[发明专利]酶类降解棒曲霉素的方法

说明书

技术领域

本发明属于酶制剂领域，具体地，涉及一种利用来自海洋酵母的粗酶制剂降解真菌毒素棒曲霉素的方法。

背景技术

棒曲霉素（patulin，4-hydroxy-4H-furo[3,2-c]pyran-2(6H)-one）是一种水溶性的大环内酯，存在于一些腐烂的水果（如苹果、柑橘、石榴、梨等）及其制品中。棒曲霉素可由不少真菌产生，主要的包括曲霉属真菌（Aspergillus），青霉属真菌（Penicillium）以及拟青霉属真菌（Paecilomyces），其中青霉属真菌是自然界中棒曲霉素的主要生产者。

棒曲霉素是一种对人畜有毒性的真菌毒素。目前报道中已知的急性毒性包括恶心、溃疡；慢性毒性包括神经毒性、免疫毒性、基因毒性、抑制免疫系统、致癌致畸致突变等。另外，在分子生物学层面，棒曲霉素可抑制DNA合成、蛋白质的交联、与谷胱甘肽发生反应等。各国科学家对本国所产的苹果制品、石榴汁等产品中的棒曲霉素进行检测，发现在欧洲的大部分国家、韩国和日本，对食品中棒曲霉素的控制较好，而一些地方如西班牙、意大利、南非、印度和中国等，食品中棒曲霉素的检出率较高，而且部分样品超标很严重。

棒曲霉素是扩展青霉产生的二次代谢产物。虽然现在人们已拥有很多果蔬保鲜剂、杀菌剂以及保鲜手段（如低温储运、气调等），但抑制真菌生长和降低真菌毒素的分泌两者之间并不一定相关。现行的不少用于果蔬保鲜的物质或者手段（如低温、气调等）虽然能有效降低果蔬病害的发生，但它们对相应的真菌毒素的控制并无效果，相反，有一些保鲜产品或者保鲜手段反而促使真菌产生更多的毒素。这是因为不少真菌在不利于生长的逆境中，会分泌更多的真菌毒素等二次代谢产物，来增强自身的竞争能力。实例来说，据报道，体外实验中，在培养扩展青霉的培养基中加入克菌丹（Captan）、多菌灵（Carbendazim）、乙嘧酚磺酸酯（Bupirimate）等杀菌剂时，可以诱导扩展青霉产生更多的棒曲霉素。另有研究表明，经过生物制剂处理的有机苹果中的棒曲霉素含量高于经过传统农业（采用杀菌剂）栽培的苹果，对这个现象的解释还未形成定论。课题组对气调储藏的苹果进行研究，发现经过不同的气调处理的苹果虽然在发病率上有显著差异，但在棒曲霉素的含量上却无差异，说明在此处理下，病斑的大小和棒曲霉素的含量并不相关。总而言之，保鲜剂和保鲜手段虽然能控制真菌的生长，但并不能减少真菌分泌棒曲霉素的量。

由于棒曲霉素在酸性环境下稳定，因此一旦存在（被棒曲霉素污染的水果及其制品均为酸性环境）便很难通过常规方法去除。目前有报道利用臭氧、放射性元素、热处理、大孔树脂吸附等物理化学方法，对棒曲霉素进行去除。但这些方法有的成本较高，有的对环境或人体有负面影响，有的降解效果欠佳，因此并不很理想。相比较而言，生物方法更加安全、低成本。不少文献报道表明，利用微生物对棒曲霉素进行降解，不仅非常的有效，而且成本低廉，安全性高，其降解产物的毒性也比棒曲霉素本身要小。目前已报道的可降解棒曲霉素的微生物包括氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae，需要在无氧环境下）、瘤胃中的微生物群、红酵母（Rhodosporidium kratochvilovae）以及毕赤酵母（Pichia membranifaciens及Pichia caribbica）等。尽管生物降解棒曲霉素具有诸多优势，但微生物在降解过程中会消耗溶液中的营养物质，并且分泌二次代谢产物，若应用到果汁中，则可能对果汁本身的品质带来负面影响。而相应的酶制剂可弥补这些缺陷，而且更加高效。但目前没有任何文献涉及有关降解棒曲霉素的酶类报道。

红冬孢酵母（Rhodosporidium paludigenum Fell&Tallman）是一株从海洋中分离出来的安全的生防酵母。据研究，该酵母能适应高渗透压的环境，并且对小番茄、冬枣以及柑橘的采后病害控制非常有效。

该红冬孢酵母（Rhodosporidium paludigenum Fell&Tallman）亦名该海洋酵母

（Rhodosporidium paludigenum Fell&Tallman）被保藏于英国国际真菌研究所国际农业与生物中心基因资源保藏中心（International Mycological Institute，CABI Genetic Resource Collection），保藏地址：英国TW209TY萨里郡艾格镇贝克汉姆路国际农业与生物中心英国中心，保藏日期：2006.4.19，保藏编号：IMI394084。