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乳酸菌吸附霉菌毒素的机制下 [复制链接]

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一、灭活乳酸菌细胞与霉菌*素的结合

1.1活性乳酸菌或其产生的酶分解霉菌*素的特点

活性乳酸菌或利用活性乳酸菌产生酶来分解霉菌*素,此类产品的共同特性是:①活菌及酶对热耐受力差,在高温加工过程会被破坏。②活菌及酶在通过人的胃时可能会被胃酸所破坏。③酶分解霉菌*素后可能产生带*性的中间或最终产物。④酶对底物的专一性强。通常,一种酶只能作用于一种*素。另外,如果要筛选一株对多种*素具有分解能力的乳酸菌也是很艰难的事,至少目前未见报导。

1.2热灭活的乳酸菌与霉菌*素结合的能力

许多研究比较了活菌和热灭活菌的差别,以探究乳酸菌去除霉菌*素的机制。乳酸菌细胞壁是由:①肽聚糖基质组成,其它组分如磷壁酸和脂磷壁酸是细胞壁的主要结构组分;②蛋白质S层;③中性多糖组成。这些组分具有黏附和结合大分子等的功能。实验结果表明,肽聚糖和多糖参与结合了*素。Pierides等的研究表明,热灭活细胞比活细菌细胞更好地结合*曲霉*素M1,结合*曲霉*素B1的能力更强。可能由于*曲霉*素B1衍生的*曲霉*M1具有额外的羟基和较低的疏水性,因此*曲霉*素M1结合的能力弱些。乳酸菌细胞与*曲霉*素的结合机制是细胞壁肽聚糖和*素之间的细胞外弱的非共价键,与肽聚糖紧密相关的成分和碳水化合物。发生吸附作用的主要成分是多糖与肽聚糖,灭活后细胞壁上的蛋白质变性,多糖、肽聚糖或蛋白质之间发生美拉德反应;灭活处理破坏了细胞壁的完整性,肽聚糖的交联被打破,从而导致孔径增加。因此*素除了与细胞壁结合外,甚至还可以与细胞壁内的原生质膜结合,从而导致对*素吸附能力的增加。细菌细胞壁中的化合物对结合形成具有显著的影响,活细菌细胞的生长代谢可能会降低与*素的结合能力,因为许多研究结果显示:灭活的细胞比活细胞能更好地与*素结合。热或酸处理的乳酸菌灭活细胞显示出更高的结合*曲霉*素B1的能力,即使水洗5次后也能保持与*素结合的能力(71%)。

1.3灭活乳酸菌细胞吸收了*素后对肠道上皮细胞的黏附能力下降

Kankaanp等发现,吸附了*曲霉*素B1的鼠李糖乳杆菌GG对肠道模型细胞Caco-2的黏附能力指数下降,从30%下降到5%,差异显著。Gratz等报道,将两种益生菌制剂(鼠李糖乳杆菌GG和鼠李糖乳杆菌LC-)与*曲霉*素进行预培养,结果显示吸附了霉菌*素后的两株鼠李糖乳杆菌对肠道上皮细胞的黏附能力下降。结果表明,灭活乳酸菌细胞吸附了*曲霉*素B1后对肠上皮的黏附能力下降,*素细胞结合物随粪便排出体外,进而对机体产生保护作用。Haskard等使用ELISA法证实,*曲霉*素在乳酸菌细胞表面结合。他们认为*曲霉*素B1通过弱非共价相互作用与细胞表面结合。Haskard等的研究结果显示,*曲霉*素B1与灭活细胞的结合能力更高[64]。由于灭活细胞无代谢活动,细胞和*素之间不会发生共价结合。人和动物肠道的温度以及pH值范围是4~37℃、2.5~8.5,而此温度范围不影响细胞和*素的结合,所以肠道内环境不会影响乳酸菌灭活细胞对*素的吸附,而且是最佳的温度范围。

1.4灭活乳酸菌细胞与*素复合物稳定性

灭活的鼠李糖乳杆菌细胞结合*曲霉*素B1后进行高温℃以及超声波处理,并冲洗5次,几乎没有*素释放出来。说明尽管高温导致蛋白质变性,但并不能使*素解吸。Shahin从酸奶、生奶和奶酪中分离出27株乳酸菌,其中有5株被检测出具有与*曲霉*素结合的能力。乳酸乳球菌被进一步研究并鉴定为最有效的菌株,其灭活细胞结合*曲霉*素B1的能力明显优于活细胞。而活细胞释放大约一半的结合*曲霉*素,因此热灭活细胞与*素形成复合物的稳定性更高。

二、影响霉菌*素吸附效果的因素及效果评价

2.1影响霉菌*素吸附效果的因素

影响霉菌*素吸附剂效果的因素有很多,如吸附剂本身的结构和特性;霉菌*素的分子结构及其理化特性;饲料、食品原料的霉变程度;吸附剂的添加量;实验方法以及霉菌*素的检测方法等。不同霉菌*素吸附剂对同一霉菌*素的吸附效率不同,同一霉菌*素吸附剂对不同的霉菌*素的吸附效率也不同。

2.2霉菌*素吸附效果评价

霉菌*素吸附效果的评价指标包括吸附的广谱性与专一性、稳定性、耐受性和安全性等。①广谱性与专一性。理想的吸附剂具有广谱的霉菌*素吸附特性。②稳定性。理想吸附剂经某些改性后自身物理性质稳定,不随环境改变而大幅度破坏自身结构。③耐受性。人和动物对于吸附剂有一定耐受剂量,超过剂量则有负面影响。④安全性。吸附剂自身安全性和对环境的安全性。吸附剂在生产过程中要减少和避免重金属的污染,动物排泄出来的吸附剂——霉菌*素复合物能快速被微生物降解,且不产生有*产物。

三、乳酸菌去除霉菌*素的益处

3.1改善食品安全

粮食与食物质量因污染霉菌*素而降低,已经证明使用生物防治方法可以将污染降低到90%,大大减少损失。有效控制霉菌*素污染从而增强食品的安全性。

3.2提高人和动物的健康水平

霉菌*素是严重的公共卫生问题,特别是在低收入国家,大多数人对玉米、花生等易感作物的消费量相对较大。根据美国疾控中心的估计,约45亿人长期接触霉菌霉素。长期食用霉菌*素的污染的食物可导致肝脏损伤或癌症,以及其他免疫疾病,通过应用有效的技术来控制霉菌*素污染可以避免这种健康风险,令全社会受益。从而可以预防慢性疾病,以节省药物和治疗成本,最大限度地减轻对经济的压力,为人们获得优质的食品。

3.3提高经济效益

无霉菌*素污染的产品其接受度更高,市场价值更高,收入增加。同时,霉菌*素受到控制,可以降低人类和动物治疗疾病的成本。同时可以降低间接成本,如造成的疼痛和痛苦、焦虑,减少霉菌*素中*素对生活质量的负面影响。

四、结论与展望

与物理法、化学法相比,乳酸菌去除霉菌*素具有效率高、特异性强、对食品、饲料和环境无污染,必将成为未来去除霉菌*素的有效方法。灭活乳酸菌细胞比其活细胞具有更强、更稳定和广谱的去除霉菌*素的能力。人们对灭活乳酸菌脱*能力的认识才刚刚开始,还有很多的未知领域需要我们进一步探索。

注:本文取自陈漪汶硕士的《活性与灭活乳酸菌吸附霉菌*素的机制》

菌世界

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