霉菌毒素是真菌的次生代谢产物,对人类和动物的健康有不利影响。迄今为止,已鉴定出由几种类型的真菌产生的400多种不同分子。黄曲霉毒素具有较高的毒性。黄曲霉毒素无论是在田间还是在储存过程中,都可能污染各种农产品,它们被认为是整个发展中国家食品供应中普遍存在的污染物。霉菌毒素是极其稳定的化合物。它们是耐热(温度高于250℃),并且可以承受的宽pH值(3至10)范围内。此外,霉菌毒素具有不可检测的感觉特性,并且它们不会改变食品的感官特性。使用食品防腐剂来控制产生霉菌毒素的真菌是有效的。但是消费者现在需要不含化学物质的更安全,更环保的产品。在这种情况下,天然植物提取物被认为是很好的选择。香精油(EOs)是主要从植物材料中提取的芳香族提取物,并具有很强的抗微生物,抗毒素和食品防腐性能,并且对动物和人类的毒性低。食品中的黄曲霉毒素污染严重威胁着食品安全,因此寻找新的控制方法以防止这些毒素进入食物链至关重要。


几种精油能够减少有毒物种的生长和霉菌毒素的生物合成,尽管其效率受到环境条件的强烈影响。在这项工作中,使用全自动微生物生长曲线分析仪Bioscreen C在三个水分活度水平(0.94、0.96和0.98 a w)下评估了冬季香薄荷精油和牛至属植物精油控制黄曲霉生长的有效性。


使用Bioscreen-C获得的两种曲霉菌(A10和A7)在酵母提取物蔗糖(YES)培养基中补充了不同浓度(0、350、700和1000µg/mL)的冬季香薄荷精油的生长曲线(SM)和牛至属植物(OV)精油(EOs)在三种水活度测试下(0.94、0.96和0.98 a w),显示了在不同OV、EO浓度下,黄曲霉A7菌株在0.94 a w时,曲霉菌生长曲线表示随时间变化的600 nm处的光密度(OD)单位。


实验结果:结果表明,应用冬季香薄荷精油(Satureja montana)可能是防止食品中黄曲霉毒素污染的好选择,尽管其有效性在水分活度(Kaw)水平之间存在很大差异。在较低的kaw(水分活度)条件下,与其他湿度条件相比,黄曲霉的生长显着延迟,黄曲霉毒素的产量持续降低,但精油处理后未观察到效果。这意味着,如果将其应用在干燥的基质中或采用良好的存储规范,对于生产者来说将是不必要的成本。同时,在潮湿的条件下施用将足以作为保证低水平黄曲霉毒素有效控制方法。

图1、使用全自动生长曲线分析仪Bioscreen C评估了冬季香薄荷精油和牛至属植物精油对黄曲霉生长抑制的实验示意图。

图2、使用Bioscreen C分析仪获得的生长曲线代表在0.94 aw下黄曲霉A7在600 nm下生长6天的光密度。每种测试浓度(0、350、700和1000µg/mL)代表十次重复。图例中不同颜色的线显示了不同精油的浓度。

图3、在不同水分活度(0.98、0.96和0.94 a w)下,两种黄曲霉菌株(A10和A7)在0.2 nm的光密度(OD)下真菌生长的检测时间(TTD,分钟)浓度(0、350、700和1000µg/mL)的冬季香薄荷精油(a)和牛至属植物(b)精油。值是10次重复的平均值±标准误差。具有共同字母的均值无显着差异(p>0.05)。图例中显示了精油的浓度。在所有情况下,对每种精油(EO)和分离物均独立进行统计分析。

图4、在不同浓度(0、350、700和1000µg/mL)的冬季香薄荷精油(SM)和牛至属植物(OV)精油中相对检测率(RTD)(RTD/RTD 0)的图形表示;(a)SM精油的A10菌株,(b)SM精油的A7菌株,(c)OV精油的A10菌株和(d)OV精油的A7菌株。图例中表示了所研究的不同w水平(0.94、0.96和0.96)。数据代表10次重复的相对RTD平均值。

图5、(a)生长曲线A10应变在OV处为0.94 a w,(b)生长曲线A7应变在OV处为0.94 a w,(c)生长曲线A10应变在OV中为0.94 aw,(d)生长曲线A7应变在OV处0.94 aw在SM,(e)生长曲线A10菌株在0.94 aw在OV,(f)生长曲线A7 0.96的应变瓦特在OV,(g)在0.96aw的生长曲线A10菌株在SM,(h)SM中0.96aw的生长曲线A7应变,(i)OV的生长曲线A10应变为0.98aw,(j)OV的生长曲线A7应变为0.98aw,(k)SM中的生长曲线A10应变为0.98 aw(i)生长曲线A7应变为0.98 aw在SM中。


总结:控制防腐剂的剂量至关重要,因为次适宜浓度可能会刺激生长和毒素蓄积。精油(EO)的功效还受到环境条件的影响,主要是kaw(水分活度)和温度。因此重要的是要弄清这些环境因素和抗真菌化合物之间的相互作用。这些相互作用的研究需要费力的体外生态生理研究来评估真菌的生长和霉菌毒素的产生,这需要使用大量的材料和长期实验的计划。


而用于真菌学研究使用BIOSCREEN-C全自动微生物生长曲线分析仪是一种快速的方法来研究的多种因素对霉菌生长。通过HPLC-FLD测定在所有测试条件下的黄曲霉毒素浓度。两种精油处理均延迟了黄曲霉的生长。然而尽管水活性之间的抑制百分率差异很大,但只有冬季香薄荷精油才能显着影响黄曲霉毒素的产生。在0.96aw处观察到最显着的降低,这与黄曲霉达到最高水平的黄曲霉毒素产量相一致。相反用冬季香薄荷精油处理并不能有效地降低0.94 aw的黄曲霉毒素产量。


因此在将新的控制化合物应用于食品基质之前,研究新的控制化合物与环境因素之间的相互作用非常重要,并且体外生态生理研究是一个不错的选择,因为它们可以提供准确,快速的结果。研究人员很好的应用BIOSCREEN-C全自动微生物生长曲线分析仪评价从SM和OV精油上由两个早期生长和能力,以获得产生的AF提取的两个精油在几个EO浓度(0,350,700,1000μg/mL)和三个aw条件(0.94、0.96和0.98)对黄曲霉生长的效果研究。


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