论文部分内容阅读
真菌毒素是某些真菌在污染谷物或者食品的生长繁殖过程中产生的具有毒害作用的次级代谢产物,由其引起的中毒症状被称作是真菌毒素中毒症状(mycotoxicoses)。据联合国粮农组织估计,全世界每年大约有5%~7%的粮食和饲料受霉菌侵蚀而发生霉变,导致其营养价值降低,并失去饲用价值;饲料中真菌毒素的污染不仅给人类和动物的健康带来了极大的威胁,也给畜牧业造成了巨大的经济损失。目前,毒素污染饲料的脱毒方法主要包括物理、化学法,吸附法和生物脱毒法。物理、化学脱毒法存在操作困难,降低饲料的营养品质和适口性等缺点。吸附法虽简单易行,但存在用量大不够经济,容易引起二次污染等缺点。微生物脱毒法具有作用条件温和、对原料的感官性状、适口性等影响极小、增加原料营养价值等优点,而被认为是最佳脱毒方法。随着物理、化学脱毒手段的弊端不断出现和对迅猛发展的生物技术优点的认识增加,国内外利用微生物进行毒素脱毒的研究正在逐步展开,并表现出了良好的开发和应用前景。据报道,Ciegler等成功筛选获得了一株可有效降解黄曲霉毒素的橙色黄杆菌(Flavobacterium aurantiacun),在此之后,Karlovsky发现除了橙色黄杆菌之外,其他种类的微生物特别是某些真菌具有黄曲霉毒素降解能力。例如,根霉(Rhizopus sp.)可以通过固态发酵的方式对污染黄曲霉毒素的饲料进行大规模的脱毒处理。赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)能被瘤胃细菌降解,但是纯种的毒素降解微生物则未能被成功分离和鉴定。Cheng-Ah-Hwang和Draughon筛选获得了一株醋酸钙不动杆菌(Acinetobactercalcoaceticus),该菌株能将10μg/mL的OTA降解成低毒的ochratoxinα。B(o|¨)hm等报道乳酸杆菌(Lactobacillus)、芽孢杆菌(Bacillus)、酵母菌(Saccharomyces)都具有降解赭曲霉毒素的能力。另外,据Styriak等报道一些酵母菌不但具有降解赭曲霉毒素的能力,还具有降解呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、伏马毒素的能力,但降解产物的结构、毒性以及这些微生物在毒素污染饲料中的实际应用效果都有待进一步研究。对于玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)的微生物降解,Takahashi-Ando等从粉红色螺旋聚孢霉(Clonostachys rosea)中纯化到了一种乳酸脱氢酶,该酶可以把玉米赤霉烯酮转化为无雌激素活性的代谢产物。在呕吐毒素(deoxynivalenol,DON)的化学结构中,12,13-环氧环是主要毒力基团,去掉这个环可以大大地减少毒性,肠道微生物菌群可以通过酶促降解环氧基团从而对DON起减毒作用,Fuchs从牛瘤胃的富集培养物中分离到细菌Eubacterium BBSH 797,该菌可以在24~48 h内转化DON和其他的单端孢霉烯族毒素,从而部分地减轻饲料中毒素的毒力。Shima等从土壤中分离到一株属于土壤杆菌一根瘤菌属的细菌,它能够在培养1d后把90%的DON转化为3-酮基-DON,从而使DON在免疫抑制方面的毒性大大减少。2011年Yoko等在土壤中筛选到一株诺卡氏属菌株,该菌株能在好氧条件下利用呕吐毒素为唯一碳源和能源生长,其降解毒素浓度范围为10~1000μg/mL,能将DON差向异构化生成3-epi-DON的微生物还包括诺卡氏菌Nocardioides和德沃斯氏菌Devosia及一株未知分类地位的Barpee。何成华通过高浓度的DON作为选择性压力,从南京郊外土壤中分离得到一株可以水解DON的塔宾曲霉(Aspergillus mbingensis),该菌株与DON共培养14天后,可清除94.4%的DON。目前,本课题组正在致力于真菌毒素的微生物脱毒研究,已从自然界中筛选获得了高效降解DON和ZEN的菌株各一株,其毒素降解机理及降解酶等相关研究正在进行中。利用微生物将毒素高效降解为低毒或无毒产物,研发适用于饲料行业的霉菌毒素微生物脱毒剂,有利于保证畜牧业的安全生产,提高畜牧业经济效益。