活性炭國(guó)家專精特新“小巨人”企業(yè)活性炭產(chǎn)學(xué)研合作

　　在谷物和糧油中容易產(chǎn)生黃曲霉素(AFS)，如果含量超標(biāo)會(huì)在紫外光檢測(cè)下反射可見光。可以通過添加活性炭可以改善AFS的檢測(cè)，這提高了微量AFS菌株的觀察效率。然而，因?yàn)榛钚蕴慨a(chǎn)品的特性不同，因此有必要研究哪些特性影響方法的再現(xiàn)性。因此，我們使用十種活性炭來(lái)觀察每種活性炭添加后下不同的AFS檢測(cè)效率。

　　黃曲霉素本身也可以被檢測(cè)到，因?yàn)樗鼈冊(cè)谧贤夤庀聲?huì)發(fā)出熒光。但是，這種方法并不常用，因?yàn)樽贤夤鉄o(wú)法檢測(cè)到少量的AFS。使用活性炭和環(huán)糊精共同處理的改良添加方法可提高AFS衍生熒光的可見度(圖1)。改善的可見性可歸因于活性炭添加減少了來(lái)自培養(yǎng)板表面的紫外光的反射和散射的情況。此外，活性炭添加可刺激AFS產(chǎn)生，從而增加AFS熒光并改善其可見度。然而，活性炭添加影響AFS產(chǎn)生的機(jī)制仍然不清楚，對(duì)產(chǎn)量增加的具體特征也是如此。用于該方法的活性炭產(chǎn)品具有不同的特性(表1)。這可能對(duì)該方法的再現(xiàn)性產(chǎn)生不利影響。

　　圖1：活性炭的添加提高了黃曲霉素的熒光檢測(cè)效率。

　　表1：有關(guān)活性炭產(chǎn)品的信息。

　　為了研究活性炭顆粒的分散如何影響熒光可見度，我們?cè)u(píng)估了來(lái)自培養(yǎng)表面的散射光的強(qiáng)度(圖2)。為此，我們測(cè)量了360到780 nm可見區(qū)域的光子通量密度。所有含活性炭板的PFD均低于僅含PDA或α-CD和PDA的板。因此，活性炭添加減少了光散射并改善了熒光可見度。

　　圖2：在紫外線照射下測(cè)量光散射的程序。

　　活性炭的添加對(duì)黃曲霉素產(chǎn)生的影響

　　檢測(cè)了活性炭的添加對(duì)黃曲霉素產(chǎn)生的影響，其在初步視覺評(píng)估中顯示出明顯的熒光變化(圖1)。對(duì)于每種活性炭產(chǎn)品，我們制備了500μL含有馬鈴薯葡萄糖和活性炭的培養(yǎng)液。培育5天后，用C-3獲得的AFS質(zhì)量顯著低于沒有添加活性炭的AFS質(zhì)量。對(duì)于所有其他活性炭產(chǎn)品，觀察到一些差異，但它們并不顯著。只有C-2，C-4和C-5具有與C-1相同水平的熒光可見度，并且在這些活性炭產(chǎn)品中，C-1和C-5效果比較好。為了研究液體和平板培養(yǎng)物中的趨勢(shì)是否相同，我們使用尖端培養(yǎng)方法進(jìn)行了小規(guī)模液體培養(yǎng)測(cè)試。通過添加C-1，C-2，C-4和C-5，綠色熒光的產(chǎn)生顯著增加。相比之下，幾乎所有的活性炭產(chǎn)品都減少了藍(lán)色熒光。

　　活性炭中微量元素添加對(duì)黃曲霉素生成的影響

　　由于黃曲霉素衍生的熒光隨著添加具有高微量元素含量的活性炭產(chǎn)品而得到改善，我們懷疑這些元素導(dǎo)致AFS產(chǎn)生增加。因此，我們研究了在AFS生產(chǎn)中將微量元素直接添加到培養(yǎng)基中的效果。我們分別在幾種活性炭?jī)?nèi)添加Ca，Mg和Fe共有的三種主要元素。我們的研究結(jié)果表明，微量元素Fe和Mg可以對(duì)AFS產(chǎn)生有重要影響，但這些影響主要取決于培養(yǎng)基。單獨(dú)添加這些金屬中的任何一種都可以減少含活性炭的介質(zhì)中一些AFS的產(chǎn)生。隨著這些金屬的共同添加，無(wú)論AFS菌株如何，藍(lán)色熒光的產(chǎn)生都以濃度依賴性方式增加(圖3)。同時(shí)，綠色熒光的產(chǎn)量沒有變化或略有下降。

　　圖3:添加多種微量元素對(duì)含活性炭培養(yǎng)物的影響。

　　可以假設(shè)添加任何活性炭以減少培養(yǎng)板上的光散射。然而，該研究進(jìn)一步證明含有大量某些金屬離子(如Fe和Mg)的活性炭產(chǎn)品可增加AFS產(chǎn)生并改善其熒光信號(hào)的可見度。我們的結(jié)果提供了一些洞察如何將活性炭添加到培養(yǎng)物中改善AF衍生的熒光，并且該知識(shí)可用于改善活性炭添加方法的再現(xiàn)性。任何活性炭和少量金屬離子的組合可以改善產(chǎn)生AFS的檢測(cè)條件。然而，難以獲得關(guān)于活性炭產(chǎn)品的相關(guān)信息以制備適當(dāng)水平的金屬離子濃度，其可以穩(wěn)定且可再現(xiàn)地增加AFS產(chǎn)生和熒光可見度。

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