一种玉米原料中黄曲霉毒素的降解方法技术

本发明专利技术公开一种玉米原料中黄曲霉毒素的降解方法。本发明专利技术在研究发酵生产乙醇的全过程（即从玉米粉原料、醪液到发酵后的成熟醪液以及酒糟）中黄曲霉毒素的分布、转化规律的基础之上，利用霉立解高效降解黄曲霉毒素，可以确保将酒糟中的黄曲霉毒素含量降低到国家饲料卫生标准(GB 13078)对黄曲霉毒素的限量要求（≤50 μg/kg），而且降解过程与玉米粉发酵过程同步，无需改变现有的乙醇生产工艺，也不影响乙醇转化效率。本发明专利技术具有温和、安全、高效的特点，适用于被黄曲霉毒素污染的玉米发酵生产乙醇过程中黄曲霉毒素的降解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开一种黄曲霉毒素的降解方法，具体说是涉及玉米原料在发酵生产乙醇过程中添加霉立解降解黄曲霉毒素的方法。
技术介绍
黄曲霉毒素(Aflatoxin)是一类主要由黄曲霉(Aspergillusflavus)和寄生曲霉(Aspergillusparasiticus)真菌产生的次级代谢产物，是至今为止发现的毒性最大的真菌毒素。它可通过多种途径污染食品和饲料，直接或间接进入人类食物链，威胁人类健康和生命安全，对人体及动物内脏器官（尤其是肝脏）损害严重。美国疾病控制和预防中心估计在发展中国家有45亿人可能通过饮食慢性暴露黄曲霉毒素。根据一项分析，每年黄曲霉毒素慢性暴露导致25200到155000例肝癌，尤其在亚洲和撒哈拉以南的非洲地区。据粗略估计，全世界每年平均至少有约2％的粮食因为污染霉菌，发生霉变而不能食用和饲用，有25％谷物受到霉菌毒素污染。黄曲霉毒素的强毒性、强致癌性、强致突变性严重威胁动物的生产性能和人类的健康，每年给食品工业、饲料工业和畜牧业造成巨大的经济损失。传统的去除黄曲霉毒素毒的方法有加酸、加氧化剂、加二硫化物、加盐、加碱以及加抗氧化剂等化学方法；还有水浸搓洗法、拣除霉粒法、挤压蒸煮法、高温法、酒精溶液提取法、紫外线照射法、超滤-渗滤法、电子束辐照以及γ-射线辐照法、等离子体法、紫外线、微波和光波联合处理等物理方法；这些方法大多存在效果不稳定、营养成分损失较大、难以规模化处理等缺点。此外，许多吸附剂可以通过物理结合作用来去毒，饲料行业目前采用这种方法较多。常用的吸附剂包括硅藻土、硅铝酸盐、活性炭、酵母细胞壁、酯化甘露聚糖等，也有许多新型的吸附剂问世。这种方法在吸附毒素的同时会吸附一些营养成分，也不能彻底去除黄曲霉毒素的毒性。生物法主要包括生物医学、生化和微生物及其代谢产物来进行去毒。生物医学和生化的方法主要是对黄曲霉毒素进行体内生化转化。利用微生物去毒是目前研究的热点，也是未来的研究方向。许多研究发现微生物包括细菌、酵母菌、霉菌、放线菌和藻类都能去除或降解食品和饲料中的黄曲霉毒素。从目前的文献报道来看，大多数研究证实，微生物降解黄曲霉毒素的机理是酶促反应：黄曲霉毒素分子的毒性基团被微生物产生的次级代谢产物或者所分泌的胞内、胞外酶分解破坏，同时产生无毒的降解产物的过程；毒素生物降解是一种化学反应的过程，不是对毒素的物理性吸附作用。无论胞内还是胞外酶，它们的理想反应条件是高水分活度的反应体系，如适合酱油、啤酒、牛奶等黄曲霉毒素的降解，但限制了其在实际生产中的应用，对籽实、植物油、饼粕等低水分原料可能不起作用。霉立解是由中国农业大学计成教授课题组筛选出的一株具有降解黄曲霉毒素的枯草芽孢杆菌（BacillussubtilisANSB060，其保藏编号为CGMCCNo.3440；已获授权专利技术专利，专利号为ZL200910242938.3）经工业化发酵干燥后制成的黄曲霉毒素生物降解剂，已经获得了饲料添加剂的许可，其许可证号为饲添（2012）3160。霉立解是商业化生产的降解黄曲霉毒素的生物制剂，其主要成分为经工业化发酵及干燥后的枯草芽孢杆菌ANSB060及其发酵液。目前，有关霉立解的应用报道，仅限于将其添加到玉米、豆粕、花生粕、玉米蛋白粉等饲料原料及乳仔猪、种猪、肉鸡、蛋鸡、牛羊等畜禽全价饲料中，通过饲喂降低动物体内的黄曲霉毒素。赵丽红等报道霉立解对饲喂霉变花生粕肉鸡22~42天生长特性的影响，发现在含有黄曲霉毒素的霉变日粮中添加霉立解能显著缓解肉鸡的中毒症状。雷元培等报道霉立解060菌在4h内对胃酸具有很强的耐受性，在24h内对胆盐具有很好的耐受性，同时对85℃（加热15min）高温也具有很好的耐受性。目前还未见与本专利技术专利申请相同的、将霉立解应用于玉米等原料发酵生产乙醇的工艺过程中且专门针对黄曲霉毒素降解方法的专利技术专利和研究报道。我国是世界上种植玉米较多的国家之一，每年都不同程度地受到黄曲霉毒素污染的影响。玉米除了在食品和饲料产品中使用，还是生产乙醇的主要原料，而且污染的粮食大多用作生产燃料乙醇的原料。玉米发酵生产乙醇产生的主要副产物是酒糟。酒糟中黄曲霉毒素的含量约是玉米原料中黄曲霉毒素含量的2~3倍。被黄曲霉毒素污染的玉米，其发酵副产物酒糟中的黄曲霉毒素污染情况更严重，对动物的危害更大，并且毒素经过富集通过食物链重新回到人类餐桌。目前，在玉米发酵过程中利用生物学方法降解黄曲霉毒素的应用非常少。如果在发酵过程中能够同步降解黄曲霉毒素，降解产物无毒，且对发酵工艺和结果没有影响或者影响较小，将是一种理想的降解途径，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的正是为了提供一种通过在玉米原料发酵生产乙醇过程中添加霉立解实现降解玉米原料中黄曲霉毒素的方法。本专利技术的目的是通过下述技术措施来实现：玉米等淀粉质原料在发酵生产乙醇的过程中，工艺系统本身就具有水分含量高、反应时间长的显著特点，非常适合对黄曲霉毒素的酶促降解。本专利技术充分利用以上优势，将霉立解引入玉米发酵生产乙醇的工艺系统中，即在玉米发酵生产乙醇过程中添加霉立解让黄曲霉毒素的降解过程与玉米粉发酵过程同步，不改变现有的乙醇生产工艺和装备，无需添加正常玉米发酵所需以外的任何设备、设施和装置，也不影响乙醇转化效率，本专利技术的方法具有高效、温和、无毒安全的特点。更具体说，在利用被黄曲霉毒素污染的玉米为原料发酵生产乙醇时，当原料中黄曲霉毒素B1的含量按干基质量计算＞20μg/kg、且经过发酵后的副产物（即酒糟）中黄曲霉毒素B1的含量按干基质量计算≤50μg/kg时，霉立解的添加量为玉米质量的0.01%~10%。本专利技术中所述霉立解的添加时机为在玉米发酵生产乙醇过程的粉碎、调浆、蒸煮、液化、糖化、发酵或同步糖化发酵、蒸馏、干燥步骤中的任意步骤添加，可达到降解黄曲霉毒素的目的。本专利技术依据玉米发酵生产乙醇的全过程（即从玉米粉原料、醪液到发酵后的成熟醪液以及酒糟）中黄曲霉毒素的分布、转化规律，利用霉立解在发酵过程中高效降解黄曲霉毒素的方法。在玉米发酵生产乙醇的全过程中，可以确保酒糟中黄曲霉毒素含量降解到玉米饲料中规定的黄曲霉毒素限量范围以下（依据我国《饲料卫生标准》（GB13078）规定：对黄曲霉毒素的限量要求≤50μg/kg），降解过程与玉米粉发酵过程同步，不改变不影响现有玉米粉发酵工艺和发酵过程，不影响乙醇生产工艺和产量。本专利技术建立一种完备的玉米发酵过程黄曲霉毒素的降解方法，依据玉米粉发酵生产乙醇过程中从玉米原料、醪液到终产品、副产品全过程的黄曲霉毒素分布、转化规律，可依据实际生产要求对不同阶段实施检测，针对检测结果，依据玉米饲料黄曲霉毒素限量标准，在玉米粉发酵不同阶段采用霉立解降解黄曲霉毒素。本专利技术在玉米发酵生产乙醇的全过程中，不论任何发酵阶段和工艺过程，利用霉立解均可以降解到玉米或者玉米饲料中规定的黄曲霉毒素限量范围以下。在玉米发酵生产乙醇的全过程中，根据实际降解需要，在玉米发酵生产过程利用霉立解降解黄曲霉毒素，与玉米发酵过程同步进行，不影响玉米发酵工艺和乙醇产量，不改变玉米发酵过程，无需添加正常玉米发酵所需以外的任何设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玉米原料中黄曲霉毒素的降解方法，其特征在于：在玉米发酵生产乙醇过程中添加霉立解。

【技术特征摘要】
1.一种玉米原料中黄曲霉毒素的降解方法，其特征在于：在玉米发酵生产乙醇过程中添加霉立解。
2.根据权利要求1所述的玉米原料中黄曲霉毒素的降解方法，其特征在于：在利用被黄曲霉毒素污染的玉米为原料发酵生产乙醇时，当原料中黄曲霉毒素B1的含量按干基质量计算＞20μg/kg、且经过发酵后的副产物中黄曲霉毒素B...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仁勇，唐怀建，岳清华，王新伟，田双起，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41