梁鵬志 吳佳遙 李留安 焦小麗
天津農學院動物科學與動物醫(yī)學學院/天津市農業(yè)動物繁育與健康養(yǎng)殖重點實驗室,天津300384
黃曲霉毒素(aflatoxin,AFT)是一類主要由黃曲霉和寄生曲霉產生的真菌次級代謝產物,是二氫呋喃香豆素的衍生物。具有極強致畸、致癌性,其中玉米黃曲霉毒素B1(AFB1)是最廣泛也是毒性最強的一種[1]。當動物食用被黃曲霉毒素污染的飼料后,會引起消化系統(tǒng)紊亂、全身出血、腹腔積液等癥狀,并導致肝臟變性壞死以及肝細胞增生等[2],亦可引起懷孕動物流產[3]。玉米黃曲霉毒素B1 對人或動物均具有肝毒性及生長抑制作用,且在24~35 ℃、相對濕度高出7%時最容易產生[4]。
酵母是一類單細胞真菌的總稱,隸屬于真菌界的子囊菌門。在無氧環(huán)境下則將葡萄糖分解為二氧化碳和乙醇。利用該特性,酵母菌被廣泛用于食品工業(yè)和釀造產業(yè)。此外已有利用酵母細胞壁加水合硅酸鈉鹽制成的AFB1 吸附劑的研究[5]。亦有研究使用產朊假絲酵母進行AFB1 發(fā)酵脫毒[6],都取得了良好的效果,但釀酒酵母對AFB1 的脫毒作用目前鮮見研究。本研究采用3 種不同來源的釀酒酵母,對霉變玉米進行發(fā)酵處理,研究3 種不同釀酒酵母不同濃度對玉米AFB1 的脫毒效果,以期為AFB1 脫毒提供參考。
1)霉變玉米。由天津郊區(qū)某農戶提供,粉碎霉變玉米并混合均勻,使95%以上的玉米粉過孔徑830 μm 篩,ELISA 試劑盒測定其AFB1 含量為(40.65±2.89) μg/kg。
2)主要試劑。面包酵母為圣家食品產品;果酒酵母為安琪酵母股份有限公司產品;啤酒酵母為SAFALE(法國)公司產品;AgraQuant R AFB1 檢測試劑盒為Romer Labs 產品;分析純級甲醇購自天津永大有限公司。
3)儀器和設備。CMax Plus 酶標儀, 型號為SpectraMax R Absorbance Reader,Molecular Devices 公司;Eppendorf 移液槍, 型號為20~200 μL,電磁攪拌器,EMS-18C;生化培養(yǎng)箱購自上海一恒科學儀器有限公司;Whatman#1 濾紙、紗布、封口膜等購自天津晟佰昊生物技術有限公司。
采用單因素設計,設3 個試驗組、1 個空白組,3個試驗組分別為面包酵母、啤酒酵母、葡萄酵母組,每個試驗組設3 個用量處理組,分別為每10.0 g 玉米中添加0.5、1.5、2.5 g,共計9 個處理組,每個處理4 個重復。所有處理組均放置于33 ℃恒溫生化培養(yǎng)箱,發(fā)酵14 d。
采用GB/T 17480—2008《飼料中黃曲霉毒素B1 的測定酶聯(lián)免疫法》測定玉米中AFB1 的含量,參照AgraQuant R AFB1 試劑盒說明書進行樣品前處理及AFB1 檢測,最低檢出含量為2 μg/kg。精確稱取10.000 0 g 玉米粉樣品于250 mL 錐形瓶中,做好記號。分別準確稱量0.5、1.5、2.5 g 酵母于燒杯中,加水配置10∶1 的酵母菌液,按處理分別加入菌液于對應樣品中,加水至75 mL,放置于33 ℃恒溫箱中,試驗期間每天定時混合玉米粉,以使玉米粉和酵母充分接觸,確保玉米粉發(fā)酵良好。試驗處理結束后移除上層液體并烘干,再加入50 mL 70%甲醇,振蕩或均質3 min 后靜置,用Whatman#1 濾紙過濾獲得上清液,收集濾液待檢。
采用SPSS 20.0 軟件統(tǒng)計分析各組試驗數據,試驗結果以“平均數±標準差”表示,采用單因素ANOVA 方差分析和Duncan's 檢驗各組間差異顯著性,<0.05 表示差異顯著。
分別使用3 種酵母(葡萄酵母、面包酵母、啤酒酵母)不同處理(0.5、1.5、2.5 g/10.0 g)對發(fā)霉玉米樣品進行發(fā)酵處理14 d,其對AFB1的脫毒率如表1所示。由表1可以看出,不同含量的葡萄酵母均對AFB1 有一定的脫毒作用,1.5 g 組脫毒率最高,但組間差異不顯著(P>0.05)。面包酵母對AFB1 有一定的脫毒作用,并可見隨著濃度遞增脫毒率有上升趨勢,2.5 g 組脫毒率最高,但組間差異不顯著(P>0. 05)。啤酒酵母均對AFB1 有一定的脫毒作用,但脫毒率均較低,各組間差異不顯著(P>0.05)。添加1.5 g 葡萄酵母時脫毒率最高,顯著高于添加0.5 g 面包酵母組(P<0.05),其余各組間差異不顯著(P>0.05)。綜合分析3 種不同來源釀酒酵母對AFB1 的脫毒率均較低,啤酒酵母的脫毒率效果較差。
表1 3 種酵母不同添加量對AFB1 的脫毒率 %
本研究主要考察3 種不同來源的釀酒酵母對玉米AFB1 的脫毒效果,結果顯示,3 種釀酒酵母均對玉米粉AFB1 有一定的脫毒作用,且添加葡萄酵母1.5 g/10 g 時效果較好,脫毒率為22.25%,啤酒酵母脫毒效果較差。同種酵母不同添加量組間差異不顯著(P>0.05),這可能是由于發(fā)酵早期由于酵母菌的繁殖,從而使?jié)舛忍荻乳g差異降低。李素琴等[7]對汾酒釀造過程中AFT 的測定得知,黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2 均可隨著酵母發(fā)酵而降解,少量殘留于酒糟中,推測其脫毒機制在于酵母菌自身新陳代謝的酶解反應。在酵母菌內含有葡萄糖氧化酶,AFT的分子結構中含有能被其破壞的二呋喃環(huán)和香豆素基團,該基團決定了AFT 的毒性[8]。酵母菌完成發(fā)酵過程氧化葡萄糖時,可將AFB1 氧化,破壞其二呋喃環(huán)和香豆素基團,從而起到脫毒作用[8]。目前已發(fā)現很多可通過類似機制脫毒的微生物[1]。研究發(fā)現,脫毒物質及方法在低水平毒素下能發(fā)揮更好的脫毒效果[9],本試驗酵母發(fā)酵脫毒率為22%左右,本研究中玉米樣品AFB1 質量濃度為40.65 μg/L,超過國家標準20 μg/L[10]。因此,釀酒酵母脫毒作用可能僅適合于輕微AFT 污染的飼料原料,從而降低由于AFT 輕微污染造成的浪費。