近日，中國農業科學院農產品加工研究所糧油減損與真菌毒素防控創新團隊對貝萊斯芽孢桿菌中的兩種玉米赤霉烯酮（ZEN）降解酶進行了探究，相關研究成果發表于《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（JCR一區，IF=5.7）。加工所與天津科技大學聯合培養2022級碩士生魏子帆和加工所2023級博士生張心悅為論文共同第一作者，邢福國研究員為通訊作者。該研究得到了中國農業科學院農產品加工研究所農業科技創新計劃（CAAS-ASTIP-G20255-IFST）和石家莊市農業科技項目（242500242A）的支持。
玉米赤霉烯酮是一種主要由禾谷鐮刀菌等鐮刀菌屬真菌產生的非甾體霉菌毒素，常見于谷類作物和畜禽產品中，具有肝毒性、細胞毒性和免疫毒性等。同時，玉米赤霉烯酮耐120℃高溫，常規物理吸附、化學試劑清除均存在不同的缺點。而基于生物學的降解技術能在不影響營養成分、外觀風味的前提下，將毒素轉化為毒性較小的代謝產物。
本研究前期得到一株具有降解玉米赤霉烯酮能力的貝萊斯芽孢桿菌B.26。在最適宜條件下（70℃、pH 10.0），該菌株能夠在24小時內降解91.64%的玉米赤霉烯酮。此外，B.26菌株通過分泌的細胞培養上清液發揮降解作用，經基因組挖掘，兩種關鍵酶——CotA和Prx被認為是降解過程的主力軍。為進一步確認這兩種酶的作用，科研人員通過分子克隆技術成功分離出CotA和Prx基因，并將其在大腸桿菌中進行重組表達。結果表明，CotA酶（62 kDa）在70℃、pH 8.0條件下，6小時對ZEN降解率超91%，且加入Na+、Cu2+等離子可顯著提升其活性；Prx酶（22 kDa）在70℃、pH 11.0條件下，6小時對ZEN降解率達59.74%，表明兩種酶在高溫和堿性條件下均顯示出較高的降解效率。研究還通過液相色譜-質譜聯用（LC-MS）技術，確認了兩種酶的降解產物為低毒性的C17H24O4和C12H16O4，未生成α-ZEL等高風險雌激素代謝物，表明這兩種酶在實際應用中不僅有效，而且安全。
該研究為解決玉米赤霉烯酮污染問題提供了新思路。通過生物技術手段去除真毒素具有廣闊的應用前景，尤其是在食品和飼料行業。未來，隨著技術的進一步優化和商業化應用，貝萊斯芽孢桿菌B.26及其降解酶有望成為降解和脫除真菌毒素污染的有力工具。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.5c03232
日期：2025-07-01
玉米赤霉烯酮是一種主要由禾谷鐮刀菌等鐮刀菌屬真菌產生的非甾體霉菌毒素，常見于谷類作物和畜禽產品中，具有肝毒性、細胞毒性和免疫毒性等。同時，玉米赤霉烯酮耐120℃高溫，常規物理吸附、化學試劑清除均存在不同的缺點。而基于生物學的降解技術能在不影響營養成分、外觀風味的前提下，將毒素轉化為毒性較小的代謝產物。
本研究前期得到一株具有降解玉米赤霉烯酮能力的貝萊斯芽孢桿菌B.26。在最適宜條件下（70℃、pH 10.0），該菌株能夠在24小時內降解91.64%的玉米赤霉烯酮。此外，B.26菌株通過分泌的細胞培養上清液發揮降解作用，經基因組挖掘，兩種關鍵酶——CotA和Prx被認為是降解過程的主力軍。為進一步確認這兩種酶的作用，科研人員通過分子克隆技術成功分離出CotA和Prx基因，并將其在大腸桿菌中進行重組表達。結果表明，CotA酶（62 kDa）在70℃、pH 8.0條件下，6小時對ZEN降解率超91%，且加入Na+、Cu2+等離子可顯著提升其活性；Prx酶（22 kDa）在70℃、pH 11.0條件下，6小時對ZEN降解率達59.74%，表明兩種酶在高溫和堿性條件下均顯示出較高的降解效率。研究還通過液相色譜-質譜聯用（LC-MS）技術，確認了兩種酶的降解產物為低毒性的C17H24O4和C12H16O4，未生成α-ZEL等高風險雌激素代謝物，表明這兩種酶在實際應用中不僅有效，而且安全。
該研究為解決玉米赤霉烯酮污染問題提供了新思路。通過生物技術手段去除真毒素具有廣闊的應用前景，尤其是在食品和飼料行業。未來，隨著技術的進一步優化和商業化應用，貝萊斯芽孢桿菌B.26及其降解酶有望成為降解和脫除真菌毒素污染的有力工具。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.5c03232
日期：2025-07-01
