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研究背景

霉菌毒素是多种致霉真菌产生的有毒次生代谢物，能够污染谷物、水果、蔬菜、坚果、香辛料及动物饲料等多类食品，在食物链中持续存在，带来人畜健康风险，并造成食品与饲料产业的巨大经济损失。现阶段的控制手段包括预防措施，以及物理、化学方法等，但这些方式可能难以彻底清除，且在某些情况下会影响食品品质，或带来其他相关问题。基于此，文章关注一种更具可持续性的思路：利用微生物对霉菌毒素进行生物降解。芽孢杆菌因其代谢途径多样、在酸、胆盐等苛刻条件下具有较强耐受性，且能形成芽孢以提高生存能力，因此被认为是有潜力的毒素生物降解候选。本文目的在于总结芽孢杆菌降解真菌毒素的研究进展，梳理常见毒素及检测与控制策略，同时指出机制研究与应用转化中仍存在的空白与未来方向。

研究过程与结果

综述从毒素“是什么、在哪里出现、为何重要”讲起，系统梳理了多类关键霉菌毒素及其相关真菌来源和毒性特征，并回顾了检测与去除策略的现状。文章指出，法规对毒素允许水平的严格要求，推动了检测方法不断向更低检测限与定量限发展。除色谱与光谱等传统手段外，免疫检测与新型传感技术也在被持续应用或探索。与此同时，去除策略通常分为田间预防与收获后控制两条路径，但这些方法并不总能完全消除毒素风险。

图1. 真菌毒素研究中常用的方法。（A）常用检测方法。（B）真菌毒素的缓解策略。

在“为什么是芽孢杆菌”这一部分，文章强调：芽孢杆菌属于革兰氏阳性、杆状、能形成芽孢的细菌，广泛存在于土壤等环境中，也可见于动植物相关生态位。其可通过多样的蛋白质、酶和小分子活性来影响霉菌毒素的命运。综述将芽孢杆菌用于霉菌毒素控制的研究方向概括为三类：抑制产毒真菌的生长，从而减少现场生物合成；通过生物降解或代谢降低毒素浓度；以及在体内环境中减轻霉菌毒素引起的不良反应。

图2. 巴氏杆菌属及其降解真菌毒素能力的总结。数据来自2014至2024年关于巴氏杆菌真菌毒素生物降解的相关文献。

进一步的证据显示，芽孢杆菌降解毒素往往以酶促过程为主：文章提到多种类型的降解相关酶参与反应，包括酯酶、漆酶、磷酸转移相关酶、羧肽酶与过氧化物酶等。它们可通过断裂酯键、打开环氧结构、或对母核结构引入功能基团等方式，使毒素结构发生转化。与此同时，少数研究也观察到酶促路径之外存在物理吸附等过程。值得注意的是，文章并未把“结构被降解”直接等同于“毒性完全消失”，因此在近期研究中毒性评价被提上更重要的位置。

图3. 巴氏杆菌属对真菌毒素生物转化产物已确认和拟议的化学结构。

研究总结

综述认为，利用芽孢杆菌进行霉菌毒素生物降解，是近年来受到关注的一条控制新路径。其突出优势来自细菌在多种苛刻条件下的耐受性与较强的代谢能力，使其在潜在应用场景中有更高的可操作性。研究证据表明，芽孢杆菌能够针对多类重要霉菌毒素开展降解或转化，且降解机制常与酶促反应相关。部分研究还结合代谢产物结构与毒性评价，报告降解产物毒性降低的情况，也有个别案例出现更复杂的情况，例如仍可能存在残余毒性、或生成物的毒性谱未知。

文章也明确指出，当前研究向应用转化仍面临若干关键挑战：第一，真实环境中多种毒素往往共存，而不少研究聚焦单一毒素，导致对“综合脱毒效果”的认识可能不够全面。第二，“降解等于解毒”并不总成立，转化产物未必一定无毒，甚至在某些情况下毒性可能接近原毒素；同时芽孢杆菌的安全性也需要进一步关注，包括是否存在有害副产物或特定风险。第三，机制层面的验证仍需深化，例如鉴定降解相关酶的性质与稳定性、并对细菌及其产物在实际体系中的有效性进行更充分的评估。总体而言，文章建议未来研究不仅要推进降解效率，更要把脱毒的科学验证、以及多毒素共存情境下的风险控制纳入同等重要的位置，为芽孢杆菌在饲料添加剂与益生菌等领域的应用提供更可靠的证据基础

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主编：Jay Fox, University of Virginia, Charlottesville, USA

期刊主要涵盖了由生物体产生的各类毒素领域的相关研究。

本文转自MDPI生物与生命科学，仅供学习交流