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为解决 AFB?污染威胁人畜健康的问题，来自莱布尼茨大学汉诺威分校的研究人员，开展了粗毛栓菌降解 AFB?的研究。结果发现其分泌的木质素降解酚氧化酶降解率达 77.9%。该研究为食品解毒提供新策略，值得科研人员一读。
在我们的日常生活中，食物安全是至关重要的，但有一种 “隐藏杀手” 却时刻威胁着我们的食物，那就是霉菌毒素（mycotoxins）。霉菌毒素是真菌产生的有害代谢产物，在农作物生长、收获前后，一旦环境温度高、湿度大，它们就很容易 “跑出来” 污染粮食和食品。在众多霉菌毒素里，黄曲霉毒素（aflatoxins）堪称 “头号危险分子”，它大多由黄曲霉（Aspergillus flavus）和寄生曲霉（Aspergillus parasiticus）产生，具有很强的致癌性，严重危害人类和动物的健康。
黄曲霉毒素家族中，黄曲霉毒素 B?（AFB?）的毒性最为强大。它的分子结构就像一个复杂的 “小迷宫”，由四个融合环组成 ，化学性质稳定，耐热又耐储存，在食物和饲料中能长时间 “赖着不走”。当人们不小心吃了被 AFB?污染的食物，比如花生、玉米、坚果等，它会在人体内发生代谢转化，变成有毒的 AFB? - 8,9 - 环氧化物。这个 “小恶魔” 非常活跃，会与我们身体里的 DNA、RNA 和蛋白质 “捣乱”，形成共价键，进而破坏 DNA、引发突变、抑制蛋白质合成，还会让一些重要的酶失去活性，严重损害肝脏，抑制免疫系统，甚至可能引发癌症。
据统计，全球约 25% 的粮食供应都受到黄曲霉毒素的污染，这给发展中国家带来了沉重的负担，在撒哈拉以南非洲地区，高达 40% 的粮食作物都可能被污染。为了保障食品安全，各个国家都制定了严格的标准，比如欧盟规定不同食品中 AFB?的最大限量在 2 - 12 ppb（微克 / 千克）之间。
面对 AFB?的威胁，科学家们一直在努力寻找有效的解决办法。之前尝试过很多方法，像物理方法中的人工挑选、γ 射线辐照，化学方法中使用二氧化氯、次氯酸钠等强氧化剂。但这些方法都有各自的缺点，物理方法效果有限，化学方法不仅成本高，还可能留下有害的试剂残留，造成二次污染。于是，生物解毒方法受到了越来越多的关注，微生物及其产生的酶成为了研究的新方向。许多微生物，比如芽孢杆菌（Bacillus）、假单胞菌（Pseudomonas），还有一些真菌，都能通过自身的酶来降解 AFB?。不过，目前对于这些酶的研究还不够深入，尤其是来自真菌的一些特殊酶，所以寻找更高效、更安全的 AFB?降解酶迫在眉睫。
在这样的背景下，研究人员在《Scientific Reports》期刊上发表了一篇名为《Biodegradation of aflatoxin B? by an extracellular lignolytic phenoloxidase from Trametes hirsuta》的论文。他们发现了一种来自粗毛栓菌（Trametes hirsuta）的木质素降解酚氧化酶（lignolytic phenoloxidase），这种酶在温和的条件下就能展现出强大的实力，对 AFB?的降解率高达 77.9%，为解决 AFB?污染问题带来了新的希望。这一发现意义重大，有望应用在食品行业和环境保护中，为保障食品安全、减少环境污染贡献力量。
为了开展这项研究，研究人员使用了多种技术方法。他们首先从蘑菇样本中分离出疑似粗毛栓菌的菌株，通过分析其内部转录间隔区（ITS）rDNA 序列来准确鉴定菌种。接着，培养粗毛栓菌获取含有酶的培养液，利用快速蛋白质液相色谱（FPLC）和超滤技术对其中的蛋白质进行分离和纯化。最后，采用肽质量指纹图谱技术，结合纳米液相色谱 - 四极杆飞行时间质谱联用仪（nano - LC - qTOF - ESI - MS/MS）来鉴定负责降解 AFB?的酶，并计算酶的动力学参数。
下面我们来看看研究都有哪些重要的结果。
- 确定菌株身份：研究人员通过传统的形态学观察和 ITS rDNA 序列分析，发现分离得到的菌株 329 与 NCBI 基因库中粗毛栓菌的序列相似度高达 99%，确定它就是粗毛栓菌，这为后续研究奠定了基础。
- 酶活性的初步检测：研究人员利用酶标仪对粗毛栓菌培养液上清液进行检测，以观察 AFB?的降解情况。他们设置了两个 “对照组”，一个是含有经过高压灭菌失活酶的培养液和 AFB?，另一个是有活性滤液但没有 AFB?。通过对比发现，在 1 小时内，AFB?的降解率达到了 39.73%，这表明粗毛栓菌培养液中确实存在能够降解 AFB?的物质。
- 高效液相色谱（HPLC）验证：为了更准确地评估纯化后酶的 AFB?降解能力，研究人员使用 HPLC 进行分析。经过 24 小时的孵育，结果令人惊喜，AFB?的浓度显著降低，降解率达到了 77.9%，这充分证明了这种酶的高效性。
- 蛋白质纯化和分析：研究人员先通过 10,000 MWCO 超滤进行初步纯化，再利用 FPLC 分离出六个蛋白组分。其中，第六组分降解 AFB?的效果最为突出，平均降解率达到 57.28% 。对这一组分进行十二烷基硫酸钠 - 聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS - PAGE）分析后，发现有两条明显的蛋白条带，分子量分别约为 36 kDa 和 55.8 kDa。
- 进一步分离和确认：由于第六组分中一条蛋白条带分子量超过 50 kDa，研究人员使用 50,000 MWCO 超滤管进一步分离。结果显示，55 kDa 的酶对 AFB?的降解率为 77.9%，而且经过最终纯化，这个 55 kDa 的酶在 SDS - PAGE 胶上呈现为单一的条带，说明已经得到了纯度较高的目标酶。
- 酶的鉴定和动力学分析：研究人员将对应 AFB?降解活性的蛋白条带切下，进行胰蛋白酶消化和肽质量指纹图谱分析，最终确定该酶是粗毛栓菌的木质素降解酚氧化酶，分子量为 55.848 kDa 。此外，对该酶的动力学分析表明，它的最大反应速度（Vmax）为 11.49 μM / 分钟，米氏常数（Km）为 23.67 μM，这意味着它对 AFB?具有很强的催化能力和亲和力。
综合研究结果和讨论部分，这项研究意义非凡。研究人员成功从粗毛栓菌中鉴定并表征了一种木质素降解酚氧化酶，它在 AFB?的生物降解过程中发挥着关键作用。与其他已报道的 AFB?降解酶相比，这种酶不需要过氧化氢等复杂的反应条件，只需要环境中的氧气就能发挥作用，这使得它在实际应用中更加便捷、高效，也更加环保。
在实际生活中，很多农产品，如油籽、坚果、无花果干、谷物等都容易受到霉菌毒素的污染。过去十年里，食品和饲料快速预警系统（RASFF）收到了 4752 起关于食品中霉菌毒素的通报，其中 63% 与 “坚果、坚果制品和种子” 有关，而 95% 都和黄曲霉毒素相关。有了这种新发现的酶，未来或许可以将其应用于工业生产，在农产品的表面喷洒部分纯化或完全纯化的酶，就能有效防止 AFB?污染。
不过，目前的研究只是一个开始。研究人员接下来还打算进一步分离出相关基因，并在异源宿主中表达，以此来确认基因的身份和功能。同时，分析酶反应的产物，了解 AFB?反应产物的毒性，也是未来研究的重要方向。相信随着研究的深入，这种木质素降解酚氧化酶在解决 AFB?污染问题上会发挥更大的作用，为我们的食品安全和环境保护提供更有力的保障。
