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(duì)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(zhǎng)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(jiàn)的土壤真菌，能夠在高溫和高濕環(huán)境下生長(zhǎng)，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(jì)會(huì)增加歐洲玉米中黃曲霉毒素B1的存在。

研究目的

- 研究目標(biāo)：開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)模型，評(píng)估溫度和水分活度（water activity, aw）對(duì)黃曲霉生長(zhǎng)和黃曲霉毒素B1產(chǎn)生的影響，特別是在動(dòng)態(tài)溫度條件下的預(yù)測(cè)。

研究方法

- 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：在靜態(tài)和動(dòng)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(zhǎng)和黃曲霉毒素B1的產(chǎn)生。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)在20-35°C和水分活度0.84-0.90的條件下進(jìn)行。動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)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(shí)間作為解釋變量，構(gòu)建了黃曲霉生長(zhǎng)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(cè)定，準(zhǔn)確度為 ±0.003。

主要發(fā)現(xiàn)

1. 生長(zhǎng)預(yù)測(cè)：

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

   - 在動(dòng)態(tài)條件下，模型對(duì)玉米提取物瓊脂上的生長(zhǎng)預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確，但在玉米粒上的預(yù)測(cè)存在一定的偏差，可能是由于玉米粒中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可用性較低。

2. 黃曲霉毒素B1產(chǎn)生預(yù)測(cè)：

   - 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(huì)延遲毒素的產(chǎn)生。

   - 在動(dòng)態(tài)條件下，模型對(duì)玉米提取物瓊脂上的毒素產(chǎn)生預(yù)測(cè)存在較大偏差，而在玉米粒上的預(yù)測(cè)則顯示出更高的毒素產(chǎn)生概率，表明玉米粒可能在某些條件下更容易觸發(fā)毒素的產(chǎn)生。

3. 水分活度和相對(duì)濕度的動(dòng)態(tài)變化：

   - 在動(dòng)態(tài)溫度條件下，水分活度和相對(duì)濕度的變化對(duì)黃曲霉的生長(zhǎng)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(duì)黃曲霉生長(zhǎng)的預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確，但在玉米粒上的預(yù)測(cè)存在一定偏差，表明在實(shí)際食品基質(zhì)中，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可用性和基質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)真菌生長(zhǎng)和毒素產(chǎn)生有重要影響。

- 未來(lái)研究方向：未來(lái)的研究應(yīng)關(guān)注更廣泛的溫度變化范圍，改進(jìn)水分活度的建模，并進(jìn)一步研究在實(shí)際食品基質(zhì)中從生長(zhǎng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)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(chǔ)存和干燥過(guò)程中的真菌生長(zhǎng)和毒素產(chǎn)生提供了預(yù)測(cè)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(zhǎng)和毒素產(chǎn)生提供了重要的預(yù)測(cè)模型，特別是在動(dòng)態(tài)環(huán)境條件下的應(yīng)用，對(duì)食品安全和儲(chǔ)存管理具有重要的實(shí)際意義。