玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)是霉变谷物中常见的霉菌毒素之一,主要出现在霉变的玉米、小麦等谷物中,给畜禽和人类带来一定程度的健康危害,如生殖毒性、免疫毒性、肝毒性和肾毒性等.目前,解决玉米赤霉烯酮污染问题的方法包括物理、化学和生物3个途径.虽然传统的物理和化学脱毒方法已经运用在许多的饲料生产中,但同时也存在着二次污染的风险.生物降解法是一种利用微生物吸附和降解玉米赤霉烯酮的脱毒方法,具有安全环保、高效、特异性强和脱毒率高的特性,且不影响谷物的营养价值,已成为玉米赤霉烯酮降解研究的热点.本文主要介绍了近年来降解玉米赤霉烯酮的微生物种类,并将其归纳分类,从微生物的脱毒能力、脱毒方法和脱毒产物进行了叙述,综述了微生物脱毒的优点及前景,以期为微生物降解玉米赤霉烯酮的理论研究及实际应用提供新的视角.

真菌毒素广泛存在于农业产品中,对人和动物的健康构成巨大威胁.乳酸菌作为一种公认安全的微生物,在食品生物减毒方面具有巨大的应用潜力,成本低廉且不会对食品品质及生态环境造成不良影响.文章主要根据近年来国内外研究进展,阐述乳酸菌对食品和饲料中几种常见真菌毒素的脱毒作用(抑制真菌生长、毒素的吸附和降解),关注乳酸菌在生物脱毒方面的实际应用,为乳酸菌在食品保鲜领域的应用提供理论指导.

[背景]玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)是广泛污染粮谷类作物的一种雌激素类真菌毒素,不仅给农业经济带来巨大损失,还能通过食物链对人和动物健康造成危害.[目的]从微生态制剂中筛选获得能够高效降解玉米赤霉烯酮的菌株,优化其脱毒条件,测定其在饲料中的实际脱毒效果及对饲料中植酸、维生素含量变化的影响.[方法]从微生态制剂中分离出玉米赤霉烯酮降解菌,通过细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)测定菌株降解玉米赤霉烯酮产物的细胞毒性和雌激素活性,通过高效液相色谱法测定分离株在培养基和饲料中的解毒效果,以及分离株在霉变的豆粕、麸皮和成品饲料中固态发酵前后维生素的含量变化,通过三氯化铁比色法测定饲料脱毒前后植酸的含量变化.[结果]从微生态制剂中筛选出一株通过分泌胞外酶高效降解玉米赤霉烯酮的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)PA26-7,该菌株在培养基起始pH 4.0-8.0、培养温度 25-60℃条件下均可降解玉米赤霉烯酮,产物的细胞毒性和雌激素活性均较ZEN弱.PA26-7经固态发酵 72 h 后,饲料原料(豆粕和麸皮)及霉变的成品鸡饲料中玉米赤霉烯酮含量下降66.2%-96.8%,植酸含量下降 8.40%-32.26%,维生素B2、维生素C和叶酸的含量显著提高.[结论]B.velezensis PA26-7 可作为饲料中玉米赤霉烯酮的生物脱毒菌株,其固态发酵有效清除了饲料中的植酸,并产生了多种维生素,有利于改善饲料的营养结构.

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)又名呕吐毒素(VT),是镰刀菌属(Fusarium spp.)产生的最常见的真菌毒素之一,广泛存在于谷物及其相关制品中,给世界粮食生产造成巨大经济损失,也给人类和动物健康带来重大威胁.目前,利用微生物和酶对DON进行生物脱毒的方法展现出良好的应用前景.很多真菌和细菌能够通过自身吸附或降解的方式在DON的脱毒过程中发挥作用.本文概述了食物中DON的发生、毒性作用及DON生物转化机制,对近年来利用真菌、细菌和植物进行DON脱毒以及脱毒材料的应用进行了较为详细的阐述,以期为食品和饲料中DON的生物防控提供参考.

真菌毒素是真菌在其生长代谢中产生的一种次级代谢物,已成为食品和饲料行业中广泛存在的污染源.降解真菌毒素是食品工业和农业中的一个重要课题.随着生物技术的发展,生物脱毒逐渐取代传统的物理、化学脱毒成为了真菌毒素降解的主流方法.目前,已经有很多的微生物被证实能够降解一些真菌毒素.本文中,笔者将针对一些常见的真菌毒素进行总结归纳,对其特征进行概述,并列举其相应的生物降解方法.另外,总结了一些与真菌毒素相关的新的酶或微生物,并对一些新的技术(如蛋白质工程等)在真菌毒素降解中的应用进行讨论.

玉米赤霉烯酮 (Zearalenone,ZEN) 及衍生物是一类主要由镰刀菌属的真菌产生的非甾体雌激素类真菌毒素,广泛存在于玉米、大麦、小麦和高粱等谷物饲料及其副产品中,严重危害牲畜及人类健康,迫切需要相关的技术对ZEN进行降解脱毒.传统的物理化学方法不能有效去除谷物中的毒素,并会破坏谷物的营养成分,影响食物口感,甚至造成二次污染,因此利用生物工程技术对ZEN及其衍生物进行脱毒是未来解决这一问题的主要方法.文中简要介绍了ZEN及衍生物和降解ZEN的微生物种类、降解特性,然后详细介绍了目前研究的ZEN降解酶种类、解析唯一的蛋白结构及其异源表达和应用情况,以期为通过分子酶工程和发酵工程等生物工程技术降低ZEN降解酶的成本提供指导,从而提高食品安全.

研究酪丁酸梭菌吸附清除饲料中玉米赤霉烯酮的能力,为其在农作物饲料中的脱毒作用奠定基础.首先通过单因素实验确定初始菌质量浓度、pH、温度和时间的影响,并探究热、酸处理后的菌株清除玉米赤霉烯酮的能力,再采用微生物适应性进化方法驯化酪丁酸梭菌,以提高其脱毒效果.结果 表明:当初始质量浓度为1.0×1011个/mL的原始菌悬于pH4.0的培养基,37℃孵育24h时,对玉米赤霉烯酮毒素的清除效果分别为活菌组31.9％、热处理组44.2％、酸处理组50.2％,说明原始菌对玉米赤霉烯酮具有一定的清除能力.而驯化后的菌株经过热、酸处理,经验证当菌体密度为1.0×1011个/mL时,酸处理后的驯化菌株对毒素的吸附效果最好,吸附率可达98.5％,有望被运用于实际生产中,从而减少饲料中的毒素含量,有利于家禽体内毒素的清除,降低毒素积累.

食用菌菌渣(Spent mushroom substrate,SMS)指食用菌出菇后的培养基废弃物,富含菌体蛋白、生物酶、多糖等营养物质,是潜在的生物质资源,用于肥料、饲料、生物修复等领域.我国是全球第一大食用菌生产国,大量菌渣资源一直没有得到科学有效地利用,并造成环境污染.以工厂化、实验室和农业栽培的杏鲍菇、平菇等9种常见食用菌菌渣为材料,进行高产漆酶菌渣筛选,并进一步利用高活性菌渣,对孔雀石绿、活性艳蓝、甲基橙、活性红和活性黑5种染料进行脱色脱毒研究.结果显示,新鲜工厂化杏鲍菇菌渣漆酶活性为7.55×104 U/g.其不同高度菌渣柱对染料脱色的结果显示,15 cm高菌渣脱色效果最佳,对5种染料的脱色率分别为100％、98.60％、72.82％、61.97％和43.73％.全波长光谱扫描显示,孔雀石绿、活性艳蓝经处理后流出液的染料最大光吸收峰显著降低甚至消失.进一步利用其菌渣漆酶粗提物进行染料脱色研究,30℃孵育24 h脱色率分别为81.24％、49.43％、37.62％、26.34％和13.54％.以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为靶标,对酶促染料降解产物进行了毒性研究,结果显示产物毒性均低于未处理染料.本研究表明工厂化杏鲍菇菌渣具有高漆酶活性,能用于孔雀石绿、活性艳蓝等染料废水的脱色、脱毒,具有重要经济和生态价值.

[背景]玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)是一种具有类雌激素作用的霉菌毒素,常会污染谷物和饲料,严重威胁动物和人类的健康.生物脱毒作为理想的去除ZEN的方法,广受关注,然而相关菌株较少,仍有待进一步筛选.[目的]明确一株玉米赤霉烯酮降解菌的生物学分类地位,并优化其赤霉烯酮降解菌降解条件.[方法]通过菌株的16SrRNA基因序列比对,构建系统发育进化树,并开展了相关培养条件的单因素优化和玉米赤霉烯酮降解动力曲线的绘制.[结果]实验菌株WLB-29经鉴定为斯塔普氏菌属(Stappia),其16S rRNA基因序列在GenBank上登录号为MT196321,该序列与模式菌株Stappia indica B106T相似性最高为97.47％,初步确定为斯塔普氏菌属潜在新种.单因素优化表明,菌株降解玉米赤霉烯酮的最佳条件为LB培养基、37℃培养、pH 8.0、2％接种量和玉米赤霉烯酮初始浓度为10 mg/L,在此条件下培养144 h后,玉米赤霉烯酮的降解率最高可达92.56％.[结论]菌株WLB-29具有较好的ZEN降解作用,为进一步解析菌株降解ZEN作用机理提供了研究基础,也为进一步开发利用菌株开展ZEN的生物脱毒提供了新的菌株资源.

旨在添加植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)抑制青贮饲料霉菌的增殖,同时降解毒素,以期提高饲料安全性.利用HPLC测定植物乳杆菌无细胞上清液(CFS)中的抗菌成分,评定其对AFB1的吸附效率.之后将植物乳杆菌及黄曲霉菌(Aspergillus flavus)添加到全株玉米(Zea mays L.)青贮饲料中,在发酵0 d、24 d和48 d感官评定青贮饲料,并测定分析发酵品质、营养价值、微生物、有氧稳定性和饲料霉变情况.结果表明CFS中存在有机酸,植物乳杆菌对AFB1的吸附率达到59.40％.添加植物乳杆菌处理组青贮饲料的感官品质、微生物组成、发酵性能、营养成分、饲用价值、CNCPS、有氧稳定性及饲料霉变情况均显著优于对照组及黄曲霉菌处理组(P<0.05),各处理组均未检测到毒素.植物乳杆菌破坏霉菌结构,从而抑制其生长,并且具有吸附毒素能力,能够有效改善全株玉米青贮饲料的发酵品质及其营养成分,避免饲料遭受霉菌侵染而导致安全性降低.