枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌发酵过程中的黄曲霉毒素变化研究

贾佩峤 赵玉山 常苗苗

黄曲霉毒素（AFT）主要是由黄曲霉（Aspergillus flavus）和寄生曲霉（Aspergillus parasiticus）产生的具有强烈毒性的次级代谢产物。现已发现18种结构衍生物，其中黄曲霉毒素B1毒性最大，具有极强的致癌、致突变、致畸和免疫抑制性。黄曲霉毒素广泛存在于玉米、花生粕等饲料原料中，严重威胁动物的生命安全，每年给饲料工业和畜牧业造成巨大的经济损失。自1960年被发现以来，AFT已经受到广泛的重视，人们纷纷研究和采用各种方法来去除粮食和饲料中的AFT，其中包括各种物理、化学和微生物脱毒方法等。伴随人们对食品健康和环保问题的关注，生物脱霉剂日益受到重视，以微生物及其代谢物作为主要成分的产品也逐渐成为市场主流，本文以枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌两种微生物作为菌种，对常用的饲料原料如麸皮、玉米皮、DDGS等进行发酵，研究了发酵过程中的黄曲霉毒素变化，以期为生物脱霉剂的生产和应用提供技术支持和指导。

1 材料与方法

1.1 菌种制备

枯草芽孢杆菌（编号XW-C8405）和凝结芽孢杆菌（编号XW1205）斜面菌种由洛阳希望生物科技有限公司提供，经过转接斜面后，接种入三角瓶进行扩大培养，至培养液中菌数>108/mL后，接入固体物料进行发酵。各培养基配方和培养条件如下：

枯草芽孢杆菌培养基：蛋白胨10g，牛肉粉3g，氯化钠5g，水1000mL，pH7.2±0.2。培养条件：37℃，摇床转速220rpm。

凝結芽孢杆菌培养基：葡萄糖15g，蛋白胨7.5g，麦芽粉5g，酵母浸提物5g，水1000mL，pH6.8±0.2。培养条件：37℃，摇床转速150rpm。

1.2 饲料发酵分组设置

共分4组，1为发酵饲料（发酵饲料配方：60%豆粕，30%麸皮，10%玉米粉），2为纯麸皮，3为纯玉米皮，4为纯DDGS。按1‰比例接入已制备好的菌种，放25℃培养箱进行培养。

1.3 检测指标和方法

从接种后第6小时开始，按组别每2hr取样检测，记录pH，活菌数，黄曲霉毒素含量，并记录。

2 结果与分析

枯草芽孢杆菌接种发酵饲料、麸皮、玉米皮、DDGS后在24hr和48hr的降解率分别为65.26%、44.84%、44.65%、44.75%和78.10%、61.08%、63.78%、67.22%;凝结芽孢杆菌接种发酵饲料、麸皮、玉米皮、DDGS后的降解率几乎没有变化;枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌联合接种发酵饲料、麸皮、玉米皮、DDGS后在24hr和48hr的降解率分别为61.54%、26.93%、43.45%、40.54和77.94%、62.95%、65.41%、68.46%。

从实验结果来看，凝结芽孢杆菌的发酵过程对霉菌毒素没有造成明显变化，说明其次级代谢产物中没有可以降解或转化霉菌毒素的分子，也即凝结芽孢杆菌或者说此菌株不具备降解黄曲霉毒素的能力。在同种物料的枯草或枯草+凝结联合发酵的对比中，可以看到联合发酵的黄曲霉毒素降解速率似乎更缓慢，特别是在24hr之前，最终降解率在48hr没有统计学意义上的差异。对于多菌种发酵过程来说，除了要考虑单菌株本身与原料的相互作用，还要考虑不同菌株之间的拮抗作用，从此次实验来看，以枯草和凝结芽孢杆菌联合发酵，两个菌株之间的拮抗作用可以忽略，不会对发酵过程或者霉菌降解率有明显的影响。考虑到复合菌种发酵对饲料原料的分解和转化效果更好，在没有拮抗作用的前提下，应优先考虑复合菌种联合发酵。

3 结论

本试验通过枯草、凝结以及枯草和凝结联合发酵对饲料原料中黄曲霉毒素的降解作用评估，确定了枯草芽孢杆菌XW-C8405可以有效降解黄曲霉毒素B1，其对霉菌毒素的降解过程主要发生在接种后的30小时内，其后降解率缓慢下降。凝结芽孢杆菌XW1205对霉菌毒素没有独立降解作用，对枯草芽孢杆菌XW-C8405降解霉菌毒素没有拮抗作用，可考虑作为辅助成分用于增强养殖动物的抗病性能。通过本研究，可以认为，微生物方法降解霉菌毒素的方法是可行的，是值得继续深入研究的方向。

责编/李雪敏