国家食品安全风险评估中心开展食品工业用黑曲霉产毒能力评价研究

       黑曲霉是我国食品发酵工业的常用菌种,普遍用于淀粉酶、过氧化氢酶、果胶酶、氧化酶、脂肪酶、柠檬酸、低聚果糖等30多种食品添加剂的生产。自2007年Frisvad等首次从黑曲霉发酵液中检测到伏马菌素B2(Fumonisin B2,FB2)以来,黑曲霉产伏马菌素可能引起的安全隐患已引起世界各国的广泛关注。

       为了评价我国食品发酵用黑曲霉的安全性,国家食品安全风险评估中心首次在国内开展了我国食品工业用黑曲霉产FB2和赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)能力以及黑曲霉产FB2相关基因的研究。

       研究所用的30株食品工业生产用黑曲霉分别购自美国菌种保藏中心、中科院微生物所菌种保藏中心、中国农业微生物菌种保藏管理中心,主要用于糖化酶、淀粉酶、果胶酶、单宁酶、有机酸、纤维素酶、半乳糖酶等的生产。将菌种分别接种于麸皮、玉米碴和大米三种产毒培养基,28±1℃培养4d、7d、14d、21d、28d后定量检测不同时间点FB2和OTA的产量。结果发现,73%(22/30)的受试黑曲霉菌株可产FB2,在三种培养基上黑曲霉产FB2的平均水平由高到低依次为7791.1μg/kg(麦麸)、6217.3μg/kg(玉米)、4305.3μg/kg(大米)。与目前世界上公认的产FB2的植物腐败菌串珠镰刀菌相比,黑曲霉仅产生FB2,不产生FB1和FB3,虽然产毒谱较串珠镰刀菌窄,但其产FB2的量远高于串珠镰刀菌,在麦麸、玉米和大米三种培养基上产FB2的量分别是串珠镰刀菌的100.4倍、72.0倍和413.4倍,说明实验所用食品工业用黑曲霉产FB2能力极强,用该菌生产的食品或食品原料存在安全隐患,应高度关注。

       对产毒基因的进一步研究显示,能够产生FB2的食品工业用黑曲霉不论其产毒量高低,均携带伏马菌素产毒基因簇中8个关键基因fum1、fum6、fum7、fum8、fum9、fum13、fum14和fum19,FB2高产黑曲霉菌株中8个产毒基因的mRNA表达水平均较高,而低产或不产FB2的食品工业用黑曲霉的8个产毒基因中至少有一个以上基因的mRNA表达水平显著降低。其中与产毒量关系最为密切的为fum6、fum14和fum19基因的mRNA表达水平。

       国家食品安全风险评估中心还在国内首次发现食品工业用黑曲霉菌株在麦麸、玉米和大米三种培养基上产生高浓度FB2的同时伴随着OTA的产生。受试的30株黑曲霉中77%(23/30)可产生OTA,产毒量水平范围为0.07~1394.64μg/kg,平均224.72μg/kg,产毒高峰多在培养后的21d。不同菌株在同种培养基上的产毒能力不同,同一菌株在不同基质中的产毒状况也各异。30株黑曲霉在麦麸中产OTA的量高于大米和玉米培养基。此外,不同用途的黑曲霉其产OTA的能力各异,用于生产糖化酶的所有黑曲霉菌株都可产生OTA,产毒量最高达1394.64μg/kg。用于生产单宁酶、半乳糖酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、有机酸等其他菌株不产生OTA或产量较低。

图1 黑曲霉(CA培养基 10d)

图2 黑曲霉(CYA培养基 10d)

文章来源:微生物实验室


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