貯藏蘋果中展青霉素產生菌的分離鑒定和生長代謝特征研究.pdf

1、展青霉素(Patulin，Pat)是一種對動物具有致畸、致癌和致突變性的真菌次生代謝產物毒素。展青霉素污染問題已嚴重影響我國蘋果及蘋果汁質量安全，并限制了我國蘋果汁的可持續(xù)出口，有效控制和降低蘋果及蘋果產品中展青霉素含量成為國內外研究的熱點。蘋果中的展青霉素主要來源于原料中產生菌的污染，雖然人們已在蘋果汁生產加工過程中對展青霉素的控制方面取得了一些成果，但是并沒有從根本上解決展青霉素的毒害問題，為此還應該從展青霉素產生菌的生長和毒素產生

2、的抑制方面進行更加深入和廣泛的研究，本研究對源于蘋果貯藏庫的陜西不同品種和產地的蘋果原料中的展青霉素產生菌進行了分離，通過形態(tài)學鑒定和ITS區(qū)序列分析，鑒定了蘋果中主要展青霉素產生菌生物學分類，并通過構建系統(tǒng)發(fā)育樹確定了它們之間的系統(tǒng)發(fā)育關系，對展青霉素產生菌的可靠生物信息進行了追溯，在此基礎上研究了蘋果中主要展青霉素產生菌的產毒特征和高產毒菌株基于產毒培養(yǎng)基和蘋果汁培養(yǎng)基的生長代謝動力學特征，為從根源上控制蘋果及蘋果產品中展青霉素的產

3、生提供了理論依據。 本研究主要得到以下結果： (1)從貯藏庫不同品種和產地的蘋果原料中分離純化得到10株不同產毒能力的展青霉素產生菌。 (2)通過形態(tài)學方法初步鑒定了10株展青霉素產生菌中1號、8號菌株為曲霉屬菌株，其他8株為青霉屬菌株。進一步利用真菌ITS序列分析技術，獲得了可靠性鑒定結果：1號菌為Aspergillus sydowii、2號菌Penicillium paneum、3號菌Penicilliumg

4、riseofulvum、4號菌Penicillium chrysogenum、5號菌Penicillium expansum、6號菌Penicillium expansum、7號菌Penicillium chrysogenum、8號菌Aspergillus oryzae、9號菌Penicillium expansum、10號菌Penicillium expansum。 (3)根據10株菌ITS區(qū)測序結果，構建了10株展青霉素產生

5、菌的系統(tǒng)發(fā)育樹，表明蘋果中的10株展青霉素產生菌之間具有不同程度的親緣關系。 (4)分析了蘋果中主要的展青霉素產生菌和產毒量的關系，表明蘋果汁中展青霉素主要源于青霉屬菌株。 (5)對于不同的展青霉素產生菌株，靜置培養(yǎng)和搖瓶培養(yǎng)對其產毒具有不同程度的影響作用。對大多數展青霉素產生菌而言，靜置培養(yǎng)相對利于展青霉素的代謝，而且不同的產毒培養(yǎng)基對展青霉素產生菌具有明顯的影響，特別是添加Mn2+能夠不同程度地增加展青霉素的產量。

6、 (6)在酵母膏葡萄糖液體培養(yǎng)基的基礎上，應用Plackett-Burman試驗設計和響應面分析方法，對展青霉素產生菌Penicillium grisefulvum的產毒培養(yǎng)條件進行了系統(tǒng)優(yōu)化，得到展青霉素最高含量時的產毒培養(yǎng)條件為：葡萄糖75.86g/L、接種量0.92％、MnCl2·4H2O 0.03g/L，酵母膏1.0g/L、蛋白胨1.0g/L、pH值自然、裝液量50mL/250mL、溫度25℃，優(yōu)化后培養(yǎng)條件下Penici

7、llium griseofulvum代謝產生展青霉素含量達528.25mg/L。 (7)通過4因素二次正交旋轉組合試驗得知，展青霉素產生菌Penicillium griseofulvum在蘋果汁營養(yǎng)體系中，接種量對菌株代謝產生展青霉素有影響顯著，溫度、可溶性固形物含量和pH值對響應值展青霉素含量影響不顯著，該菌株代謝展青霉素的最佳組合為：可溶性固形物含量10.86％，接種量0.92％，pH值4.7、溫度25℃，此條件下可以得到展

8、青霉素最大產量為483.79mg/L。 (8)分別在優(yōu)化產毒培養(yǎng)基和基于蘋果汁的優(yōu)化產毒培養(yǎng)條件下，構建了Penicillium griseofulvum菌體生長、展青霉素生成和底物消耗的動力學模型。該菌株在兩種不同的培養(yǎng)體系中該菌株呈現了大體相似的生長代謝和產毒特征，可用共同的菌體生長、產物生成和底物消耗模型來較好模擬該菌株的生長代謝動力學特征，而且所得出的兩種不同培養(yǎng)體系下展青霉素產生菌的動力學模型與試驗值能夠較好的吻合，可