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分享 | 生物脱霉是粮食、饲料质量与安全发展重点方向 安佰特
2023-08-24
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导读:我国非常重视粮食、饲料的存贮、防腐以及脱霉技术的开发和利用。生物脱霉是利用微生物或微生物产生的酶对真菌毒素进行降解脱毒的技术。

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如何节粮减损、最大化地合理利用粮食资源成为食品与饲料领域是面临的关键问题。


据联合国粮农组织(FAO)统计,全世界每年大约有25%的农产品受到真菌毒素污染,其中约2%因污染程度严重而失去实用价值,造成巨大经济损失。尽管已将HACCP风险防控体系应用于谷物从种植到收获各个环节,但谷物还是不可避免受到真菌毒素污染且存在含量超标现象。由真菌毒素污染导致的食品质量安全问题已经受到社会的广泛关注。


我国非常重视粮食、饲料的存贮、防腐以及脱霉技术的开发和利用。国家粮食和物资储备局、农业农村部、国家市场监督管理总局等一直把食品中真菌毒素污染情况列为监测重点。2017317日,国家食品药品监督管理总局发布了《食品安全国家标准食品中真菌毒素的限量》(GB2761-2017)。科技部“十三五”“十四五”国家科技支撑计划项目也把粮食和饲料真菌毒素检测及脱毒技术列为资助重点,为控制真菌毒素的社会危害提供经费支持和技术保障。《关于“科技兴粮”的实施意见》(国粮发[2018]100号)指出:推进优质粮食质量和安全科技创新,为健康消费提供科技支撑,深入研究真菌毒素、重金属污染和农药残留超标粮食安全合理利用技术,开展超标粮食安全利用工业化示范


鉴于真菌毒素污染已经成为粮食资源的威胁因素,人们习惯将污染严重的食用粮转为饲用粮,同时鉴于对动物健康和动物源性食品安全的考虑,饲用粮真菌毒素也需要得到控制。因此,对粮食和饲料进行霉菌毒素脱毒是充分利用资源、实现节粮减损的重要方向,也是维护动物源性食品安全,保障人类健康的重要举措。


菌毒素污染粮食种类广泛,世界各国都非常重视谷物、粮食和食品的安全,分别制定了相应的限量标准,用以降低真菌毒素的危害。下表总结了国内外食品中主要真菌毒素的限量标准,可以看出中国、欧盟、美国、奥地利等针对不同真菌毒素在不同食品中的限量标准有较详细分类及规定,这也刺激了不同地域的研发主体不断革新脱霉技术,使得脱霉技术更有针对性以满足相应的标准要求。



注:AFT黄曲霉毒素;OTA:赭曲霉毒素ADON:呕吐毒素;ZEN:玉米赤霉烯酮。


目前常用的粮食和饲料脱霉方法包括物理脱霉法、化学脱霉法、生物脱霉法以及联合脱霉方法。物理脱霉法包括剔除(剔除外表有损害部分)、水洗、脱壳、热处理、碾磨、辐照、吸附剂吸附和压煮等。化学脱霉法包括采用臭氧、双氧水、碳酸钠、碱等化学物质对粮食进行处理。生物脱霉法采用微生物、酶对粮食进行处理。联合脱霉法是将物理、化学、生物3种手段中的两种或多种组合使用


生物脱霉具有特异性强、催化效率高、降解产物毒性低等特点,受到行业青睐。


降解菌法生物脱霉


降解菌法通过将可以代谢真菌毒素的微生物加入饲料中,动物采食后,在动物肠道中对特定真菌毒素进行代谢降解,产生无毒代谢物排出体外。


各类芽孢杆菌是目前被广泛使用的可以代谢真菌毒素的微生物。中国农业大学转让给河南亿万中元生物技术有限公司的专利技术中,将枯草芽孢杆菌ANSB060用于降解黄曲霉毒素,将枯草芽孢杆菌ANSB01G用于降解玉米赤霉烯酮。


暨南大学和开平牵牛生物科技限公司联合开发了将假蕈状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、短小芽孢杆菌用于分解玉米赤霉烯酮专利技术包,具有安全性高、专一性强等优点。


中科院天津工生所发现枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)(保藏编号:816CGMCCNo.14854)可以将玉米赤霉烯酮降解为生物毒性大大降低且稳定存在的玉米赤霉烯酮磷酸盐


降解菌法另一种途径是通过微生物体外发酵饲料,在霉变饲料中接种一定量的具有降解真菌毒素的微生物,使其在适宜的条件下发酵对饲料中的真菌毒素进行代谢分解。


南京农业大学通过筛选得出一种去除脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的副干酪乳杆菌LHZ-1,让其在固体发酵培养过程中有效地去除DON,特别是应用于麦麸发酵过程中,不仅可以去除麦麸中的DON,还可以提高麦麸中粗蛋白含量。


江南大学在花生粕中接种相应比例(106CFU/mL)的黑曲霉孢子悬液,加入相应比例的无菌纯化水,在适宜温度下固态发酵,有效地脱除花生粕中四种黄曲霉毒素,其中,AFTB1脱除率达95.01%、总黄曲霉毒素(AFTB1AFTB2AFTG1AFTG2)脱除率达72.90%


山东鲁花集团和莱阳鲁花生物蛋白公司联合开发了一种降解黄曲霉毒素B1菌株,并将其应用于发霉花生粕中,发酵3~4d,降解率90%以上,脱毒的花生粕中黄曲霉毒素B1含量低于国家限量标准。


酶解法生物脱霉


酶降解法主要是用特定的真菌毒素降解酶来降解真菌毒素,由于酶发挥作用需要在水环境中进行。需要将酶开发成酶制剂添加到动物饲料中,在动物肠道中发挥功效。由于酶对温度敏感,在饲料高温制粒的过程中容易失活,同时真菌毒素种类多,所需降解酶系复杂,对酶技术要求高。


安徽农业大学开发了一种赭曲霉毒素水解酶及其编码基因。该赭曲霉毒素水解酶在温和条件下处理赭曲霉毒素12hOTA降解率60


中国农业大学开发了多种酶降解真菌毒素方法,包括将葡萄糖氧化酶和过氧化物酶的联合应用于霉菌毒素生物脱毒领域;还包括将细菌漆酶CotA蛋白用于降解霉菌毒素,同时降解黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮;还涉及呕吐毒素降解酶DDH及其在单端孢霉烯族毒素脱毒中的应用;及染料脱色过氧化物酶BsDyP在真菌毒素脱毒中的应用


安佰特从西班牙DEX公司进口的一款复合脱霉剂——佰霉脱,为欧盟注册产品,精选当地优质矿源,由3种可伸展的层状结构硅铝酸盐配合独特的复合霉菌毒素破坏体和表面活性成分,通过分子破坏和物理吸附两种方式,表面活性剂增效,复合脱毒成分相互弥补脱毒效果,对多种霉菌毒素均具有很好清除能力。

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