一株高效降解玉米赤霉烯酮耐高温的菌株及其菌剂制造技术

本发明专利技术涉及一株耐高温高效降解玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的枯草芽孢杆菌，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC NO.22996，一种高效降解玉米赤霉烯酮和降解呕吐毒素的菌剂及其应用，该菌剂主要活性成分为枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1，形态为固态粉末状，一种固态粉末状菌剂的制备方法及其应用；本发明专利技术涉及一株高效降解玉米赤霉烯酮耐高温的菌株及其菌剂，具有可同时玉米赤霉烯酮和呕吐毒素、降解效率高的优点。高的优点。高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一株高效降解玉米赤霉烯酮耐高温的菌株及其菌剂


[0001]本专利技术涉及一株高效降解玉米赤霉烯酮耐高温的菌株及其菌剂在降解粮食中玉米赤霉烯酮和呕吐毒素中的应用。

技术介绍

[0002]玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEN)是一种非甾体类雌激素类真菌毒素，又称F
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2毒素，化学名6
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(10
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羟基
‑6‑
氧基碳烯基)
‑
β
‑
雷锁酸
‑
μ
‑
内酯。是一种酚的二羟基苯酸的内酯结构，与动物内源性雌激素β
‑
雌二醇结构相似。是由镰刀菌属如三线镰刀菌、串珠镰刀菌、禾谷镰刀菌、木贼镰刀菌、粉红镰刀菌等多种镰刀菌产生的一类有毒次级代谢产物。玉米赤霉烯酮能够污染粮食作物，如玉米，小麦和大豆等，造成人类食品安全的问题。玉米赤霉烯酮还会污染饲料，引发动物中毒。动物食用大量玉米赤霉烯酮污染的饲料后会出现生殖毒性、细胞毒性、遗传毒性和免疫毒性等毒性作用，产生的毒性通过对机体的生殖功能和免疫机能等的抑制作用影响动物与人类的健康。
[0003]脱氧雪腐镰刀烯醇(Deoxynivalenol，DON)又名呕吐毒素，是由镰刀菌属如禾谷镰刀菌、木贼镰刀菌、粉红镰刀菌等多种镰刀菌产生的一种单端孢霉烯族化合物，是真菌毒素中的一种。DON毒素同能够污染粮食作物，造成人类食品安全问题和引发动物中毒。呕吐毒素具有很强的细胞毒性和免疫毒性，对动物的消化系统、血液系统、神经系统都有着很大的影响，被欧盟列为三级致癌物。
[0004]目前玉米赤霉烯酮毒素与呕吐毒素在谷物中普遍存在，现在因此找到一种合适的能够去除或降低这种毒素毒性的方法尤为重要。
[0005]粮食在农田中、运输期间以及作为食品和饲料成品加工、储藏和食用期间，都有可能出现被ZEN和DON毒素污染的情况。在我国大部分地区农产品样品中，ZEN污染情况严重，检出率较高，而且由于ZEN热稳定性极强，不能通过常规处理完全清除。因此ZEN可以在谷物类的成品食物中检测到，比如面包或馒头。武亭亭等人对粮食加工过程中玉米赤霉烯酮的污染情况进行调查，检测结果显示玉米研磨加工中ZEN毒素检出率达34％；小麦粉中ZEN毒素检出率超出74％。DON的热稳定性同样极强，在谷物中DON的检出率同样很高，并且DON在胃肠中吸收，进入血液系统后对肝脏等各个器官造成伤害，进入人体后8h，会被完全吸收，完全检测不到呕吐毒素及其代谢物。
[0006]迄今为止，国内外对玉米赤霉烯酮毒素和呕吐毒素的脱毒方法主要有物理法，化学法和生物法三大类。物理法主要包括辐射法，吸附剂吸附法，热处理法等，化学法主要是让ZEN和DON与碱，氧化剂，有机溶剂发生化学作用，将ZEN和DON转化成其他物质，降低毒性。目前化学法主要包括双氧水处理法，臭氧处理法，碳酸钠浸泡法等。虽然物理法和化学法可以达到一定的脱毒效果，但其仍然存在着一些不足比如脱毒效果不理想，脱毒产物不明确，可能造成若干重要营养物质的损失，化学脱毒剂残留，成本较高等等。生物法可以解决上述理化脱毒中存在的问题，生物法是在一种温和的环境下进行脱毒，不仅不会造成食品和饲料营养物质的损失，适口性的改变，也不会带来有毒有害的化学物质。生物法脱毒方式目前
有两种：一是微生物吸附脱毒，其作用机制为菌体细胞吸附毒素形成稳定复合物，但是这一过程容易受到温度和菌体浓度影响，且过程可逆；二是微生物或其代谢产物降解脱毒，是利用微生物分泌的胞内酶、胞外酶以及次级代谢产物使ZEN和DON的毒性减弱甚至降解成为无毒的物质。并且微生物繁殖速度快，种类繁多，基因资源丰富，降解真菌毒素潜力巨大。因此生物法是目前降解谷物与饲料中ZEN和DON最好的方法。
[0007]综上所述，为了保障人们的食品安全和身体健康，解决农产品和饲料ZEN和DON污染的问题。有必要从自然资源中分离出安全、高效降解玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的菌株，丰富能够同时降解玉米赤霉烯酮和呕吐毒素降解菌的资源库。进一步研究其生物特性，毒素降解特性及降解机理。为粮食中玉米赤霉烯酮和呕吐毒素降解提供技术支撑。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一株高效降解玉米赤霉烯酮耐高温的菌株及其菌剂，为粮食中玉米赤霉烯酮和呕吐毒素降解提供技术支撑。
[0009]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一株耐高温高效降解玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，命名为Bac.sp.Haut.1，该菌株是从河南省郑州市荥阳市西种植玉米的土壤中分离得到，2021年8月2日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏号为CGMCC NO.22996，与其它生物的情况一样，本专利技术具有降解玉米赤霉烯酮活性的菌，Bac.sp.Haut.1仍然可能发生突变或变异。因此，可以利用本领域已知的物理和化学方法得到该菌株的突变株，例如，可以通过用化学药剂如亚硝基胍(NTG)及其它化学诱变剂，或用物理方法如紫外、Co60辐照处理得到其突变株，这些诱变突变株，只要保留了降解玉米赤霉烯酮这样一个能力特征，也属于本专利技术的一部分。
[0010]本专利技术还提供一种菌剂，它的活性成分为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Bac.sp.Haut.1(保藏编号为CGMCC NO.22996)或其衍生的突变株。本专利技术提供上述菌剂可以为液态菌剂也可以为固态菌剂，并通过现有技术中已公开的制备方法来制备。
[0011]进一步地，枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1对玉米赤霉烯酮有降解效果的为胞外酶。
[0012]进一步地，枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1经85℃高温处理20min后，活菌数为1
×
108‑1×
109CFU/mL。
[0013]一种高效降解玉米赤霉烯酮和降解呕吐毒素的菌剂，该菌剂主要活性成分为枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1，形态为固态粉末状。
[0014]本专利技术还要求保护所述菌剂在降解粮食中玉米赤霉烯酮和呕吐毒素中的应用。
[0015]进一步地，将所制菌剂按0.5％
‑
1％添加至被玉米赤霉烯酮和呕吐毒素污染的谷物、饲料原料与饲料中，混合，检测活细胞数达到1
×
108‑1×
10
10
CFU/mL。
[0016]一种固态粉末状菌剂的制备方法，步骤如下：
[0017](1)枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1在NA固体培养基中活化成长；
[0018](2)将(1)中得到的枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1挑至加入葡萄糖的NA液体培养基中，pH 7.0
‑
7.5，发酵条件为温度27
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37℃，转速150rpm
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200rpm，培养48h，使得发酵液中活菌数在1
×<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株耐高温高效降解玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的枯草芽孢杆菌，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC NO.22996。2.根据权利要求1所述的一株耐高温高效降解玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1，其特征在于，枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1对玉米赤霉烯酮有降解效果的为胞外酶。3.根据权利要求1所述的一株耐高温高效降解玉米赤霉烯酮与呕吐毒素的枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1，其特征在于，枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1经85℃高温处理20min后，活菌数为1
×
108‑1×
109CFU/mL。4.一种高效降解玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的菌剂，其特征在于，该菌剂活性成分为枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1，形态为固态粉末状。5.一种权利要求4所述的菌剂在降解粮食中玉米赤霉烯酮和呕吐毒素中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，将所制菌剂按0.5％
‑
1％添加至被玉米赤霉烯酮和呕吐毒素污染的谷物、饲料原料或饲料中，混合，检测活细胞数达到1
×
108‑1×
10
10
CFU/mL。7.一种根据权利要求4所述的固态粉末状菌剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1在NA固体培养基中活化，活化至生长出单菌落；(2)将(1)中得到的枯草芽孢杆菌Bac.sp.Haut.1挑单菌落至加入葡萄糖的NA液体培养基中，pH 7.0
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7.5，发酵条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢岩黎，刘晨，孙淑敏，马卫宾，李倩，杨玉辉，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：