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【研究】Actinobacterial菌株和活性碳纤维的OTA预防和解毒:初步结果

发布日期:2018-11-10 11:35 来源:活性炭网 作者:活性炭网 浏览数:

赭曲霉毒素A(OTA)是由几种 曲霉菌 和 青 霉菌产生的霉菌毒素 ,其污染食物和饲料原料。 为了减少OTA污染,我们首先在体外测试放线菌菌株作为潜在的生物防治剂,然后通过使用活性

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1.简介

赭曲霉毒素A(OTA)是由属于几个真菌产生霉菌毒素曲霉属例如黑曲霉炭黑曲霉,和A. westerdijkiae以及青霉属如P.疣状P. nordicum [ 1 ]。这些真菌是食品和饲料原料的常见污染物,因此负责人和动物接触OTA。OTA具有致癌,肾毒性,免疫抑制和致畸作用。因此,IARC将其归类为2B组中的潜在致癌物[ 2]。由于其毒性作用,欧盟委员会(EC)规定了农业食品中OTA浓度的最高含量,包括谷物制品中3μg/ kg,葡萄酒和葡萄汁中2μg/ kg,婴儿中0.5μg/ kg婴幼儿食品。因此,EC建议每周可耐受摄入量不超过120 ng / kg / bw [ 3 ]。OTA污染似乎很普遍,因为它的生产者属于两个真菌属,每个都需要不同的生长和霉菌毒素生产条件[ 1]]。此外,气候变化对霉菌毒素分布的影响很大,导致OTA污染的进一步普及和污染水平的波动。此外,在过去几年中,葡萄酒被认为是欧洲饮食中OTA的第二主要来源。葡萄和葡萄酒通过OTA的污染则构成了严重的健康和经济问题在南欧国家,这是全球最大的葡萄酒生产商[ 45 ]。

依赖于实施良好农业规范(GPA)的预防措施已经直接在葡萄园中进行。这包括害虫管理(胭脂虫和其他昆虫),早期收获,消除发霉的葡萄和葡萄串等。虽然这些技术是用于维持健康葡萄园至关重要的,它们可能是昂贵的,耗时的,并且不足以消灭真菌毒素污染的风险[ 678]。然后有必要开发补充方法,通过食物和人类和动物的饲料消耗减少OTA暴露。可以开发两种主要类型的方法,包括可以在田间或储存期间应用的预防方法,直接作用于真菌发育和/或霉菌毒素生产,以及旨在通过消除产生的霉菌毒素来解毒污染基质的治疗方法。

一方面,植物检疫产品受到青睐,作为限制田间真菌发展的预防方法。然而,这些产品的卫生和环境影响以及经过处理的作物营养价值的改变使研究人员开发出替代预防策略。例如,诸如香料,植物提取物和精油的天然化合物已被证明通过靶向基因[其生物合成簇,以减少真菌毒素生产91011]。微生物也表现出不同的降低最终霉菌毒素浓度的能力。还开发了一些生物防治产品,用于限制某些水果和蔬菜的采后真菌病害。至于葡萄浆果中的OTA污染,酵母的作用及其不同的作用机制被彻底描述[ 12 ]。此外,地衣芽孢杆菌菌株能够抑制A. westerdijkee(34%)的生长并去除92.5%的初始OTA浓度[ 13 ]。放线菌菌株,以及证明减少的真菌毒素的浓度在不影响真菌生长[能力141516 ]。

另一方面,作为治疗方法的一部分,文献报道使用授权的酿酒澄清剂如壳聚糖,膨润土,甲壳素,卵白蛋白或酪蛋白酸钾和活性炭粉末,红葡萄酒或甜葡萄酒中OTA浓度随时间显着降低(的ACP),其中证明后者是最有效的[ 1217181920 ]。事实上,当使用0.05至0.36 g / L的不同浓度时,ACP能够在12,24或48小时内将初始OTA浓度(1至5μg/ L)降低50至100%[ 19212223]。此外,这种吸附剂可以比其他添加剂低得多的剂量消除OTA,并且工业上预先浓缩0.5g / L的剂量。ACPs的主要缺点是它有时可以通过吸附多酚等感兴趣的分子来改变葡萄酒的感官特性和颜色[ 19]并且需要过滤步骤来完成操作。活性炭纤维(ACF)可以代表折衷,因为它们具有相似的吸附能力,具有几个辅助优点。它们在处理后更容易除去(无过滤步骤)并且可以在连续过程中使用,具有潜在的更高吸附速率和非常高的局部吸附剂浓度。此外,活性炭纤维的特点之一是,这些材料表现得像分子筛由于窄的孔径分布[ 2425]。此外,组织形式的ACF可能潜在地提供ACP的有利替代物,因为它们的织物或海绵状材料可以比粉末更容易地引入葡萄汁或酿酒过程中。这种性质对于葡萄酒处理也特别有意义,因为它理论上可以降低消除必须保存的较大分子(例如多酚)的风险。但是,这需要进一步的重点研究来确认。据我们所知,本研究首次提供了使用ACF进行葡萄酒中OTA去污的结果。

在这方面,本研究为开发减少食物链中OTA的发生和浓度的两种主要方法提供了有希望的结果。一方面,作为预防方法,我们研究了放线菌菌株在与A. carbonarius共培养中减少OTA产量的作用在固体培养基上及其对OTA簇基因的影响。另一方面,作为一种治疗方法,我们首先评估了四种选择的放线菌菌株降解OTA的能力。然后我们测试了这些菌株的能力以及几种类型和剂量的ACF,通过吸附在不同的液体基质(酸化水,红葡萄汁和红葡萄酒)中去除OTA。这些不同的方法是可以一起应用的补充方法,以改善食品链中全球OTA的减少,从而促进食品安全。

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2.结果和讨论

2.1。用于预防和解毒OTA的Actinobacterial菌株

2.1.1。筛选不同Actinobacterial菌株降低OTA浓度的能力

筛选包括测试16种放线菌菌株的能力,以降低固体共培养基中OTA的浓度而不影响真菌生长。13个菌株具有显着的OTA还原能力,其中9个(AT1,AT6,AT10,AT34,BK3,BK7,G10,G30和PT1)也显着降低了A. carbonarius菌丝体面积(> 20%),随后从研究。最终保留了四种菌株,包括ML5,PH1,SN7和AT36。这使固体培养基中的OTA降低67%至83%(p值<0.01),真菌生长没有显着降低(<20%)(图1)。

 
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图1

效果上的生长不同放线菌菌株的炭黑曲霉和OTA的在固体共培养培养基的浓度。具有不同字母的数据显着不同(单向ANOVA,Dunnett Post-Hoc测试,p值<0.05)。

此外,真菌生长的改变将导致生态位的不平衡并促进其他微生物的出现,其出现可能是出乎意料的并且可能产生更多毒性代谢物。土壤环境是一个复杂的生态系统,拥有本土的微生物群。尽管一些微生物尤其是真菌物种可能被视为有害的作物病原体,但由于菌丝生长和增殖,它们还可以作为有益的生物控制剂。任何导致土壤生态系统不平衡的土壤生态系统的扰动都会增加土壤中植物病原体甚至植物/根害虫的定殖[ 26 ]。

只有少数作品已经考虑到生物防治剂对真菌生长[影响911141527 ]。相反,近期对生物防治的发展战略研究,以抵消霉菌毒素污染的目的是防止真菌mycotoxigenic [增长2829303132]。此外,这些研究表明将生物防治剂粉碎作为治疗。然而,本研究中提出的放线菌菌株的使用也可能包括将它们引入被称为自然栖息地的收获土壤中。四种选择的菌株都属于链霉菌属,是内生和根际细菌,能够在恶劣环境中定殖,这一事实突出了它们作为植物保护剂的可持续性[ 33 ]。

2.1.2。利用Actinobacteria与固态共培养碳纳米菌进行OTA生产的转录组调控

赭曲霉毒素A是酶促级联的最终产物,其中所涉及的酶由聚集在相同染色体区域中的许多基因编码。与其他众所周知的霉菌毒素不同,OTA的基因簇已被部分阐明,只有三种基因acOTAhalacOTAnrpsacOTApks分别编码一种卤化酶,这是一种非核糖体肽合成酶和聚酮化合物合成酶,其特征是迄今为止[ 3435 ]。A. carbonarius中分析这些基因的表达在与SN7,PH1,AT36和ML5菌株的固体共培养中,以确定观察到的OTA还原是否是在转录组水平上抑制OTA合成的结果。所有菌株均显着降低acOTApksacOTAhal的基因表达至于acOTAnrps,其表达仅通过SN7和PH1菌株减少。事实上,在SN7菌株存在的情况下,基因表达减少最为剧烈,acOTAhalacOTAnrpsacOTApks分别达到85.6%,89.8%和93.1%见图2)。因此,土壤普遍存在的细菌菌株可以用作几种生物拮抗剂曲霉的物种和其他mycotoxigenic属[ 3637 ]。这些全球分布的细菌主要属于芽孢杆菌属链霉菌属假单胞菌属农杆菌属。它们能够产生内生孢子和大范围的生物活性化合物作用,以防止霉菌毒素的产生,它鼓励它们作为潜在的有效生物防治剂[使用努力3336 ]。另一项研究还重点研究了酿酒酵母通过降低两个赭曲霉毒素株中pks基因表达来减少OTA产量的能力A. carbonariusA. ochraceus [ 38 ]。

 
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图2

OTA簇基因的归一化的基因表达水平acOTApksacOTAnrpsacOTAhal炭黑曲霉当后者是在共培养SN7,PH1,AT36,及放线菌ML5株(双向ANOVA,邦弗朗尼事后检验, ** p值<0.01; *** p值<0.001)。

在本研究中(仅涉及转录组学分析),SN7 链霉菌菌株对OTA浓度的降低是另一个例子,其中生产调节可以在转录组水平上发生。链霉菌属的相似的转录组学机制芽孢杆菌属 已经描述过了。该机制主要描述为黄曲霉毒素,其中共培养以及细菌代谢物如杀稻瘟菌素及其衍生物,aflastatin A和dioctatin A,通过下调的黄曲霉毒素簇基因[表达呈现的抗aflatoxinogenic效果16363940414243 ]。

2.1.3。OTA降解和吸附测定

为了评估放线菌菌株在其产生后降低OTA浓度的能力,进行了生物降解和吸附测定。在所选择的四种菌株中,在补充OTA的ISP2琼脂上培养SN7和AT36菌株导致分析的毒素检测不到水平。用ML5菌株观察到较小的减少,其中回收了55±7.1%的初始OTA浓度(参见图3)。然而,PH1菌株未观察到减少。这些结果突出了这些菌株可采用的不同作用机制,包括OTA降解。乳酸菌和酵母菌的生物降解试验在文献中被广泛描述,效率不同,达到50μg/ L OTA的94%[ 44]。此外,有两种主要类型的OTA生物降解途径,包括将L-β-苯丙氨酸分子与OTα部分连接的酰胺键的水解和内酯环的水解,导致OTA的开放内酯形式[ 45 ]。 。因此,在SN7存在下培养基提取物的HPLC / DAD / FLD分析显示存在与OTA峰消失相关的未鉴定成分。

 
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图3

在28℃下,在4个放线菌菌株(AT36,ML5,PH1和SN7)的5天孵育期后,用OTA补充100μg/ L的ISP2培养基中的残余OTA浓度(μg/ L)。ND =不可检测(单因素方差分析,Dunnett Post-Hoc检验,*** p值<0.001)。

该研究还旨在评估OTA对细菌孢子的吸附作用,以及后者的抗性和处理设施,这在开发实用生物防治剂方面具有显着优势[ 46 ]。尽管如此,四种测试菌株中没有一种能够在其孢子上结合OTA(参见表1)。然而,许多研究已证明乳酸菌和酵母细胞壁的结合真菌毒素包括OTA的能力[ 47484950 ]。这种机制与热或酸处理后细胞膜结构(肽聚糖,多糖和糖蛋白)的修饰有关[ 48 ]。

表格1

在与10 6个孢子/ mL放线菌孵育1小时后,初始OTA浓度为100μg/ L的水溶液中残留的OTA浓度(μg/ L)(单因素方差分析,Dunnett Post-Hoc检验,p -值> 0.05)。

应变 OTAμg/ L±SEM OTA恢复(%)
滤液 水洗 甲醇洗涤
控制 97.1±3 0.8±0.4 3.5±0.1 101.4±3.8
AT36 105.7±2 2.1±0.6 1.6±0.3 109.4±2.9
ML5 111.3±5 0.4±0.4 0.1±0.1 111.8±5.7
PH1 106.6±1 1±0.7 0.4±0.3 108±1.5
SN7 107.4±1 1.7±0.5 0.2±0.2 109.3±2.2

2.2。通过在活性炭纤维(ACF)上吸附去除OTA

2.2.1。ACF的纹理特征

不同的ACF在本研究中包括AC10,AC15,AC20,和D1200其纤维直径10和16微米之间变化,其在示出使用图4的a,b。D800织物是由聚氨酯制成的泡沫,具有活性炭粉末浸渍(参见 4c)。如所示图4 d,沉积的活性炭颗粒的大小不超过15纳米。而且,表2总结了不同ACF的几个物理特征。编织的ACF样品包含在微孔区域中具有紧密孔径分布的双峰孔。对于AC20,观察到两种孔径分布,包括0.5nm和0.8nm之间的一种,另一种在0.8nm和2.5nm之间。对于AC10,获得较小尺寸的孔径:0.4nm和0.8nm以及0.8nm和1.5nm。第一孔径分布似乎太窄而不能使OTA渗透到孔隙中。相反,对于第二孔径分布,重要部分略大于OTA的尺寸(AC10除外)。孔隙中分子的渗透取决于它们的空间取向。然后OTA可以渗透到微孔的一部分中,但有一些困难。最后,即使OTA可能渗透到这些微孔中,该分子的不利取向可能阻塞一部分微孔并降低吸附能力。符合制造商提供的技术特性,所有编织ACF都具有高比表面积和微孔体积(约占总体积的90%)。AC15,AC20和D1200的样品表现出Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积分别比AC10样品大约1.9,2.2和1.5倍。由于较高的孔径和较大的BET表面积,预期这些吸附剂,特别是AC20,具有高吸附容量。D800泡沫主要是介孔的(总体积的86%)并且具有非常低的BET表面积(40μm 符合制造商提供的技术特性,所有编织ACF都具有高比表面积和微孔体积(约占总体积的90%)。AC15,AC20和D1200的样品表现出Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积分别比AC10样品大约1.9,2.2和1.5倍。由于较高的孔径和较大的BET表面积,预期这些吸附剂,特别是AC20,具有高吸附容量。D800泡沫主要是介孔的(总体积的86%)并且具有非常低的BET表面积(40μm 符合制造商提供的技术特性,所有编织ACF都具有高比表面积和微孔体积(约占总体积的90%)。AC15,AC20和D1200的样品表现出Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积分别比AC10样品大约1.9,2.2和1.5倍。由于较高的孔径和较大的BET表面积,预期这些吸附剂,特别是AC20,具有高吸附容量。D800泡沫主要是介孔的(总体积的86%)并且具有非常低的BET表面积(40μm 和D1200分别表现出比AC10样品大约1.9,2.2和1.5倍的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积。由于较高的孔径和较大的BET表面积,预期这些吸附剂,特别是AC20,具有高吸附容量。D800泡沫主要是介孔的(总体积的86%)并且具有非常低的BET表面积(40μm 和D1200分别表现出比AC10样品大约1.9,2.2和1.5倍的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积。由于较高的孔径和较大的BET表面积,预期这些吸附剂,特别是AC20,具有高吸附容量。D800泡沫主要是介孔的(总体积的86%)并且具有非常低的BET表面积(40μm2 /克),而用于沉积活性炭具有800米的BET表面积2 /克(供应商资料)。测量的BET表面之间的这种显着差异可以通过与沉积的活性炭的量相比的重要量的无孔聚氨酯来解释。

 
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图4

a)D1200织物的扫描电子显微镜(SEM)图像b)D1200纤维; c)D800泡沫结构; d)D800沉积的活性炭。

表2

ACF的物理特性。

样品 AC10 AC15 AC20 D1200 D800
供应商 KYNOL DACARB
参考 ACC-5092-10 ACC-5092-15 ACC-5092-20 TIS-KIP-1200 MOU-CS-800
先导 Novoïd纤维 酚醛树脂 聚氨酯泡沫浸渍活性炭
BET比表面积(m 2 / g) 940 1758 2032 1428 40
介孔体积(cm 3 / g) 0.037 0.074 0.105 0.050 0.049
微孔体积(cm 3 / g) 0.358 
(90%体积)
0.681 
(90%音量)
0.780 
(88%体积)
0.542 
(92%体积)
0.008 
(14%体积)
尺寸孔径分布(nm) 0.4-0.8 
0.8-1.5
0.5-0.8 
0.8-2.2
0.5-0.8 
0.8-2.5
0.5-0.8 
0.8-2
-

2.2.2。OTA吸附取决于ACF

对于所有ACF,在酸化水介质(AWM)中进行吸附测定。图5中可以观察到不同的吸附速率趋势此外,AC15,AC20和D1200的吸附率高于AC10和D800。一旦ACF在AWM中被涡旋,超过80%的OTA被消除,这突出了这些ACF与OTA之间的高亲和力。在这种酸性条件下(pH3.4),OTA不带电荷。吸附机理主要是由于芳香分子的π电子与ACFs表面的π电子之间的电子 - 供体相互作用。这些高吸附速率是由于大的外表面积,其中纤维的小尺寸和直接在纤维表面上的微孔的可用性限制了孔内的传质阻力。这种行为不同于通常的ACP,其特征在于分散的孔径分布,其中中孔的存在增加了内部传质阻力[5152 ]。

 
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图5

在AWM中的OTA吸附动力学与不同的ACF(D1200,D800,AC10,AC15和AC20)在0.8g / L下。在0.02小时(1分钟)加入ACF。当与对照(双向ANOVA,Bonferroni Post-Hoc测试)比较时,所有数据呈现统计学显着差异(p值<0.001)。

AC20,AC15和D1200表现出高吸附能力,因为几乎所有的OTA都被消除了。这部分是由于它们的孔径大,可以方便地进入OTA(OTA拓扑极性表面积:1.13 nm 2))。即使在这个低浓度范围内限制进入某些孔隙,仍有足够的孔隙和足够的外表面积来吸附所有分子。AC10的较低吸附速率可能是由于其较低的孔径分布在0.8nm和1.5nm之间。另外,分子大小具有相同的大小,这使得穿透更加困难。最后,对于D800泡沫(聚氨酯和活性炭),较低的吸附率可能是由于与其他ACF相比,泡沫结构内活性炭的可接近性有限。因此,材料内部和通过泡沫内部的液体的扩散性可能影响质量传递。高吸附容量可以通过沉积的活性炭的介孔性质来解释。此外,

2.2.3。ACFs浓度对AWM中OTA吸附的影响

D1200被选择用于该研究,因为它是在先前实验中具有最高性能的编织ACF之一。结果表明,一旦ACF在基质中涡旋(0.02小时),超过50%的OTA被吸附,无论其浓度如何。在第一个小时后观察到高OTA去除率。例如,ACF浓度为0.8g / L时,一小时后OTA去除率为92%。24小时后,两种D1200浓度的残留OTA浓度均小于3%(参见图6)。使用ACF获得的性能优于大多数授权添加剂。实际上,据报道,壳聚糖浓度在5到40 g / L [ 53 ]或膨润土浓度为40 g / L时的等效去除率54]]。尽管如此,与ACPs相比,ACF的效率与Gambuti等人,2005年获得的效率相当,对于浓度为0.5 g / L的不同类型的ACP,其显示OTA去除率在68%和98%之间[ 55 ]。 。

 
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图6

加入不同浓度的D1200 ACF(OTA初始浓度-50μg/ L)后,在酸化水培养基(AWM)中的OTA残留浓度(以%±SEM计)。数据不同的字母显着不同(双因素方差分析,Bonferroni Post-Hoc检验,p值<0.05)。

2.2.4。OTA浓度对ACFs在AWM中吸附的影响

结果见表3表明对于每个OTA浓度和处理时间,三种类型的ACF给出了类似的OTA去除率。在加入和涡旋ACF(0.02小时)后立即观察到立即OTA吸附从60%到88%。1小时后,无论使用何种ACF,OTA吸附都得到改善。例如,使用AC20,这达到了50μg/ L的初始OTA浓度的96%。令人惊讶的是,在ACF孵育6小时后,对于最低OTA浓度(2μg/ L)获得了最差的性能。通常,达到吸附平衡所需的时间取决于初始浓度。然而,这种行为可以从一个分子反转到另一个分子。如Al Mardini等人报道的,在低浓度下平衡时间可以更高。(2009)Bromacil对ACPs的吸附[ 56]。作者分别得到Bromacil浓度为5μg/ L和500μg/ L的2小时和6小时的平衡时间。相反,Fallou等人。(2016)报道了ACFs接触时间为50小时达到低浓度(10μg/ L双氯芬酸)的平衡,初始浓度为10 mg / L时达到10天[ 57 ]。对于OTA,如果接触时间较长,则可以预期在低浓度下可比较的去除率。

表3

根据OTA浓度添加0.8g / L ACF后,在酸化水介质(AWM)中的OTA残留浓度(以%±SEM计)。ND没有确定。对于“孵育时间”和“初始OTA浓度”因子观察到统计学差异,但对于“ACF类型”没有观察到统计学差异(双向ANOVA,Tukey Post-Hoc测试p值<0.05)。在因子之间没有观察到相互作用,并且取决于孵育时间或初始OTA浓度,值在统计学上不同。

初始OTA浓度 ACF类型 OTA剩余浓度(%)
孵化时间
0.02小时 1小时 6小时
2微克/升 D1200 39.9±1.3 19.0±0.4 18.3±1.1
AC15 36.4±1.3 24.8±1.0 24.2±1.2
AC20 31.4±1.1 22.7±0.5 18.5±0.7
50μg/ L. D1200 17.0±0.1 4.8±0.2 0.6±0.07
AC15 16.3±0.61 6.5±0.6 3.3±0.23
AC20 20.0±0.5 3.8±0.5 0.9±0.2
200μg/ L. D1200 12.0±0.38 7.4±0.3 2.2±0.4
AC15 22.7±0.1 12.4±0.3 3.6±0.7
AC20 18.0±0.3 15.2±0.6 14.6±0.5

2.2.5。ACFs在红葡萄汁和红葡萄酒中的OTA吸附

在红葡萄酒和红葡萄汁基质中也评估了ACF对OTA的吸附。在红葡萄汁中使用较高的初始OTA浓度(100μg/ L)用于该测试,因为应用于后者的热处理不足以破坏真菌孢子,特别是因为储存期可持续一年。结果如图7所示清楚地表明,OTA在相同的酸性pH(红葡萄酒混合物的pH值为4.1,红葡萄汁的pH值为3.7)下在复杂基质中的去除发生的强度和动力学都比AWM低。事实上,在与任何ACF孵育1分钟(0.02小时)后,与对照相比,在OTA的残留浓度中未观察到显着差异。孵育24小时后,所有ACF都具有显着的吸附能力,在红葡萄酒和葡萄汁中具有不同的效率。根据这些结果,可以说AC15和AC20在红葡萄汁中的吸附OTA效率最高,达到39%至50%,红葡萄汁达到32%至48%。在两种基质中,D1200在红葡萄酒中的吸附效力最低,为27%,红葡萄汁中的吸附效力为25%。48小时后,在红葡萄汁中,

 
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图7

(a)红葡萄酒和(b)加入0.8g / L ACF后的红葡萄汁中的OTA残留浓度(以%±SEM计)OTA初始浓度在红葡萄酒中为50μg/ L,在红葡萄汁中为100μg/ L. 具有不同字母的数据显着不同(双向ANOVA,Bonferroni Post-Hoc测试,p值<0.05)。

红葡萄酒和葡萄汁中ACF的效率(吸附容量和速率)降低可能是由于OTA与那些真实基质中存在的其他分子之间的吸附竞争。这些分子通过两种不同的机制与OTA竞争,其中包括较小的分子(较小的尺寸和可比较的分子)在微孔内的吸附位点直接与OTA竞争,较大的分子可以吸附在中孔或ACF表面,这将阻止OTA进入微孔[ 5258]。相反,无论OTA浓度如何,当OTA是AWM中存在的唯一分子时,ACF吸附位点更容易接近,并且可用表面足够高以允许所有OTA分子的吸附而没有任何竞争效应。然而,在多组分和高浓度混合物中,局部吸附位点优先被其他分子占据,这降低了它们对OTA的可用性。先前在ACP吸附两种酚类化合物的情况下也观察到这种类型的行为。苯酚和对羟基苯甲酸(PHBA)的单独吸附速率具有相同的强度顺序。然而,在等摩尔混合物中,PHBA的吸附速率是苯酚的两倍。此外,实验表明,在降低苯酚浓度的过程中,PHBA的优先吸附量增加。在复杂的基质中,分子的化学性质如溶解度,疏水性和pKa极大地影响吸附能力[59 ]。

D1200的较低效率可以首先通过其物理特性来解释。BET表面积较小,其多孔体积相当于其他两种测试ACF的一半。因此,可用的站点更少。这表明发生了更强的竞争效应,导致更少的OTA吸附。其次,效率的差异也可能与D1200 ACF的化学性质有关。通常,分子与活性炭之间相互作用的强度取决于活性炭(内酯,酚,羧基和碱性基团)的表面化学以及推定的吸附分子的化学性质。因此,活性炭对目标分子的亲和力将取决于它们的化学性质[ 60]。事实上,D1200制造过程中使用的前驱体和活化方法都与AC15和AC20不同。因此,化学表面基团不相同,这可以解释对OTA的不同亲和力和优先吸附基质中存在的其他分子的可能性。

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3.结论

在本研究中,我们为制定替代策略以抵消食物链中的OTA污染提供了有希望的结果。Actinobacterial菌株可以通过将它们引入收获土壤中与A. carbonarius竞争而用作预防剂,这导致在转录组水平上抑制OTA产生。由于它们降解OTA的能力,这种微生物在治疗方法中也可以被认为是解毒剂。通过在液体基质中使用ACF,也可以潜在地实现OTA污染基质的解毒。但是,必须进一步研究它们对其他葡萄酒物质(即酚类物质或其他物质)的影响。该研究首次提供了通过吸附现象降低OTA水平的能力的数据。然后可以使用所描述的两种方法来降低从田地到最终产品的OTA污染的风险。


(责任编辑:活性炭网)
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