CN111328962B - 一种玉米深加工过程中降解呕吐毒素的方法 - Google Patents

一种玉米深加工过程中降解呕吐毒素的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玉米深加工领域，具体而言涉及一种玉米深加工过程中降解呕吐毒素的方法，所述方法包括将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与玉米深加工过程中的副产物混合。在玉米淀粉深加工过程中，采用本发明的方法对玉米深加工过程中的副产物、特别是玉米浆和玉米浸泡液进行呕吐毒素脱毒后，副产物及最终获得喷浆饲料产品的呕吐毒素脱毒效果显著，呕吐毒素降解率可达40％以上；并且本发明的方法可克服大多数现有生物法脱毒应用于粮食加工过程中存在的较高温度下或苛刻的酸碱条件下脱毒效率显著降低的问题，具有良好的应用前景。

Description

一种玉米深加工过程中降解呕吐毒素的方法
技术领域
本发明涉及玉米深加工技术领域，具体而言，涉及一种玉米深加工过程中降解呕吐毒素的方法，所述方法针对玉米深加工过程中的副产物，特别是玉米浆和玉米浸泡液。
背景技术
玉米(淀粉)深加工过程为采用湿磨加工工艺，将玉米粒通过亚硫酸浸泡、破碎、分离、干燥等工艺将玉米各主要成分分离出来，获取相应产品的过程。通过这一加工过程可获取五种主要副产品喷浆玉米皮、玉米蛋白粉、玉米胚芽粕、玉米原油和终产品淀粉。
呕吐毒素(vomitoxin)又称为脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)，化学名称为3α,7α,15-三羟基草镰孢菌-9-烯-8-酮，由于可引起猪呕吐而得名，主要是由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)、黄色镰刀菌(Fusarium culmorum)感染小麦、大麦、燕麦、玉米等谷物产生的单端孢霉烯族毒素。在全世界范围内，呕吐毒素是粮食、饲料、食品的主要污染霉菌毒素之一，严重影响人和牲畜的健康。人畜摄入了被呕吐毒素污染的食物后，会导致厌食、呕吐、腹泻、发烧、站立不稳、反应迟钝等急性中毒症状，严重时损害造血系统引起死亡。其严重危害性已经引起了各国的普遍重视。
呕吐毒素对我国谷物类原料的污染相当普遍，其检出率和检出量都是霉菌毒素中最高的一种，据甄阳光等人调查显示，中国饲料和原料呕吐毒素的超标比例接近70％，玉米中呕吐毒素的超标率为57.1％，毒素平均含量为1.01mg/kg，最高含量为2.13mg/kg(甄阳光等，“我国主要饲料原料及产品中呕吐毒素污染分布规律研究”，中国畜牧杂志，2009，45(8)：21-24、28)。由于呕吐毒素在谷物、饲料中的普遍存在性、高含量特性和急慢性毒性，降低或者去除其毒性显得尤为重要与迫切。
呕吐毒素超标是目前粮食加工相关产品的主要问题：在玉米淀粉深加工工艺环节中，由于呕吐毒素的水溶特性，在玉米亚硫酸浸泡过程中溶于玉米浆中，玉米副产品玉米皮与胚芽粕需要喷浆以提高其蛋白含量，造成喷浆玉米皮、玉米胚芽粕中呕吐毒素含量超标严重。
目前，国内外呕吐毒素脱毒方法主要有物理法、化学法和生物法三大类。虽然物理、化学方法脱毒已经取得一定程度的成功，但仍然存在脱毒效果有限、可能造成重要营养物质的丢失、成本较高等缺点，从而限制了这两种方法在实际生产中的应用。
生物法主要是利用微生物或其代谢产物进行毒素降解的过程，具有可以在温和的条件下降低毒素毒性，对原料的感官性状、适口性、营养物质影响较小等优点，同时，还具有安全、环保、高效的特点，被认为是最佳脱毒方法。因此，利用现代生物技术去除粮食加工副产物或饲料原料中的呕吐毒素研究具有良好的应用前景。但是由于目前玉米深加工行业玉米原料呕吐毒素污染严重，而现有生产方法无法有效降解呕吐毒素(也称为脱毒)造成玉米副产品呕吐毒素含量超标，并且，大多数现有生物法脱毒应用于粮食加工过程中存在较高温度负荷或苛刻的酸碱条件下效率显著降低的问题。因此，急需有效的用于玉米深加工行业，特别是用于玉米浆和玉米浸泡液的降解呕吐毒素的方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种玉米深加工过程中降解呕吐毒素的方法，所述方法包括将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与玉米深加工过程中的副产物混合。
本发明的有益技术效果如下：
(1)采用本发明的方法在玉米淀粉深加工过程中对玉米深加工过程中的副产物(如玉米浆或玉米浸泡液)进行呕吐毒素脱毒后，对玉米淀粉深加工过程中的副产物及最终获得喷浆饲料产品的呕吐毒素脱毒效果显著，呕吐毒素的降解率(也称为脱毒率)可达40％以上，甚至可达80％以上。
(2)采用本发明的方法对玉米深加工过程中的副产物(如玉米浆或玉米浸泡液)进行生物法脱毒，可以克服大多数现有生物法应用于粮食加工过程中在较高温度负荷(例如50℃)或苛刻的酸碱条件(例如低pH，如pH 3.0)下脱毒效率显著降低的问题，具有良好的应用前景。
(3)采用本发明的方法可以使玉米加工过程中的副产物的呕吐毒素含量降低至限定值(如1000ppb)以下，提升玉米加工副产品的质量，保证饲料安全。
(4)提高经济效益：使用本发明的方法降解呕吐毒素可提升玉米深加工行业副产品的品质，使每吨副产品增加经济效益50-100元。同时，可使用本发明的方法对被呕吐毒素污染的陈粮进行处理，缓解陈粮的利用难题，使得企业可以选用低品质陈粮作为加工原料，产生显著的经济效益。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明使用的保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)(北京市朝阳区北辰西路1号院)，保藏日期为2017年9月8日，分类学名称为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。为了简便，下文中也将该菌株称为枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597或者CGMCC NO.14597枯草芽孢杆菌。
在本发明中，术语“由保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌制得的具有降解呕吐毒素活性的产品”或“具有降解呕吐毒素活性的产品”是指由本发明使用的枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597制得的酶制剂或菌剂，所述酶制剂包含枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597分泌的降解呕吐毒素的活性物质(如蛋白酶)，所述菌剂包含本发明使用的枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597。在一些实施方式中，所述酶制剂为粗酶液。在另一些实施方式中，所述菌剂为冻干菌剂。
在本发明中，术语“粗酶液”是指对本发明使用的枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597进行发酵培养后从发酵液中提取的含有蛋白酶或能够发挥酶活性的液体部分。制备所述粗酶液的方法是本领域技术人员已知的，例如对菌株的发酵液(如培养一定的时间或培养至一定的菌体密度的发酵液)经超声、高压等物理化学方法破碎菌体后离心收集上清液或直接收集上清液，由此所得的上清液即为粗酶液。
在本发明中，术语“冻干菌剂”是指将本发明使用的枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597的菌体经冷冻干燥处理后获得的菌剂，通常为干粉状形式。制备所述冻干菌剂的方法是本领域技术人员已知的，例如将发酵液经离心后收集菌体/菌泥，采用真空冷冻干燥技术制备得到冻干菌剂。在一些实施方式中，在采用冷冻干燥技术之前还包括向菌体/菌泥中加入冷冻保护剂。所述冷冻保护剂可使用本领域熟知的那些物质，例如包括但不限于麦芽糖、海藻糖、蔗糖、甘露醇、乳糖、葡萄糖、山梨醇、木糖醇、赤藓糖醇、苏氨酸。
在本发明中，术语“玉米深加工过程中的副产物”是指在玉米淀粉深加工过程中产生的中间产物或废弃物，例如处理原料玉米颗粒获得的玉米浸泡液、用于加工喷浆玉米皮等副产品的中间产物玉米浆等。
在本发明中，术语“玉米浆”具有本领域通用的含义，通常是指在玉米深加工过程中将玉米经亚硫酸浸泡后浓缩制成的液体，一般含有30wt％-50wt％的固体物质(即“干固体含量”)，pH为3-5。
在本发明中，术语“玉米浸泡液”具有本领域通用的含义，通常是指在玉米深加工过程中为使原料玉米颗粒脱毒并使玉米颗粒软化和膨胀而用热水(如50℃的水)预浸泡玉米颗粒，然后分离回收玉米颗粒所得到的溶液，一般其中残留少量的玉米颗粒(含有0.5wt％-2wt％的干固体含量)，pH为4-6。
在一个实施方式中，本发明提供了一种玉米深加工过程中降解呕吐毒素的方法，所述方法包括将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与玉米深加工过程中的副产物混合。
在优选的实施方式中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为酶制剂。在一些实施方式中，所述酶制剂包括粗酶液，或对粗酶液进行提存加工后的精制酶液，或与赋形剂等添加剂混合制成的颗粒状或固体状的酶制剂。在进一步优选的实施方式中，所述酶制剂为粗酶液。
所述粗酶液可使用本领域技术人员熟知的方法制备，例如分离(例如离心)枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597的发酵液(如培养预定时间或培养至预定的菌体密度的发酵液)后收集上清液，所得上清液即为所述粗酶液。例如可将枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597培养至菌体浓度为至少(1±0.1)×105CFU/mL、至少(1±0.1)×106CFU/mL、至少(1±0.1)×107CFU/mL、至少(1±0.1)×108CFU/mL等，然后离心获得上清液。培养条件只要适合于枯草芽孢杆菌的培养即可，例如将枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597在适于枯草芽孢杆菌培养的培养基(例如LB培养基)中，于30-38℃、优选37℃，150-220rpm、优选180rpm的条件下发酵12小时以上、优选12-36小时。对这些参数的示例性选择并不会限制本发明，本领域技术人员可以根据实际需要对以上参数进行优化和调整，这些优化和调整也属于本发明。
在一个优选的具体实施方式中，所述粗酶液通过如下步骤制备：将枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597在LB培养基中，于30-38℃、优选37℃，150-220rpm、优选180rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少(1±0.1)×105CFU/mL、优选至少为(1±0.1)×108CFU/mL，一般为12小时以上、优选12-36小时；然后分离发酵液获得上清液，如将发酵液在8000rpm下离心15min，取上清液即为粗酶液。
在另一个优选的实施方式中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为菌剂。在一些实施方式中，所述菌剂包含枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597。可通过本领域熟知的制备微生物菌剂的方法制备，例如将枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597的菌体与制备微生物菌剂过程中常规使用的添加剂(例如保护性基质，如冷冻保护剂)混合后制得。在进一步优选的实施方式中，所述菌剂为冻干菌剂。
所述冻干菌剂可使用本领域技术人员熟知的方法进行制备，例如将枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597的发酵液(如培养预定时间或培养至预定的菌体密度的发酵液)经分离(例如离心、过滤、重力沉降等)获得菌体/菌泥后，再经真空冷冻干燥获得。例如将枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597培养至菌体浓度为至少(1±0.1)×105CFU/mL、至少(1±0.1)×106CFU/mL、至少(1±0.1)×107CFU/mL、至少(1±0.1)×108CFU/mL等，然后离心收集菌体，经冷冻干燥获得。培养条件只要适合于枯草芽孢杆菌的培养即可，例如将枯草芽孢杆菌CGMCCNO.14597在适于枯草芽孢杆菌培养的培养基(例如LB培养基)中，于30-38℃、优选37℃，150-220rpm、优选180rpm的条件下发酵12小时以上、优选12-36小时。对这些参数的示例性选择并不会限制本发明，本领域技术人员可以根据实际需要对以上参数进行优化和调整，这些优化和调整也属于本发明。
在一个优选的具体实施方式中，所述冻干菌剂通过如下步骤制备：将枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597在LB培养基中，于30-38℃、优选37℃，150-220rpm、优选180rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少(1±0.1)×105CFU/mL，优选至少为(1±0.1)×108CFU/mL，然后将发酵液经本领域常规的制备冻干菌剂的方法制得，例如将发酵液离心后获得的菌体经冷冻干燥制成冻干菌剂。
在优选的实施方式中，所述玉米深加工过程中的副产物包括玉米浆或玉米浸泡液，所述玉米浆或玉米浸泡液可来自工厂或可由玉米原料经本领域已知的方法制备。例如可将玉米(如霉变玉米)在热水(例如50℃的水)中浸泡预定时间(如至少2小时)，然后回收玉米得到玉米浸泡液，其通常含有少量的干固体含量(0.5wt％-2wt％)和低pH(pH 4-6)。例如可将玉米经亚硫酸浸泡后浓缩制成玉米浆，其通常含有30wt-50wt％的干固体含量和较低的pH(pH 3-5)。一般而言，由于玉米深加工工艺过程的需要，所获得的玉米浆或玉米浸泡液通常具有较高的温度(例如50℃，但不限于此)和较低的pH(pH 3-6)。
在一些实施方式中，将所述CGMCC NO.14597枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与玉米深加工过程中的副产物混合后在28-65℃下，优选37-50℃、更优选37℃下反应。在一些实施方式中，将所述CGMCC NO.14597枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与玉米深加工过程中的副产物混合后在pH 3-7、优选pH 7下反应。
在一个优选的实施方式中，将由CGMCC NO.14597枯草芽孢杆菌制得的粗酶液与所述玉米加工过程中的副产物、优选玉米浆混合后直接在原始物料条件下(即较高的温度(例如40-65℃，如50℃)和较低的pH(pH 3-5，如pH 3))下反应。在另一个优选的实施方式中，将由CGMCC NO.14597枯草芽孢杆菌制得的冻干菌剂与所述玉米加工过程中的副产物、优选玉米浸泡液混合后直接在原始物料条件下(即较高的温度(例如40-65℃，如50℃)和较低的pH(pH 4-6，如pH 5))条件下反应。
在进一步优选的实施方式中，在混合前或混合后将所述玉米深加工过程中的副产物(例如玉米浆或玉米浸泡液)或混合物的pH调节至7，将温度调节至28-37℃、优选37℃。调节pH和温度的方法是本领域技术人员已知的，例如使用氢氧化钠调节pH，例如使所述玉米深加工过程中的副产物自然室温冷却至预定温度。
在工艺过程中，通过衡量生产成本与脱毒效果，本领域技术人员可根据实际需要选择所述酶制剂或菌剂与所述玉米深加工过程中的副产物的混合比例。
在一些实施方式中，将枯草芽孢杆菌CGMCC NO.14597或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品(如酶制剂或菌剂)与玉米深加工过程中的副产物(例如玉米浆或玉米浸泡液)以如下比例混合：以体积比为1:10-1:500、优选1:50-1:150、更优选1:100的比例；或者以重量体积比为0.5w/v％-5w/v％、优选3w/v％-4w/v％、更优选2w/v％的比例。本领域技术人员可以根据实际需要选择上述比例，例如当所述酶制剂或菌剂和所述副产物均为液体的形式，优选使用上述体积比；而当所述酶制剂或菌剂为固体的形式，优选使用上述重量体积比。
在一个优选的具体实施方式中，所述酶制剂为粗酶液，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浆，并且所述粗酶液与所述玉米浆以体积比计为1:10-1:500、优选1:50-1:150、更优选1:100的比例混合。在另一个优选的具体实施方式中，所述菌剂为冻干菌剂，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浸泡液，并且所述冻干菌剂与所述玉米浸泡液以0.5w/v％-5w/v％、优选3w/v％-4w/v％、更优选2w/v％的比例混合。
在优选的实施方式中，使CGMCC NO.14597枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与玉米深加工过程中的副产物混合后充分反应，例如使其混合后反应预定时间，例如至少2小时、至少2.5小时、至少3小时、至少6小时、至少12小时、至少24小时等。本领域技术人员可根据实际需要选择反应时间，例如当需要使脱毒效果达到80％以上时，选择使其反应24小时，而当仅需要使脱毒效果达到40％以上时，选择使其反应3h。或者，也可使用本领域已知的可以加快混合反应的方法来缩短反应时间，例如增加所述酶制剂或菌剂与所述玉米浆或所述玉米浸泡液的接触面积，如以一定的转速持续搅拌反应混合物。
在一个优选的具体实施方式中，将CGMCC NO.14597枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品(如酶制剂或菌剂)与玉米深加工过程中的副产物(例如玉米浆或玉米浸泡液)充分反应至少3小时，例如至少24小时。
出于说明的目的，例如，本发明的方案可通过如下段落中的内容而得以实现：
1.一种玉米深加工过程中降解呕吐毒素的方法，所述方法包括将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与玉米深加工过程中的副产物混合。
2.如段落1所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为酶制剂或菌剂。
3.如段落2所述的方法，其中，所述酶制剂为粗酶液。
4.如段落2所述的方法，其中，所述菌剂为冻干菌剂。
5.如段落2-4中任一段所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品由将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌培养至菌体浓度为至少(1±0.1)×105CFU/mL后制备获得。
6.如段落5所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品由将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌培养至菌体浓度为至少(1±0.1)×108CFU/mL后制备获得。
7.如段落5或6所述的方法，其中，所述培养在枯草芽孢杆菌培养基中，于30-38℃，150-220rpm下进行。
8.如段落7所述的方法，其中，所述培养在LB培养基中，于37℃，180rpm下进行。
9.如段落1-8中任一段所述的方法，其中，所述玉米深加工过程中的副产物包括玉米浆或玉米浸泡液。
10.如段落9所述的方法，其中，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浆。
11.如段落10所述的方法，其中，所述玉米浆的干固体含量为30wt％-50wt％，pH为3-6。
12.如段落9所述的方法，其中，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浸泡液。
13.如段落1-2和5-10中任一段所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为粗酶液；以及所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浆。
14.如段落1-2和5-10中任一段所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为冻干菌剂；以及所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浸泡液。
15.如段落1-14中任一段所述的方法，其中，所述混合在温度28-65℃，pH 3-7下进行。
16.如段落15所述的方法，其中，所述混合在温度为37-50℃，pH为3-7下进行。
17.如段落16所述的方法，其中，所述混合在温度为50℃，pH为3-6下进行。
18.如段落16所述的方法，其中，所述混合在温度为37℃，pH为7下进行。
19.如段落1-18中任一段所述的方法，其中，所述混合进行至少3小时。
20.如段落19所述的方法，其中，所述混合进行至少24小时。
21.如段落1-20中任一段所述的方法，其中，将所述保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与所述玉米深加工过程中的副产物以如下比例混合：体积比为1:10-1:500；或者重量体积比为0.5w/v％-5w/v％。
22.如段落21所述的方法，其中，将所述保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与所述玉米深加工过程中的副产物以如下比例混合：体积比为1:50-1:150；或者重量体积比为3w/v％-4w/v％。
23.如段落22所述的方法，其中，将所述保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与所述玉米深加工过程中的副产物以如下比例混合：体积比为1:100；或者重量体积比为2w/v％。
24.如段落21所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为粗酶液，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浆；以及所述粗酶液与所述玉米浆以体积比为1:10-1:500的比例进行混合。
25.如段落24所述的方法，其中，所述粗酶液与所述玉米浆以体积比为1:50-1:150的比例进行混合。
26.如段落25所述的方法，其中，所述粗酶液与所述玉米浆以体积比为1:100的比例进行混合。
27.如段落21所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为冻干菌剂，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浸泡液；以及所述冻干菌剂与所述玉米浸泡液以0.5w/v％-5w/v％的比例进行混合。
28.如段落27所述的方法，其中，所述冻干菌剂与所述玉米浸泡液以3w/v％-4w/v％的比例进行混合。
29.如段落28所述的方法，其中，所述冻干菌剂与所述玉米浸泡液以2w/v％的比例进行混合。
30.如段落3所述的方法，其中，所述粗酶液通过如下步骤制备：将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于30-38℃，150-220rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少(1±0.1)×105CFU/mL；然后分离发酵液获得上清液，所得到的上清液即为所述粗酶液。
31.如段落30所述的方法，其中，所述粗酶液通过如下步骤制备：将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于37℃，180rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少(1±0.1)×105CFU/mL；然后分离发酵液获得上清液，所得到的上清即为所述粗酶液。
32.如段落4所述的方法，其中，所述冻干菌剂通过如下步骤制备：将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于30-38℃，150-220rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少(1±0.1)×105CFU/mL；分离所述发酵液获得菌体，对所述菌体进行冷冻干燥，从而获得所述冻干菌剂。
33.如段落32所述的方法，其中，所述冻干菌剂通过如下步骤制备：将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于37℃，180rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少(1±0.1)×105CFU/mL；分离所述发酵液获得菌体，对所述菌体进行冷冻干燥，从而获得所述冻干菌剂。
实施例
以下结合具体实施例对本文进行详细描述。下述实施例中使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中呕吐毒素标准品购自上海安谱公司(CDGG-014445-06)，其余所用的实验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到。
实施例1
将保藏编号为CGMCC NO.14597的枯草芽孢杆菌的活菌体在30mL LB液体培养基(10g蛋白胨，5g酵母粉，10g氯化钠，去离子水定容至1L，调节pH至7，经121℃灭菌15min)中，于180rpm、37℃条件下振荡培养过夜进行活化。然后，以1v/v％的接种量接种于60mL LB液体培养基中，在180rpm、37℃条件下振荡培养至菌液中菌体浓度为(1±0.1)×105CFU/mL时，将发酵液8000rpm离心10min，去除菌体获得上清液，即制得粗酶液。将上述制备的粗酶液与200mL工厂玉米浆(干固体含量30wt％，pH 5.0)按体积比为1:100混合后，使用氢氧化钠调节pH至7，于37℃下充分混合反应。分别于反应开始前(0h)和反应后1h、3h、6h和24h取样检测呕吐毒素的含量，检测方法参照《GB/T 30956-2014饲料中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的测定免疫亲和柱净化－高效液相色谱法》。通过下式计算呕吐毒素的降解率：
呕吐毒素的降解率(％)＝(反应前样品中呕吐毒素的质量-反应后样品中呕吐毒素的质量)/反应前样品中呕吐毒素的质量×100％。
结果在表1中示出。由表1可以看出，使用CGMCC NO.14597枯草芽孢杆菌制得的粗酶液与玉米浆反应3小时后，呕吐毒素的降解率即达到40％以上；随着反应时间的增加，呕吐毒素的降解率逐渐增加；反应24小时后，呕吐毒素的降解率可达到80％以上，得到脱毒效果显著的玉米浆。
对比例1
除了使用购自CGMCC的保藏编号为CGMCC NO.7344的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)作为参比菌株之外，与实施例1的方法完全相同。
对比例2
吸附剂(Spectrum)以1w/v‰的比例加入200mL工厂玉米浆(干固体含量30wt％，pH5.0)，使用氢氧化钠调节pH至7，在37℃下充分混合反应，分别于反应开始前(0h)和反应后1h、3h、6h和24h取样检测呕吐毒素的含量。
对比例3
国产脱毒剂MLK(河南新汉博生物科技有限公司)以3w/v‰的比例加入200mL工厂玉米浆(干固体含量30wt％，pH 5.0)中，使用氢氧化钠调节pH至7，于37℃下充分混合反应，分别于反应开始前(0h)和反应后1h、3h、6h和24h取样检测呕吐毒素的含量。
对比例4
进口脱毒剂BMQ(百奥明饲料添加剂有限公司)以3w/v‰的比例加入200mL工厂玉米浆(干固体含量30wt％，pH 5.0)中，使用氢氧化钠调节pH至7，于37℃下充分混合反应，分别于反应开始前(0h)和反应后1h、3h、6h和24h取样检测呕吐毒素的含量。
计算对比例2-4中的呕吐毒素的降解率，结果在表1中示出。
表1实施例1及对比例1-对比例4的呕吐毒素降解率
Figure BDA0001912645150000131
由表1的结果可知，与其它枯草芽孢杆菌制成的粗酶液和可商购的呕吐毒素脱毒产品相比，采用本发明的方法对工厂玉米浆中呕吐毒素的降解效果非常显著。
实施例2
将实施例1中制得的粗酶液按1:100的体积比加入200mL工厂玉米浆(干固体含量50wt％，pH 3.0)中，在50℃下充分混合反应24h。分别在反应前和反应后取样检测呕吐毒素的含量。计算出呕吐毒素的降解率可达43.8％。
实施例1-实施例2的结果说明采用本发明的方法不仅在中性温和条件下(37℃、pH7.0)具有显著的降解效果，而且在较高的温度(50℃)和较低的pH(pH 3)下也能明显降解玉米浆中的呕吐毒素，证明本发明的方法可克服大多数现有生物法脱毒应用于粮食加工过程中存在的较高温度下或苛刻的酸碱条件下脱毒效率显著降低的问题，具有良好的工业应用前景。
实施例3
以与实施例1相同的方法获得发酵液，将发酵液8000rpm离心10min，收集菌体经冷冻干燥制备得到冻干菌剂。取霉变玉米200g与200mL 50℃自来水混合，于50℃恒温条件下浸泡2小时，过滤回收玉米后得到玉米浸泡液(pH 5.0)，使用氢氧化钠调节玉米浸泡液的pH至7.0并冷却至37℃，然后将上述冻干菌剂以2w/v％的比例加入其中，充分混合后于37℃、pH7.0下反应24h。分别在反应前和反应后取样检测呕吐毒素的含量。计算出的呕吐毒素的降解率可达85.6％。
实施例4
取霉变玉米200g与200mL 50℃自来水混合，于50℃恒温条件下浸泡2小时，过滤回收玉米后得到玉米浸泡液(pH 5.0)，将实施例3中制得的冻干菌剂以2w/v％的比例加入其中，充分混合后于50℃、pH 5.0下反应24h。分别在反应前和反应后取样检测呕吐毒素的含量。计算出的呕吐毒素的降解率可达49.2％。
由实施例3-实施例4的结果可以说明，采用本发明的方法对玉米预浸泡后的浸泡液中的呕吐毒素具有显著的降解作用，对于浸泡水后续的循环利用，保持工艺水平衡和废水排放，具有良好的应用意义。

Claims (33)

1.一种玉米深加工过程中降解呕吐毒素的方法，所述方法包括将保藏编号为CGMCCNO. 14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与玉米深加工过程中的副产物混合。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为酶制剂或菌剂。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述酶制剂为粗酶液。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述菌剂为冻干菌剂。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品由将保藏编号为CGMCC NO. 14597的枯草芽孢杆菌培养至菌体浓度为至少（1±0.1）×105CFU/mL后制备获得。
6. 如权利要求1所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品由将保藏编号为CGMCC NO. 14597的枯草芽孢杆菌培养至菌体浓度为至少（1±0.1）×108CFU/mL后制备获得。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中，所述培养在枯草芽孢杆菌培养基中，于30-38℃，150-220rpm下进行。
8.如权利要求5或6所述的方法，其中，所述培养在枯草芽孢杆菌培养基中，于37℃，180rpm下进行。
9.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述玉米深加工过程中的副产物包括玉米浆或玉米浸泡液。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浆。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述玉米浆的干固体含量为30wt%-50wt%，pH为3-6。
12.如权利要求9所述的方法，其中，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浸泡液。
13.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为粗酶液；以及所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浆。
14.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为冻干菌剂；以及所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浸泡液。
15. 如权利要求1或2所述的方法，其中，所述混合在温度28-65℃，pH 3-7下进行。
16. 如权利要求15所述的方法，其中，所述混合在温度为37-50℃，pH 3-7下进行。
17. 如权利要求16所述的方法，其中，所述混合在温度50℃，pH 3-6下进行。
18. 如权利要求16所述的方法，其中，所述混合在温度37℃，pH 7下进行。
19.权利要求1或2所述的方法，其中，所述混合进行至少3小时。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述混合进行至少24小时。
21. 如权利要求1或2所述的方法，其中，将所述保藏编号为CGMCC NO. 14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与所述玉米深加工过程中的副产物以如下比例混合：体积比为1:10-1:500；或者重量体积比为0.5 w/v%-5 w/v%。
22. 如权利要求21所述的方法，其中，将所述保藏编号为CGMCC NO. 14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与所述玉米深加工过程中的副产物以如下比例混合：体积比为1:50-1:150；或者重量体积比为3 w/v%-4 w/v%。
23. 如权利要求21所述的方法，其中，将所述保藏编号为CGMCC NO. 14597的枯草芽孢杆菌或由其制得的具有降解呕吐毒素活性的产品与所述玉米深加工过程中的副产物以如下比例混合：体积比为1:100；或者重量体积比为2 w/v%。
24.如权利要求21所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为粗酶液，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浆；以及所述粗酶液与所述玉米浆以体积比为1:10-1:500的比例进行混合。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述粗酶液与所述玉米浆以体积比为1:50-1:150的比例进行混合。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述粗酶液与所述玉米浆以体积比为1:100的比例进行混合。
27. 如权利要求21所述的方法，其中，所述具有降解呕吐毒素活性的产品为冻干菌剂，所述玉米深加工过程中的副产物为玉米浸泡液；以及所述冻干菌剂与所述玉米浸泡液以0.5 w/v%-5 w/v%的比例进行混合。
28. 如权利要求27所述的方法，其中，所述冻干菌剂与所述玉米浸泡液以3 w/v%-4 w/v%的比例进行混合。
29. 如权利要求27所述的方法，其中，所述冻干菌剂与所述玉米浸泡液以2 w/v%的比例进行混合。
30. 如权利要求3所述的方法，其中，所述粗酶液通过如下步骤制备：将保藏编号为CGMCC NO. 14597的枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于30-38℃，150-220rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少（1±0.1）×105CFU/mL；然后分离发酵液获得上清液，所得到的上清液即为所述粗酶液。
31. 如权利要求30所述的方法，其中，所述粗酶液通过如下步骤制备：将保藏编号为CGMCC NO. 14597的枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于37℃，180rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少（1±0.1）×105CFU/mL；然后分离发酵液获得上清液，所得到的上清即为所述粗酶液。
32. 如权利要求4所述的方法，其中，所述冻干菌剂通过如下步骤制备：将保藏编号为CGMCC NO. 14597的枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于30-38℃，150-220rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少（1±0.1）×105CFU/mL；分离发酵液获得菌体，对所述菌体进行冷冻干燥，从而获得所述冻干菌剂。
33. 如权利要求4所述的方法，其中，所述冻干菌剂通过如下步骤制备：将保藏编号为CGMCC NO. 14597的枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于37℃，180rpm的条件下发酵至菌体浓度为至少（1±0.1）×105CFU/mL；分离发酵液获得菌体，对所述菌体进行冷冻干燥，从而获得所述冻干菌剂。
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