貯藏蘋果中展青霉素產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)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(chǎn)品中展青霉素含量成為國內(nèi)外研究的熱點。蘋果中的展青霉素主要來源于原料中產(chǎn)生菌的污染，雖然人們已在蘋果汁生產(chǎn)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(chǎn)生菌的生長和毒素產(chǎn)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(chǎn)地的蘋果原料中的展青霉素產(chǎn)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(chǎn)生菌生物學分類，并通過構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹確定了它們之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，對展青霉素產(chǎn)生菌的可靠生物信息進行了追溯，在此基礎(chǔ)上研究了蘋果中主要展青霉素產(chǎn)生菌的產(chǎn)毒特征和高產(chǎn)毒菌株基于產(chǎn)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(chǎn)品中展青霉素的產(chǎn)

3、生提供了理論依據(jù)。 本研究主要得到以下結(jié)果： (1)從貯藏庫不同品種和產(chǎn)地的蘋果原料中分離純化得到10株不同產(chǎn)毒能力的展青霉素產(chǎn)生菌。 (2)通過形態(tài)學方法初步鑒定了10株展青霉素產(chǎn)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(shù)，獲得了可靠性鑒定結(jié)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(jù)10株菌ITS區(qū)測序結(jié)果，構(gòu)建了10株展青霉素產(chǎn)生

5、菌的系統(tǒng)發(fā)育樹，表明蘋果中的10株展青霉素產(chǎn)生菌之間具有不同程度的親緣關(guān)系。 (4)分析了蘋果中主要的展青霉素產(chǎn)生菌和產(chǎn)毒量的關(guān)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(chǎn)生菌株，靜置培養(yǎng)和搖瓶培養(yǎng)對其產(chǎn)毒具有不同程度的影響作用。對大多數(shù)展青霉素產(chǎn)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(chǎn)毒培養(yǎng)基對展青霉素產(chǎn)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(chǎn)量。

6、 (6)在酵母膏葡萄糖液體培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，應用Plackett-Burman試驗設(shè)計和響應面分析方法，對展青霉素產(chǎn)生菌Penicillium grisefulvum的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生展青霉素含量達528.25mg/L。 (7)通過4因素二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗得知，展青霉素產(chǎn)生菌Penicillium griseofulvum在蘋果汁營養(yǎng)體系中，接種量對菌株代謝產(chǎn)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(chǎn)量為483.79mg/L。 (8)分別在優(yōu)化產(chǎn)毒培養(yǎng)基和基于蘋果汁的優(yōu)化產(chǎn)毒培養(yǎng)條件下，構(gòu)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(xiàn)了大體相似的生長代謝和產(chǎn)毒特征，可用共同的菌體生長、產(chǎn)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(chǎn)生菌的動力學模型與試驗值能夠較好的吻合，可