我國(guó)糧食產(chǎn)后損失每年高達(dá)700億斤，相當(dāng)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(wú)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(yán)重威脅我國(guó)糧食安全、食品安全和人民生命健康。根據(jù)一項(xiàng)全球連續(xù)8年的糧食真菌毒素污染評(píng)估報(bào)告顯示，72%的糧食中真菌毒素檢測(cè)呈陽(yáng)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(yán)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(qiáng)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(shí)降解AFB1和ZEN的脫毒酶，對(duì)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(guó)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(tuán)隊(duì)篩選獲得一株可同時(shí)高效降解糧食中AFB1和ZEN的不動(dòng)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(duì)AFB1的最適降解溫度為80℃，對(duì)ZEN的最適降解溫度為60℃；同時(shí)還具有廣泛pH適應(yīng)性，在pH為5-10時(shí)，對(duì)AFB1和ZEN的降解均可達(dá)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(shí)降解AFB1和ZEN的脫毒酶，Porin和Peroxiredoxin。其中Peroxiredoxin首次被報(bào)道可降解AFB1，而Porin首次被報(bào)道可同時(shí)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(cè)發(fā)現(xiàn)，AFB1和ZEN降解產(chǎn)物分別為AFD1和β-ZAL。費(fèi)氏弧菌生物發(fā)光分析證實(shí)，兩種毒素降解產(chǎn)物的細(xì)胞毒性顯著低于AFB1和ZEN。AFB1和ZEN降解酶的挖掘和降解機(jī)制解析，為后續(xù)開發(fā)同時(shí)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(guó)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(guó)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(tuán)隊(duì)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(guó)研究員為通訊作者。該研究成果得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2020YFC1606804）、中國(guó)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