糧油減損與真菌毒素防控創(chuàng)新團隊發(fā)現(xiàn)新型耐高溫玉米赤霉烯酮和黃曲霉毒素脫毒酶

我國糧食產(chǎn)后損失每年高達700億斤，相當于產(chǎn)糧大省吉林省一年的糧食產(chǎn)量。產(chǎn)后減損是保障糧食供給的“無形良田”和有效途徑。霉變是導(dǎo)致糧食產(chǎn)后損耗的主要原因之一，嚴重威脅我國糧食安全、食品安全和人民生命健康。根據(jù)一項全球連續(xù)8年的糧食真菌毒素污染評估報告顯示，72%的糧食中真菌毒素檢測呈陽性，且38%的糧食被多種真菌毒素污染。相比單一真菌毒素，多種真菌毒素的協(xié)同作用造成的危害更為嚴重。黃曲霉毒素B1（AFB1）和玉米赤霉烯酮（ ZEN）是兩種污染范圍廣、毒性強的真菌毒素，可污染包括玉米、小麥和干果在內(nèi)的幾乎所有糧油產(chǎn)品。因此，挖掘同時降解AFB1和ZEN的脫毒酶，對糧食產(chǎn)后減損及糧食加工副產(chǎn)物高值化利用意義重大。
 
　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所糧油減損與真菌毒素防控創(chuàng)新團隊篩選獲得一株可同時高效降解糧食中AFB1和ZEN的不動桿菌，72h內(nèi)可完全降解5 µg/mL的AFB1和ZEN。研究發(fā)現(xiàn)，該菌表現(xiàn)出較好的耐高溫性，且降解溫度越高，AFB1和ZEN的降解率越高，對AFB1的最適降解溫度為80℃，對ZEN的最適降解溫度為60℃；同時還具有廣泛pH適應(yīng)性，在pH為5-10時，對AFB1和ZEN的降解均可達到90%以上；且Na+、Cu2+和K+可顯著提高該菌的降解能力。經(jīng)全基因組和生物信息學(xué)分析，成功獲得兩種可同時降解AFB1和ZEN的脫毒酶，Porin和Peroxiredoxin。其中Peroxiredoxin首次被報道可降解AFB1，而Porin首次被報道可同時降解AFB1和ZEN。兩種脫毒酶均表現(xiàn)出較好的耐高溫性和耐堿性。經(jīng)LC-MS/MS檢測發(fā)現(xiàn)，AFB1和ZEN降解產(chǎn)物分別為AFD1和β-ZAL。費氏弧菌生物發(fā)光分析證實，兩種毒素降解產(chǎn)物的細胞毒性顯著低于AFB1和ZEN。AFB1和ZEN降解酶的挖掘和降解機制解析，為后續(xù)開發(fā)同時降解多種真菌毒素脫毒酶制劑提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
 
　　上述研究結(jié)果在國際知名學(xué)術(shù)期刊Journal of Hazardous Materials（中科院1區(qū)，IF=13.6）發(fā)表，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所糧油減損與真菌毒素防控創(chuàng)新團隊博士生Tosin Victor Adegoke和楊博磊助理研究員為論文第一作者，邢福國研究員為通訊作者。該研究成果得到了國家重點研發(fā)計劃（2020YFC1606804）、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP-G2022-IFST-01）的資助。
 
　　原文鏈接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389423013882



日期：2023-08-25