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大宗粮食黄曲霉毒素高效降解菌的筛选与机理初探

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大宗粮食黄曲霉毒素高效降解菌的筛选与机理初探

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  • 1. 兰州交通大学
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摘要

黄曲霉毒素(Aflatoxin)是一种主要由黄曲霉,寄生曲霉产生的真菌毒素,毒性极强,且分布广泛,黄曲霉毒素对粮食和饲料的污染,严重威胁到人畜安全,探索出安全高效的去除黄曲霉毒素的污染的方法,成为农业中一个重要研究内容。传统的物理化学方法去除黄曲霉毒素存在二次污染,成本高等缺点,生物法去除粮食中的黄曲霉毒素效果显著、成本低、无污染且对粮食质量的影响较低,逐渐受到广泛关注。 本研究以高效降解黄曲霉毒素B1(AFB1)为目的,从多种被黄曲霉毒素污染的生物质中分离筛选出能有效降低AFB1的菌株,通过正交组合设计构建混合菌剂并进行条件优化,研究其降解特性及降解产物,最后得出降解AFB1复合菌剂的最佳配比和最优条件,并得出以下结果: 1.以香豆素为唯一碳源进行初筛,从发酵的竹粉、浆水中酸菜分离得到3株对AFB1降解率在40%以上的菌株,命名编号为Z1、Z2和K1。经鉴定,Z1和K1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),Z2 为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。 2.三种菌株的单因素发酵实验表明:菌株Z1在34℃、pH6.0、发酵时间为72h,对AFB1的降解率达到58.59%。菌株Z2在34℃、ph 7.0、发酵时间72 h、初始毒素浓度为20 ng/mL时对AFB1的降解率达到54.32%。K1在34℃,pH 7.0,发酵时间72 h,毒素浓度20 ng/mL时对AFB1的降解率提升到62.60%。 3.构建复合菌剂,优化最佳配比与发酵条件,得出以下结论:复合菌剂配比为Z1∶Z2∶K1=3∶1∶3时,在34℃、pH值为7、接种量5%、葡萄糖浓度为5 g/L时,对AFB1的降解率达到68.20%。 4.三种菌菌体表面附着的毒素含量极低,表明菌体对AFB1的去除方式为降解;胞外液的降解能力强于菌悬液和胞内液;扫描电镜观察表明:降解毒素后的细菌形态改变,表面皱缩,可见附着的毒素位点,在吸收并降解AFB1后细菌死亡、裂解。分析降解AFB1后的5种降解产物表明:复合菌剂的降解作用是通过破坏AFB1呋喃环中的二氢双键结构和香兰素内酯环结构,从而达到去毒效果。 本文筛选出高效降解AFB1的菌株,并初步研究了其降解特性和降解机制,可为粮食和饲料中AFB1的降解提供理论依据和技术支持,对农业中的黄曲霉毒素的防控具有重要意义。

关键词

粮食污染/黄曲霉毒素/生物降解/复合菌株

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授予学位

硕士

学科专业

生物学

导师

孟宪刚

学位年度

2023

学位授予单位

兰州交通大学

语种

中文

中图分类号

TS
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