酵母发酵对玉米黄曲霉毒素B1的脱毒效果

梁鹏志 吴佳遥 李留安 焦小丽

天津农学院动物科学与动物医学学院/天津市农业动物繁育与健康养殖重点实验室，天津300384

黄曲霉毒素（aflatoxin，AFT）是一类主要由黄曲霉和寄生曲霉产生的真菌次级代谢产物，是二氢呋喃香豆素的衍生物。具有极强致畸、致癌性，其中玉米黄曲霉毒素B1（AFB1）是最广泛也是毒性最强的一种[1]。当动物食用被黄曲霉毒素污染的饲料后，会引起消化系统紊乱、全身出血、腹腔积液等症状，并导致肝脏变性坏死以及肝细胞增生等[2]，亦可引起怀孕动物流产[3]。玉米黄曲霉毒素B1 对人或动物均具有肝毒性及生长抑制作用，且在24～35 ℃、相对湿度高出7%时最容易产生[4]。

酵母是一类单细胞真菌的总称，隶属于真菌界的子囊菌门。在无氧环境下则将葡萄糖分解为二氧化碳和乙醇。利用该特性，酵母菌被广泛用于食品工业和酿造产业。此外已有利用酵母细胞壁加水合硅酸钠盐制成的AFB1 吸附剂的研究[5]。亦有研究使用产朊假丝酵母进行AFB1 发酵脱毒[6]，都取得了良好的效果，但酿酒酵母对AFB1 的脱毒作用目前鲜见研究。本研究采用3 种不同来源的酿酒酵母，对霉变玉米进行发酵处理，研究3 种不同酿酒酵母不同浓度对玉米AFB1 的脱毒效果，以期为AFB1 脱毒提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1）霉变玉米。由天津郊区某农户提供，粉碎霉变玉米并混合均匀，使95%以上的玉米粉过孔径830 μm 筛，ELISA 试剂盒测定其AFB1 含量为(40.65±2.89) μg/kg。

2）主要试剂。面包酵母为圣家食品产品；果酒酵母为安琪酵母股份有限公司产品；啤酒酵母为SAFALE（法国）公司产品；AgraQuant R AFB1 检测试剂盒为Romer Labs 产品；分析纯级甲醇购自天津永大有限公司。

3）仪器和设备。CMax Plus 酶标仪, 型号为SpectraMax R Absorbance Reader，Molecular Devices 公司；Eppendorf 移液枪, 型号为20～200 μL，电磁搅拌器，EMS-18C；生化培养箱购自上海一恒科学仪器有限公司；Whatman#1 滤纸、纱布、封口膜等购自天津晟佰昊生物技术有限公司。

1.2 试验设计

采用单因素设计，设3 个试验组、1 个空白组，3个试验组分别为面包酵母、啤酒酵母、葡萄酵母组，每个试验组设3 个用量处理组，分别为每10.0 g 玉米中添加0.5、1.5、2.5 g，共计9 个处理组，每个处理4 个重复。所有处理组均放置于33 ℃恒温生化培养箱，发酵14 d。

1.3 试验方法

采用GB/T 17480—2008《饲料中黄曲霉毒素B1 的测定酶联免疫法》测定玉米中AFB1 的含量，参照AgraQuant R AFB1 试剂盒说明书进行样品前处理及AFB1 检测，最低检出含量为2 μg/kg。精确称取10.000 0 g 玉米粉样品于250 mL 锥形瓶中，做好记号。分别准确称量0.5、1.5、2.5 g 酵母于烧杯中，加水配置10∶1 的酵母菌液，按处理分别加入菌液于对应样品中，加水至75 mL，放置于33 ℃恒温箱中，试验期间每天定时混合玉米粉，以使玉米粉和酵母充分接触，确保玉米粉发酵良好。试验处理结束后移除上层液体并烘干，再加入50 mL 70%甲醇，振荡或均质3 min 后静置，用Whatman#1 滤纸过滤获得上清液，收集滤液待检。

1.4 脱毒率

1.5 数据分析

采用SPSS 20.0 软件统计分析各组试验数据，试验结果以“平均数±标准差”表示，采用单因素ANOVA 方差分析和Duncan's 检验各组间差异显著性，＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 3 种酵母不同添加量对AFB1 的脱毒率

分别使用3 种酵母（葡萄酵母、面包酵母、啤酒酵母）不同处理（0.5、1.5、2.5 g/10.0 g）对发霉玉米样品进行发酵处理14 d，其对AFB1的脱毒率如表1所示。由表1可以看出，不同含量的葡萄酵母均对AFB1 有一定的脱毒作用，1.5 g 组脱毒率最高，但组间差异不显著（P＞0.05）。面包酵母对AFB1 有一定的脱毒作用，并可见随着浓度递增脱毒率有上升趋势，2.5 g 组脱毒率最高，但组间差异不显著（P＞0. 05）。啤酒酵母均对AFB1 有一定的脱毒作用，但脱毒率均较低，各组间差异不显著（P＞0.05）。添加1.5 g 葡萄酵母时脱毒率最高，显著高于添加0.5 g 面包酵母组（P＜0.05），其余各组间差异不显著（P＞0.05）。综合分析3 种不同来源酿酒酵母对AFB1 的脱毒率均较低，啤酒酵母的脱毒率效果较差。

表1 3 种酵母不同添加量对AFB1 的脱毒率 %

3 讨 论

本研究主要考察3 种不同来源的酿酒酵母对玉米AFB1 的脱毒效果，结果显示，3 种酿酒酵母均对玉米粉AFB1 有一定的脱毒作用，且添加葡萄酵母1.5 g/10 g 时效果较好，脱毒率为22.25%，啤酒酵母脱毒效果较差。同种酵母不同添加量组间差异不显著（P＞0.05），这可能是由于发酵早期由于酵母菌的繁殖，从而使浓度梯度间差异降低。李素琴等[7]对汾酒酿造过程中AFT 的测定得知，黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2 均可随着酵母发酵而降解，少量残留于酒糟中，推测其脱毒机制在于酵母菌自身新陈代谢的酶解反应。在酵母菌内含有葡萄糖氧化酶，AFT的分子结构中含有能被其破坏的二呋喃环和香豆素基团，该基团决定了AFT 的毒性[8]。酵母菌完成发酵过程氧化葡萄糖时，可将AFB1 氧化，破坏其二呋喃环和香豆素基团，从而起到脱毒作用[8]。目前已发现很多可通过类似机制脱毒的微生物[1]。研究发现，脱毒物质及方法在低水平毒素下能发挥更好的脱毒效果[9]，本试验酵母发酵脱毒率为22%左右，本研究中玉米样品AFB1 质量浓度为40.65 μg/L，超过国家标准20 μg/L[10]。因此,酿酒酵母脱毒作用可能仅适合于轻微AFT 污染的饲料原料，从而降低由于AFT 轻微污染造成的浪费。