粮食安全新希望——神奇细菌“吃掉”毒素

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  • 时间:2026-01-30
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粮食中的霉菌毒素一直威胁着食品安全,尤其是玉米赤霉烯酮(ZEN),它不仅广泛存在于谷物,还具有强烈的毒性。科学家们一直在寻找高效、安全的解毒方法。最近,研究人员从小麦根际土壤中分离出一种名为皮氏不动杆菌(Acinetobacter pittii)的细菌,展现出令人惊艳的降解ZEN能力。本文将带你一探这位“微生物解毒高手”的神奇机制。

粮食中的隐形杀手——玉米赤霉烯酮
玉米赤霉烯酮(ZEN)是一种由镰刀菌属真菌产生的有害霉菌毒素,常见于玉米、小麦等谷物及其制品中。它以强烈的雌激素活性著称,对动物和人体健康构成威胁,包括肝脏、免疫系统甚至基因层面的损害,被国际癌症研究机构列为Ⅲ类致癌物。亚洲多地饲料和玉米粉中的ZEN污染率高达90%以上,使其成为粮食安全治理的重点难题。

传统去除ZEN的方法,如物理吸附或化学处理,往往效果有限,还可能影响食品风味或留下化学残留。而生物降解技术则以其高效、特异性强和绿色环保等优势,成为研究热点。科学家们正试图寻找能“吃掉”ZEN的微生物,为食品安全提供新思路。


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神奇细菌M-1,高效降解新突破

在最新研究中,科研团队从山东小麦根际腐生土壤中筛选出一株名为M-1的皮氏不动杆菌。通过形态学观察、16S rDNA与全基因组测序,这株细菌被精确鉴定,并展现出卓越的降解能力。在最优条件下(60℃、pH 9.0),M-1对10 μg/mL ZEN的降解率高达90.85%,远超多数已知微生物。

进一步实验发现,M-1分泌到培养基中的胞外酶是主要降解力量,而加入Mn2+离子还能显著提升酶活性。此外,这一细菌对另一种常见真菌毒素黄曲霉毒素B1也有极高降解效率,为多重污染场景提供了解决方案。

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揭秘降解机制与应用前景

利用高分辨质谱分析,研究者发现M-1降解ZEN后的主要产物为玉米赤霉烯酮-4-硫酸酯,其毒性远低于原始ZEN。这意味着不仅能有效去除有害成分,还不会生成新的危险代谢物,为实际应用提供了安全保障。

基因组分析显示,M-1中的ahpC基因编码了一种NADH依赖型过氧化物酶,是关键脱毒“武器”。引入H2O2作为辅助底物时,可在短时间内几乎完全清除ZEN。这一发现不仅为食品与饲料工业带来新的绿色脱毒工具,也为开发环境友好型生物修复技术奠定了基础。

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