赭曲霉毒素A的生物脱毒实例
2017-02-02张露瀛
张露瀛
(河北农业大学理工学院,河北沧州061100)
赭曲霉毒素A的生物脱毒实例
张露瀛
(河北农业大学理工学院,河北沧州061100)
简要介绍了赭曲霉毒素A的存在范围以及对人和动物的危害,并综述几种通过生物方法进行脱毒处理的实例。其中,应用最多的是生物降解法,原理是将具有高毒性和强危害性的赭曲霉毒素A降解成毒性小的赭曲霉毒素α。此外,可把植物精油当作生物抑菌剂抑制赭曲霉及其毒素的生长,加入金属钙离子来抑制已经感染OTA的植物叶片毒性,利用微酸性电解水来去除食品中的赭曲霉毒素A。为今后研究赭曲霉毒素A的脱毒处理,提供了应用实例。
赭曲霉毒素A;脱毒;抑制
0 引言
赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)是4种赭曲霉毒素中毒性最大、存在范围最广的真菌毒素。OTA是由赭曲霉和疣孢青霉等青霉菌产生的次级代谢产物,对人和动物的健康有极大危害,主要毒害动物的肾脏和肝脏,同时具有三致作用,即致癌、致畸和致突变。OTA广泛存在于霉变谷物类和饲料中。据了解,人类摄入赭曲霉毒素A主要来自谷物,其次是葡萄酒和咖啡等。欧盟将其在谷物产品中的最大残留限量修订为3.0 μg/kg,在小麦蛋白中的残留限量修订为8.0 μg/kg[1]。目前,OTA的脱毒方法主要分为3类,即物理方法、化学方法和生物方法。下面将对OTA的几种生物脱毒方法进行介绍。
1 植物精油
滑慧娟[2]通过对10种挥发性植物精油抑制赭曲霉生长及产毒进行研究,证明了150 μg/L的天然肉桂醛可以完全抑制赭曲霉的生长,其次是肉桂油、合成肉桂醛,柠檬醛达到250 μg/L时可以抑制其生长,此外还证明了柠檬醛≥75 μg/mL,丁香酚≥150 μg/mL时能够完全抑制OTA的积累;最后得出了天然肉桂醛、柠檬醛和丁香酚可作为谷物类贮藏过程中防止赭曲霉及其毒素污染谷类食品的生物抑菌剂。
2 金属酶
梁晓翠[3]对不动杆菌BD189对赭曲霉毒素A的脱毒研究,首先证明了BD189菌株有较强的脱毒能力,可以在24 h内去除80%的OTA。由于在脱毒作用后的产物中发现具有较小毒性的赭曲霉毒素α,进一步证明了该方法的脱毒属于生物降解脱毒,原理是不动杆菌BD189所分泌的胞内酶分解赭曲霉毒素A分子结构破坏,同时产生毒性极小甚至无毒的降解产物[4]。同时,证明了BD189菌株的降解酶是一种不同于羧肽酶A的金属酶类胞内酶,其降解脱毒条件温和,最适反应温度为30℃,最适反应pH值为8。以上试验表明,不动杆菌BD189菌株具有较强的OTA脱毒能力。
3 钙离子
吕杨俊等人[5]通过研究钙对赭曲霉毒素A诱导拟南芥毒性的抑制作用,证明了钙对OTA诱导植物毒性的拮抗作用。拟南芥叶片上外加的OTA超过0.50 mmol/L时会出现严重的坏死病斑,在加入Ca2+后,叶片坏死病斑的面积和数量明显减少,得出Ca2+对OTA诱导植物毒性有一定缓解作用的结论。
4 酸性电解水
屠瑞莹等人[6]基于微酸性电解水对赭曲霉毒素A标准液有超过75%的去除率试验结果,把微酸性电解水应用于去除葡萄表皮上的OTA:先提取出被污染葡萄中的OTA,再分别加入具有pH值梯度的电解水溶液并通过HPLC对残留的OTA进行定量分析。结果表明,微酸性电解水对OTA的去除率高达85%,其原因是微酸性电解水的pH值为5.0~6.5,其中有效氯主要以HClO的形式存在,具体原理尚未知晓,但由结果可知,微酸性电解水中的HClO对于去除OTA有重要作用。
5 红发夫酵母
杨超[7]通过试验证明,红发夫酵母对赭曲霉毒素A有很好的脱除效果。其试验过程如下:先将具有生物活性的红发夫酵母接种到OTA溶液中,之后通过高效液相色谱分离方法测定溶液中OTA的量,对比未加入红发夫酵母的OTA溶液。加入该酵母的OTA溶液中,不但OTA的峰消失而且出现毒性更小、对动物危害更小的赭曲霉毒素α的峰,由此可证明,红发夫酵母可以OTA转化为赭曲霉毒素α。另外,通过对加入红发夫酵母OTA溶液的温度和时间条件进行控制,得出在25~35℃的条件下,接种培养13 d,红发夫酵母对OTA的降解率最高可达80%以上。
6 结语
赭曲霉毒素的危害性大、危害范围广,对其进行脱毒处理是目前的紧要任务。之前的试验研究证明了物理和化学方法的局限性,因此要大力开展生物方法脱毒的研究,明确其脱毒原理,证明脱毒效果,提高可实用性。
[1]The european commission.Commission regulation(EU)No 594/2012[J].Official Journal of the European Union,2012(6):43-45.
[2]滑慧娟.挥发性植物精油抑制赭曲霉生长及产毒的研究[D].北京:中国农业科学院,2015.
[3]梁晓翠.不动杆菌BD189对赭曲霉毒素A的脱毒研究[D].上海:上海交通大学,2010.
[4]王玉萍,黄昆伦,梁志宏.微生物对赭曲霉毒素A的生物脱毒机理研究进展[J].农业生物技术学报,2017,25(2):316-323.
[5]吕杨俊,郝俊冉,许文涛,等.钙对赭曲霉毒素A(OTA)诱导拟南芥毒性的抑制作用[J].农业生物技术学报,2016,24(12):1 839-1 845.
[6]屠瑞莹,沙坤,王军,等.酸性电解水去除葡萄表皮上赭曲霉毒素A的影响因素及机理研究[J].现代食品科技,2016(4):29-34.
[7]杨超.四种真菌毒素检测方法的建立以及赭曲霉毒素A脱除方法的初步研究[D].青岛:中国海洋大学,2009.◇
Examples of Ochratoxin A Biological Detoxification
ZHANG Luying
(College ofScience and Technology,Hebei Agricultural University,Cangzhou,Hebei 061100,China)
This paper briefly introduces the existence of ochratoxin A scope and the harm to human and animal,and through biological methods are introduced on the detoxification process instance.One of the most used belongs to biological degradation,strong principle is to have high toxicity and harmfulness of ochratoxin A degraded into small toxicity of ochre and aspergillus toxin alpha.In addition,can the plant essential oil as a biological antibacterial agents inhibit the growth of ochre and aspergillus and toxin;Adding metal ions,calcium ions to suppress infected OTA toxicity of plant leaves;The use of acidic electrolysis of water to remove food of ochratoxin A.For later study of ochratoxin A detoxification treatment provides application example.
ochratoxin A;detoxification;inhibiting effect
Q939.9
A
10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.08.015
1671-9646(2017)08a-0046-02
2017-05-24
张露瀛(1995—),女,在读本科,研究方向为食品质量与安全。