[发明专利]一种粮食和/或其副产物中真菌毒素的生物降解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以被真菌毒素污染的小麦、玉米、大麦等粮食和/或其副产物为原料发酵的同时降解真菌毒素的方法。

背景技术

真菌毒素是产毒真菌在危害过程做产生的一类次生代谢物质，主要包括黄曲霉毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（又称呕吐毒素，DON）、玉米赤霉烯酮（ZEN）和伏马毒素（FUM）和赭曲霉毒素等，近几年，由于我国极端气候的频繁出现，导致了以危害小麦、玉米为主的赤霉病的大流行，真菌产生的DON和ZEN污染加重，污染超标的小麦和玉米不断增加，为保障我国的人民消费安全和畜牧养殖安全，国家粮食局及有关部门对2010年我国黄淮海地区小麦收获季节感染严重的赤霉病，DON大面积超标毒素超标小麦及时进行了封存，共计174.5万吨。由于缺乏行之有效的安全处理技术，目前仍处于封存状态。2012年的小麦赤霉病大流行，导致我国安徽、江苏、河南局部的小麦DON和ZEN毒素含量超标严重。研究毒素超标粮食的安全利用，不仅可保护我国农民的种粮利益，同时防止流入口粮市场维护国家粮食食品质量安全已迫在眉睫。

对于真菌毒素的清除，目前国内外较为普遍的方法主要有物理去除及吸附、化学处理等。吸附剂在吸附真菌毒素的同时还大量吸附了饲料和食品中的微量营养物质，被黏土吸附后的毒素，无法被分解，会引起二次污染。

生物降解不仅可以高效将毒素转化为无毒产物、环保安全，而且生物酶催化方法专一性强、转化效率高。已经成为当前真菌毒素削减技术中最有发展前景的处理技术途径，其不仅安全、环保、高效，而且利用现代生物技术开展研究非常符合当前我国节能减排的发展趋势。当前利用真菌毒素污染粮食作为原料发酵生产乙醇是最主要的手段之一，但毒素在发酵生产得到的大量副产物酒糟中被进一步浓缩，真菌毒素如DON、ZEN和FUM含量大大超过国家限量标准而不能利用。DDGS又称酒糟蛋白，因其高蛋白、高有效磷、低植酸磷、高维生素等优点，深受饲料业欢迎。DDGS作为常规蛋白质饲料的重要替代品，它的使用大大缓解了我国常规蛋白质资源缺乏现状，有效降低了生产成本，但真菌毒素含量超标严重，DDGS中真菌毒素含量几乎达到发酵粮食原料的3倍，根据2010年DDGS市场调查，玉米赤霉烯酮检出率为73%，呕吐毒素检出率为98%。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种粮食和/或其副产物中真菌毒素的生物降解方法，该方法是以被真菌毒素污染的粮食和/或其副产物为原料，通过构建含有降解毒素酶基因的工程菌，在生产发酵产品的同时，高效降解发酵产物中真菌毒素含量，使其达到国家限量标准以下，无需在发酵结束后再对发酵产物进行再次处理，不仅把真菌毒素含量超标的发酵产物安全利用，而且产生巨大的经济效益和环保、社会效益。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：

本发明提供一种粮食和/或其副产物中真菌毒素的生物降解方法，该方法包括以下步骤：

（1）粉碎粮食和/或其副产物；

（2）加入水进行蒸煮，

（3）冷却，加入粮食和/或其副产物重量的0.01-1%的糖化酶进行糖化，进一步地，优选糖化酶的用量为0.05-0.4%；

（4）加入粮食和/或其副产物重量的0.001-2%的含有真菌毒素降解酶基因的酿酒酵母工程菌菌株进行发酵，进一步地，优选工程菌的添加量为0.01-1%，更进一步为0.08-0.2%；其中，所述真菌毒素降解酶的基因为玉米赤霉烯酮降解酶基因、脱氧雪腐镰刀菌烯醇降解酶基因和伏马毒素降解酶基因中的一种或几种；

该步骤中所述玉米赤霉烯酮降解酶基因、脱氧雪腐镰刀菌烯醇降解酶基因和伏马毒素降解酶基因可以是现有技术中已经公开的降解酶基因，本领域技术人员可以利用现有分子生物学方法构建工程菌来实现本发明。为了详细说明本发明的方法，本发明在实施例中也提供一种工程菌的构建方法；

（5）分别制得乙醇及酒糟；制得的乙醇就是常说的工业酒精；

（6）将酒糟制成酒糟蛋白，并测定酒糟蛋白中真菌毒素含量，其中，脱氧雪腐镰刀菌烯醇的含量≦500ug/kg；玉米赤霉烯酮的含量≦60ug//kg；伏马毒素的含量≦1000ug/kg。该步骤可以采用现有技术中已知的方法来实现，制成的酒糟蛋白由于真菌毒素含量达到国家限量标准以下，可以直接用来进行饲料生产。

进一步地，所述粮食为小麦、玉米、大麦、稻谷或木薯等，粮食副产物是指淀粉、麦麸或玉米浆等。

进一步地，步骤（2）中，所述粮食和/或其副产物与水的重量比为1:2-1:8，优选为1:3-1:4。

进一步地，步骤（4）中，所述发酵的条件为：温度保持30℃-35℃，发酵时间为60-120h。