蜜環(huán)菌對玉米加工副產(chǎn)物中玉米赤霉烯酮降解效果

王澤賢，趙宇楠，高飛，孫小焯，劉立鵬，張鑫，蔡丹

（吉林農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院，小麥和玉米深加工國家工程研究中心，吉林 長春 130118）

玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）是一類主要由鐮刀菌產(chǎn)生的非甾體雌激素真菌毒素，廣泛存在于玉米、大麥、小麥、高粱和其他谷物飼料及其副產(chǎn)品中[1]。ZEN 的污染在全世界均有發(fā)生，ZEN 的污染造成了巨大的經(jīng)濟損失，嚴重危害食品安全、糧食安全、飼料安全、健康安全等[2]。ZEN 與類雌激素具有相似的特性，會激活雌激素受體，引起農(nóng)產(chǎn)動物的流產(chǎn)、死胎、畸形胎等生殖障礙，還會造成免疫損傷、肝腎損傷、遺傳毒性、誘發(fā)癌癥等癥狀[3-4]。

ZEN 在玉米及其加工副產(chǎn)物中污染嚴重，Ma 等[5]研究發(fā)現(xiàn)，2016 年~2017 年中國21 個省份采集的玉米樣品中，ZEN 的陽性檢出率為92.05%；Han 等[6]研究50 份玉米樣品中ZEN 及其4 種衍生物的污染，ZEN、α-玉米赤霉烯醇和β-玉米赤菌烯醇的污染率分別為94%、38% 和44%。常見的ZEN 脫毒方法包括物理方法、化學方法和生物方法。然而，物理和化學方法都是非靶向方法，對各種營養(yǎng)成分有一定程度的破壞，且降解效率不高。化學降解還涉及與添加化學物質(zhì)相關(guān)的安全問題，限制其發(fā)展。生物降解具有巨大的發(fā)展前景，受到學術(shù)界越來越多的關(guān)注[7]。

食用菌作為一種大型真菌屬于擔子菌門，具有較高的藥用和營養(yǎng)價值，主要包括香菇、平菇、金針菇、蜜環(huán)菌、猴頭菌等，富含多種生物活性物質(zhì)，例如生物堿、類胡蘿卜素、酚類、萜烯和β-葡聚糖等[8]。利用食用菌發(fā)酵玉米副產(chǎn)物可有效增加營養(yǎng)成分含量，改善大分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)，提高抗氧化活性等。Lou 等[9]篩選出具有高漆酶活性的食用真菌Gs-1，不僅可以有效降解玉米中的黃曲霉毒素B1，還可以通過增加蛋白質(zhì)、膳食纖維和賴氨酸的含量來改善玉米的營養(yǎng)成分。雷彤彤等[10]以玉米為固體培養(yǎng)基，接種猴頭菌進行發(fā)酵，與未發(fā)酵的玉米相比，發(fā)酵后的粗纖維和不溶性膳食纖維含量分別降低了23.9% 和20.0%，可溶性膳食纖維含量提高了15.7%。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)蜜環(huán)菌Am-07-22 具有能夠降解真菌毒素的潛力，并且可以通過發(fā)酵玉米蛋白粉獲得活性肽[11]，產(chǎn)生菌絲體多糖[12]，可顯著提高玉米加工副產(chǎn)物中活性成分的含量。

本研究采用蜜環(huán)菌Am-07-22 生物降解玉米皮和玉米黃粉兩種玉米加工副產(chǎn)物中的玉米赤霉烯酮，研究生物降解條件和降解效果，同時考察毒素降解過程中蛋白質(zhì)和多糖的含量變化，以期為ZEN 的生物脫毒提供新的菌株資源，同時也為食用菌應用于玉米加工副產(chǎn)物綜合利用提供新的研究思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 菌株和試劑

蜜環(huán)菌Am-07-22（Armillariamellea07-22）：吉林農(nóng)業(yè)大學小麥和玉米深加工國家工程研究中心保藏；玉米皮、玉米黃粉、馬鈴薯、蠶蛹粉：吉林農(nóng)業(yè)大學小麥和玉米深加工國家工程研究中心提供。ZEN 固體標準品（色譜純）：青島普瑞邦（Pribolab）生物工程有限公司；甲醇（色譜純）：美國Sigma 公司；葡萄糖、蔗糖、酵母浸粉、磷酸二氫鉀、七水合硫酸鎂（均為分析純）：天津光復科技發(fā)展有限公司；維生素B1（分析純）：上?？ㄒ辽锛夹g(shù)有限公司；12°Bé 麥芽汁培養(yǎng)基：青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司。

1.1.2 儀器與設備

1200 型高效液相色譜儀：美國Agilent 公司；FLUOstar Omega 全自動酶標儀：德國BMG LABTECH公司；Allegra X-30R 高速離心機：美國Beckman 公司；DSX-18L-I 手提式高壓蒸汽滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；Stab S2 振蕩培養(yǎng)箱：上海潤度生物科技有限公司；HH-S4 數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州市金壇友聯(lián)儀器研究所；BSA2245 電子分析天平：Sartorious（北京）有限公司；YLA-6000 烘箱：上海實驗儀器廠有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 預處理與培養(yǎng)基的制備

將玉米皮、玉米黃粉經(jīng)清洗、烘干、粉碎處理后，過60 目篩備用。

蜜環(huán)菌Am-07-22 固體斜面培養(yǎng)基：12°Bé 麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基。蜜環(huán)菌Am-07-22 液體培養(yǎng)基：馬鈴薯20%、蠶蛹粉0.5%、葡萄糖1%、蔗糖1%、酵母浸粉2%、磷酸二氫鉀0.15%、七水合硫酸鎂0.075%、維生素B10.001%，pH 自然，121 ℃滅菌20 min。

玉米皮固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基：玉米皮粉5 g、馬鈴薯20%、蠶蛹粉0.5%、葡萄糖1%、蔗糖1%、磷酸二氫鉀0.15%，七水硫酸鎂0.075%，維生素B10.001%，pH 自然，121 ℃滅菌20 min。

玉米黃粉固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基：玉米黃粉5 g、馬鈴薯20%、蠶蛹粉0.5%、葡萄糖1%、蔗糖1%、磷酸二氫鉀0.15%，七水硫酸鎂0.075%，維生素B10.001%，pH 自然，121 ℃滅菌20 min。

1.2.2 ZEN 的檢測

參考駱翼[13]的方法并加以改進，檢測條件為色譜柱：Extend-C18 柱，柱長150 mm，內(nèi)徑4.6 mm，粒度5 μm。流動相：甲醇∶水=70∶30（體積比），柱溫：25 ℃，流速：0.6 mL/min，進樣量：20 μL，紫外吸收波長：236 nm。

1.2.3 ZEN 標準曲線的繪制

ZEN 固體標準品用甲醇溶液稀釋，配制成濃度為100 μg/mL 的ZEN 標準儲備液，于-20 ℃避光保存。吸取適量的ZEN 標準儲備液，用甲醇稀釋，配制成15.0、10.0、5.0、2.0、1.0、0.5、0.2 μg/mL 的系列標準工作液，4 ℃避光保存。系列標準工作液經(jīng)過0.22 μm 濾膜過濾后，使用高效液相色譜儀進行檢測，記錄峰面積。以ZEN 濃度為橫坐標，以高效液相色譜檢測ZEN 的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。

1.2.4 玉米皮和玉米黃粉中ZEN 含量及回收率測定

稱取50.0 g 粉碎的玉米皮粉和玉米黃粉，加入乙腈水溶液（乙腈與水的體積比9∶1）100 mL 混勻，1 000 r/min 振蕩混合30 min。攪拌提取后，用玻璃纖維濾紙過濾，在離心機中以4 000 r/min 離心10 min。吸取離心后的上清液2 mL，經(jīng)過0.22 μm 濾膜過濾后使用高效液相色譜儀檢測ZEN 含量。

參考翟聰凝[14]的方法對ZEN 的回收率進行測定，分別稱取處理后的玉米皮和玉米黃粉10.0 g，加入含量為2 mg/kg 的ZEN，測定含量，每個樣品3 個重復。按下列公式計算ZEN 的回收率（R，%）。

式中：c1為測定的ZEN 含量，μg/kg；c2為添加的ZEN 含量，μg/kg。

1.2.5 蜜環(huán)菌活化培養(yǎng)

參考何音華[11]的方法對菌種進行活化，將保藏的蜜環(huán)菌Am-07-22 菌種轉(zhuǎn)接至12°Bé 新鮮麥芽汁瓊脂斜面培養(yǎng)基中，并置于恒溫培養(yǎng)箱中，27 ℃培養(yǎng)至第12 天備用。

將活化好的菌株從固體斜面培養(yǎng)基中取8 塊1 cm3的菌體分別接種至30 mL 液體培養(yǎng)基中，于27 ℃恒溫搖床中160 r/min 振蕩培養(yǎng)6 d，培養(yǎng)結(jié)束即為制得的一級種子液，于4 ℃的條件下保存。再將一級種子液打碎，以8% 接種量接種至200 mL 液體種子培養(yǎng)基中，于27 ℃、160 r/min 條件下再次振蕩培養(yǎng)6 d，得到二級種子液。二級種子液于4 ℃條件下保存。

1.2.6 發(fā)酵時間對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵降解ZEN 的影響

分別向玉米皮和玉米黃粉固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中加入接種量為10% 的蜜環(huán)菌Am-07-22 二級種子液[料液比為1∶1.5（g/mL）]，置于培養(yǎng)箱中發(fā)酵1~10 d，發(fā)酵溫度為27 ℃，每12 h 取樣一次，分別測定發(fā)酵10 d 內(nèi)的ZEN 含量，并計算ZEN 的降解率。每個樣品做3 個重復。ZEN 降解率（X，%）計算公式如下。

式中：A為ZEN 未發(fā)酵組含量，μg/kg；B為樣品組含量，μg/kg。

1.2.7 發(fā)酵溫度對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵降解ZEN 的影響

分別向玉米皮和玉米黃粉固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中[料液比為1∶1.5（g/mL）]加入接種量為10% 的蜜環(huán)菌Am-07-22 二級種子液，置于培養(yǎng)箱中發(fā)酵7 d，分別設定發(fā)酵溫度為21、24、27、30、33 ℃，發(fā)酵結(jié)束后測定ZEN含量，并計算ZEN 的降解率。每個樣品做3 個重復。

1.2.8 料液比對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵降解ZEN的影響

分別向玉米皮和玉米黃粉固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中加入接種量為10% 的蜜環(huán)菌Am-07-22 二級種子液進行發(fā)酵，料液比分別為1∶1.0、1∶1.5、1∶2.0、1∶2.5、1∶3.0（g/mL），將其置于培養(yǎng)箱中發(fā)酵7 d，發(fā)酵溫度為27 ℃，發(fā)酵結(jié)束后測定ZEN 含量，并計算ZEN 的降解率。每個樣品做3 個重復。

1.2.9 接種量對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵降解ZEN的影響

分別向玉米皮粉和玉米黃粉固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中[料液比為1∶1.5（g/mL）]加入蜜環(huán)菌Am-07-22 二級種子液進行發(fā)酵，接種量分別為5.0%、7.5%、10.0%、12.5%、15.0%，將其置于培養(yǎng)箱中發(fā)酵7 d，發(fā)酵溫度為27 ℃，發(fā)酵結(jié)束后測定ZEN 含量，并計算ZEN 的降解率。每個樣品做3 個重復。

1.2.10 ZEN 污染程度對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵降解的影響

向粉碎過篩后的玉米皮粉和玉米黃粉中加入ZEN標準溶液并充分混合均勻，制成ZEN 污染的玉米皮粉和玉米黃粉，ZEN 添加量分別為3、5、8、10 mg/kg，向其中添加其他成分后制成ZEN 污染的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基，然后加入蜜環(huán)菌Am-07-22 二級種子液進行發(fā)酵，料液比為1∶1.5（g/mL），接種量為10%，將其置于培養(yǎng)箱中發(fā)酵10 d，發(fā)酵溫度為27 ℃，發(fā)酵結(jié)束后測定ZEN 含量，并計算ZEN 的降解率。同時以未污染的玉米皮和玉米黃粉作為對照。

1.2.11 蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵不同質(zhì)量比玉米皮、玉米黃粉ZEN 降解率的測定

分別向不同質(zhì)量比的玉米皮和玉米黃粉（1∶1、1∶2、2∶1）固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中加入接種量為10% 的蜜環(huán)菌Am-07-22 二級種子液[料液比為1∶1.5（g/mL）]，置于培養(yǎng)箱中發(fā)酵1~10 d，發(fā)酵溫度為27 ℃，分別測定發(fā)酵10 d 內(nèi)ZEN 含量，每隔12 h 取一次樣，計算ZEN 的降解率同1.2.6。每個樣品做3 個重復。

1.2.12 蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵不同質(zhì)量比玉米皮、玉米黃粉蛋白質(zhì)含量測定

蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵結(jié)束后，參考楊小麗等[15]的方法采用考馬斯亮藍G-250 染色法測定蛋白質(zhì)含量，使用蛋白定量測定試劑盒測定不同配比的玉米皮和玉米黃粉固態(tài)發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)的含量變化。按照以下公式計算蛋白含量。

式中：X為待測樣品蛋白質(zhì)含量，g/100 g；C1為標準液濃度，0.524 g/L；N為樣本測試前稀釋倍數(shù)；A2為標準管的吸光度；A0為樣本空白管的吸光度；A1為樣品測定管的吸光度。

1.2.13 蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵不同配比玉米皮、玉米黃粉多糖含量測定

蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵結(jié)束后，參考白海等[16]的方法使用3，5-二硝基水楊酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）法測定多糖的含量。首先稱取6.5 g DNS 溶于水中，移入1 000 mL 容量瓶，加入2 mol/L 氫氧化鈉溶液325 mL，再加入45 g 丙三醇，搖勻，冷卻后定容到1 000 mL。然后準確稱取標準葡萄糖20 mg 于500 mL容量瓶中，加水至刻度，分別吸取0.4、0.6、0.8、1.2、1.4、1.6、1.8 mL 并用蒸餾水補至2.0 mL，各加入3，5-二硝基水楊酸溶液2 mL，置于沸水中2 min 進行顯色，然后以流水迅速冷卻，用水定容到25 mL，搖勻。以空白調(diào)零，在540 nm 處測定吸收度，以多糖含量為橫坐標，以吸光度為縱坐標繪制標準曲線。取多糖樣品1.0 g 加1.0 mL 蒸餾水，然后加入DNS 2.0 mL，置于沸水中2 min進行顯色冷卻后，于540 nm 處測得吸光度，帶入標準曲線后得到多糖含量。

1.3 統(tǒng)計與分析

所有試驗均重復3 次，并用平均值±標準差表示。采用IBM SPSS Statistics 24 軟件進行數(shù)據(jù)的顯著性分析，P<0.05 表示具有顯著性差異。使用Origin 2019 軟件進行數(shù)據(jù)處理與圖像繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 ZEN 標準曲線

標準曲線如圖1 所示。

圖1 玉米赤霉烯酮的標準曲線Fig.1 Standard curve of ZEN

由圖1 可知，標準曲線線性回歸方程為y=150.13x+5.042 3，R2=0.999 9，表明線性關(guān)系良好。

2.2 玉米皮、玉米黃粉中ZEN 含量及回收率

玉米皮、玉米黃粉中ZEN 含量及回收率見表1。

表1 玉米皮和玉米黃粉中ZEN 含量及ZEN 回收率Table 1 ZEN content and ZEN recovery rate in corn husk and corn gluten meal

由表1 可知，玉米皮和玉米黃粉中ZEN 的含量分別為2 152.52 μg/kg 和1 962.12 μg/kg，相較于GB 13078—2017《飼料衛(wèi)生標準》中ZEN 的含量存在不同程度的超標，國標要求玉米皮、噴漿玉米皮、玉米漿干粉、玉米酒糟類產(chǎn)品中的ZEN 的含量≤1.5 mg/kg（1 500 μg/kg），其中玉米皮超標比玉米黃粉超標更為嚴重，玉米皮超標652.52 μg/kg，而玉米黃粉則超標462.12 μg/kg。通過對玉米皮和玉米黃粉的ZEN 回收率進行測定可知，玉米皮的ZEN 回收率為87.94%，玉米黃粉的回收率為94.38%，表明此方法對ZEN 的回收率較高，準確性良好，符合檢測標準。

2.3 發(fā)酵時間對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮、玉米黃粉ZEN 降解率的影響

發(fā)酵時間對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮、玉米黃粉ZEN 降解率的影響見圖2。

圖2 發(fā)酵時間對Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮和玉米黃粉降解ZEN的影響Fig.2 Effect of fermentation time on the degradation of ZEN in corn husk and corn gluten meal by Am-07-22 solid-state fermentation

由圖2 可知，蜜環(huán)菌Am-07-22 對玉米皮和玉米黃粉中ZEN 降解率隨發(fā)酵時間的延長而逐漸升高，發(fā)酵180 h 時對兩者中ZEN 的降解率均超過了90%，而在192~240 h，對ZEN 的降解率較大且保持相對穩(wěn)定。其中對玉米皮中ZEN 的最大降解率為94.83%，對玉米黃粉中ZEN 的最大降解率為97.04%。表明發(fā)酵時間對蜜環(huán)菌Am-07-22 降解玉米皮和玉米黃粉中ZEN的效果影響較大，這與Yang 等[17]的研究結(jié)論一致。

2.4 發(fā)酵溫度對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮、玉米黃粉ZEN 降解率的影響

發(fā)酵溫度對Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮和玉米黃粉降解ZEN 的影響見圖3。

圖3 發(fā)酵溫度對Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮和玉米黃粉降解ZEN的影響Fig.3 Effect of fermentation temperature on the degradation of ZEN in corn husk and corn gluten meal by Am-07-22 solid-state fermentation

由圖3 可以看出，隨著發(fā)酵溫度的升高，ZEN 的降解率呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，在27 ℃時，對玉米皮和玉米黃粉中ZEN 的降解率最高，分別達到88.54% 和88.15%。而在溫度較低或溫度較高時，降解率則低于27 ℃的降解率。說明27 ℃為蜜環(huán)菌Am-07-22 在玉米皮和玉米黃粉固態(tài)發(fā)酵降解ZEN 過程中的最適溫度，較低或較高的發(fā)酵溫度會影響菌株的生長進而影響菌株對ZEN 的降解能力[18-19]。

2.5 料液比對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮、玉米黃粉降解ZEN 的影響

料液比對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮、玉米黃粉降解ZEN 的影響見圖4。

圖4 料液比對Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮和玉米黃粉降解ZEN的影響Fig.4 Effect of material-liquid ratio on the degradation of ZEN in corn husk and corn gluten meal by Am-07-22 solid-state fermentation

從圖4 可以看出，在料液比為1∶1.5（g/mL）和1∶2.0（g/mL）時對玉米皮和玉米黃粉中ZEN 的降解率差異不明顯，對玉米皮中ZEN 的降解率分別為88.70% 和87.07%，而對玉米黃粉中ZEN 的降解率分別為84.61% 和86.56%，對玉米皮中ZEN 的降解率略高于玉米黃粉中ZEN 的降解率。料液比1∶1.0（g/mL）時對二者的降解率僅為65.69% 和67.38%，此時的溶劑用量相對較低，推測菌株在此條件下不適宜生長，因此對ZEN 的降解效果不佳。而過高的溶劑用量也會影響ZEN 的降解率，此時的液體比例較大，菌株無法更好地降解下層固體中的ZEN，因此導致菌株Am-07-22對玉米皮和玉米黃粉的降解率不斷下降。

2.6 接種量對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮、玉米黃粉降解ZEN 的影響

接種量對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮、玉米黃粉降解ZEN 的影響見圖5。

圖5 接種量對Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮和玉米黃粉降解ZEN的影響Fig.5 Effect of inoculation amount on the degradation of ZEN in corn husk and corn gluten meal by Am-07-22 solid-state fermentation

由圖5 可知，不同的菌株接種量對玉米皮和玉米黃粉中ZEN 的降解率影響不同。10.0% 和12.5% 的接種量條件下對玉米皮中ZEN 的降解率較高且差異不明顯，分別為88.03% 和87.24%。12.5% 的接種量則表現(xiàn)出對玉米黃粉中ZEN 的最高降解率90.57%。菌株接種量過低時，則表現(xiàn)出對ZEN 較低的降解效果[20]。

2.7 ZEN 添加量對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮、玉米黃粉降解ZEN 的影響

ZEN 添加量對蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮、玉米黃粉降解ZEN 的影響見圖6。

圖6 ZEN 添加量對Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵玉米皮和玉米黃粉降解ZEN 的影響Fig.6 Effect of ZEN content on degradation of ZEN in corn husk and corn gluten meal by Am-07-22 solid-state fermentation

由圖6 可知，在未添加ZEN 時蜜環(huán)菌Am-07-22對玉米皮和玉米黃粉中ZEN 的降解率最高，分別為93.63% 和96.60%。ZEN 添加量越高，菌株對ZEN 的降解率越低。添加3 mg/kg ZEN 時對玉米皮和玉米黃粉ZEN 的降解率分別為74.21% 和77.48%，添加5 mg/kg ZEN 時的降解率分別為61.53% 和63.99%，添加8 mg/kg ZEN 時的降解率分別為40.53% 和46.42%，添加10 mg/kg ZEN 時的降解率分別為17.47% 和21.37%。在培養(yǎng)基中添加的ZEN 含量越高，菌株Am-07-22 對ZEN 的降解效果越差，推測可能菌株對ZEN 的降解能力有限，過高的ZEN 含量會影響菌株生長導致無法更好地降解ZEN[21-22]。

2.8 蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵降解不同質(zhì)量比玉米皮、玉米黃粉中的ZEN

蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵降解不同質(zhì)量比玉米皮、玉米黃粉中的ZEN 見表2 和圖7。

表2 不同質(zhì)量比的玉米皮、玉米黃粉初始成分含量Table 2 Initial component content of corn husk and corn gluten meal with different proportions

圖7 Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵不同質(zhì)量比玉米皮、玉米黃粉對ZEN 的降解效果Fig.7 Degradation effect of Am-07-22 solid-state fermentation on ZEN in corn husk and corn gluten meal at different mass proportions

由表2 可知，在未發(fā)酵時玉米皮與玉米黃粉質(zhì)量比=1∶1、1∶2、2∶1 的初始ZEN 含量分別為2 082.83、2 050.60、2 093.62 μg/kg。由圖7 可知，蜜環(huán)菌Am-07-22 對玉米皮與玉米黃粉質(zhì)量比1∶1 的ZEN 降解率在228 h 時達到最高為95.93%，對質(zhì)量比1∶2 時的ZEN降解率在228 h 時達到最高為96.62%，對質(zhì)量比2∶1時的ZEN 降解率在228 h 時的降解率最高可達96.97%，且在204~240 h 對各質(zhì)量比下的降解率均超過90%。因此可以表明蜜環(huán)菌Am-07-22 對不同質(zhì)量比的玉米副產(chǎn)物均有較好的降解效果，可使其中的ZEN 含量降至標準以下。

2.9 蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵改善不同質(zhì)量比玉米皮、玉米黃粉中的營養(yǎng)成分

蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵改善不同質(zhì)量比玉米皮、玉米黃粉中的營養(yǎng)成分見圖8 和圖9。

圖8 Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵不同質(zhì)量比玉米皮、玉米黃粉的蛋白質(zhì)含量Fig.8 Protein content of corn husk and corn gluten meal at different mass proportions under Am-07-22 solid-state fermentation

圖9 Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵不同質(zhì)量比玉米皮、玉米黃粉的多糖含量Fig.9 Polysaccharide content of corn husk and corn gluten meal at different mass proportions under Am-07-22 solid-state fermentation

由表2 可知，質(zhì)量比為1∶1、1∶2、2∶1 的玉米皮、玉米黃粉中蛋白質(zhì)的含量分別為9.44%、10.20%、8.35%。從圖8 中可以看出，蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵不同質(zhì)量比的玉米皮、玉米黃粉后，其中的蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)升高趨勢，其中質(zhì)量比1∶1 時的蛋白質(zhì)含量由9.44% 升高至15.06%，增加了60%。質(zhì)量比1∶2 和2∶1 時的蛋白質(zhì)含量均增加了7% 以上，分別增加了72% 和91%，最終的含量為17.33% 和15.98%。表明蜜環(huán)菌Am-07-22 可以通過固態(tài)發(fā)酵的方式提高玉米副產(chǎn)物中蛋白質(zhì)的含量[23]。

由圖9 和表2 可知，初始時不同質(zhì)量比的玉米皮、玉米黃粉（1∶1、1∶2、2∶1）的多糖含量分別為17.33%、16.75%、17.56%。通過蜜環(huán)菌Am-07-22 對玉米副產(chǎn)物的固態(tài)發(fā)酵，多糖的含量明顯升高，發(fā)酵結(jié)束時的最終多糖含量分別為25.25%、25.62%、26.63%，分別提高了46%、53%、52%。推測在蜜環(huán)菌Am-07-22 固態(tài)發(fā)酵過程中，菌株在生長會利用培養(yǎng)基中的纖維素、半纖維素等物質(zhì)，為自身生長提供能量，水解后進而轉(zhuǎn)化為多糖類物質(zhì)，因此多糖含量會出現(xiàn)不同程度的提高[24]。

3 結(jié)論

通過開展蜜環(huán)菌Am-07-22 降解玉米加工副產(chǎn)物中的ZEN 條件和效果研究，發(fā)現(xiàn)蜜環(huán)菌Am-07-22 可有效降低玉米皮和玉米黃粉中ZEN 含量，降解率分別達到93.63% 和96.60%。當玉米皮和玉米黃粉質(zhì)量比為2∶1 時，混合物中ZEN 的降解率達到96.97%，對混合物中的可溶性蛋白質(zhì)和多糖的含量提升最高，分別提高91% 和52%。蜜環(huán)菌Am-07-22 對ZEN 具有良好的降解效果，可通過分泌胞外酶和菌體的吸附作用來降解玉米加工副產(chǎn)物中的ZEN，為玉米加工副產(chǎn)物的安全應用提供了重要的研究基礎和理論依據(jù)。