黄曲霉毒素的降解

1、扬州大学研究生课程作业课程名称： 食品卫生学进展 论文题目： 黄曲霉毒素的降解 姓 名： 钱祥羽 学 号： M150882 专 业： 营养与食品卫生 电话与邮箱：2817167909 完 成 日 期： 2016.4.19 食品卫生学进展作业黄曲霉毒素的降解班级：营养15研 姓名：钱祥羽摘要：黄曲霉毒素是一类主要由黄曲霉和寄生曲霉分泌的次级代谢产物，具有致癌、致畸和致突变的作用，主要损害机体的肝脏和肾脏等组织，对人类危害极大。该文综述了黄曲霉毒素的防治方法，为进一步加强黄曲霉毒素的控制提供参考。关键词 黄曲霉毒素；防治；生物降解Abstract: Aflatoxins

2、are secondary metabolites mainly secreted by Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus, which are caicinogenic, teratogenic and mutagenic. They mainly harm liver, kidney and other organisms. Therefore, aflatoxins are very harmful to human. In this paper,the prevention method of aflatoxins was s

3、uggested to provide a reference for further strengthening aflatoxin control.Key word aflatoxins; degradation of aflatoxin; prevention1 简介黄曲霉毒素（AFT）是一组由黄曲霉、寄生曲霉、特异曲霉等多种真菌产生的次级代谢产物，具有相似的化学结构和理化性质，其基本结构为双呋喃环和香豆素。根据紫外线照射下发出的荧光颜色不同，黄曲霉毒素主要可以分为两类：蓝色荧光的B类和绿色荧光的G类，B类包括B1、B2、B2，G类包括G1、G2；还包括一些衍生物如黄曲霉毒素M1、M2、

4、P1、Q、H1、GM、毒醇等。其中，黄曲霉毒素B1（AFB1）被认为是毒性最强、危害最大、分布最广的一种。动物体内黄曲霉毒素主要通过肝脏的羟化、脱甲基、环氧化反应来降解，因此黄曲霉毒素主要影响动物的肝功能，引起肝脏肿大、病变甚至癌变，同时，动物食入被污染的饲料后，黄曲霉毒素在肝脏、肾脏和肌肉组织中蓄积，降低动物免疫力，引发一系列疾病，从而降低动物的生产性能，甚至通过食物链的传递进入人体，使人产生急性或慢性中毒的症状，影响人体健康1。因此，解决谷物粮食和动物饲料的黄曲霉毒素污染是一个世界性难题。本文仅对国内外已被验证的黄曲霉毒素降解的研究现状进行综述。2黄曲霉毒素的降解2.1物理降解张振山2用紫

5、外光照射对大豆中AFB1进行降解研究发现，紫外光照射强度对大豆中AFB1的降解具有显著影响（P<0.05），AFB1降解率随紫外光照射强度的增加而增加，大豆含水量和大豆中AFB1含量对AFB1降解率的影响并不显著（P>0.05）。用射线辐照对大豆中AFB1进行降解研究发现，射线辐照强度、大豆含水量和AFB1含量均对大豆中AFB1的降解率具有显著影响（P<0.05），AFB1的降解率随射线辐照强度和大豆含水量的增加而增加，随AFB1含量的增加而减少。同时，研究还发现对于大豆中AFB1的降解，紫外光照射和射线辐照之间存在耦合增效作用。在相同的紫外光照射条件下，经过射线辐照处理的大

6、豆比未辐照的大豆具有更高的AFB1降解率。同样，在相同的射线辐照条件下，经过紫外光照射的大豆与未照射的大豆相比具有更高的AFB1降解率。2.2化学降解2.2.1碱处理法碱炼是油脂精炼的一种加工方法，在油脂中加入1%NaOH溶液，AF内酯环即可破坏，形成香豆素钠盐。后者可溶于水，故加碱后再用水洗可将毒素去除。加碱水洗可使油中AF降至标准以下，甚至不能检出。2.2.2有机溶剂萃取法AF为脂溶性毒素，易溶于有机溶剂，可用水合乙醇、异丙醇、丙酮、正己烷和水的混合物等进行提取分离、去毒。提取需反复35次，去毒效果可达90%以上，其中以丙酮和水(90100)混合液效果最好，处理后的粮油制品，必须将溶剂彻底

7、挥干，方可食用。2.2.3氧化降解法漂白粉、氯气、双氧水、臭氧等氧化剂可以迅速将AF氧化去除，其中以漂白粉去毒效果最强。高度污染的花生粉可用5%漂白粉处理几秒钟就可以全部去毒，用氧化剂处理过的粮食经火鸡喂养试验证明无毒。2.2.4二氧化氯法霉变染有AFB1的玉米，用250g/mL低浓度的二氧化氯浸泡3060min，能有效地解除AFB1的毒性。2.2.5中草药去毒法1976年我国首次发现山苍子中的挥发油可以彻底除去食品中的AF。挥发油中的某些成分与AF可发生加成和缩合反应，改变毒素分子结构，达到去毒目的。AF超过国家标准20倍的玉米、稻谷或超标2500倍的花生经大剂量山苍子芳香油处理可一举去毒。

8、此法简便易行，特别适合家庭应用，并对食品质量和营养成分无任何影响。另外，甘草、葫芦巴、羽扁豆、茴香、五香粉、大蒜等也有去除AF的作用3。2.3生物降解2.3.1真菌降解黄曲霉毒素的研究在20世纪70年代末，Detroy等(1968年)45报道AFB1环戊烷环上的酮羰基可被树状指孢霉(Dactyliumdendroide)生化降解。Cole等(1972年)6也报道了AFB1被少根根霉(RArrhizus)生物降解成异构羟基化合物。Doyle等(1978年)7发现寄生曲霉能够产生降解AFB1的乳过氧化物酶，并报道乳过氧化物酶的量与AFB1被降解的量之间存在着直接的关系。Huynh等(1984年)8

9、报道，寄生曲霉在生长14d以上时对AFB1有很好的降解能力，但在生长4d左右时年轻的菌丝体可能产生AFB1。Shantha(1999年)9发现茎点霉(Phomasp)能够降解AFBl达到99%，并认为起作用的是茎点霉细胞提取物中的一种热稳定酶。Zjalic等(2006年)10对白腐菌(Trametesversicolor)进行了研究，认为其可能成为生物控制黄曲霉毒素的又一微生物资源。Motomura等(2003年)11从糙皮侧耳(Pleurotusostreatus)的产物中分离纯化出分子量为90kDa的胞外酶，同时对该酶解毒反应的最佳pH(45)和温度(25)等反应条件进行了研究，荧光检测认

10、为此酶可以断裂黄曲霉毒素的内酯环。刘大岭等从真菌假密环菌(Armillariellatabescens)中提取的粗酶液可使样品中的AFB1含量减少80%12。活性物质解毒作用的温度、pH及时间等特征表明，粗酶液中起解毒作用的是一种胞内酶。随后，他们从该真菌的菌丝提取物中分离纯化出一种黄曲霉毒素解毒酶13，克隆得到其基因序列并成功转化到毕赤酵母表达系统中14，还对该酶的固定化技术进行了研究15。陈仪本等16研究发现，黑曲霉(Aspergillusniger)菌丝体提取物BDA能够降解花生油中的黄曲霉毒素。这种活性物质的解毒作用效率高，温度(4548)、pH(67)、水分以及时间等对其解毒反应的效

11、应表明，降解过程是酶促反应。虽然真菌能够降解黄曲霉毒素，但是这个过程非常的缓慢并且不完全，因此很少考虑用真菌代谢产物来去除饲料中的黄曲霉毒素。2.3.2细菌生物降解黄曲霉毒素的研究细菌及代谢产物生物降解黄曲霉毒素的报道并不多，研究认为解毒作用多源于胞外代谢产物。目前国际上对细菌生物降解黄曲霉毒素的报道主要有橙色黄杆菌、分支杆菌和红串红球菌。Lillehoj等(1967)17首先发现橙色黄杆菌能够去除溶液中的黄曲霉毒素。Line等(1995)18使用C标记AFBl与橙色黄杆菌反应并对放射性物质进行追踪和检测。研究发现，无论活细胞还是死细胞均能够降低AFB1含量，但活细胞的作用远大于死细胞，并且只

12、有活细胞释放了被标记了的CO2，表明一定量的AFB1被菌体细胞所代谢。此外，他们还发现在pH为7、温度为35，培养时间为72h条件下，能够从溶液中最大限度的去除黄曲霉毒素且没有新的有毒物质产生，菌体浓度越高效果越好。Smiley等(2000年)19报道橙色黄杆菌的粗蛋白质提取物在水溶液中可以降解AFB1，降解率能够达到74.5%;而用热处理失活的粗蛋白质只能降解5.5%的AFB1；用脱氧核糖核酸酶I处理粗蛋白质后发现可以降解80.5%的AFB1，而用蛋白酶K将粗蛋白质提取物处理后发现解毒能力降低到34.5%，这表明蛋白质对黄曲霉毒素的降解机理可能是酶促反应。Hormisch等(2004年)20

13、以荧蒽为唯一碳源，从煤田附近污染的土壤样品中分离到一株能够同时降解荧蒽和AFB1的分支杆菌，进一步试验证明其对黄曲霉毒素的降解是生物酶解作用。Teniola等(2005年)21报道分支杆菌胞外提取物在30与AFB1混合4h后，降解率在90%以上，8h后检测不到AFB1残留。还对胞外提取物在热处理和蛋白酶K处理后，进行解毒效果测定发现，降解率降低了。因此，认为解毒机理是酶促反应。Teniola等(2005年)21从多环芳烃化合物污染的土壤中分离得到红串红球菌，其分泌的胞外酶具有较高的降解AFB1的能力，通过对酶性质的研究，认为此酶在食品和饲料工业上有很大的开发应用潜力。Alberts等(2006

14、年)22用薄层色谱一高效液相色谱一电喷雾质谱一液相质谱(TLCHPLCESMSLCMS)，对红串红球菌降解AFB1的机理进行研究认为，其分泌的胞外酶对黄曲霉毒素产生生物降解作用。关舒23、李俊霞等24应用香豆素培养基筛选出的嗜麦芽窄食单胞菌能降解黄曲霉毒素，降解率为82.5，降解率受温度和pH的影响，Zn2+和蛋白激酶能抑制毒素降解反应，推测该菌降解AFB1成分为酶，并优化了其培养基及发酵条件。王宁等25对橙红色粘球菌所产降解黄曲霉毒素的胞外酶进行了初步分离纯化，研究发现其胞外代谢产物有很强的解毒活性，而活菌细胞和胞内提取物解毒活性很低，为日后规模化发酵提供参考依据。3 展望AF是一种强致癌的

15、天然毒素, 直接威胁着人类的健康和生命, 随着食品安全性知识的普及和消费者安全意识的加强, 各国先后对食品中AF的允许量提出了严格要求。虽然生物防治黄曲霉毒素的研究取得了一定进展，但目前的研究还存在许多不足之处，一般性的研究主要是侧重于降解菌株的筛选和菌株的降解能力，但是对于降解的机理及解毒酶特性缺乏深入的研究。如果能分离鉴定出确切的抑菌成分，将会加速生防黄曲霉毒素研究的进程; 对于黄曲霉毒素，目前尚未找到能完全降解该毒素的菌株或物质。然而，生物防治黄曲霉毒素污染是一种环保型的方法，具有较广泛的应用前景，是未来研究的热点。参考文献1张玲玲,杨彩梅,张旭,刘金松,曾新福.微生物降解黄曲霉毒素的研

16、究进展J.饲料博览,2015,7:18-21.2张振山.紫外光照射和射线辐照对大豆中黄曲霉毒素B1降解的比较研究J.现代食品科技,2014,Vol.30,No.9.217-221.3吴兆蕃.黄曲霉毒素的研究进展J.甘肃科技,26卷,第18期2010年9月.89-93.4DetroyRW，HesseltineCWIsolationandbiologicalactivityofamicrobialconversion product of aflatoxin B1J Nature，1968， 219( 5157) : 967.5Detroy R W，Hesseltine C WAflatoxico

17、l: structure of a new transformation product of aflatoxin B1JCanadian Journal of Biochemistry，1970,48( 7) : 830 832.6Cole R J，Kirksey J W，Blankenship B RConversion of aflatoxin Bl to isomeric hydroxy compounds by Rhizopus sppJJournal of Agriculturaland Food Chemistry，1972， 20( 6) : 1100 -1102.7Doyle

18、 M P，Marth E HDegradation of aflatoxin by lactoperoxidaseJ Zeitschrift fiir Lebensmittel Untersuchung und Forschung，1978，166( 5) : 271 - 273.8Huynh V L，Lloyd A B Synthesis and degradation of aflatoxins by Aspergillus parasiticusISynthesis of aflatoxin Bl by young mycelium and itssubsequent degradati

19、on in aging myceliumJAustralian Journal of Biological Sciences，1984，37( 1 /2) : 37 -43.9Shantha T.Fungal degradation of aflatoxin BlJNatural Toxins，1999，7( 5) : 175 178.10Zjatic S,Reverbefi M,Ricelli A,etal.Trametes versicolor: a possible tool for aflatoxin controlJ International Journal of Food Mic

20、robiology，2006，107( 3) : 243 249.11Motomura M，Toyomasu T,Mizuno K,etal.Purification and characterization of an aflatoxin degradation enzyme from Pleurotus ostreatusJMicrobiologicalResearch，2003，158( 3) : 237 - 242.12刘大岭，姚冬生，等 真菌提取液对黄曲霉毒素解毒作用的研究J 广东药学院学报，1995，11( 2) : 92 94.13Liu D L，Yao D S,Liang Y

21、Q,etal.Production，purification， and characterization of an intracellular aflatoxin·detoxifizyme from Armillariella tabescens(E - 20) J Food and Chemical Toxicology， 2001， 39( 5) : 461 - 466.14左振宇，刘大岭，等 密码子优化的重组黄曲霉毒素解毒酶( rADTZ) 在毕氏酵母中组成型分泌表达的研究J 中国农业科技导报，2007，9( 5) : 87-94.15刘大岭，姚冬生，黄炳贺，等 黄曲霉毒素解

22、毒酶的固定化及其性质的研究J 生物工程学报，2003， 19( 5) : 603 -607.16陈仪本，蔡斯赞,等.生物学法降解花生油中黄曲霉毒素的研究J.卫生研究,1998，27: 79 - 8317Lillehoj E B,Ciegler A，Hall H H.Aflatoxin 131 up·take by Flavobacterium aurantiacum and resultingtoxic effectsJ.Journal of Bacteriology，1967，93( 1) : 464 - 471.18Line J E，Brackett R E.Factors af

23、fecting aflatoxin B1 removal by Flavobacterium aurantiacumJ.Journal of Food Protection，1995，58( I) : 91 -94.19Smiley R D，Draughon F A Preliminary evidence that degradation of aflatoxin B1 Flavobacterium aurantiacum is enzymaticJ.Journal of Food Protection，2000， 63( 3) : 415 -41820Hormisch D，Brost I，Kohring G W,etal.Mycobacterium fluoranthenivorans sp.nov,a fluoran·thene and aflatoxin B1 degradin