3000字生物工程专业导论小论文

3000字生物工程专业导论小论文篇一：生物工程导论论文

黄曲霉毒素的降解与去除（化学方法）微生物方法黄曲霉毒素（FAT）是一类化学结构类似的化合物，均为二氢呋喃香豆素的衍生物。黄曲霉毒素是主要由黄曲霉寄生曲霉产生的次生代谢产物，在湿热地区食品和饲料中消失黄曲霉毒素的机率最高。它是全部真菌毒素和化学毒物中毒性最强的一种，被世界卫生组织列在重点讨论的毒物首位。它们在紫外线照耀下能产生荧光，依据荧光颜色不同，将其分为B族和G族两大类及其衍生物。在自然 污染的食品中以黄曲霉毒素B1最为多见，其毒性和致癌性也最强，B1是最危急的致癌物，常常在玉米、花生、棉花种子和一些干果中常能检测到。因此自1960年发觉黄曲霉毒素以来，科学工便对黄曲霉毒素的解毒进行了大量的讨论。

由于黄曲霉毒素对热稳定，因此很难通过加热去除，多年来国内外科学家始终在查找黄曲霉毒素的有效去毒方法。大约100种化合物如甲醇、过氧化氢等可以抑制黄曲霉毒素产生，其中两种黄曲霉毒素抑制剂DDV和咖啡讨论较多。传统的去毒方法有：（1）碱处理：包括氨化法和氢氧化钠法，氨化法适合含水量较高的青绿或青贮饲料，去毒有效率高达98%，但不适合子实、饼粕等低水分原料，而且处理后原料残留有大量氨。氢氧化钠法适用于植物油解毒，但是设备投资大、成本高，已渐渐被淘汰。（2）氧化处理法：常用氧化试剂有次氯酸钠、臭氧、过氧化氢及氯气等。此外紫外光法也是利用紫外线的强氧化作用。该方法主要问题在于处理效果不稳定，饲料中维生素等养分成分损失严峻，处理成本较高。（3）高温法：破坏黄曲霉毒素需268℃以上的温度，能耗高，对饲料中的养分成分破坏大，实际应用很少。（4）吸附剂脱毒：常用吸附剂包括酵母细胞壁、硅铝酸盐等。这种方法不能解除黄曲霉毒素的毒性，且可能通过吸附作用而降低养分物质的利用率。饲料行业目前采纳这种方法较多，也有很多新型的吸附剂问世，但其解毒效果还有待考察。（5）抗氧化剂的使用：常用2，6-二叔丁基对甲酚。这种方法效果有限，不能完全消退黄曲霉毒素中毒症，而且2，6-二叔丁基对甲酚等抗氧化剂浓度均超过常规使用量的30倍以上，本身具有肯定毒害作用。

（6）采纳合格原料稀释法：这种方法虽然能够有效减轻中毒症状和减轻其对生产性能的抑制作用，但有可能造成毒素污染范围的扩大。

因此，得出霉菌毒素的理论抱负降解方法：由于以上解毒方法存在着各种缺点，不利于实际生产应用。针对实际生产中的应用，讨论者提出任何霉菌毒素去毒方法都应当满意以下几点要求：①毒素应当被破坏或者被转化成无毒化合物。②真菌孢子和菌丝体应被破坏，这样就不会有新的毒素产生。③饲料应当保持它原有的养分水平和风味。④原料的物理性状不应被明显转变。⑤去毒加工应当经济可行。

讨论者们发觉生物酶具有作用专一性的特点，生物酶解毒具有对饲料无污染，有高度的选择性，不影响饲料的养分价值，而且能够避开毒素的重新产生等优点。讨论者认为酶或酶系统可以降解黄曲霉毒素并且能够保留饲料的养分成分与外观。于是近些年生物酶解毒法成了讨论的热点。黄曲霉毒素生物降解的讨论在不断取得进展：

（1）黄曲霉毒素的微生物直接降解：很多微生物，包括细菌、放射菌、酵母菌、霉菌和藻类都能降解黄曲霉毒素。但是降解机理是物理吸附还是生物降解作用始终存在较大争议。据讨论报道很多有关乳酸菌菌株的讨论表明其解毒机理应当是吸附作用而非降解作用。还有讨论报道了乳酸菌、醋酸菌、面包酵母菌、酿酒酵母菌、米曲霉和枯草芽孢杆菌均对黄曲霉毒素有降解作用，但由于是用发酵液进行解毒试验，所以无法确定其解毒机理是生物降解作用，还是菌体的吸附作用。

（2）黄曲霉毒素的微生物代谢物的酶解降解：早在上世纪70年月末，讨论者就发觉了寄生曲霉能够产生降解黄曲霉毒素B1的过氧化物酶，并报道过氧化物酶的量与黄曲霉毒

素B1被降解的量之间存在着直接的关系。之后讨论报道黑曲霉、寄生曲霉、绿色木霉以及少数其他真菌对黄曲霉毒素B1也有很好的降解力量。然而其中一些菌株在条件转变的状况下有可能产生黄曲霉毒素B1。

经讨论者讨论指诞生物降解反应会通过酶解机制发生，并且这些酶的产物或副产物会与黄曲霉毒素反应。由此推想过氧化物酶正是这一种酶，由于它可以催化氢过氧化物的分解从而产生自由基，这些自由基会与黄曲霉毒素发生反应。

黄曲霉毒素的生物酶降解作用机制在后来的讨论人员的一系列工作中得到了进一步的证明。首先是国内刘大岭讨论小组做了比较多的工作，并取得了显著成果。他们发觉从真菌E-2中提取的粗酶液可使样品中的黄曲霉毒素B1含量削减高达80%。活性物质解毒作用的温度、pH值及作用时间特征表明，粗酶液中起解毒作用的可能是某种酶。其次，陈仪本等讨论发觉，用黑曲霉制备的生物制剂BDA能够降解花生油中的黄曲霉毒素，且这种活性物质的解毒作用的高效性以及对温度、水分、时间等效应都具有生物酶的重要特征，这表明降解实质是酶促反应。考虑到酶促反应必需在水的存在下发生反应，该讨论小组选择了谷壳培育法将解毒酶固定化，从而在解决了酶制剂在含水量低的环境下难以作用的难题。随后，有讨论报道橙色黄杆菌的粗蛋白提取物在水溶液中可以降解黄曲霉毒素B1，降解率能够达到74.5%。而用蛋白酶K将粗蛋白提取物处理后发觉解毒力量降低到34.5%，这表明蛋白对黄曲霉毒素的降解机理可能是酶促反应。

讨论者从假密环菌中分别出了一种可以脱除黄曲霉毒素B1毒性的黄曲霉毒素解毒酶，克隆得到其基因序列，胜利转化到毕赤酵母表达系统中，并对该酶的固定化技术进行了讨论。然而以上解毒酶的抱负反应条件都是中性pH值，高水分的体外反应体系，适合植物油、酱油、啤酒及牛奶等，难以在子实、饼粕等低水分饲料原料中直接应用。

讨论者从白腐真菌和褐腐真菌的代谢产物中分别出了胞外解毒酶，讨论了该酶解毒反应的最佳pH值和温度，并将其纯化。报道了4株具有降解黄曲霉毒素B1活性的菌。其中红串红球菌的胞外提出物在30℃分别与黄曲霉毒素B1混合4小时后，降解率在90％以上，8小时后基本检测不到黄曲霉毒素B1残留。他们还对胞外提取物在热处理和蛋白酶K处理后进行了解毒效果测定，发觉降解率降低了。因此，他们认为解毒机理是酶促反应。

（3）黄曲霉毒素的微生物菌体直接吸附、代谢解毒和酶解降解的联合作用：经讨论报道红串红球菌的胞外粗提液与黄曲霉毒素B1作用72小时后降解率可达66.8%。而在红串红球菌菌细胞存在的状况下，72小时后黄曲霉毒素B1只有3%~6％的残留。这是由于菌体对黄曲霉毒素具有吸附作用。

讨论者使用14C标记黄曲霉毒素B1与橙色黄杆菌反应并对放射性物质进行追踪和检测。发觉无论活细胞还是死细胞均能够吸附黄曲霉毒素B1，但活细胞的吸附作用远大于死细胞的吸附作用，并且只有活细胞释放了被标记了的CO2，这表明肯定量的黄曲霉毒素B1被菌体细胞所代谢。这种方法也为讨论黄曲霉毒素B1在动物体内的代谢途径供应了参考。此外，他们还发觉从橙色黄杆菌提出的粗蛋白物质在水溶液中可以降解74.1%的黄曲霉毒素B1，而用热处理失活的粗蛋白只能降解5.5%的黄曲霉毒素B1。用脱氧核糖核酸酶I处理粗蛋白后发觉可以降解80.5%的黄曲霉毒素B1，这表明橙色黄杆菌对黄曲霉毒素的解毒并非由于与细菌DNA的非特异性结合。蛋白酶K处理后的粗蛋白可以降解34.5%的黄曲霉毒素B1，表明解毒机理有可能是酶促反应。

以上讨论均证明白黄曲霉毒素是可以通过生物酶降解作用得以去除的，并且在温柔的条件下生物酶的解毒不会产生其他有毒的化学物质，也不会损失或极少地损失饲料中的养分物质。虽然黄曲霉毒素的生物降解讨论已经有了很大进展，但是由于酶作用条件苛刻等缘由，离实际生产应用还有很长一段距离。目前，