红平红球菌的培养及其对黄曲霉毒素B1的降解研究

摘要

黄曲霉毒素(Aflatoxins)是由黄曲霉(Aspergillus flavus)、寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)、特异曲霉(Aspergillus nomius)、溜曲霉(Aspergillustamarii)等多种真菌产生的次级代谢产物，而其中以黄曲霉毒素B1毒性最强，性质最稳定。黄曲霉毒素是种毒性很强的肝毒素，可引起肝脏及其他组织器官的急性或慢性损害，具有致癌、致畸、到突变的“三致”作用，对人类和家畜的危害极大，给全球经济造成巨大损失。
　　 用理化方法虽可去除或降解黄曲霉毒素，但反应条件剧烈，会产生二次污染，降低产品品质，采用生物方法反应条件温和，极少地损失产品的营养物质，成为目前的研究热点。本论文以对黄曲霉毒素B1有降解作用的红平红球菌为研究对象，取得以下结果：(1)为提高菌液浓度，对红平红球菌的培养条件进行了优化，确定红平红球菌的最佳培养条件为：温度15.3℃，pH5.56，接种量4％，装液量70mL/250mL，摇床转速180r/min，培养时间58.2h；(2)研究不同碳源、氮源、金属离子对红平红球菌降解率的影响，确定最佳碳源为葡萄糖，最佳氮源为酵母膏，添加CuCl2的降解效果最好，利用正交实验进行优化，确定各因素的最佳添加量为：葡萄糖1.0g/L，酵母膏1.4g/L，CuCl20.07mol/L。通过响应面分析法优化红平红球菌的降解条件，确定红平红球菌降解AFB1的最佳条件为：温度23.2℃，pH7.17，装液量24.6mL/100mL，接种量10％，摇床转速180r/min，降解时间81.9h，此时降解率由原来的59.3％提高到95.8％；(3)对降解活性物质进行初探，活性物质主要来自于胞外粗提液，当硫酸铵饱和度为60％时，蛋白粗提液对黄曲霉毒素B1降解率最高。蛋白粗提液的最适降解时间为84h时，降解率达74.5％，最适作用温度为15℃，最适pH为5.0，Na+对蛋白粗提液有一定的激活作用；(4)红平红球菌发酵液对红皮花生中黄曲霉毒素的生物合成有一定的抑制作用。采用正交实验设计，研究各因素对红皮花生中黄曲霉毒素合成的抑制作用，实验结果表明，温度对降解率影响最大，其次为菌液浓度、葡萄糖、过氧化氢、硝酸钠、蛋白胨，最终确定菌种浓度为106CFU/mL、温度25℃、过氧化氢浓度6％，硝酸钠10g/L、蛋白胨5g/L，葡萄糖添加量为0时，抑制作用最强，达25.8％。
　　 本文从红平红球菌发酵液中初步提纯活性物质，对蛋白粗提液的部分特性进行了研究；将发酵液应用在红皮花生中，抑制红皮花生中黄曲霉毒素的生物合成，为谷物贮藏过程中黄曲霉毒素的生物防治提供理论基础。