我国粮食产后损失每年高达700亿斤，相当于产粮大省吉林省一年的粮食产量。产后减损是保障粮食供给的“无形良田”和有效途径。霉变是导致粮食产后损耗的主要原因之一，严重威胁我国粮食安全、食品安全和人民生命健康。根据一项全球连续8年的粮食真菌毒素污染评估报告显示，72%的粮食中真菌毒素检测呈阳性，且38%的粮食被多种真菌毒素污染。相比单一真菌毒素，多种真菌毒素的协同作用造成的危害更为严重。黄曲霉毒素B1（AFB1）和玉米赤霉烯酮（ ZEN）是两种污染范围广、毒性强的真菌毒素，可污染包括玉米、小麦和干果在内的几乎所有粮油产品。因此，挖掘同时降解AFB1和ZEN的脱毒酶，对粮食产后减损及粮食加工副产物高值化利用意义重大。
中国农业科学院农产品加工研究所粮油减损与真菌毒素防控创新团队筛选获得一株可同时高效降解粮食中AFB1和ZEN的不动杆菌，72h内可完全降解5 µg/mL的AFB1和ZEN。研究发现，该菌表现出较好的耐高温性，且降解温度越高，AFB1和ZEN的降解率越高，对AFB1的最适降解温度为80℃，对ZEN的最适降解温度为60℃；同时还具有广泛pH适应性，在pH为5-10时，对AFB1和ZEN的降解均可达到90%以上；且Na+、Cu2+和K+可显著提高该菌的降解能力。经全基因组和生物信息学分析，成功获得两种可同时降解AFB1和ZEN的脱毒酶，Porin和Peroxiredoxin。其中Peroxiredoxin首次被报道可降解AFB1，而Porin首次被报道可同时降解AFB1和ZEN。两种脱毒酶均表现出较好的耐高温性和耐碱性。经LC-MS/MS检测发现，AFB1和ZEN降解产物分别为AFD1和β-ZAL。费氏弧菌生物发光分析证实，两种毒素降解产物的细胞毒性显著低于AFB1和ZEN。AFB1和ZEN降解酶的挖掘和降解机制解析，为后续开发同时降解多种真菌毒素脱毒酶制剂提供了理论基础和技术支撑。
上述研究结果在国际知名学术期刊Journal of Hazardous Materials（中科院1区，IF=13.6）发表，中国农业科学院农产品加工研究所粮油减损与真菌毒素防控创新团队博士生Tosin Victor Adegoke和杨博磊助理研究员为论文第一作者，邢福国研究员为通讯作者。该研究成果得到了国家重点研发计划（2020YFC1606804）、中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-G2022-IFST-01）的资助。
原文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389423013882
日期：2023-08-25
