王東旭, 吳佳遙, 梁鵬志, 李留安, 焦小麗
(天津農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)與動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院,天津市農(nóng)業(yè)動(dòng)物繁育與健康養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津西青300384)
黃曲霉毒素(AFT)是由產(chǎn)曲霉菌屬真菌在經(jīng)過次生代謝而產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物,其中黃曲霉毒素B1(AFB1)的毒性及致癌性最強(qiáng),損害波及到肝臟組織以及機(jī)體正常的新陳代謝,嚴(yán)重情況下可導(dǎo)致死亡(Falade 等,2018)。 人與家畜長(zhǎng)時(shí)間食用受AFB1污染的種子或其他植物部分后會(huì)產(chǎn)生毒素積累,造成機(jī)體肝臟損害、致畸缺陷、免疫抑制、幼畜發(fā)育遲緩、認(rèn)知能力降低等,AFB1還會(huì)引發(fā)人類產(chǎn)生曲霉病(馬洪青,2017;Majumdar 等,2017)。
酵母細(xì)胞壁是具有生物活性的酵母菌經(jīng)過特殊處理獲得的產(chǎn)品, 發(fā)揮主要功能的是酵母細(xì)胞壁多糖,其是一種高效的免疫增強(qiáng)劑,主要成分包括相對(duì)分子質(zhì)量為2000 ~20000 的甘露聚糖(MOS) 及由10 ~20 個(gè)單糖組成特異型結(jié)構(gòu)的β-葡聚糖。 主要作用有提升免疫力、調(diào)節(jié)腸胃環(huán)境、吸附霉菌毒素等(Tiwari 等,2018)。
紫外線(UV)照射是常見的低廉而高效的殺毒滅菌物理方法。 紫外線對(duì)AFB1有著明顯的脫毒效果, 隨紫外線強(qiáng)度的增加, 脫毒效果越顯著(呂濟(jì)敏等,2013)。 紫外線滅菌范圍廣泛,在滅活A(yù)FB1的同時(shí),也能殺滅其他有害病菌(梁劍鋒等,2017)。 但紫外線照射與酵母細(xì)胞壁共同作用對(duì)AFB1的脫毒效果鮮見報(bào)道,本試驗(yàn)旨在探討酵母細(xì)胞壁以及酵母細(xì)胞壁與紫外線共同作用對(duì)玉米AFB1的脫毒效果,為AFB1脫毒提供參考。
1.1 試驗(yàn)樣品 發(fā)霉玉米采自天津郊區(qū)某農(nóng)戶,經(jīng)過粉碎后混合均勻,使95%以上的玉米粉通過20 目篩,通過酶聯(lián)免疫法(ELISA)檢測(cè)AFB1的含量為(34.22±3.40)μg/kg。
1.2 主要試劑 釀酒酵母細(xì)胞壁由山東省圣琪有限公司生產(chǎn);AgraQuant○RAFB1檢測(cè)試劑盒為Romer Labs 產(chǎn)品;分析級(jí)甲醇采自天津永大有限公司。
1.3 儀器和設(shè)備 CMax Plus 酶標(biāo)儀 (型號(hào)為SpectraMax○RAbsorbance Reader)為Molecular Devices 公司產(chǎn)品,紫外線燈(UVD,185 nm)為奧萊蒂燈飾有限公司生產(chǎn),Eppendorf 移液槍(型號(hào)為20 ~200 μL),振蕩器(型號(hào)為EMS—18C),電子天平(型號(hào)為AX224ZH/E)購(gòu)自奧豪斯儀器有限公司, 烘干箱購(gòu)自上海一恒科學(xué)儀器有限公司,Whatman#1 濾紙、槍頭、密封袋等購(gòu)自天津晟佰昊生物技術(shù)有限公司。
1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用單因素設(shè)計(jì)分為10 組,1 個(gè)空白對(duì)照組,9 個(gè)處理組分別為每5 g 發(fā)霉玉米中添加2、1、0.5、0.1 g 酵母細(xì)胞壁組,上述4 個(gè)處理均置于紫外線照射組, 以及沒有添加酵母細(xì)胞壁僅紫外線照射組,每組設(shè)4 個(gè)重復(fù)。加入不同量酵母細(xì)胞壁后各處理組均加入20 mL 蒸餾水充分混勻,在通風(fēng)室溫條件下放置3 d。 紫外線為真空紫外線,波長(zhǎng)為185 nm。
1.5 試驗(yàn)方法 采用GB/T 17480-2008《飼料中黃曲霉毒素B1的測(cè)定 酶聯(lián)免疫吸附法》測(cè)定玉米中AFB1的含量, 參照AgraQuant○RAFB1試劑盒說明書檢測(cè)各處理組玉米AFB1的含量,最低檢出濃度為2 μg/kg。 精確稱取5 g 玉米粉樣品于250 mL 錐形瓶中,添加不同量的酵母細(xì)胞壁(2、1、0.5、0.1 g),同時(shí)紫外線照射組額外架設(shè)輻射均勻且同等強(qiáng)度的紫外線。 室溫下3 d 后將所有處理組放置烘干箱絕干后取出。 每份樣品中加入70%甲醇25 mL,使用均質(zhì)器均置3 min 后,Whatman#1 濾紙過濾得到濾液,收集足夠?yàn)V液待檢。
1.6 脫毒率計(jì)算
式中:a 為空白組玉米粉中AFB1的含量,b為各處理組玉米粉中AFB1的含量。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用SPSS 20.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,采用單因素ANOVA 方差分析和Duncan’s 檢驗(yàn)各組間差異顯著性,P <0.05 表示差異顯著。
2.1 酵母細(xì)胞壁不同添加量對(duì)AFB1的脫毒率比較 如表1 所示, 不同添加量酵母細(xì)胞壁均對(duì)AFB1含量有影響,1 g 酵母細(xì)胞壁組脫毒率最高,但各組間差異不顯著(P >0.05)。
2.2 紫外線條件下添加和不添加酵母細(xì)胞壁對(duì)AFB1的脫毒率比較 如表2 所示,不同量酵母細(xì)胞壁同時(shí)經(jīng)紫外線照射均對(duì)AFB1含量有影響,1 g酵母細(xì)胞壁紫外線照射組脫毒率最高, 但各組間差異不顯著(P >0.05),此外,經(jīng)紫外線照射后4個(gè)添加酵母細(xì)胞壁處理組脫毒率均有所降低。
表1 不同添加量酵母細(xì)胞壁對(duì)AFB1 脫毒率的比較%
表2 不同添加量酵母細(xì)胞壁在紫外線條件下對(duì)AFB1 脫毒率的比較%
2.3 不同處理組間AFB1的脫毒率比較 如表3可知,添加1 g 酵母細(xì)胞壁AFB1的脫毒率最高為(29.25±2.22)%,顯著高于添加酵母細(xì)胞壁經(jīng)紫外線照射組以及僅紫外線照射組(P <0.05)。 添加2 g 和1 g 酵母細(xì)胞壁同時(shí)紫外線照射組脫毒率雖高于未添加酵母細(xì)胞壁紫外線照射組, 但各組間差異不顯著(P >0.05)。
表3 不同試驗(yàn)組AFB1 的脫毒率比較%
本試驗(yàn)結(jié)果表明, 各試驗(yàn)組均對(duì)AFB1含量有一定的影響,添加1 g 酵母細(xì)胞壁后對(duì)AFB1含量影響最大,脫毒率為(29.25±2.22)%,但不同酵母細(xì)胞壁添加量脫毒率為14.25% ~29.25%(P >0.05)。 靳志強(qiáng)(2018)等研究表明,在體外條件下酵母細(xì)胞壁的脫毒率與其添加量呈現(xiàn)正相關(guān),隨著添加量的提高, 最高可獲得77%的脫毒率,并且酵母細(xì)胞壁在經(jīng)過改良后,可獲得高達(dá)95%的脫毒率。 本試驗(yàn)酵母細(xì)胞壁對(duì)所有處理組AFB1含量均有一定影響,但脫毒率較低。萬曉莉(2013)研究發(fā)現(xiàn), 脫毒物質(zhì)及方法在低水平毒素條件下能發(fā)揮更好的脫毒效果,本試驗(yàn)霉變玉米的AFB1含量為(34.22±3.40)μg/kg,遠(yuǎn)超國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)20 μg/kg,試驗(yàn)中酵母細(xì)胞壁對(duì)AFB1含量產(chǎn)生影響,但脫毒率較低,可能與玉米AFB1含量較高有關(guān)。
紫外線能降低AFT 的活性,從而減少毒素代謝, 又能改變AFB1的分子結(jié)構(gòu), 使其毒性降低(沈祥震,2014)。 試驗(yàn)中僅紫外線照射對(duì)AFB1含量產(chǎn)生影響, 但脫毒率較低, 可能也與玉米樣品AFB1含量較高有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)胞壁經(jīng)紫外線照射后脫毒率沒有提高,反而下降。酵母細(xì)胞壁吸附霉菌的特性來源于其表面具有特殊結(jié)構(gòu)的多糖、蛋白質(zhì)以及脂類等分子結(jié)構(gòu),它們可通過離子鍵、疏水作用、氫鍵等對(duì)毒素進(jìn)行吸附(徐智鵬等,2015)。 酵母細(xì)胞壁在紫外線照射條件下脫毒率降低, 推測(cè)可能與紫外線破壞酵母細(xì)胞壁有效活性成分的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。