草芽孢桿菌基因序列與所得菌株的基因進(jìn)行對(duì)比分析。

通過(guò)對(duì)比結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室獲取的菌株全基因序列中含有一段與已經(jīng)公布的枯草芽孢桿菌基因序列極為相似的序列，長(zhǎng)度為28 bp。生理生化結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果表明，該菌株能利用葡萄糖、果糖等大部分碳源[8-10]，參照《伯杰氏細(xì)菌鑒定手冊(cè)》（第九版）判定為地衣芽孢桿菌。

4? 結(jié)? 論

截至目前，黃曲霉毒素B1仍是飼料行業(yè)中威脅最大的霉菌毒素之一，各種動(dòng)物對(duì)黃曲霉毒素均具有很高的敏感性。本研究分離得到的地衣芽孢桿菌，通過(guò)試驗(yàn)可以達(dá)到降解黃曲霉毒素B1的效果。將其用在玉米漿的濃縮程序中，不僅能夠降低毒素含量、保證產(chǎn)品的質(zhì)量，還能增加玉米的應(yīng)用，解決淀粉廠玉米漿難處理的問(wèn)題。

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收稿日期：2019-05-02

基金項(xiàng)目：山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（公益類）（2017GSF221014）。

作者簡(jiǎn)介：吳靜，女，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。

通信作者：趙玉斌，男，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槭称饭こ獭?/p>