黃曲霉毒素 B1 生成：時間-水分活度-溫度模型

Sonia Marín, Laila Aldars-García, Francisco Molino, Antonio J. Ramos, Vicente Sanchis, Aflatoxin B1 production: A time–water activity–temperature model,

Fungal Biology, Volume 128, Issue 8, Part B,2024, Pages 2399-2407,

研究背景

- 研究對象：文章研究了黃曲霉（Aspergillus flavus）在玉米提取物瓊脂（MEA）和玉米粒上的生長和黃曲霉毒素B1（aflatoxin B1）的產(chǎn)生。

- 研究背景：黃曲霉是一種常見的土壤真菌，能夠在高溫和高濕環(huán)境下生長，并產(chǎn)生致癌的黃曲霉毒素。玉米是全球范圍內(nèi)易受真菌污染和霉菌毒素污染的農(nóng)產(chǎn)品之一。氣候變化預(yù)計會增加歐洲玉米中黃曲霉毒素B1的存在。

研究目的

- 研究目標：開發(fā)預(yù)測模型，評估溫度和水分活度（water activity, aw）對黃曲霉生長和黃曲霉毒素B1產(chǎn)生的影響，特別是在動態(tài)溫度條件下的預(yù)測。

研究方法

- 實驗設(shè)計：在靜態(tài)和動態(tài)溫度條件下，研究了黃曲霉在玉米提取物瓊脂和玉米粒上的生長和黃曲霉毒素B1的產(chǎn)生。靜態(tài)實驗在20-35°C和水分活度0.84-0.90的條件下進行。動態(tài)實驗則模擬了溫度變化的環(huán)境。

- 模型構(gòu)建：使用溫度、水分活度和時間作為解釋變量，構(gòu)建了黃曲霉生長和黃曲霉毒素B1產(chǎn)生的概率模型。

- 所有情況下的水分活度均在 AquaLab Series 3 （Addium， Inc.， WA， USA） 上測定，準確度為 ±0.003。

主要發(fā)現(xiàn)

1. 生長預(yù)測：

   - 在靜態(tài)條件下，黃曲霉的生長概率模型顯示出較高的擬合度（99%的一致性）。

   - 在動態(tài)條件下，模型對玉米提取物瓊脂上的生長預(yù)測較為準確，但在玉米粒上的預(yù)測存在一定的偏差，可能是由于玉米粒中營養(yǎng)物質(zhì)的可用性較低。

2. 黃曲霉毒素B1產(chǎn)生預(yù)測：

   - 在靜態(tài)條件下，黃曲霉毒素B1的產(chǎn)生概率模型顯示出較低的水分活度和溫度會延遲毒素的產(chǎn)生。

   - 在動態(tài)條件下，模型對玉米提取物瓊脂上的毒素產(chǎn)生預(yù)測存在較大偏差，而在玉米粒上的預(yù)測則顯示出更高的毒素產(chǎn)生概率，表明玉米?？赡茉谀承l件下更容易觸發(fā)毒素的產(chǎn)生。

3. 水分活度和相對濕度的動態(tài)變化：

   - 在動態(tài)溫度條件下，水分活度和相對濕度的變化對黃曲霉的生長和毒素產(chǎn)生有顯著影響。特別是在玉米粒中，水分活度的降低并未全完抑制素毒的產(chǎn)生，反而可能在某些情況下觸發(fā)了毒素的合成。

結(jié)論

- 模型適用性：在玉米提取物瓊脂上，模型對黃曲霉生長的預(yù)測較為準確，但在玉米粒上的預(yù)測存在一定偏差，表明在實際食品基質(zhì)中，營養(yǎng)物質(zhì)的可用性和基質(zhì)結(jié)構(gòu)對真菌生長和毒素產(chǎn)生有重要影響。

- 未來研究方向：未來的研究應(yīng)關(guān)注更廣泛的溫度變化范圍，改進水分活度的建模，并進一步研究在實際食品基質(zhì)中從生長數(shù)據(jù)預(yù)測毒素積累的方法。

應(yīng)用意義

- 食品安全：該研究為玉米等谷物在收獲后儲存和干燥過程中的真菌生長和毒素產(chǎn)生提供了預(yù)測工具，有助于制定更有效的食品安全控制策略。

這篇文章為黃曲霉在玉米中的生長和毒素產(chǎn)生提供了重要的預(yù)測模型，特別是在動態(tài)環(huán)境條件下的應(yīng)用，對食品安全和儲存管理具有重要的實際意義。