真菌毒素生物脱毒技术研究(刘阳等著)思维导图
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饲料中真菌毒素生物脱毒的研究进展张晓琳汪洋*李爱科(国家粮食局科学研究院,北京100037)摘要:真菌毒素是某些有害真菌产生的分子质量小、化学性质稳定、具有毒害作用的次级代谢产物,其存在不仅严重威胁着动物生产性能和人类健康,也给畜牧业和食品行业造成了巨大的经济损失。
由于物理、化学脱毒法存在着营养成分流失、脱毒不彻底等问题,而不能被广泛应用。
生物脱毒法不仅避免了上述缺点,还具有作用条件温和、安全环保的优点,是一种理想的脱毒方法。
本文对饲料中常见真菌毒素的种类及其生物脱毒研究进展进行了综述,并对目前生物脱毒研究中存在的问题进行了讨论,旨在为研究人员探求实用高效、经济可行的真菌毒素生物脱毒方法提供参考。
关键词:饲料;真菌毒素;生物降解;生物脱毒;微生物中图分类号:S816.17;S379.7 文献标识码:A 文章编号:真菌毒素(mycotoxins)是某些真菌在污染谷物或者食品的生长繁殖过程中,产生的具有毒害作用的次级代谢产物,由其引起的中毒症状被称作是真菌毒素中毒症状(mycotoxicoses)。
目前,已经发现真菌毒素的种类达400多种,其化学、生物学和毒理学性质多种多样,主要的毒性作用包括致癌作用、遗传毒性、致畸作用、肝细胞毒性、中毒性肾损害、生殖紊乱和免疫抑制。
真菌毒素的存在不仅给人类及牲畜的健康带来极大的危害,也造成了相应的经济损失。
据联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)统计,全球每年约有25%的农作物被真菌毒素污染,约2%的农作物因污染严重而失去营养和经济价值,造成数千亿美元的经济损失[1]。
另外,2003年末至2004年秋,由于养猪行业大量使用发霉玉米,动物出现多种并发传染病,养殖场出现难以控制的局面。
据调查,仅河南省死亡猪只就达1 000万头。
如果以平均每头100元计算,经济损失达10亿元;如果再考虑饲料转化率低下、动物药品消耗增加,则2004年中国范围仅养猪业损失就在100亿元以上[2]。
细菌和真菌
细菌和真菌的菌落
细菌
细菌的发现列文·虎克
微生物学之父巴斯德(鹅颈瓶实验)
菌落的定义
细菌和真菌菌落的特点
细菌的主要特征
营养方式
真菌
真菌的分类
真菌的细胞结构
营养方式
生殖方式
大小:个体微小
形态:有杆状、球状、螺旋状
结构:单细胞个体,细胞无成形的细胞核,有细胞膜、细胞壁,部分有荚膜和鞭毛
异养——大部分细菌
促进自然界物质循环
引起动植物患病
与动植物共生
多细胞真菌
单细胞真菌——酵母菌
霉菌:青霉、曲霉等
大型真菌:蘑菇、灵芝、银耳、冬虫夏草等
生殖方式分裂生殖(二分裂)
异养
孢子生殖
自养——硝化细菌、硫化细菌
在自然界的作用
有细胞核、细胞质、细胞膜、细胞壁(酵母菌还有液泡)
出芽生殖(酵母菌的主要生殖方式)
配制细菌、真菌的一般方法配置培养基、高温灭菌、冷却接种、恒温培养。
必修三专题一内环境及稳态盐津二中2019届高考生物基础内容强化必修二育种及必修三(黄照南整理) 育种又叫IXU 勰U 技剜®4拼技技术・它J 酗黒人 ffJMIK,覺 种I H ]以 修饰A'&,称阚朋 州:物幽跑内,鈔哋 攻堆牛剜適f 我狀._ * _______________________________________亦概念 生产辛丙I 用踌耐1 ---------------射训巴©足和IIiff irjx^iisr附作物計胖乩啪懾墓降悔m 昔材宦的动物忧内屁古弁布tsss卫虫方面核酸内瀨斗作用攻畅性|抻特宦的峡ENT 乍列.并㈱址的如沏剽悚X"WW- 伏晶业-朋 DNA SHtWWi—I//f获刑分卿-谢桂炎的”悝址坐an 临巫如鞠;Hl DDT 的mt 甘为人瓷卩廉勘询tt 挪柬刊¥1極物理因童1ttV Zfit. mm起的考查。
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脱氧雪腐镰刀菌烯醇生物脱毒的研究进展汪洋;张小溪;张晓琳【摘要】脱氧雪腐镰刀菌烯醇作为谷物及其制品中最常见的真菌毒素之一,严重威胁着人类和动物的健康.由于物理、化学脱毒方法存在着营养成分流失、脱毒不彻底等问题,而不能被广泛应用.微生物通过酶促反应将毒素转化成低毒或者无毒物质的生物脱毒方法不仅避免了这些缺点,还具有条件温和、安全环保的优点,是一种理想的脱毒方法.对近年来国内外脱氧雪腐镰刀菌烯醇的生物脱毒研究进展进行了概述,并对脱毒菌株、脱毒酶、脱毒方式及脱毒产物等研究内容作了重点介绍,旨在为脱氧雪腐镰刀菌烯醇的生物脱毒研究提供参考.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2015(030)007【总页数】7页(P128-134)【关键词】脱氧雪腐镰刀菌烯醇;生物转化;生物脱毒【作者】汪洋;张小溪;张晓琳【作者单位】国家粮食局科学研究院,北京100037;国家粮食局科学研究院,北京100037;国家粮食局科学研究院,北京100037【正文语种】中文【中图分类】Q939.96真菌毒素是真菌产生的具有毒害作用的次级代谢产物,不仅给人类和牲畜的健康带来了极大的危害,也造成了巨大的经济损失[1]。
2010年我国黄淮海地区小麦收获季节感染严重的赤霉病,导致玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)两种真菌毒素大面积超标,卫生部在门户网站上进行了预警和通告,并且国家粮食局对毒素超标小麦及时进行了封存,共计封存毒素超标小麦174.5万t,只能在监督下用作燃料乙醇的生产原料,大大降低了实用价值[2]。
DON作为单端孢霉烯族毒素之一,通常由禾谷镰刀菌(Fusarium.graminearum)和黄色镰刀菌(Fusarium.culmorum)感染大麦、小麦、玉米等谷物产生,它广泛存在于玉米、小麦、啤酒、面包等多种谷物及其制品中[3],人畜一旦摄入了被DON污染的食物后,会出现厌食、呕吐、腹泻、发烧、站立不稳、反应迟钝等急性中毒症状,严重时损害造血系统造成死亡[4-7]。
之吉白夕凡创作海洋生物学思维导图1, 海洋生物活性物质和毒素(1)罕见的海洋生物1)海洋概述2)海洋生物概述3)海洋生物分类a.按生活习惯:海洋植物, 植物, 微生物b.按生态特征:浮游, 底栖, 游泳c.按分类学角度:原核生物, 原生生物, 真菌, 海洋植物, 植物4)海洋微生物a.海洋病毒:噬菌体——烈性, 温和两种b.海洋细菌:界说, 基本特征, 罕见菌属, 分布(G+堆积岩, G-海水), 海洋菌与陆地菌的比力, 海洋细菌的特点(嗜盐性, 适冷性, 适压性, 低营养性, 趋化性与附着生长, 发光性), 罕见菌属具体介绍(假单胞菌属, 弧菌属, 希瓦氏菌属)c.海洋放线菌:界说, 药用d.海洋蓝细菌e.海洋真菌:海洋酵母菌, 海洋霉菌f.海洋古菌:形态接近真细菌, 两界五年夜类g.其他海洋微生物:黏细菌, 螺旋体, 衣原体, 立克次氏体, 原绿球藻5)海洋植物a.海藻:微藻, 年夜型藻(绿藻, 红藻, 褐藻)b.海洋种子植物:海草, 红树林6)海洋植物a.栉水母植物门b.腔肠植物门(刺胞植物门):水母, 珊瑚c.节肢植物门:甲壳, 藤壶d.海绵植物门e.软体植物门:贝类, 头足类, 海兔f.苔藓植物门g.棘皮植物门h.脊索植物门:海鞘, 鱼类(2)海洋生物活性物质1)概述2)活性多肽a.概述b.抗肿瘤肽:藻类, 海绵, 海鞘, 海兔, 其他(黏球菌、蓝绿藻、鲨鱼软骨、海豹骨骼肌肉)c.抗菌肽:鲎素, 鲎试剂, 鱼精卵白, 其他(甲壳属, 贝类, 海鞘, 海绵, 鱼类, 微生物)d.降血压肽e.抗氧化肽:氧化与生命衰老学说, 分子基础, 基本制备工艺, 抗氧化能力测定方法, 几种重要的抗氧化肽(肌肽, 谷胱甘肽)f.抗炎多肽3)活性多糖a. 概述b. 海洋植物多糖:多糖在藻体内存在的位置, 藻体活性多糖的组成, 海藻多糖的抗病毒作用, 抗肿瘤作用, 抗凝血作用, 抗氧化作用, 其他生理活性(溃疡, 风湿病, 肾结石, 诱导成骨细胞分化), 提取工艺,c. 海洋植物多糖:黏多糖及肝素, 硫酸软骨素, 透明质酸, 甲壳素和壳聚糖(提取工艺, 特性:成膜性、抑菌性, 应用:果蔬饮料加工、食品工业废水处置、烘培食品、纺织、印染、医学敷科、药物缓释剂、仿制人造器官), 海参多糖d. 海洋微生物多糖:单糖组成, 生物学功能(抗肿瘤、抗病毒、抗氧化活性、抗凝血活性), 构效关系(多糖分支度、多糖组成、分子量、溶解度、高级结构),4) w-3多不饱和脂肪酸a.概述b. DHA和EPA的生理功能:心血管, 神经系统, 抗肿瘤, 抗炎c.生物来源5)其他海洋生物活性物质a.萜类化合物:海绵中, 珊瑚中, 海藻及其他中b.年夜环内酯类c.甾体及甾体皂苷d.生物碱e.特殊氨基酸f.聚醚类g.皂苷(3)海洋毒素物质1)概述a.利弊b.分类:按结构(多肽类, 聚醚类, 生物碱类), 按靶点, 按作用c.来源:有毒藻类, 有毒海绵植物, 有毒腔肠植物, 有毒软体植物, 有毒棘皮植物, 有毒鱼类2)河豚毒素a.结构性质b.来源c.作用机制d.应用e.提取:TTX微生物发酵法, 组织浸提法, TTX粗品纯化技术f.检测:生物检测法, 荧光, 薄层层析, HPLC, 免疫检测g.中毒与处置3)麻痹性贝类毒素a.概述b.结构与性质c.生物来源d.提取与检测方法:石房蛤毒素的提取, 膝沟藻毒素提取e.中毒症状f.毒性机制g.麻痹性贝类毒素的控制与降解h.石房蛤毒素及其应用4)腹泻性贝类毒素a.概述b.结构性质c.生物来源d.提取检测方法e.中毒症状f.毒性机制5)西加毒素a.概述b.结构性质c.生物来源d.提取检测方法e.中毒症状f.毒性机制g.应用前景6)其他毒素a.芋螺毒素b.短裸甲藻毒素c.海葵毒素d.水母毒素e.头足毒素f.海蛇毒素g.海兔毒素h.微囊藻毒素i.记忆缺损贝类毒素ASP(4)海洋微生物及其应用1)海洋微生物的基础知识a.概述b.微生物的分类单位与命名法则c.古菌:细胞壁, 细胞膜, tRNA, 核区, 代表(嗜热酸古菌, 嗜盐古菌, 产甲烷古菌,d.真细菌:光能自养型, 化能自养型(硝化细菌、硫化细菌、甲烷氧化细菌), 化能异养型(G+、G-)e.真核微生物:真菌, 真核微藻, 原生生物(微小鞭毛虫, 异鞭毛虫、混合营养型微小鞭毛虫、腰鞭毛虫, 变形虫)2)海洋微生物的研究方法a.概述b.分离步伐:取样前准备, 取样点选择, 样品收集, 分离培养, 培养条件c.基于16SrRNA的研究技术3)海洋微生物的次级代谢产物年夜环内酯类, 环肽化合物, 环肽抗生素, 生物碱, 含卤化合物4)海洋微生物的应用a. w-3系不饱和脂肪酸的微生物发生a1.产EPA和DHA的海洋微生物(真菌, 微藻, 细菌)a2 微生物多不饱和脂肪酸的合成途径(真菌与藻类, 细菌)a3 影响微生物体内多烯不饱和脂肪酸和成因素(碳源、NaCl浓度, 磷及微量元素)b.海洋微生物酶抑制剂琼脂酶, 卡拉胶酶, 纤维素酶, 高内切葡聚糖酶, 酯类水解酶, 高温脂肪酶, 褐藻酸裂解酶, 卵白酶, 碱性磷酸酶, 溶菌酶, 氢化酶, Taq聚合酶, Pfr聚合酶2, 海洋药物学(1)海洋生物活性化合物的药理作用评价1)药理作用评价的基本概念a.药物与药理作用:药物, 药理作用(药物作用的基本模式), 药物的选择性b.药物活性与药物作用靶点c.药物平安性与治疗指数2)药理作用评价的一般技术和方法a.药物研究的基来源根基则(随机原则, 对比原则, 重复原则)b.药理研究的方法(离体试验, 在体试验)3)罕见药效评价技术和方法a.药效评价的目的b.药效研究的模型:模型的重要性, 罕见模型, 模型选择c.主要药效学研究技术:实验方法(至少三种), 观测指标, 实验植物, 受试药物, 给药剂量与途径, 对比, 统计处置, 结果总结4)药动学研究a.药动学概念b.药动学研究的目的和意义c.药动学研究的内容:药物的体内过程(吸收、分布、代谢、消除), 速率论, 药动学模型d.临床前药物的药动学研究:研究目的, 实验植物选择, 给药途径, 生物药品中药物浓度的测定方法建立(灵敏度, 特异性, 重现性, 精密度), 标准曲线, 回收率e.检测方法的选择f.药动学实验设计及其参数计算g.药物分布(小鼠年夜暑)h.药物排泄(尿排泄, 粪便排泄, 胆汁排泄)i.生物转化j.与血浆卵白结合实验k.生物利用度(2)药用微藻的工业化培养1)工业化药用海洋微藻的药理学研究进程b.3年夜主要经济微藻:螺旋藻, 小球藻, 杜氏藻2)药用海洋微藻的年夜规模工业化培养技术b.微藻的培养技术:光能自养型——关闭式培养, 密闭式光生物反应器培养(管道, 光纤, 平板);异养培养技术混养培养技术c.培养流程:保种(液体, 固体培养基, 固定化)——消毒——培养液制备(选择、制备)——接种——培养过程中日常管理及注意事项——采收3)微藻培养生产代谢产物应用举例a.生物柴油及w3系脂肪酸——影响因素(温度, 光照, 氮源, CO2, 磷源)b.杜氏藻培养生产b胡萝卜素——应用(医药、食品添加剂、日用化妆品、饲料添加剂)——合成(化学合成, 天然产物提取, 生物发酵)。