利用丁香生物合成硒纳米颗粒抑制主粮 mycotoxigenic 真菌：绿色抗真菌策略的开发与应用

本研究针对谷物中 mycotoxigenic 真菌污染问题，利用丁香（Syzygium aromaticum）提取物绿色合成硒纳米颗粒（SeNPs），系统评价其对多种产毒真菌的抑制效果。研究发现，SeNPs 在 20 mM 和 30 mM 浓度下可完全抑制真菌生长，为开发安全、高效的谷物防霉剂提供了新思路，对保障粮食安全与减少真菌毒素污染具有重要意义。

　　

全球粮食安全正面临霉菌及其毒素污染的严峻挑战，尤其是在发展中国家，不当的贮藏条件、高温高湿环境以及落后的农业操作，使得玉米、水稻、小麦等主粮作物极易受到产毒真菌的侵染。这些真菌，如 Aspergillus flavus 和 Aspergillus niger，不仅能导致作物减产，更可怕的是，它们产生的黄曲霉毒素（aflatoxin）等次生代谢产物具有强致癌性、致突变性和免疫抑制性，严重威胁人畜健康。传统的化学杀菌剂虽然有效，但残留毒性和环境问题不容忽视，因此，开发绿色、安全、高效的新型抗真菌剂已成为农业和食品科学领域的迫切需求。

在这一背景下，纳米技术，特别是金属纳米颗粒的应用，为真菌防控提供了新思路。其中，硒纳米颗粒（SeNPs）因其低生物毒性、良好的生物相容性以及出色的抗氧化和抗菌性能而备受关注。更吸引人的是，利用植物提取物进行“绿色合成”SeNPs，不仅过程简单、成本低廉，还能借助植物天然活性成分进一步提高纳米颗粒的稳定性和生物活性。丁香（Syzygium aromaticum）作为一种传统香料，富含酚类和黄酮类化合物，具有显著的抗菌和抗氧化能力，是制备SeNPs的理想原料。那么，利用丁香合成的SeNPs能否有效抑制谷物中常见的产毒真菌？其抗真菌效果又如何？来自尼日利亚联邦大学农业微生物学系的研究团队针对这一问题展开了系统研究，成果发表在《The Microbe》上。

为开展本研究，研究人员首先从本地市场采集了五种主粮谷物（玉米、高粱、小麦、水稻和小米），并从中分离纯化得到真菌菌株。通过形态学观察和分子生物学方法（包括ITS区PCR扩增和测序）对这些真菌进行了准确鉴定。接着，利用丁香水提物与不同浓度（5 mM、20 mM、30 mM）的亚硒酸钠反应，生物合成SeNPs，并通过紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对纳米颗粒进行了表征。最后，采用琼脂扩散法测定SeNPs对所选真菌的抑制效果，并使用统计学方法分析数据的显著性。

研究团队从谷物样本中成功分离出9株真菌，经鉴定包括 Aspergillus flavus、A. parasiticus、A. oryzae、A. niger、Penicillium chrysogenum 和 Fusarium cerealis 等常见产毒菌种。分子鉴定结果显示，这些菌株的ITS序列与GenBank中参考菌株的相似度高达98.59%–100%，证实了分类的准确性。污染情况分析表明，玉米和水稻中真菌多样性最高，而小米受污染最少。产毒能力检测显示，除 Penicillium chrysogenum 外，其余8株真菌均具有产毒潜力。

在纳米颗粒合成方面，研究发现丁香提取物与亚硒酸钠反应后，溶液颜色由干棕色变为浅黄色，初步表明SeNPs的形成。紫外光谱分析在437 nm处出现特征吸收峰，FTIR则检测到烯烃、胺基、醇类和硝基化合物等官能团，说明丁香中的生物活性成分不仅参与还原硒离子，还为纳米颗粒提供了稳定性。

最引人注目的结果是SeNPs的抗真菌效果。在5 mM浓度下，SeNPs对所有测试菌株均产生抑制圈，直径在13.7 mm至21.7 mm之间，其中对 Fusarium cerealis 的抑制效果最强。而当浓度升高至20 mM和30 mM时，SeNPs完全抑制了所有真菌的生长。统计分析表明，SeNPs的抑菌效果存在显著的浓度依赖性和菌株差异性（p < 0.001）。

这项研究的意义不仅在于证实了丁香介导合成的SeNPs具有高效、广谱的抗真菌活性，更重要的是，它提供了一种环境友好、操作简便的绿色合成策略，为替代传统化学杀菌剂提供了新选项。SeNPs在作物采后处理、食品包装材料以及仓储防霉中的应用潜力巨大，有望显著降低真菌毒素污染，提升粮食安全水平。当然，该研究目前仍处于体外实验阶段，后续还需开展体内安全评价、残留检测及田间试验，以推动其实际应用。总体而言，这项工作为绿色纳米抗真菌剂的开发提供了重要理论依据和实践参考，对可持续农业发展具有积极推动作用。