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真菌毒素是(shì)由曲黴菌屬、鐮刀菌屬或青黴菌屬在(zài)生長繁殖過程中産生的(de)有毒次級代謝産物，能夠污染幾乎所有種類的(de)食用、飼用農産品以(yǐ)及中草藥等，嚴重危害人(rén)畜健康。據統計，全球25％的(de)糧食作物受到(dào)真菌毒素的(de)污染，造成的(de)經濟損失達數千億美元/年；我國(guó)每年在(zài)生産、儲存、運輸、銷售過程中受到(dào)真菌毒素污染的(de)糧食有3100多萬t。因此，如何有效控制和(hé / huò)消除食品、飼料中的(de)各類真菌毒素，成爲(wéi / wèi)食品、飼料行業亟待解決的(de)問題。
據統計，目前對玉米、大(dà)豆、小麥以(yǐ)及飼料污染**嚴重的(de)真菌毒素主要(yào / yāo)有黃曲黴毒素、赭曲黴毒素、玉米赤黴烯酮、伏馬毒素和(hé / huò)嘔吐毒素，這(zhè)幾種毒素的(de)控制和(hé / huò)降解成爲(wéi / wèi)各國(guó)政府關注的(de)焦點。
1.1 黃曲黴毒素
黃曲黴毒素（aflatoxin，AF）是(shì)由曲黴産生的(de)一(yī / yì ／yí)種二呋喃氧雜萘鄰酮的(de)衍生物，在(zài)紫外光下可發出(chū)熒光，根據熒光顔色的(de)差異，分爲(wéi / wèi)黃曲黴毒素B（AFB 藍色熒光）、黃曲黴毒素G（AFG 綠色熒光）和(hé / huò)黃曲黴毒素M（AFM 藍紫色熒光）等 。黃曲黴毒素是(shì)目前發現的(de)化學緻癌物中**強的(de)物質之(zhī)一(yī / yì ／yí)，主要(yào / yāo)通過損害肝髒導緻肝癌。此外，黃曲黴毒素還可誘發直腸癌、乳腺癌和(hé / huò)骨癌等，其一(yī / yì ／yí)般存在(zài)于(yú)玉米、花生、棉籽、稻谷以(yǐ)及大(dà)豆等多種農作物中，以(yǐ)玉米和(hé / huò)花生中的(de)污染**爲(wéi / wèi)嚴重。而(ér)在(zài)黃曲黴毒素的(de)幾種構型中，AFB1的(de)毒性**強 ，AFM1、AFG1、AFB2和(hé / huò)AFG2 的(de)毒性相對較弱。目前，全球已有100 多個(gè)國(guó)家和(hé / huò)地(dì / de)區針對食品和(hé / huò)飼料中黃曲黴毒素的(de)限量制定了(le／liǎo)相關标準。美國(guó)标準規定AFM1 在(zài)牛奶和(hé / huò)飼料中的(de)含量分别不(bù)能超過0.5 和(hé / huò)300 μg/kg，而(ér)AFB1、AFB2、AFG1 和(hé / huò)AFG2 在(zài)食品中的(de)總量不(bù)超過20 μg/kg ；歐盟标準規定乳制品中AFM1 含量不(bù)能超過0.05 μg/kg， 食用花生仁中AFB1、AFB2、AFG1 和(hé / huò)AFG2 總含量不(bù)超過4 μg/kg 。我國(guó)也(yě)對黃曲黴毒素在(zài)各類農産品和(hé / huò)食品中的(de)含量有着嚴格的(de)标準，根據GB 2761—2011 的(de)有關規定：AFB 在(zài)玉米中的(de)限量爲(wéi / wèi)20 μg/kg，在(zài)大(dà)米和(hé / huò)稻谷中爲(wéi / wèi)10μg/kg，其他(tā)糧食作物中則爲(wéi / wèi)5 μg/kg；對于(yú)嬰兒食品而(ér)言，AFB 和(hé / huò)AFM 的(de)限量都僅爲(wéi / wèi)0.5 μg/kg 。
1.2 赭曲黴毒素
赭曲黴毒素（ochratoxin，OT）是(shì)由曲黴或青黴産生的(de)有毒次級代謝産物，存在(zài)A（OTA）、B（OTB）、C（OTC）和(hé / huò)α（OTα）等衍生結構，其中OTA 衍生物毒性**強，對農作物的(de)污染**爲(wéi / wèi)嚴重 。赭曲黴毒素主要(yào / yāo)對腎髒和(hé / huò)肝髒産生損傷，具有緻癌性、免疫毒性和(hé / huò)緻畸性等潛在(zài)危害，其主要(yào / yāo)存在(zài)于(yú)小麥、玉米和(hé / huò)花生等農作物中。目前，多個(gè)國(guó)家或地(dì / de)區對食品和(hé / huò)飼料中赭曲黴毒素的(de)限量制定了(le／liǎo)相關标準：歐盟規定飼料用谷物中OTA 的(de)含量不(bù)能超過0.25mg/kg，豬補充飼料和(hé / huò)配合飼料中OTA 的(de)含量不(bù)超過0.05 mg/kg ，我國(guó)GB 2761—2011 對OTA 在(zài)各類谷物及豆制品中的(de)限量爲(wéi / wèi)5 μg/kg 。
1.3 玉米赤黴烯酮
玉米赤黴烯酮（zearalenone，ZEN） 是(shì)由鐮刀菌屬産生的(de)次級代謝産物，主要(yào / yāo)存在(zài)于(yú)玉米、小麥、大(dà)麥和(hé / huò)大(dà)米等谷物中，具有較強的(de)耐熱性，在(zài)110 ℃條件下需要(yào / yāo)處理1 h 才能被完全破壞。此外，玉米赤黴烯酮作爲(wéi / wèi)雌激素的(de)類似物，能夠作用于(yú)動物的(de)生殖系統，導緻其繁殖機能受到(dào)損害，甚至引發死亡。目前，各國(guó)對玉米赤黴烯酮的(de)限量尚未達成統一(yī / yì ／yí)标準，我國(guó)對ZEN 的(de)限量有着嚴格的(de)規定。根據GB 2761—2011 的(de)标準，ZEN 在(zài)各類農産品中的(de)限量均爲(wéi / wèi)60 μg/kg 。歐盟對于(yú)ZEN 在(zài)玉米内的(de)限量爲(wéi / wèi)3 000 μg/kg，在(zài)其他(tā)谷物中爲(wéi / wèi)2 000 μg/kg，而(ér)在(zài)豬飼料中的(de)限量很低，僅爲(wéi / wèi)250 μg/kg。
1.4 伏馬毒素
伏馬毒素（fumonisins，FB） 是(shì)由串珠鐮刀菌産生的(de)一(yī / yì ／yí)種水溶性代謝産物，已發現的(de)伏馬毒素有FA1、FA2、FB1 和(hé / huò)FB2 等共11 種，其中FB1 **爲(wéi / wèi)常見，主要(yào / yāo)污染玉米及玉米制品。伏馬毒素能夠損害肝腎功能，且是(shì)一(yī / yì ／yí)種緻癌物，與食道(dào)癌的(de)高發有一(yī / yì ／yí)定的(de)關系。與玉米赤黴烯酮類似，目前國(guó)際上(shàng)對食品和(hé / huò)飼料中伏馬毒素的(de)限量及檢測方法仍無統一(yī / yì ／yí)标準：歐盟針對飼料原料、玉米及其産品中伏馬毒素（FB1 ＋FB2）的(de)指南限量爲(wéi / wèi)60 mg/kg，補充飼料和(hé / huò)配合飼料中伏馬毒素（FB1 ＋FB2 ）的(de)指南限量爲(wéi / wèi)5mg/kg；美國(guó)FDA 規定食用家禽飼料（玉米及玉米副産品）中伏馬毒素（FB1 ＋FB2 ＋FB3）的(de)指南限量爲(wéi / wèi)100 mg/kg，豬飼料（玉米及玉米副産品）中伏馬毒素（FB1 ＋FB2 ＋FB3 ） 的(de)指南限量爲(wéi / wèi)20 mg/kg；此外，中國(guó)GB 2761—2011 并沒有提及關于(yú)伏馬毒素的(de)限量标準。
1.5 嘔吐毒素
嘔吐毒素（deoxynivalenol，DON）是(shì)一(yī / yì ／yí)種由鐮刀菌産生的(de)單端孢黴烯族化合物，主要(yào / yāo)存在(zài)于(yú)小麥、大(dà)麥和(hé / huò)玉米等谷物籽實中，耐熱性較強，121 ℃高壓加熱25 min 僅有少量破壞。嘔吐毒素對哺乳動物具有較強的(de)毒性，能夠引起人(rén)和(hé / huò)動物消化系統疾病和(hé / huò)厭食症，豬對嘔吐毒素**爲(wéi / wèi)敏感，家禽次之(zhī)，反刍動物耐受能力**強 。近年來(lái)，各國(guó)紛紛意識到(dào)嘔吐毒素的(de)危害，制定了(le／liǎo)相應的(de)标準，***農副産品中嘔吐毒素的(de)含量：根據美國(guó)FDA 标準，飼料用谷物及其副産品（除玉米外）中嘔吐毒素的(de)限量≤1mg/kg；歐盟規定玉米及其副産品允許≤1.75mg/kg的(de)嘔吐毒素殘留；中國(guó)衛生部對農副産品中殘留的(de)嘔吐毒素規定爲(wéi / wèi)不(bù)得高于(yú)1mg/kg。
由于(yú)産生真菌毒素的(de)微生物所偏好的(de)生長環境不(bù)同，真菌毒素在(zài)全球的(de)分布具有一(yī / yì ／yí)定的(de)地(dì / de)域性。熱帶和(hé / huò)***帶是(shì)曲黴生長的(de)**佳環境，而(ér)鐮刀菌**适宜在(zài)北美、歐洲和(hé / huò)亞洲的(de)氣候條件下生長。在(zài)炎熱、氣候潮濕的(de)熱帶地(dì / de)區，黃曲黴毒素的(de)污染比較嚴重。玉米赤黴烯酮、赭曲黴毒素和(hé / huò)伏馬毒素主要(yào / yāo)在(zài)溫帶區域，如中國(guó)、歐洲及北美洲等地(dì / de)區。2016年，百奧明公司針對81個(gè)國(guó)家16511個(gè)樣品的(de)檢測發現，非洲作物中黃曲黴毒素的(de)污染**爲(wéi / wèi)嚴重，檢出(chū)率爲(wéi / wèi)60％；北美玉米中伏馬毒素的(de)檢出(chū)率高達66％，南美作物中主要(yào / yāo)的(de)毒素爲(wéi / wèi)玉米赤黴烯酮和(hé / huò)嘔吐毒素；中東作物中存在(zài)的(de)主要(yào / yāo)毒素爲(wéi / wèi)嘔吐毒素和(hé / huò)伏馬毒素；歐洲作物中的(de)主要(yào / yāo)毒素類型爲(wéi / wèi)嘔吐毒素，驗證了(le／liǎo)真菌毒素的(de)區域分布特性。但近年來(lái)随着國(guó)際貿易進程的(de)加速，各類毒素的(de)分布正逐漸呈現全球化的(de)發展趨勢。
對真菌毒素超标的(de)農産品，**簡單的(de)處理方法是(shì)丢棄或銷毀，但是(shì)，這(zhè)将造成巨大(dà)的(de)浪費和(hé / huò)經濟損失，同時(shí)也(yě)會産生嚴重的(de)環境污染。因此，迫切需要(yào / yāo)開發安全、**、低成本的(de)真菌毒素脫除方法。常用的(de)真菌毒素脫除方法有物理法、化學法和(hé / huò)生物法。
化學法是(shì)采用酸、堿、氧化劑、醛或亞硫酸氣體以(yǐ)改變真菌毒素的(de)結構，該方法雖然能夠有效脫除毒素，但可能會對食品的(de)營養價值和(hé / huò)風味産生影響，且存在(zài)化學物殘留的(de)安全隐患。物理脫毒法是(shì)采用吸附劑将毒素進行脫除，但該方法穩定性差，且目前商品化的(de)吸附劑對黴菌毒素的(de)脫除效果仍有待加強。
生物法脫毒包括微生物法和(hé / huò)生物酶法，前者是(shì)利用微生物對毒素的(de)吸附或代謝能力，實現毒素的(de)脫除，成本相對低廉，但并不(bù)适用于(yú)所有領域，如食品加工過程等。生物酶法脫毒是(shì)從微生物中發掘降解毒素的(de)關鍵基因，利用基因技術構建生物酶的(de)**表達工程菌，分離獲得純酶以(yǐ)進行食品和(hé / huò)飼料中真菌毒素的(de)脫除。與微生物脫毒法相比，酶法脫毒具有更好的(de)重複性、均一(yī / yì ／yí)性和(hé / huò)操作簡單等特點，受到(dào)了(le／liǎo)廣泛關注。
研究者針對黃曲黴毒素、赭曲黴毒素、玉米赤黴烯酮、伏馬毒素和(hé / huò)嘔吐毒素均開發了(le／liǎo)相應的(de)降解酶（表1），下文将具體闡述。
3.1 黃曲黴毒素的(de)酶法降解
黃曲黴毒素的(de)生物降解酶主要(yào / yāo)爲(wéi / wèi)氧化還原酶類。1998 年，Liu 等發現在(zài)真菌Armillariella tabescens中存着可降解黃曲黴毒素的(de)複合多酶體系，并在(zài)随後的(de)研究中分離獲得起降解作用的(de)關鍵酶黃曲黴毒素氧化酶（AFO）。該酶主要(yào / yāo)作用于(yú)AFB1 的(de)二呋喃環，從而(ér)破壞黃曲黴毒素。Doyle 等報道(dào)寄生曲黴能夠産生降解黃曲黴毒素的(de)乳過氧化物酶，并且黃曲黴毒素的(de)降解率與酶含量成正相關性。Yehia從白腐真菌Phanerochaete ostreatus中分離出(chū)一(yī / yì ／yí)種能降解AFB1 的(de)錳過氧化物酶，其對AFB1 的(de)脫毒效率依賴于(yú)酶的(de)濃度以(yǐ)及酶反應的(de)時(shí)間，在(zài)**優條件下，1.5 U/ mL 的(de)酶能夠在(zài)48 h 内降解90％的(de)AFB1。此外，漆酶亦被發現具有降解黃曲黴毒素的(de)功能， Alberts 等 研究發現來(lái)自于(yú)白腐真菌Phanerochaete ostreatus的(de)漆酶能夠降解黃曲黴毒素，118 U/L 的(de)漆酶對黃曲黴毒素的(de)降解率爲(wéi / wèi)55％。Loi 等亦從P.pulmonarius和(hé / huò)P.eryngii 中分離獲得了(le／liǎo)漆酶，将其用于(yú)AFB1 和(hé / huò)AFM1 的(de)降解，發現僅存在(zài)漆酶的(de)情況下，上(shàng)述毒素的(de)降解效率較低，而(ér)當加入10 mmol/ L 氧化還原介質後，反應72 h，對AFB1 的(de)降解效率可從23％提高至90％，對AFM1 的(de)降解效率則可提高至100％。2010 年，Novozymes 公司對氧化還原介質介導的(de)漆酶降解黃曲黴毒素進行了(le／liǎo)專利申請，該專利中漆酶來(lái)源于(yú)Streptomyces coelicolor，丁香酸甲酯作爲(wéi / wèi)氧化還原介質，在(zài)此條件下，反應24 h， 漆酶對黃曲黴毒素的(de)降解率達100％。2017 年，Xu 等從43 株菌株中篩選獲得了(le／liǎo)Bacillus shackletonii L7，在(zài)37 ℃反應72 h，Bacillus shackletonii L7 對AFB1、AFB2 和(hé / huò)AFM1 的(de)降解率分别爲(wéi / wèi)92.1％、84.1％和(hé / huò)90.4％。在(zài)此基礎上(shàng)，Xu 等進一(yī / yì ／yí)步分離獲得了(le／liǎo)能夠降解黃曲黴毒素的(de)新酶（芽孢杆菌黃曲黴降解酶），該酶蛋白的(de)分子(zǐ)量爲(wéi / wèi)2.2×104，**适反應溫度和(hé / huò)pH 分别爲(wéi / wèi)70 ℃和(hé / huò)8.0。
3.2 赭曲黴毒素的(de)酶法降解
降解赭曲黴毒素的(de)生物酶主要(yào / yāo)爲(wéi / wèi)羧肽酶，具體爲(wéi / wèi)羧肽酶A 和(hé / huò)羧肽酶Y。其中，羧肽酶A 是(shì)**早被發現的(de)具有赭曲黴毒素降解功能的(de)生物酶，來(lái)源于(yú)牛胰腺中，對赭曲黴毒素的(de)親和(hé / huò)性相對較高，25 ℃條件下Km值爲(wéi / wèi)1.5×10-4 mol/ L。羧肽酶Y來(lái)源于(yú)釀酒酵母，其對赭曲黴毒素的(de)降解能力相對較弱，5 d 僅能降解52％的(de)赭曲黴毒素。此外，脂肪酶、蛋白酶和(hé / huò)酰胺酶等亦被發現具有降解赭曲黴毒素的(de)功能。Abrunhosa 等從黑曲黴中分離獲得了(le／liǎo)可以(yǐ)降解赭曲黴毒素的(de)純酶，該酶的(de)**适反應溫度和(hé / huò)pH 分别爲(wéi / wèi)37 ℃和(hé / huò)7.5，在(zài)此條件下，其對赭曲黴毒素的(de)降解活性高于(yú)羧肽酶A。Stander 等通過對系列水解酶的(de)篩選，發現來(lái)源于(yú)黑曲黴的(de)脂肪酶對赭曲黴毒素具有較高的(de)降解能力，其對赭曲黴毒素的(de)比活力達2.32 U/ mg。Abrunhosa 等的(de)研究發現，一(yī / yì ／yí)些商品化的(de)酶亦具有降解赭曲黴毒素的(de)能力，在(zài)pH7.5 條件下反應25 h，蛋白酶A 對赭曲黴毒素的(de)降解率爲(wéi / wèi)87.3％，胰酶對赭曲黴毒素的(de)降解率爲(wéi / wèi)43.4％。Yu 等的(de)專利中報道(dào)酰胺酶能夠降解赭曲黴毒素，當用160 ng/ mL 的(de)酰胺酶降解50μg/ mL 的(de)赭曲黴毒素，降解率可達83％。
3.3 伏馬毒素的(de)酶法降解
早在(zài)1996 年，Duvick 等已從E.spinifera 中分離獲得可降解伏馬毒素的(de)基因，并将其克隆至玉米等農作物中，在(zài)相關酯酶、胺氧化酶及其他(tā)酶的(de)作用下，伏馬毒素被逐漸水解、氧化。2009 年，Heinl等研究發現在(zài)Sphingopyxis sp.MTA144 的(de)同一(yī / yì ／yí)個(gè)基因簇上(shàng)存在(zài)編碼羧酸酯酶和(hé / huò)轉氨酶的(de)2個(gè)基因，在(zài)這(zhè)2個(gè)酶的(de)作用下，FB1 經二步酶促反應被降解：在(zài)羧酸酯酶的(de)作用下FB1 被降解爲(wéi / wèi)HFB1，在(zài)轉氨酶的(de)作用下HFB1 發生轉氨反應，并**終轉化生成2-酮基-HFB1。Hartinger 等将Sphingopyxis sp.MTA144 中編碼轉氨酶的(de)基因FuｍI 在(zài)大(dà)腸杆菌中進行了(le／liǎo)表達，并對其酶學性質進行了(le／liǎo)研究，發現該酶的(de)**适溫度爲(wéi / wèi)35 ℃，**适pH 爲(wéi / wèi)8.5。2011 年，Heinl 等從Sphingopyxis sp.ATCC 55552 克隆獲得了(le／liǎo)新的(de)轉氨酶基因，并将其在(zài)大(dà)腸杆菌中進行了(le／liǎo)表達，發現該酶亦具有降解HFB1的(de)能力。百奧明研究中心從Sphingopyxis sp.MTA144 中分離獲得了(le／liǎo)酯酶，并開發出(chū)活性成分爲(wéi / wèi)純酶的(de)FUMzyme® ，這(zhè)種酶制劑在(zài)動物的(de)胃腸道(dào)内能夠有效降解伏馬毒素爲(wéi / wèi)毒性顯著降低的(de)化合物。
3.4 玉米赤黴烯酮的(de)酶法降解
能夠降解玉米赤黴烯酮的(de)生物酶主要(yào / yāo)有三類：漆酶、内酯水解酶和(hé / huò)過氧化物酶。其中來(lái)源于(yú) Trametes versicolor 的(de)漆酶，反應4 h 對玉米赤黴烯酮的(de)降解率爲(wéi / wèi)81.7％。而(ér)在(zài)2009 年，Novozyme 公司的(de)Viksoe-Nielsen 等發現在(zài)氧化還原介質的(de)存在(zài)下，來(lái)源于(yú)Streptomyces coelicolor的(de)漆酶除了(le／liǎo)能降解黃曲黴毒素外，還能降解玉米赤黴烯酮，所采用的(de)氧化還原介質可以(yǐ)爲(wéi / wèi)丁香酸甲酯，37 ℃條件下反應24 h，玉米赤黴烯酮可被完全降解。目前，對玉米赤黴烯酮降解酶**爲(wéi / wèi)關注的(de)酶爲(wéi / wèi)内酯水解酶，編碼基因爲(wéi / wèi)zdh101，是(shì)Takahashi－Ando 等2002 年從來(lái)源于(yú)Clonostachys rosea IFO 7063 中分離獲得，并将其在(zài)釀酒酵母中實現異源表達，脫毒實驗表明其能夠在(zài)37 ℃條件下反應8 h 或28 ℃條件下反應48 h，實現2 μg/mL 玉米赤黴烯酮的(de)完全降解。唐語謙等發現該酶主要(yào / yāo)通過作用于(yú)玉米赤黴烯酮的(de)内脂鍵實現毒素的(de)降解，但由于(yú)可逆反應的(de)存在(zài)，該反應并不(bù)能完全降解玉米赤黴烯酮，降解産物爲(wéi / wèi)β－ZOL，仍具有一(yī / yì ／yí)定雌激素毒性，但毒性相對較低。此外，Yu 等研究發現來(lái)源于(yú)Acinetobacter sp.SM04 的(de)過氧化物酶（Prx）能催化H2O2 氧化降解玉米赤黴烯酮。在(zài)0.09％H2O2 存在(zài)的(de)條件下，30℃反應6 h 能降解玉米樣品中90％的(de)玉米赤黴烯酮。目前，該酶具體的(de)作用機制仍在(zài)研究中。
3.5 嘔吐毒素的(de)酶法降解
嘔吐毒素降解主要(yào / yāo)有3 種途徑，分别爲(wéi / wèi)糖基化、氧化和(hé / huò)乙酰化，這(zhè)3 種反應又有其對應的(de)酶進行催化。Poppenberger 等于(yú)2003 年發現了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種典型的(de)嘔吐毒素糖基化酶——Arabidopsis thaliana 中的(de)UDP－糖基轉移酶，能通過催化葡萄糖從UDP 葡萄糖轉移到(dào)嘔吐毒素的(de)C3 位的(de)羟基上(shàng)形成3-O-吡喃葡萄糖基-4-DON。2010 年，Schweiger 等将A.thaliana 中編碼UDP 糖基轉移酶的(de)基因在(zài)拟南芥體内進行表達，培養出(chū)具有DON 抗性的(de)農作物。Ito 等于(yú)2013 年在(zài)Sphingomonas sp.KSM1 中發現的(de)P450 細胞色素系統能夠将嘔吐毒素氧化爲(wéi / wèi)16羟基脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（16HDNO），從而(ér)使其失去毒性。進一(yī / yì ／yí)步通過相關基因的(de)胞外重組和(hé / huò)表達，發現了(le／liǎo)這(zhè)一(yī / yì ／yí)系統主要(yào / yāo)由Cyt450 的(de)編碼基因ddｎａ及其對應的(de)内源性還原物組成，其催化效率爲(wéi / wèi)6.4mmol/（L·s），對于(yú)質量濃度約爲(wéi / wèi)100 μg/mL 的(de)嘔吐毒素，這(zhè)一(yī / yì ／yí)系統能在(zài)3 d 内達到(dào)将近100％的(de)降解率。另一(yī / yì ／yí)種降解嘔吐毒素的(de)方法是(shì)将其3 号位乙酰化。Kimura 等于(yú)1997 年發現了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種能催化嘔吐毒素乙酰化的(de)酶——單端孢甲-3-O-乙酰轉移酶并确定了(le／liǎo)其對應的(de)編碼基因，是(shì)一(yī / yì ／yí)種從大(dà)腸杆菌中提取、由Tri101基因編碼的(de)乙酰化酶，它能夠催化嘔吐毒素3 号位乙酰化以(yǐ)達到(dào)解毒的(de)目的(de)。
3.6 不(bù)同真菌毒素及其相應的(de)降解方法
上(shàng)文中主要(yào / yāo)闡述了(le／liǎo)各類真菌毒素的(de)生物降解方法，這(zhè)些方法中涉及了(le／liǎo)相關的(de)微生物、酶及反應，現将上(shàng)述内容總結，見表1。
目前雖然已有能夠降解真菌毒素的(de)相關酶的(de)報道(dào)，但已實現商業化應用的(de)僅爲(wéi / wèi)能降解伏馬毒素的(de)FUMzyme®，大(dà)部分酶因爲(wéi / wèi)降解效率低、穩定性差等原因處于(yú)實驗室研究階段，針對真菌毒素降解酶的(de)挖掘需進一(yī / yì ／yí)步的(de)深入。
目前所發現的(de)真菌毒素降解酶，主要(yào / yāo)是(shì)基于(yú)色譜分離法獲得。研究者在(zài)篩選獲得可降解真菌毒素微生物的(de)基礎上(shàng)，采用色譜法分别對微生物的(de)胞外酶和(hé / huò)胞内酶進行分離，将分離的(de)各個(gè)組分分别進行真菌毒素降解實驗，逐步确定起降解作用的(de)關鍵酶。Zhao 等采用乙醇沉澱、色譜分離的(de)方法從Myxococcus fulvus ANSM068 的(de)胞外酶中分離獲得了(le／liǎo)可降解黃曲黴毒素的(de)酶，經測定該酶的(de)分子(zǐ)量爲(wéi / wèi)3.2×104，**佳反應溫度爲(wéi / wèi)35 ℃，**佳反應pH 爲(wéi / wèi)6.0，對AFG1 的(de)降解率可達96. 96％，對AFM1 的(de)降解率可達95.8％。Abrunhosa 等采用丙酮沉澱和(hé / huò)色譜分離法從黑曲黴中分離獲得可降解赭曲黴毒素的(de)新酶，該酶的(de)**适pH 爲(wéi / wèi)7. 5，**适反應溫度爲(wéi / wèi)37 ℃，對赭曲黴毒素的(de)**大(dà)反應速率Vmax 爲(wéi / wèi)0. 44μmol/（L·min）。雖然基于(yú)色譜分離技術能夠篩選獲得具有降解真菌毒素功能的(de)新酶，但蛋白分離過程複雜，回收率低，需進一(yī / yì ／yí)步對分離所得的(de)蛋白進行鑒定，費時(shí)費力。雖然色譜分離法能夠獲得毒素降解相關酶，但由于(yú)微生物代謝過程非常複雜，目标蛋白獲取的(de)難度較大(dà)，過去10 年中被報道(dào)的(de)具有脫除真菌毒素功能的(de)新酶僅有7 個(gè)，需要(yào / yāo)開發更**的(de)毒素降解酶發掘方法。
随着測序技術的(de)發展和(hé / huò)成本的(de)不(bù)斷降低，利用高通量測序技術開展真菌毒素降解菌基因組信息的(de)檢測已逐漸成爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)種主流方式。2012 年，Zhou等發現菌株Devosia 具有降解嘔吐毒素的(de)能力，此時(shí)尚未見任何關于(yú)Devosia菌株基因組信息的(de)報道(dào)，但截至目前，上(shàng)傳至GenBank 中的(de)Devosia全基因序列達12 個(gè)。不(bù)斷豐富的(de)基因信息庫以(yǐ)及組學技術的(de)發展爲(wéi / wèi)真菌毒素降解酶的(de)發掘提供了(le／liǎo)新的(de)策略。Liuzzi 等在(zài)前期研究過程中篩選獲得了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)株能夠降解赭曲黴毒素的(de)不(bù)動杆菌ITEM 17016，爲(wéi / wèi)篩選獲得降解赭曲黴毒素的(de)關鍵基因，分析了(le／liǎo)ITEM17016 在(zài)含/不(bù)含毒素培養基中生長時(shí)的(de)基因表達差異，發現有6 個(gè)肽酶在(zài)含毒素的(de)培養基中表達上(shàng)調，進一(yī / yì ／yí)步将編碼羧肽酶PJ 1540 的(de)基因在(zài)大(dà)腸杆菌中進行異源表達，從而(ér)發掘了(le／liǎo)降解赭曲黴毒素的(de)新酶。随着宏基因組技術、轉錄組學技術等的(de)不(bù)斷發展和(hé / huò)成熟，預計未來(lái)越來(lái)越多具有降解毒素功能的(de)酶将被挖掘。
目前針對酶法降解真菌毒素的(de)研究主要(yào / yāo)集中于(yú)新酶的(de)發掘以(yǐ)及酶學性質的(de)研究，但天然酶在(zài)食品、飼料中的(de)應用可能由于(yú)環境條件的(de)***，無法獲得理想的(de)效果，往往需要(yào / yāo)采用蛋白質工程對酶進行改造，如增加酶的(de)活性，pH、溫度穩定性等，生物信息學的(de)發展爲(wéi / wèi)脫毒酶結構的(de)解析及改造提供了(le／liǎo)有力的(de)技術支撐。Dobritzsch 等從黑曲黴中發掘了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種可以(yǐ)降解赭曲黴毒素新酶，該酶具有較高的(de)熱穩定性，**适反應溫度爲(wéi / wèi)66 ℃，**适反應pH 爲(wéi / wèi)6，且比羧肽酶A 和(hé / huò)羧肽酶Y 具有更高的(de)降解性能；在(zài)此基礎上(shàng)，進一(yī / yì ／yí)步對該酶進行了(le／liǎo)純化、結晶和(hé / huò)結構解析，發現該酶屬于(yú)酰胺水解酶家族，具有雙金屬中心催化位點。通過對粉紅粘帚菌的(de)内酯水解酶ZHD101 的(de)純化和(hé / huò)晶體培養，Peng 等解析了(le／liǎo)ZHD101 的(de)分子(zǐ)結構，發現ZHD101 屬于(yú)α/β-水解酶家族，分子(zǐ)結構由催化核心結構域和(hé / huò)α-螺旋帽子(zǐ)結構域組成，底物結合在(zài)二者之(zhī)間的(de)深口袋中，靠近催化三聯體爲(wéi / wèi)Ser102-His242-Glu126，酶與底物的(de)作用是(shì)通過氫鍵和(hé / huò)非極性鍵的(de)互作完成。玉米赤黴烯醇爲(wéi / wèi)玉米赤黴烯酮的(de)衍生物，其中α-玉米赤黴烯醇的(de)雌激素較玉米赤黴烯酮具有更高的(de)毒性，而(ér)ZHD101 能夠同時(shí)降解玉米赤黴烯酮和(hé / huò)α-玉米赤黴烯醇，但對後者的(de)降解效率僅爲(wéi / wèi)前者的(de)40％，爲(wéi / wèi)提高ZHD101 對α-玉米赤黴烯醇的(de)降解效率，在(zài)獲得ZHD101 晶體結構的(de)基礎上(shàng)，Xu 等進一(yī / yì ／yí)步研究了(le／liǎo)ZHD101 分别與底物玉米赤黴烯酮、玉米赤黴烯純間的(de)複合體結構，通過二者結構的(de)比對，設計了(le／liǎo)系列突變位點修飾底物結合位點的(de)結構，突變體V153H 對α-玉米赤黴烯醇的(de)催化活性較野生型提高了(le／liǎo)3.7 倍，但同時(shí)保持了(le／liǎo)對玉米赤黴烯酮的(de)催化活性。
真菌毒素污染給糧食與畜牧業的(de)發展帶來(lái)了(le／liǎo)巨大(dà)的(de)經濟損失，嚴重威脅着人(rén)類的(de)健康和(hé / huò)社會的(de)發展。酶法降解真菌毒素技術與傳統的(de)物理、化學好微生物脫毒方法相比，具有不(bù)可比拟的(de)優勢。但目前關于(yú)真菌毒素的(de)酶降解技術大(dà)部分仍停留在(zài)起步階段，新酶的(de)發掘工作仍舉步維艱，在(zài)過去的(de)10年中，公開報道(dào)的(de)可降解真菌毒素的(de)新酶僅有7個(gè)。酶法脫毒技術的(de)應用尚存在(zài)以(yǐ)下幾方面的(de)問題有待深入探索與研究：
①雖然目前報道(dào)的(de)可用于(yú)降解真菌毒素的(de)微生物很多，但衆多的(de)研究報道(dào)中毒素的(de)代謝機理仍缺乏深入研究，制約了(le／liǎo)新酶的(de)發掘；
②某些真菌毒素的(de)降解依賴于(yú)幾個(gè)酶的(de)協同作用，如在(zài)脫羧酶和(hé / huò)轉氨酶的(de)共同作用下伏馬毒素被降解完全，這(zhè)必将增加新酶發掘的(de)難度；
③同一(yī / yì ／yí)樣品中幾種毒素往往共同存在(zài)，故在(zài)利用酶法降解這(zhè)些毒素時(shí)往往需要(yào / yāo)多個(gè)酶的(de)參與，增加了(le／liǎo)工藝調控的(de)難度；
④一(yī / yì ／yí)些酶對真菌毒素的(de)作用是(shì)将其降解爲(wéi / wèi)毒性較小的(de)化合物，如内酯水解酶降解玉米赤黴烯酮的(de)産物爲(wéi / wèi)低毒性的(de)玉米赤黴烯醇，一(yī / yì ／yí)定程度上(shàng)***了(le／liǎo)該酶在(zài)毒素降解中的(de)應用。
近年來(lái)，生物信息學的(de)發展爲(wéi / wèi)新酶的(de)發現提供了(le／liǎo)更爲(wéi / wèi)豐富的(de)技術手段。利用宏基因組技術，通過提取特定環境中的(de)微生物基因組DNA構建基因組文庫，從文庫中篩選新的(de)功能基因，已成爲(wéi / wèi)功能基因篩選的(de)**方法；由于(yú)測序技術的(de)發展，已有海量的(de)基因數據資源被公布，根據催化反應的(de)需求，借助計算機輔助篩選，可以(yǐ)從龐大(dà)的(de)基因數據庫中**獲得具有優良催化性能的(de)新型生物酶。而(ér)近幾年發展起來(lái)的(de)無細胞蛋白表達等技術，爲(wéi / wèi)酶的(de)高通量篩選提供了(le／liǎo)有效手段，能夠極大(dà)地(dì / de)縮短新酶的(de)發掘周期。因此，雖然生物酶法去除真菌毒素的(de)研究起步較晚，發展相對緩慢，但随着相關生物技術的(de)蓬勃發展，相信在(zài)不(bù)久的(de)将來(lái)，越來(lái)越多可降解真菌毒素的(de)生物酶将被發掘，并逐步從實驗室研究走向實際生産過程。
河南禦顔堂生物科技有限公司自主研發的(de)新型黴菌毒素酶解産品，将具有降解黃曲黴毒素、玉米赤黴烯酮、嘔吐毒素、T-2毒素能力的(de)菌株分别進行固态發酵，之(zhī)後對分泌的(de)毒素降解酶進行低溫幹燥處理和(hé / huò)優化組合，**終得到(dào)對以(yǐ)上(shàng)四種毒素均具有顯著降解能力的(de)産品組合——黴力克。該産品一(yī / yì ／yí)上(shàng)市就(jiù)獲得廣大(dà)用戶的(de)認可，數據表明，黴力克對黃曲黴毒素B1的(de)降解率達到(dào)89.7%，對玉米赤黴烯酮的(de)降解率達到(dào)92.5%，對T-2毒素的(de)降解率達到(dào)70.6，對嘔吐毒素的(de)降解率達到(dào)98.2%，真正從根本上(shàng)解決困擾養殖界的(de)黴菌毒素問題。
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