活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　在谷物和糧油中容易產生黃曲霉素(AFS)，如果含量超標會在紫外光檢測下反射可見光。可以通過添加活性炭可以改善AFS的檢測，這提高了微量AFS菌株的觀察效率。然而，因為活性炭產品的特性不同，因此有必要研究哪些特性影響方法的再現性。因此，我們使用十種活性炭來觀察每種活性炭添加后下不同的AFS檢測效率。

　　黃曲霉素本身也可以被檢測到，因為它們在紫外光下會發出熒光。但是，這種方法并不常用，因為紫外光無法檢測到少量的AFS。使用活性炭和環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自培養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產生的機制仍然不清楚，對產量增加的具體特征也是如此。用于該方法的活性炭產品具有不同的特性(表1)。這可能對該方法的再現性產生不利影響。

　　圖1：活性炭的添加提高了黃曲霉素的熒光檢測效率。

　　表1：有關活性炭產品的信息。

　　為了研究活性炭顆粒的分散如何影響熒光可見度，我們評估了來自培養表面的散射光的強度(圖2)。為此，我們測量了360到780 nm可見區域的光子通量密度。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：在紫外線照射下測量光散射的程序。

　　活性炭的添加對黃曲霉素產生的影響

　　檢測了活性炭的添加對黃曲霉素產生的影響，其在初步視覺評估中顯示出明顯的熒光變化(圖1)。對于每種活性炭產品，我們制備了500μL含有馬鈴薯葡萄糖和活性炭的培養液。培育5天后，用C-3獲得的AFS質量顯著低于沒有添加活性炭的AFS質量。對于所有其他活性炭產品，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品中，C-1和C-5效果比較好。為了研究液體和平板培養物中的趨勢是否相同，我們使用尖端培養方法進行了小規模液體培養測試。通過添加C-1，C-2，C-4和C-5，綠色熒光的產生顯著增加。相比之下，幾乎所有的活性炭產品都減少了藍色熒光。

　　活性炭中微量元素添加對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品而得到改善，我們懷疑這些元素導致AFS產生增加。因此，我們研究了在AFS生產中將微量元素直接添加到培養基中的效果。我們分別在幾種活性炭內添加Ca，Mg和Fe共有的三種主要元素。我們的研究結果表明，微量元素Fe和Mg可以對AFS產生有重要影響，但這些影響主要取決于培養基。單獨添加這些金屬中的任何一種都可以減少含活性炭的介質中一些AFS的產生。隨著這些金屬的共同添加，無論AFS菌株如何，藍色熒光的產生都以濃度依賴性方式增加(圖3)。同時，綠色熒光的產量沒有變化或略有下降。

　　圖3:添加多種微量元素對含活性炭培養物的影響。

　　可以假設添加任何活性炭以減少培養板上的光散射。然而，該研究進一步證明含有大量某些金屬離子(如Fe和Mg)的活性炭產品可增加AFS產生并改善其熒光信號的可見度。我們的結果提供了一些洞察如何將活性炭添加到培養物中改善AF衍生的熒光，并且該知識可用于改善活性炭添加方法的再現性。任何活性炭和少量金屬離子的組合可以改善產生AFS的檢測條件。然而，難以獲得關于活性炭產品的相關信息以制備適當水平的金屬離子濃度，其可以穩定且可再現地增加AFS產生和熒光可見度。

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