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脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）污染严重威胁食品安全。研究人员开展 DON 与谷胱甘肽（GSH）体外反应研究，发现特定条件下二者形成 DON-10-GSH，毒性降低，GST 可加速反应。该研究为减轻 DON 污染提供新策略。
在粮食的世界里，一种名为脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）的 “小恶魔” 正悄悄作祟。DON 是由镰刀菌产生的次生代谢产物，也被叫做呕吐毒素，它就像隐藏在粮食中的 “健康杀手”。一旦人类或动物摄入受其污染的谷物，就可能引发一系列健康问题，比如抑制蛋白质合成，还会产生免疫毒性、细胞毒性、神经毒性、肠毒性以及生殖毒性等。
近年来，受镰刀菌引起的赤霉病（Fusarium head blight，FHB）影响，粮食中 DON 的污染情况愈发严重。在加拿大，自 1995 年起，FHB 的发生呈稳步上升趋势，2016 年还经历了一次大爆发；2020 年，中国因 FHB 遭受的经济损失高达 60.2 亿元。各国虽然都对粮食中 DON 的含量设定了严格标准，如欧盟规定未加工谷物中 DON 最高含量为 1000 μg/kg，加工谷物产品为 750 μg/kg；美国 FDA 建议小麦制品中 DON 含量不超过 1000 μg/kg；中国规定谷物及其副产品中 DON 限量为 1000 μg/kg。然而，现实却很残酷，2021 年的调查显示，谷物中呕吐毒素的检出率在 11.1% - 31.3% 之间，污染水平在 1709.1 - 5588.0 μg/kg，远超国家标准。
为了制服这个 “小恶魔”，人们尝试了各种方法。物理和化学方法虽然能在一定程度上控制 DON 污染，但操作难度大，需要专门的设备，成本也高，而且化学方法还可能残留有害物质。于是，生物解毒法逐渐进入人们的视野，微生物及其产生的酶成为了对抗 DON 的新希望。
在这样的背景下，国内研究人员决心深入探索，为解决 DON 污染问题寻找新的突破点。他们开展了一项关于 DON 与谷胱甘肽（Glutathione，GSH）体外反应的研究，并将成果发表在了《Food Research International》上。
研究人员用到的主要关键技术方法包括：在体外构建反应体系，让 DON 与 GSH 进行反应；利用不同来源的谷胱甘肽 S - 转移酶（Glutathione S - transferase，GST）催化反应；通过细胞实验，选用 HepG2 和 Caco - 2 细胞，评估转化产物的毒性以及对 Caco - 2 细胞屏障功能的影响 。
下面来看具体的研究结果：
- DON 与 GSH 的体外结合：研究人员在 4°C 下，让 DON 与 GSH 在体外系统中反应 6 天。结果发现，GSH 的巯基与 DON 的 C10 双键发生反应，同时 DON 的 C8 位酮基被还原为羟基，这个羟基又与 C15 位羟基进行羟醛缩合，最终形成半缩酮产物 DON - 10 - GSH。而且，较低浓度的 GSH 在 4°C 时更有利于 DON 的谷胱甘肽化反应，在 pH 6.5 时结合率最高。有趣的是，当温度升高到 12°C、25°C 或 37°C 时，DON 与 GSH 之间却检测不到反应。
- GST 对反应的催化作用：研究人员用来自不同来源（人、大鼠、马肝、日本血吸虫）的 GST（0.1 U/mL）催化反应 4 天。结果显示，GST 能显著提高结合率，其中效果最好的 GST 使体外 20 μg/mL 的 DON 与 GSH 的结合率达到了 86%。
- 细胞实验评估毒性：通过细胞实验发现，与 DON 相比，转化产物 DON - 10 - GSH 对 HepG2 和 Caco - 2 细胞的毒性显著降低。并且，DON - 10 - GSH 不会破坏 Caco - 2 细胞屏障的完整性。
研究结论表明，在优化的体外条件（4°C、pH 6.5、低 GSH 浓度）下，GSH 能有效地与 DON 结合，形成 DON - 10 - GSH。GST 可以加速这一过程，提高结合效率。而 DON - 10 - GSH 的低毒性特质，让它在解决 DON 污染问题上展现出巨大潜力。
从更广泛的角度来看，这项研究意义非凡。它系统地揭示了 GSH 与 DON 在体外的反应过程，明确了影响二者耦合效率的各种因素，以及产物的毒性特征。同时，也凸显了 GST 在 DON 解毒过程中的关键催化作用。这些发现为开发减轻谷物及其加工产品中 DON 污染的创新策略提供了重要的理论依据，有望为保障食品安全、降低 DON 对人类和动物健康的威胁开辟新的道路。未来，基于这些研究成果，或许能进一步开发出更高效、更安全的 DON 解毒方法，守护人们的餐桌安全。
