玉米浆中黄曲霉毒素B1的降解试验研究

吴静 赵玉斌 孔磊

[摘要]玉米浆是玉米淀粉糖生产中的副产物，含有丰富的营养物质，可作为饲料和发酵剂。受贮藏条件的影响，玉米浸泡得到的玉米浆中容易滞留霉菌毒素，特别是黄曲霉毒素B1，导致玉米浆的利用价值降低。为了充分提高玉米浆的附加值，减少玉米浆的浪费，本试验筛选可降解黄曲霉毒素菌株B1并作用于玉米浆，可将玉米浆中黄曲霉毒素B1含量降至30 mg/kg以下，满足国家标准中黄曲霉毒素B1含量低于50 mg/kg的要求。

[关键词]玉米浆;降解;黄曲霉毒素B1;菌株

中图分类号：TS201.6                     文献标识码：A                  DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20190512

玉米在储存过程中，由于外界环境和储存条件的影响，会导致霉变。玉米中的毒素主要是由真菌产生的具有毒性的次级代谢产物，主要是黄曲霉毒素（AFT）、单端孢霉烯族毒素（T2毒素、呕吐毒素）、玉米赤霉烯酮（ZEN）、赭曲霉素（OTA）、烟曲霉素等。在淀粉糖生产过程中，玉米经过浸泡程序，大部分毒素滞留在浸泡水中，在浓缩时存在玉米浆中。玉米浆中含有丰富的维生素、氨基酸和蛋白质，是比较理想的饲料原料，但是由于毒素含量高，特别是致癌性强的黄曲霉毒素B1严重超标，影响了玉米浆的使用。黄曲霉毒素被世界卫生组织癌症研究机构划定为IA级危险物[1-2]。目前，黄曲霉毒素B1的脱毒方法主要采用物理吸附法、高温法、辐射法和化学法。物理吸附法仅仅吸附了黄曲霉毒素，并不能减少毒素的量，且效果不稳定，还会吸附饲料中的维生素等营养物质，造成饲料品质下降;高温法需要加热到300 ℃才能使毒素有明显的分解，成本太高;沈祥震[3]研究的辐射法虽然吸附效果明显，但是由于辐射技术本身的放射性污染问题，对饲料的安全性有影响;化学法存在不稳定性，对产品的其他成分会有一定程度的破坏，其应用也受到限制。

当前，利用生物脱毒特别是利用微生物的代谢产物由于具有安全环保、解毒彻底、特异性强等优点而备受研究者的关注。近年来人们发现许多微生物，如枯草芽孢杆菌、黑曲霉以及红串红球菌等具有降解AFT的作用。Smilery等[4]报道，橙黄色杆菌的粗蛋白提取物在水溶解中可降解74.5%的黄曲霉毒素B1。Albrets等[5]报道，红串红球菌与黄曲霉毒素B1混合72 h后可降解66.8%的毒素。然而，通过微生物的筛选，虽然可以得到降解黄曲霉毒素的特效菌株，但是往往其降解毒素的能力不强。本研究利用通过对降解黄曲霉毒素B1菌株的筛选，筛选出安全、特异性强的菌株，完成后作用玉米浆，降低黄曲霉毒素B1的含量。

1  仪器与材料

1.1  试验仪器

立式压力蒸汽灭菌锅：上海博迅实业有限公司医疗设备厂;SW-CJ-2FD型双人单面垂直送风净化工作台：浙江苏净净化设备有限公司;303A型电热恒温培养箱：南通宏大試验仪器有限公司;液相色谱仪：岛津（上海）试验器材有限公司。

1.2  试验材料

黄曲霉毒素B1：Pribolab公司;发霉粮食：鲁洲生物科技（山东）有限公司原料库检出;动物粪便：养殖场获取;发酵食品：超市购买;腐烂的锯末：木材厂获取;营养肉汤培养基：蛋白胨10 g、牛肉膏粉3 g、氯化钠5 g、离子水1 L、121 ℃高压灭菌15 min;香豆素：湖北鑫润德化工有限公司。

2  试验方法

2.1  菌株的筛选

以香豆素作为唯一碳源进行黄曲霉毒素B1降解菌株的初筛[5]。配置浓度为0.3%的香豆素溶液，制成培养基。将发霉粮食、动物粪便、发酵食品、腐烂的锯末样本中筛选菌株转接于培养基中，放置37 ℃恒温培养24 h，观察培养情况，得到以香豆素为唯一碳源的菌株。将初筛得到的菌株接种于肉汤培养，放置37 ℃恒温培养72 h。

2.2  毒素降解试验

将筛选培养得到的降解毒素B1的菌种加入浓缩玉米浆（调节pH值为4.5～5.0）中进行降解试验。取原料200 g/种，将复筛培养的菌种接入原料中，静置36 h后，进行黄曲霉毒素B1检测。

2.3  基因测序

委托上海生工生物工程技术服务有限公司进行基因测序。

3  结果与分析

3.1  降解黄曲霉毒素B1菌株的筛选

初筛4株菌株，其中1株来源于发霉粮食，该菌株成为初筛的优势菌株，由于发霉粮食中本身含有较高的黄曲霉毒素，在培养过程中，该菌株生产的速度较快，优于其他菌株。表明该菌株利用香豆素较强，细胞可以正常进行生长繁殖的代谢。

3.2  降解黄曲霉毒素B1菌株的复筛

玉米浆中黄曲霉毒素的降解试验结果见表1，据表1可知，来源于发霉粮食的菌株，降解黄曲霉效果明显，达到了国家标准GB/T 36858-2018[6]低于50 mg/kg的要求。

原料黄曲霉毒素含量为112 μg/kg，来源于发霉粮食的菌株对玉米浆中黄曲霉毒素降解结果见图1，分析结果见表2;来源于动物粪便的菌株对玉米浆中黄曲霉毒素降解结果见图2，分析结果见表3;来源于发酵食品的菌株对玉米浆中黄曲霉毒素降解结果见图3，分析结果见表4;来源于腐烂的锯末对玉米浆中黄曲霉毒素降解结果见图4，分析结果见表5。

3.3  菌株的鉴定

来源于粮食的降解毒素菌株菌落，该菌革兰氏染色为阳色，有芽孢。将该菌在培养基上用“平板画线法”进行培养48 h后获得单菌落，观察菌体形态特征：该菌体均一，皆为长杆状，有鞭毛，确实为芽孢杆菌。菌株生理生化检测结果见表6[7]。

基因检测结果：通过DNAMAN软件，将已经公布的枯草芽孢杆菌基因序列与所得菌株的基因进行对比分析。

通过对比结果表明，实验室获取的菌株全基因序列中含有一段与已经公布的枯草芽孢杆菌基因序列极为相似的序列，长度为28 bp。生理生化结果试验结果表明，该菌株能利用葡萄糖、果糖等大部分碳源[8-10]，参照《伯杰氏细菌鉴定手册》（第九版）判定为地衣芽孢杆菌。

4  结  论

截至目前，黄曲霉毒素B1仍是饲料行业中威胁最大的霉菌毒素之一，各种动物对黄曲霉毒素均具有很高的敏感性。本研究分离得到的地衣芽孢杆菌，通过试验可以达到降解黄曲霉毒素B1的效果。将其用在玉米浆的浓缩程序中，不仅能够降低毒素含量、保证产品的质量，还能增加玉米的应用，解决淀粉厂玉米浆难处理的问题。

参考文献

[1]谢光洪，陈承祯，徐闯，等.黄曲霉毒素检测方法的研究[J].饲料工业，2007（6）：53-56.

[2]计成.饲料中霉菌毒素生物降解的研究进展[J].中国农业科学，2012（1）：153-158.

[3]沈祥震.花生油中黄曲霉毒素B1紫外降解及安全性评价[D].泰安：山东农业大学，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.飼料中黄曲霉毒素B1的测定 高效液相色谱法[S].

[7]李宁.地衣芽孢杆菌dif序列的功能鉴定[D].无锡：江南大学，2009.

[8]李俊霞，梁志宏，关舒，等.黄曲霉毒素B1降解菌株的筛选及鉴定[J].中国农业科学，2008（5）：1459-1463.

[9]朱云，徐琳娜，艾兰红，等.粮油产品中黄曲霉毒素检测方法研究[J].粮食科技与经济，2014（5）：41-43.

[10]白福军，窦鑫鑫，胡连荣，等.高效液相色谱法测定黄曲霉毒素B1的不确定度评定[J].粮食科技与经济，2013（5）：27-28+34.

收稿日期：2019-05-02

基金项目：山东省重点研发计划（公益类）（2017GSF221014）。

作者简介：吴静，女，硕士，研究方向为农产品加工及贮藏。

通信作者：赵玉斌，男，本科，高级工程师，研究方向为食品工程。