枯草芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌發酵過程中的黃曲霉毒素變化研究

賈佩嶠 趙玉山 常苗苗

黃曲霉毒素（AFT）主要是由黃曲霉（Aspergillus flavus）和寄生曲霉（Aspergillus parasiticus）產生的具有強烈毒性的次級代謝產物。現已發現18種結構衍生物，其中黃曲霉毒素B1毒性最大，具有極強的致癌、致突變、致畸和免疫抑制性。黃曲霉毒素廣泛存在于玉米、花生粕等飼料原料中，嚴重威脅動物的生命安全，每年給飼料工業和畜牧業造成巨大的經濟損失。自1960年被發現以來，AFT已經受到廣泛的重視，人們紛紛研究和采用各種方法來去除糧食和飼料中的AFT，其中包括各種物理、化學和微生物脫毒方法等。伴隨人們對食品健康和環保問題的關注，生物脫霉劑日益受到重視，以微生物及其代謝物作為主要成分的產品也逐漸成為市場主流，本文以枯草芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌兩種微生物作為菌種，對常用的飼料原料如麩皮、玉米皮、DDGS等進行發酵，研究了發酵過程中的黃曲霉毒素變化，以期為生物脫霉劑的生產和應用提供技術支持和指導。

1 材料與方法

1.1 菌種制備

枯草芽孢桿菌（編號XW-C8405）和凝結芽孢桿菌（編號XW1205）斜面菌種由洛陽希望生物科技有限公司提供，經過轉接斜面后，接種入三角瓶進行擴大培養，至培養液中菌數>108/mL后，接入固體物料進行發酵。各培養基配方和培養條件如下：

枯草芽孢桿菌培養基：蛋白胨10g，牛肉粉3g，氯化鈉5g，水1000mL，pH7.2±0.2。培養條件：37℃，搖床轉速220rpm。

凝結芽孢桿菌培養基：葡萄糖15g，蛋白胨7.5g，麥芽粉5g，酵母浸提物5g，水1000mL，pH6.8±0.2。培養條件：37℃，搖床轉速150rpm。

1.2 飼料發酵分組設置

共分4組，1為發酵飼料（發酵飼料配方：60%豆粕，30%麩皮，10%玉米粉），2為純麩皮，3為純玉米皮，4為純DDGS。按1‰比例接入已制備好的菌種，放25℃培養箱進行培養。

1.3 檢測指標和方法

從接種后第6小時開始，按組別每2hr取樣檢測，記錄pH，活菌數，黃曲霉毒素含量，并記錄。

2 結果與分析

枯草芽孢桿菌接種發酵飼料、麩皮、玉米皮、DDGS后在24hr和48hr的降解率分別為65.26%、44.84%、44.65%、44.75%和78.10%、61.08%、63.78%、67.22%;凝結芽孢桿菌接種發酵飼料、麩皮、玉米皮、DDGS后的降解率幾乎沒有變化;枯草芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌聯合接種發酵飼料、麩皮、玉米皮、DDGS后在24hr和48hr的降解率分別為61.54%、26.93%、43.45%、40.54和77.94%、62.95%、65.41%、68.46%。

從實驗結果來看，凝結芽孢桿菌的發酵過程對霉菌毒素沒有造成明顯變化，說明其次級代謝產物中沒有可以降解或轉化霉菌毒素的分子，也即凝結芽孢桿菌或者說此菌株不具備降解黃曲霉毒素的能力。在同種物料的枯草或枯草+凝結聯合發酵的對比中，可以看到聯合發酵的黃曲霉毒素降解速率似乎更緩慢，特別是在24hr之前，最終降解率在48hr沒有統計學意義上的差異。對于多菌種發酵過程來說，除了要考慮單菌株本身與原料的相互作用，還要考慮不同菌株之間的拮抗作用，從此次實驗來看，以枯草和凝結芽孢桿菌聯合發酵，兩個菌株之間的拮抗作用可以忽略，不會對發酵過程或者霉菌降解率有明顯的影響。考慮到復合菌種發酵對飼料原料的分解和轉化效果更好，在沒有拮抗作用的前提下，應優先考慮復合菌種聯合發酵。

3 結論

本試驗通過枯草、凝結以及枯草和凝結聯合發酵對飼料原料中黃曲霉毒素的降解作用評估，確定了枯草芽孢桿菌XW-C8405可以有效降解黃曲霉毒素B1，其對霉菌毒素的降解過程主要發生在接種后的30小時內，其后降解率緩慢下降。凝結芽孢桿菌XW1205對霉菌毒素沒有獨立降解作用，對枯草芽孢桿菌XW-C8405降解霉菌毒素沒有拮抗作用，可考慮作為輔助成分用于增強養殖動物的抗病性能。通過本研究，可以認為，微生物方法降解霉菌毒素的方法是可行的，是值得繼續深入研究的方向。

責編/李雪敏