嘔吐毒素（Deoxynivalenol,DON）是最常見的單端孢霉烯毒素之一,主要是由禾谷鐮刀菌產(chǎn)生,具有急性毒性、致癌、致畸、致突變等危害。它主要存在于小麥、玉米、大麥等農(nóng)作物中,尤其是小麥中嘔吐毒素含量超標現(xiàn)象普遍,這嚴重威脅著人類健康和小麥加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來,臭氧在真菌毒素降解方面研究較多,但多數(shù)研究僅關(guān)注于嘔吐毒素的臭氧降解效果。本研究探討了影響小麥麩皮中嘔吐毒素的臭氧降解因素,并對嘔吐毒素降解動力學(xué)進行分析;利用臭氧降解純水體系中的嘔吐毒素,通過超高效液相色譜-串聯(lián)四級桿飛行時間質(zhì)譜（UPLC-QTOF-MS/MS）測定嘔吐毒素的臭氧降解產(chǎn)物,并對其降解途徑進行推測。最后通過細胞毒理學(xué)試驗對臭氧降解前后嘔吐毒素的毒性進行評價。研究結(jié)果為臭氧在小麥粉及其制品中的脫毒應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要試驗結(jié)果如下:（1）影響小麥麩皮中嘔吐毒素的臭氧降解因素研究了小麥麩皮水分含量、臭氧濃度、臭氧處理時間、臭氧狀態(tài)對臭氧降解嘔吐毒素的影響。嘔吐毒素的臭氧降解優(yōu)化處理條件為:小麥麩皮水分含量40%,臭氧氣體濃度為14 g/m³,臭氧處理時間為180 min,在此... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

嘔吐毒素化學(xué)結(jié)構(gòu)式（分子式，C15H20O6）

嘔吐毒素臭氧降解機制及其安全性評價12眾所周知，食品中含有的嘔吐毒素會對人體的健康造成潛在威脅，然而不同的降解方法產(chǎn)生的降解產(chǎn)物及其安全性一直是人們關(guān)注的焦點，He等（2010）研究指出，嘔吐毒素的毒性與其C12-C13環(huán)氧環(huán)、C9-C10雙鍵、乙�；约傲u基的數(shù)量及位置有關(guān)。因此，環(huán)氧環(huán)的破壞、上雙鍵的斷裂與不同位置上-OH的破壞可作為嘔吐毒素毒性降低的標志。（1）物理降解產(chǎn)物Bretz等（2006）在堿性條件下對嘔吐毒素進行加熱，通過MS跟NMR檢測到norDONA、norDONB、norDONC、norDOND、norDONE、norDONF、9-羥甲基DON內(nèi)脂7種降解產(chǎn)物（見圖2）。7種降解產(chǎn)物C12-C13環(huán)氧環(huán)、C9-C10雙鍵結(jié)構(gòu)均遭到破壞，由此可初步推測，7種降解產(chǎn)物在堿性條件下加熱處理后毒性降低，隨后Bretz等人進一步通過IHKE細胞驗證了降解產(chǎn)物norDONA、norDONB、norDONC的安全性，DON致IHKE細胞的EC50值為1.1μmol/L，norDONA、norDONB、norDONC致IHKE細胞的EC50值為100μmol/L，由結(jié)果可證實嘔吐毒素降解產(chǎn)物毒性降低。圖2嘔吐毒素?zé)峤猱a(chǎn)物（5~20min，150℃~200℃。）Fig.2HeatingdegradationproductsofDON(5-20min，150-200℃.)Mishra等（2014）研究了溫度和PH值對嘔吐毒素水溶液的影響，并對其降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)以及毒性進行了探討。結(jié)果表明，嘔吐毒素在125℃~250℃下不穩(wěn)定，其降解率可以達到16%~100%，在pH1~3時，嘔吐毒素降解率能達到30%~66%。隨后通過ESI-MS識別嘔吐毒素降解產(chǎn)物的m/z為279，類似于已知的降解產(chǎn)物DOM-1，后1.6嘔吐毒素降解產(chǎn)物及其安全性

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文13續(xù)通過DOM-1標準品確認降解產(chǎn)物為DOM-1。細胞毒理學(xué)試驗表明，嘔吐毒素降解產(chǎn)物毒性對比嘔吐毒素毒性顯著降低。Zhou等（2019）通過制備的新型光催化劑UCNP@Tio2對嘔吐毒素進行光催化降解，120min后嘔吐毒素的降解率可以達到100%。嘔吐毒素降解后利用ESI/MS進行中間產(chǎn)物的識別，其中共檢測到3種中間降解產(chǎn)物，其m/z分別為329.399、311.293和280.913，降解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖3所示。由圖3可以看出，三種降解產(chǎn)物C9，C10上的雙鍵以及C12，C13上的環(huán)氧結(jié)構(gòu)遭到破壞。隨后Zhou等人利用HepG2細胞對三種降解產(chǎn)物進行了安全性評價，細胞毒理學(xué)試驗結(jié)果表明，經(jīng)光催化降解后嘔吐毒素的毒性顯著降低。圖3嘔吐毒素光催化降解產(chǎn)物Fig.3PhotocalalyticdegradationproductsofDON（2）生物降解產(chǎn)物Shima等（1997）通過從土壤桿菌屬根瘤菌中分離得到一株細菌E3-39，該菌株是第一株被報道的能將嘔吐毒素氧化為3-酮基-嘔吐毒素的菌株，后續(xù)研究推測E3-39菌株分泌的胞外酶可完成相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，形成嘔吐毒素降解產(chǎn)物3-酮基-4-嘔吐毒素（圖4-①），其中該降解產(chǎn)物占代謝總產(chǎn)物的70%。He等（2017）從小麥赤霉病流行的麥田中分離出一株菌株S3-4，該菌株同樣具有C3位氧化活性，可將嘔吐毒素氧化為3-酮基-4-嘔吐毒素。與E3-39菌株不同的是，該菌株屬于鞘氨醇單胞菌株。MTT試驗表明3-酮基-4-嘔吐毒素的IC50值為嘔吐毒素的3.03倍，隨后通過BrDu試驗進一步探討了3-酮基-4-嘔吐毒素與嘔吐毒素對DNA合成的影響，結(jié)果顯示3-酮基-4-嘔吐毒素的IC50值是嘔吐毒素的4.54倍，由此說明，相比于嘔吐毒素，3-酮基-4-嘔吐毒素的毒性顯著降低（Heetal.,2017）。Wang等（2017）從麥田土壤中分離得到一株新的菌株DDB001，該菌株能夠?qū)I吐毒素異構(gòu)化為3-epi-嘔?

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3487983