黄曲霉毒素的生物降解研究进展

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湖北农业科学2016年

收稿日期院圆园员远原园圆原园猿基金项目院国家公益性行业渊农业冤科研专项渊圆园员猿园猿园愿园冤曰武汉市科技人才培育计划晨光计划项目渊圆园员缘园苑园源园源园员园员愿怨冤曰湖北省科技创新中心资助项目渊圆园员远原远圆园原园园园原园园员原园猿猿冤作者简介院赵春霞渊员怨怨员原冤袁女袁湖北宜昌人袁硕士袁主要从事生物质资源利用与工业微生物研究袁渊电话冤员愿远圆苑园圆愿园怨员渊电子信箱冤扎澡葬燥糟澡怎灶曾蚤葬员怨怨员岳赠藻葬澡援灶藻贼曰通信作者袁郭鹏渊员怨愿员原冤袁男袁湖北黄冈人袁副研究员袁博士袁主要从事应用微生物学研究袁渊电话冤员缘园园苑员怨缘愿远猿渊电子信箱冤早责藻灶早赃圆园园愿岳员远猿援糟燥皂遥84No.7Apr.袁圆园16第卷第2期1月湖北农业科学灾燥造援55No.1Jan.袁圆园165520期圆园16年10月匀ubei粤gricultural杂ciences灾燥造援55No.20Oct.袁圆园16

黄曲霉毒素渊粤枣造葬贼燥曾蚤灶泽冤最早发现于员怨远园年袁当

时在英国袁大量火鸡因喂食发霉的花生饼粕而死

亡袁员怨远员年科学家从花生饼粕中培养分离出一种霉

菌袁经鉴定其为黄曲霉渊粤泽责藻则早蚤造造怎泽枣造葬增怎泽冤袁后来证

实是该菌产生的黄曲霉毒素导致了火鸡突发性死

亡咱员暂遥自此袁科学家们开始了对黄曲霉毒素的深入

研究遥黄曲霉毒素主要是由黄曲霉和寄生曲霉渊粤泽责藻则早蚤造造怎泽责葬则葬泽蚤贼蚤糟怎泽冤等真菌产生的一类高毒性

的次生代谢物咱圆暂遥员怨怨猿年世界卫生组织渊宰匀韵冤将黄

曲霉毒素划定为员级致癌物质遥黄曲霉毒素广泛存

在于谷物与饲料原料中遥畜禽食用被黄曲霉毒素污

染的饲料会引发疾病袁通过食物链进入人体的毒素仍然具有高致癌性袁严重威胁人类健康遥因此袁控制

和解决饲料和粮食中黄曲霉毒素的污染对人类健

康具有十分重要的意义遥由于黄曲霉毒素严重威胁人类健康袁不少科学

家致力于黄曲霉的脱毒研究遥目前已经报道多种物

理和化学的脱毒方式袁这些脱毒方式在一定程度上

可以降低或者消除黄曲霉的毒性遥但不论是单独使

用或者联合使用这些方式脱毒袁都难以达到所期待

的安全尧高效尧低成本和营养成分低损失的效果遥而

生物脱毒法因具备以上优势而成为黄曲霉毒素脱

毒技术的新方向遥本研究对黄曲霉毒素的特性尧脱

毒方式尤其是生物脱毒方式及其机理和生物降解黄曲霉毒素的生物降解研究进展

赵春霞员袁圆袁王轶圆袁吕育财员袁程薇圆袁郭鹏圆袁崔宗均猿渊员援三峡大学生物与制药学院袁湖北宜昌源源猿园园圆曰圆援湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所袁武汉源猿园园远源曰猿援中国农业大学农学与生物技术学院袁北京员园园员怨猿冤

摘要院黄曲霉毒素渊粤枣造葬贼燥曾蚤灶泽冤是黄曲霉渊粤泽责藻则早蚤造造怎泽枣造葬增怎泽冤尧寄生曲霉渊粤泽责藻则早蚤造造泽责葬则葬泽蚤贼蚤糟怎泽冤等真菌的次级代谢产物袁具有高毒性和致癌性袁是饲料中主要的污染物之一遥近年来黄曲霉毒素的降解成为研究热点袁对黄曲霉毒素的特性尧脱毒方式尤其是生物降解及其机理和降解产物的研究进展进行了综述遥关键词院黄曲霉毒素曰生物降解曰微生物曰脱毒方式中图分类号院匝怨猿远文献标识码院A文章编号院0439原愿114渊圆园16冤20原5172-05DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.20.002

栽澡藻砸藻泽藻葬则糟澡孕则燥早则藻泽泽燥枣粤枣造葬贼燥曾蚤灶泽月蚤燥凿藻早则葬凿葬贼蚤燥灶

在匀粤韵悦澡怎灶原曾蚤葬员袁圆袁宰粤晕郧再蚤圆袁蕴譈再怎原糟葬蚤员袁悦匀耘晕郧宰藻蚤圆袁郧哉韵孕藻灶早圆袁悦哉陨在燥灶早原躁怎灶猿渊员援悦燥造造藻早藻燥枣月蚤燥造燥早赠葬灶凿孕澡葬则皂葬糟赠袁悦澡蚤灶葬栽澡则藻藻郧燥则早藻泽哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁再蚤糟澡葬灶早源源猿园园圆袁匀怎遭藻蚤袁悦澡蚤灶葬曰圆援陨灶泽贼蚤贼怎贼藻燥枣粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造孕则燥凿怎糟贼泽孕则燥糟藻泽泽蚤灶早葬灶凿晕怎糟造藻葬则粤早则蚤糟怎造贼怎则藻栽藻糟澡灶燥造燥早赠砸藻泽藻葬则糟澡袁匀怎遭藻蚤粤糟葬凿藻皂赠燥枣粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造杂糟蚤藻灶糟藻泽袁宰怎澡葬灶源猿园园远源袁悦澡蚤灶葬曰猿援悦燥造造藻早藻燥枣粤早则燥灶燥皂赠葬灶凿月蚤燥贼藻糟澡灶燥造燥早赠袁悦澡蚤灶葬粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁月藻蚤躁蚤灶早员园园员怨猿袁悦澡蚤灶葬冤

粤遭泽贼则葬糟贼院粤枣造葬贼燥曾蚤灶泽葬则藻贼澡藻泽藻糟燥灶凿葬则赠皂藻贼葬遭燥造蚤贼藻泽燥枣粤泽责藻则早蚤造造怎泽枣造葬增怎泽葬灶凿粤泽责藻则早蚤造造怎泽责葬则葬泽蚤贼蚤糟怎泽袁葬灶凿燥灶藻燥枣贼澡藻皂葬躁燥则贼燥曾鄄蚤灶泽蚤灶枣燥燥凿葬灶凿枣藻藻凿憎蚤贼澡澡蚤早澡贼燥曾蚤糟蚤贼赠葬灶凿糟葬则糟蚤灶燥早藻灶蚤糟蚤贼赠援陨灶则藻糟藻灶贼赠藻葬则泽袁贼澡藻则藻泽藻葬则糟澡燥灶葬枣造葬贼燥曾蚤灶泽蚤泽遭藻糟燥皂蚤灶早葬澡燥贼泽责燥贼援栽澡藻则藻增蚤藻憎枣燥糟怎泽藻泽燥灶贼澡藻糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽葬灶凿凿藻贼燥曾蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶皂藻贼澡燥凿泽燥枣葬枣造葬贼燥曾蚤灶泽袁藻泽责藻糟蚤葬造造赠贼澡藻遭蚤燥凿藻早则葬凿葬贼蚤燥灶责则燥糟藻泽泽葬灶凿凿藻早则葬凿葬贼蚤燥灶责则燥凿怎糟贼泽援运藻赠憎燥则凿泽院葬枣造葬贼燥曾蚤灶曰遭蚤燥凿藻早则葬凿葬贼蚤燥灶曰皂蚤糟则燥燥则早葬灶蚤泽皂曰凿藻贼燥曾蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶憎葬赠.com.cn. All Rights Reserved.第20期

产物等方面进行了综述遥

员黄曲霉毒素的特性

员援员黄曲霉毒素的结构和性质

黄曲霉毒素大概有圆园多种结构袁这些结构均

是双呋喃香豆素的衍生物袁基本结构中都有二呋喃

环和氧杂萘邻酮渊香豆素冤袁前者为基本毒素结构袁与黄曲霉毒素的毒性有关袁后者与致癌有关袁该结

构在紫外光照射下可产生荧光遥目前已经分离鉴别

出的结构主要有发蓝色荧光的月类和发绿色荧光的郧类袁在粮油制品中主要以月员尧月圆尧郧员与郧圆的形式存

在袁在动物体内会转化产生酝员尧酝圆两种异构体咱猿暂遥远

种主要的毒素结构如图员遥黄曲霉毒素中毒性最强

的是黄曲霉毒素月员渊粤云月员冤袁其次毒性从强到弱依次

为酝员尧郧员袁月圆和郧圆咱源暂遥因此袁对于黄曲霉毒素的脱毒

研究一般是以粤云月员的去除率为评价指标遥

员援圆黄曲霉毒素月员黄曲霉毒素月员分子式为悦员苑匀员圆韵远袁纯品为白色

结晶袁相对分子质量为猿员圆援园远袁裂解温度为圆远愿益遥粤云月员结构中主要有猿个毒性位点袁见图圆遥其中袁第

一个毒性位点是呋喃环上的愿尧怨位双键袁该位点是

黄曲霉毒素月员形成粤云月员原责则燥尧粤云月员原阅晕粤等复合体

的作用位点袁也是导致基因突变和致癌致畸的主要功能基团袁这也是粤云月员是黄曲霉毒素家族中毒性

最强的原因曰第二个毒性位点是员园尧员员尧员缘号位点袁即粤云月员中的香豆素的内酯环部分袁这个位点容易

发生化学水解袁因而成为较为活跃的毒素降解位

点曰第三个位点是粤云月员环戊烯酮环上的员尧圆尧猿尧员源号位点袁该位点上的一些取代基团的存在与否也对粤云月员的毒性有一定的影响咱缘暂遥

圆黄曲霉毒素的限量标准

宰匀韵/云粤韵规定存在于食品和饲料中毒素的最

大限量为渊月员垣月圆垣郧员垣郧圆冤员缘滋早辕噪早袁牛奶中粤云酝员的

最大限量为园援缘滋早辕噪早遥员怨怨远年袁美国云阅粤公布牛

奶中粤云酝员的最大允许量为园援缘滋早辕噪早袁动物饲料中

的最大允许量为猿园园滋早辕噪早曰食品中毒素的总量渊月员垣

月圆垣郧员垣郧圆冤不能超过圆园滋早辕噪早遥圆园园园年袁欧盟制定了

有关黄曲霉毒素的标准含量院直接食用的花生仁中粤云月员的含量不得超过圆滋早辕噪早袁总量渊月员尧月圆尧郧员尧郧圆冤

小于源滋早辕噪早曰而非直接食用花生仁中粤云月员的含量

不得超过愿滋早辕噪早袁总量小于1园滋早辕噪早曰奶制品中粤云酝员的含量不得超过园援园缘滋早/噪早遥这被称为国际上

最为严格的限量标准遥中国卫生部在员怨愿圆年颁布了粤云月员在食品中

的限量标准院花生仁尧花生油尧玉米中不得超过圆园滋早辕噪早曰玉米及花生仁制品中含量小于圆园滋早辕噪早曰大

米和其他食用油中含量小于员园滋早辕噪早曰其他食品尧豆类和发酵食品中含量小于缘滋早辕噪早曰婴儿乳制品

不得检出遥

猿黄曲霉毒素的生物脱毒方式

传统的黄曲霉毒素的脱毒方式有物理和化学

方法遥物理方法主要包括高温法尧辐射法和物理吸

附法遥其中袁采用高温法要加热至猿园园益才能使粤云月员有明显的分解袁显然成本太高曰对于辐射法辐

射除毒的研究比较多袁沈祥震咱远暂尧再燥怎泽泽藻枣等咱苑暂和迟蕾

等咱愿暂的研究表明辐照法去除真菌毒素效果明显袁但

辐照技术本身的放射性污染问题袁辐射机理的认知

不全袁辐照对食物尧饲料的安全性问题使辐射除毒

技术的应用受到限制咱远暂遥化学法主要包括碱处理法

和氧化法袁但化学法本身存在不稳定性袁例如袁在碱

性条件下袁粤云月员的内酯环被打开袁变成了香豆素钠

盐或铵盐袁黄曲霉毒素毒性消失袁但从碱性恢复到

中性时袁打开的内酯环会重新连接成毒素咱怨暂遥再者袁

化学法安全性有待于评估袁对产品的其他成分也有

一定程度的破坏遥因而其应用也受到限制遥生物脱毒方法可以分为以下两大类院微生物本

身的吸附作用和微生物的代谢产物袁

例如酶或者抗图员远种黄曲霉毒素的化学结构式粤云月员粤云G员粤云M员OCH3OCH3OCH3

粤云月2粤云G2粤云M2OCH3OCH3OCH3OH

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图圆粤云月员的毒性部位粤云月员毒性位点2

毒性位点1毒性位点3

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氧化剂对毒素的降解作用遥吸附作用和生物降解有

本质区别袁所以袁两者的区分是研究微生物降解毒

素的一个重要的基础工作咱员园暂遥

猿援员生物吸附法去除黄曲霉毒素

自然界部分微生物可通过非共价方式与黄曲

霉毒素结合袁形成菌体原黄曲霉毒素复合体袁形成复

合体的微生物自身吸附能力下降袁复合体的状态稳

定袁很难被机体吸收袁大部分排出体外袁从而达到脱

毒目的咱员员暂遥迄今为止袁已经发现对黄曲霉毒素有结

合吸附能力的微生物以乳酸菌渊蕴葬糟贼燥遭葬糟蚤造造蚤冤和酵母渊杂葬糟糟澡葬则燥皂赠糟藻贼藻泽冤居多咱员圆袁员猿暂遥研究表明袁乳酸菌和酵

母菌对毒素的吸附能力与它们的细胞壁结构有关袁它们主要通过细胞壁吸附毒素遥原理是在乳酸菌和

酵母的细胞壁上存在特殊的结合位点能结合不同

的分子袁例如金属离子和大分子的物质咱员圆袁员猿暂遥因而袁

死亡的细胞也和毒素有结合能力遥研究表明袁酵母

细胞壁上的葡聚糖在吸附毒素上起重要作用袁葡聚

糖特有的螺旋状分子结构可以与多种毒素形成特

异的互补结构咱员源暂遥与酵母细胞不同袁乳酸菌对粤云月员的结合能力有高度的种特异性袁主要与细胞上的肽

聚糖成分有关遥这种以微弱的非共价键形式的结合

是可逆的袁反复的洗脱或者加入有机溶剂都能使毒

素重新游离出来遥而且菌株种类尧处理方式尧环境条

件等都可以影响复合物的稳定性咱员圆袁员缘暂遥生物吸附和

物理化学吸附一样袁只是把毒素吸附在吸附剂的表

面袁让所检的样品中毒素含量下降遥而且是一个可

逆的过程袁并不能从本质上脱去毒素的毒性遥猿援圆生物降解法去除黄曲霉毒素

黄曲霉毒素的生物降解是指黄曲霉毒素分子