等离子体活化水应用于家禽饲料中黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A和伏马菌素B1的解毒

Plasma-activated water application for detoxification of aflatoxin B1, ochratoxin A, and fumonisin B1 in poultry feeds.

作者信息Hiba Salahaldeen Alnaemi, Tamara Natiq Dawood, Qais Thanoon Algwari
PMID38292709
发布时间2023-12
DOI10.5455/OVJ.2023.v13.i12.15

实验完整度

包含PAW制备与理化性质表征、霉菌毒素降解实验(ELISA与HPLC双重验证)、饲料营养组成与过氧化值分析,属于体外化学处理实验,未涉及动物或细胞模型等更高层次验证,功能验证较单一,机制仅为推测。

主要模型

自然污染的家禽饲料

重点核对

PAW-30和PAW-60的水活化时间 饲料与PAW的处理时间(5、10、15、20、40、60分钟) 霉菌毒素初始浓度(AFB1 23.71 μg/kg、OTA 164.66 μg/kg、FB1 6850.25 μg/kg) ELISA与HPLC双重定量方法 处理温度40°C干燥至含水量约9.85%

摘要

背景:等离子体活化水(PAW)因其独特的临时特性,近年来在食品工业中被视为微生物净化和霉菌毒素解毒的新兴策略之一。目的:评估PAW对天然污染的家禽饲料中黄曲霉毒素B1(AFB1)、赭曲霉毒素A(OTA)和伏马菌素B1(FB1)的解毒效果及其对饲料品质的影响。方法:使用PAW-30和PAW-60对饲料进行处理,每个处理时间设置为6个时长(5、10、15、20、40和60分钟)。监测不同等离子体诱导时间以及有无饲料样品处理后PAW理化性质的变化。采用竞争性酶联免疫吸附试验(ELISA)估计霉菌毒素水平,并使用高效液相色谱法(HPLC)确认结果。根据标准分析方法进行饲料成分分析和过氧化值(PVs)测定。结果:PAW的理化性质显示,在60分钟等离子体诱导后,pH值从6.72显著下降至2.68(p < 0.05),氧化还原电位(ORP)、电导率(EC)和温度从235 mV、5.1 μS/cm和20.5°C分别显著增加至499.2 mV、727.6 μS/cm和26.8°C(p < 0.05),呈时间依赖性。展示了PAW处理后的霉菌毒素衰减动力学。随着水活化时间的增加,霉菌毒素降解效率显著提高(p < 0.05)。在AFB1处理的前10分钟以及OTA和FB1的前15分钟内,报告了AFB1、OTA和FB1降解水平的显著增加(p < 0.05),在饲料暴露于PAW-30和PAW-60 60分钟后分别达到28.33%、32.14%和34.62%以及33.80%、40.70%和43.38%的值。所检查的霉菌毒素之间的降解水平存在显著差异(p < 0.05),其中FB1显示出最高的降解水平。总体而言,饲料成分受PAW影响轻微,脂肪仍具有良好的品质。结论:PAW在经过10分钟处理后,能够降解家禽饲料中目标霉菌毒素原始量的四分之一到三分之一,且对饲料品质影响较小。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
PAW是否能有效降解天然污染家禽饲料中的AFB1、OTA和FB1,并评估其对饲料品质的影响。
核心机制
PAW中由等离子体放电产生的活性氧和活性氮物种(RONS)与霉菌毒素分子结构中的活性基团反应,导致毒素降解。
主要证据
PAW-30和PAW-60处理60分钟,ELISA显示AFB1、OTA和FB1的降解率分别为28.33%、32.14%、34.62%和33.80%、40.70%、43.38%;HPLC确认了更高的降解率(AFB1 36.72%、OTA 41.74%、FB1 45.05%)。饲料成分和过氧化值分析显示影响轻微。
研究意义
PAW作为一种环保非热技术,可有效降低禽饲料中三种主要霉菌毒素,且对饲料品质影响小,为霉菌毒素解毒提供了一种潜在方法。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

PAW产生与理化性质表征

制备不同活化时间的PAW,并测定其pH、ORP、EC和温度的变化。

使用电晕放电系统对100 mL去离子水分别处理30和60分钟,生成PAW-30和PAW-60。在等离子体诱导的0、5、10、20、30、40、50、60分钟监测PAW的pH、ORP、EC和温度。

2

饲料样品处理

评估PAW-30和PAW-60对天然污染饲料中霉菌毒素的降解效果。

将研磨过筛的饲料样品与PAW按1:2.5 w/v比例混合,在摇床上分别处理5、10、15、20、40、60分钟,对照组用去离子水处理。处理后饲料薄层干燥至含水量约9.85%。

3

霉菌毒素定量检测

测定处理后饲料中AFB1、OTA和FB1的浓度和降解率。

使用竞争性ELISA试剂盒(Elabscience)对处理前后样品进行霉菌毒素定量,并用HPLC进行结果确认,分别参照Kim等和Nesheim等及Shephard等的方法。

4

饲料营养成分和过氧化值分析

评估PAW处理对饲料营养组成和脂肪氧化状态的影响。

测定处理前后饲料的水分、总碳水化合物、粗脂肪、粗蛋白、灰分和过氧化值。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
电晕放电系统----
空气泵(型号RS-510)----
轨道摇床----
烘箱(Memmert UM 400)Memmert--
pH/mV/温度台式计(PHB-213)----
电导率仪(ATO-CDTYM-DDS-11C)----
AFB1、OTA、FB1 ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Inc.--
酶标仪(HumaReader HS)----
高效液相色谱仪(Shimadzu)Shimadzu Corporation--
Nucleodur C18色谱柱----
Sep-Pak硅胶小柱Waters Corporation--
Sep-Pak C18小柱Waters--
InertSep SAX强阴离子交换小柱GL Sciences--
赭曲霉毒素A标准品Sigma-Aldrich--
伏马菌素B1标准品Sigma-Aldrich--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
PAW制备
电晕放电系统参数(电压、频率)、空气泵流速、去离子水体积、电极与水面距离
阅读提示:Materials and Methods中的CD系统和PAW production
饲料处理
饲料与PAW比例、处理时间(5-60分钟)、干燥条件(40°C至含水量9.85%)、对照组设置
阅读提示:Materials and Methods中的PAW production和Feed samples
霉菌毒素检测
ELISA试剂盒型号、HPLC检测条件(波长、流动相)、样品前处理方法
阅读提示:Materials and Methods中的ELISA和HPLC分析部分
饲料品质分析
水分、蛋白质、脂肪、灰分、过氧化值测定方法及条件
阅读提示:Materials and Methods中的营养组成和PVs分析