玉米漿中黃曲霉毒素B1的降解試驗研究

吳靜 趙玉斌 孔磊

[摘要]玉米漿是玉米淀粉糖生產中的副產物，含有豐富的營養物質，可作為飼料和發酵劑。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，導致玉米漿的利用價值降低。為了充分提高玉米漿的附加值，減少玉米漿的浪費，本試驗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，滿足國家標準中黃曲霉毒素B1含量低于50 mg/kg的要求。

[關鍵詞]玉米漿;降解;黃曲霉毒素B1;菌株

中圖分類號：TS201.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20190512

玉米在儲存過程中，由于外界環境和儲存條件的影響，會導致霉變。玉米中的毒素主要是由真菌產生的具有毒性的次級代謝產物，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。在淀粉糖生產過程中，玉米經過浸泡程序，大部分毒素滯留在浸泡水中，在濃縮時存在玉米漿中。玉米漿中含有豐富的維生素、氨基酸和蛋白質，是比較理想的飼料原料，但是由于毒素含量高，特別是致癌性強的黃曲霉毒素B1嚴重超標，影響了玉米漿的使用。黃曲霉毒素被世界衛生組織癌癥研究機構劃定為IA級危險物[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，且效果不穩定，還會吸附飼料中的維生素等營養物質，造成飼料品質下降;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，但是由于輻射技術本身的放射性污染問題，對飼料的安全性有影響;化學法存在不穩定性，對產品的其他成分會有一定程度的破壞，其應用也受到限制。

當前，利用生物脫毒特別是利用微生物的代謝產物由于具有安全環保、解毒徹底、特異性強等優點而備受研究者的關注。近年來人們發現許多微生物，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。本研究利用通過對降解黃曲霉毒素B1菌株的篩選，篩選出安全、特異性強的菌株，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? 試驗儀器

立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海博迅實業有限公司醫療設備廠;SW-CJ-2FD型雙人單面垂直送風凈化工作臺：浙江蘇凈凈化設備有限公司;303A型電熱恒溫培養箱：南通宏大試驗儀器有限公司;液相色譜儀：島津（上海）試驗器材有限公司。

1.2? 試驗材料

黃曲霉毒素B1：Pribolab公司;發霉糧食：魯洲生物科技（山東）有限公司原料庫檢出;動物糞便：養殖場獲取;發酵食品：超市購買;腐爛的鋸末：木材廠獲取;營養肉湯培養基：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：湖北鑫潤德化工有限公司。

2? 試驗方法

2.1? 菌株的篩選

以香豆素作為唯一碳源進行黃曲霉毒素B1降解菌株的初篩[5]。配置濃度為0.3%的香豆素溶液，制成培養基。將發霉糧食、動物糞便、發酵食品、腐爛的鋸末樣本中篩選菌株轉接于培養基中，放置37 ℃恒溫培養24 h，觀察培養情況，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，放置37 ℃恒溫培養72 h。

2.2? 毒素降解試驗

將篩選培養得到的降解毒素B1的菌種加入濃縮玉米漿（調節pH值為4.5～5.0）中進行降解試驗。取原料200 g/種，將復篩培養的菌種接入原料中，靜置36 h后，進行黃曲霉毒素B1檢測。

2.3? 基因測序

委托上海生工生物工程技術服務有限公司進行基因測序。

3? 結果與分析

3.1? 降解黃曲霉毒素B1菌株的篩選

初篩4株菌株，其中1株來源于發霉糧食，該菌株成為初篩的優勢菌株，由于發霉糧食中本身含有較高的黃曲霉毒素，在培養過程中，該菌株生產的速度較快，優于其他菌株。表明該菌株利用香豆素較強，細胞可以正常進行生長繁殖的代謝。

3.2? 降解黃曲霉毒素B1菌株的復篩

玉米漿中黃曲霉毒素的降解試驗結果見表1，據表1可知，來源于發霉糧食的菌株，降解黃曲霉效果明顯，達到了國家標準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，來源于發霉糧食的菌株對玉米漿中黃曲霉毒素降解結果見圖1，分析結果見表2;來源于動物糞便的菌株對玉米漿中黃曲霉毒素降解結果見圖2，分析結果見表3;來源于發酵食品的菌株對玉米漿中黃曲霉毒素降解結果見圖3，分析結果見表4;來源于腐爛的鋸末對玉米漿中黃曲霉毒素降解結果見圖4，分析結果見表5。

3.3? 菌株的鑒定

來源于糧食的降解毒素菌株菌落，該菌革蘭氏染色為陽色，有芽孢。將該菌在培養基上用“平板畫線法”進行培養48 h后獲得單菌落，觀察菌體形態特征：該菌體均一，皆為長桿狀，有鞭毛，確實為芽孢桿菌。菌株生理生化檢測結果見表6[7]。

基因檢測結果：通過DNAMAN軟件，將已經公布的枯草芽孢桿菌基因序列與所得菌株的基因進行對比分析。

通過對比結果表明，實驗室獲取的菌株全基因序列中含有一段與已經公布的枯草芽孢桿菌基因序列極為相似的序列，長度為28 bp。生理生化結果試驗結果表明，該菌株能利用葡萄糖、果糖等大部分碳源[8-10]，參照《伯杰氏細菌鑒定手冊》（第九版）判定為地衣芽孢桿菌。

4? 結? 論

截至目前，黃曲霉毒素B1仍是飼料行業中威脅最大的霉菌毒素之一，各種動物對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，通過試驗可以達到降解黃曲霉毒素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、保證產品的質量，還能增加玉米的應用，解決淀粉廠玉米漿難處理的問題。

參考文獻

[1]謝光洪，陳承禎，徐闖，等.黃曲霉毒素檢測方法的研究[J].飼料工業，2007（6）：53-56.

[2]計成.飼料中霉菌毒素生物降解的研究進展[J].中國農業科學，2012（1）：153-158.

[3]沈祥震.花生油中黃曲霉毒素B1紫外降解及安全性評價[D].泰安：山東農業大學，2014.

[4]SMILERY R D，DRANGHON F A. Preliminary evidence that degradation of Aflatoxin B1 flavobacterium syrantiacum is enzymafic[J].Joyrnal of Food Protection，2000（3）：415-418.

[5]ALBRETS J F，ENGELBRECHT Y，STEYN P S，et al. Biological degradation of Aflatoxin B1 by rhodococeus erythropolis cultures[J].Intermtional Journal of Food Microbiology，2006（2）：121-126.

[6]GB/T 36858-2018.飼料中黃曲霉毒素B1的測定 高效液相色譜法[S].

[7]李寧.地衣芽孢桿菌dif序列的功能鑒定[D].無錫：江南大學，2009.

[8]李俊霞，梁志宏，關舒，等.黃曲霉毒素B1降解菌株的篩選及鑒定[J].中國農業科學，2008（5）：1459-1463.

[9]朱云，徐琳娜，艾蘭紅，等.糧油產品中黃曲霉毒素檢測方法研究[J].糧食科技與經濟，2014（5）：41-43.

[10]白福軍，竇鑫鑫，胡連榮，等.高效液相色譜法測定黃曲霉毒素B1的不確定度評定[J].糧食科技與經濟，2013（5）：27-28+34.

收稿日期：2019-05-02

基金項目：山東省重點研發計劃（公益類）（2017GSF221014）。

作者簡介：吳靜，女，碩士，研究方向為農產品加工及貯藏。

通信作者：趙玉斌，男，本科，高級工程師，研究方向為食品工程。