FSHW | 解脂耶氏酵母菌：盘县火腿霉菌污染的生物防控新策略

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Introduction

盘县火腿，一个中国地理标志产品，以其独特风味和感官特性著称。其生产周期长，发酵过程中微生物如细菌、酵母和霉菌生长，其中有益菌通过酶作用提升风味，但产毒霉菌可能产生难以消除的真菌毒素，成为食品安全问题。赭曲霉毒素A（OTA）是干腌火腿中常见的真菌毒素，因其多种毒性被IARC列为2B类致癌物。生物防治，尤其是酵母和乳酸菌的使用，已成为控制霉菌毒素的重要策略。

贵州大学酿酒与食品工程学院的万婧教授和朱秋劲副院长发现，1~2年发酵的盘县火腿OTA污染严重，并从火腿表面分离出高OTA合成能力的黑曲霉A-8菌株。本研究旨在探索盘县火腿表面酵母多样性，并鉴定出能抑制Aspergillus niger A-8的酵母菌Yarrawia lipolitica，对盘县火腿OTA污染的生物防治具有潜在价值。

结果与探讨

不同发酵时期盘县火腿中酵母菌的分离筛选及多样性分析

在对不同发酵阶段的盘县火腿进行酵母菌分离和多样性分析的研究中，共获得285 株酵母菌。这些菌株在WL培养基上培养，并根据形态特征被分为28 组。通过分子鉴定和MEGA7软件构建的系统发育树，揭示了盘县火腿酵母的多样性（见图3）。三角山氏酵母（Yamadazyma triangularis）是主要菌种，占比49.1%，其次是汉逊德巴利酵母（Debaryomyces hansenii），占比28.8%。发酵时间较长的火腿中酵母的相对丰度和数量显著高于发酵时间短的火腿。酵母群落在火腿发酵过程中的动态变化显著，2年发酵的火腿以Yamadazyma triangularis为主，而1年发酵的火腿以Debaryomyces hansenii为主。

图1 28 种酵母菌株在WL 培养基上的典型形态

图2 28 组酵母菌在MEGA 7中创建的系统发育树

图3 盘县火腿中酵母多样性

对A. niger A-8生物合成OTA具有抑制活性的生防酵母菌的筛选

在筛选具有生物防治效果的酵母菌株实验中，作者测试了285 株酵母菌，发现仅有6 株Y. lipolytica（GZPX-3Y-1至GZPX-3Y-18）能有效抑制产OTA的A. niger A-8。实验在火腿培养基和产OTA模式培养基中进行，结果显示Y. lipolytica在火腿培养基中能显著抑制A. niger A-8的生长和OTA合成，而在产OTA模式培养基中抑制效果较弱。OTA含量测定也证实了Y. lipolytica在火腿培养基中的抑制作用。Y. lipolytica的二型性转化是其适应环境变化的策略，可能解释了其在不同培养基中抑制效果的差异。

图4 在 18 °C、70% 相对湿度（A）和 28 °C、79% 相对湿度（B）的火腿培养基上，以及 28 °C、79% 相对湿度的模式培养基（C）上，Y. lipolytica 对 A. niger A-8 OTA 生物合成的抑制作用

Y. lipolytica对A. niger A-8生长的影响

作者使用双层平板法探究Y. lipolytica对A. niger A-8生长的影响。实验中，将含有Y. lipolytica的琼脂块与A. niger A-8共培养。初步结果显示Y. lipolytica未能抑制A. niger A-8（图5a）。但当Y. lipolytica置于下层时，上层对应区域出现了抑制圈（图5b），证明其具有抑制能力。进一步实验中，将Y. lipolytica接种在整个下层，结果显示上层未观察到菌丝体（图5c），证实了Y. lipolytica的抑制效果。

Y. lipolytica对氧浓度敏感，可能影响其代谢模式。在氧气充足的上层，Y. lipolytica未形成抑制圈，表明在空间和营养竞争中可能处于劣势。而在缺氧的下层，Y. lipolytica产生的代谢物能抑制A. niger A-8生长。这表明Y. lipolytica在缺氧条件下通过代谢物抑制A. niger A-8，而在有氧条件下则无此效果。

图5 用双层平板法研究Y. lipolitica对 A. niger A-8 生长的抑制作用

结论

本研究发现，盘县火腿发酵2 年后，优势酵母菌从Debaryomyces hansenii转变为Yamadazyma triangularis。Y. lipolitica能有效抑制A. niger A-8产生OTA，抑制率在产OTA模式培养基中为82%，在盘县火腿培养基中为55%。氧气对Y. lipolitica抑制A. niger A-8生长至关重要，可能通过改变代谢物激发拮抗作用，并在共培养时增强竞争力。Y. lipolitica在不同培养基上的抑制效果不同，可能与其二型性转化有关，这种转化是真菌应对营养胁迫的觅食行为。这些机制尚需进一步实验验证。Y. lipolitica GZPX-3Y-1的生长和发酵特性表明，它有潜力作为盘县火腿发酵过程中的生物防治剂。

第一作者简介

陈艳红，女，贵州大学酿酒与食品工程学院食品加工与安全专业2021级硕士研究生（已毕业），目前以第一作者发表SCI论文一篇，主要研究方向为发酵火腿中酵母菌多样性研究，霉菌及其真菌毒素的生物防控。

通信作者简介

万婧，博士，硕士生导师，贵州大学酿酒与食品工程学院副教授。担任中国营养学会营养转化医学分会委员会委员，贵州省科技特派员。研究方向为肉制品微生物安全控制、食品中真菌毒素合成及防控基础研究。主要科研业绩：近五年主持科研项目6 项，包括国家自然科学基金项目1 项，省级项目3 项；近五年以通信作者/第一作者发表论文11 篇，包括中科院一区SCI论文9 篇。

Yeast diversity and screening of biocontrol Yarrawia lipolitica against ochratoxin A biosynthesis by Aspergillus niger in Panxian ham

Yanhong Chen, Yuanshan Chen, Qiujin Zhu, Jing Wan*

Department of Liquor and Food Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China

*Corresponding author.

Abstract

Nature fermented dry-cured hams may be contaminated by ochratoxin A (OTA) due to the colonization of OTA-producing fungi. Yeast plays essential roles in the formation of the special flavor of ham as well as the potential to retard OTA biosynthesis. In this study, the yeast diversity of Panxian hams fermented from 1 year to 2 years was investigated, revealing a total of 9 yeast genera. The dominant genus switched from Debaryomyces hansenii to Yamadazyma triangularis, while the yeast diversity increased with the prolongation of the fermentation period. Notably, Yarrawia lipolitica GZPX-3Y-1 was identified as a biocontrol yeast strain that can effectively inhibit the OTA biosynthesis up to 82% in OTA-producing modeling mediaand 55% in ham media when cocultivated with a previously identified OTA producing fungi from Panxian ham, specifically Aspergillus niger A-8. The double-plate methods experiment unveiled that Y. lipolitica GZPX-3Y-1 can only inhibit the growth of A. niger A-8 under the anoxic conditions. Characteristics of Y. lipolitica GZPX-3Y-1 were explored, showing its ability to grow at wide range of temperature (18–33 ℃) and pH levels (pH 3–12). Additionally, it exhibited tolerance to high salt conditions (8%) and demonstrated lipolysis ability without hemolytic ability. These findings indicate the great potential of Y. lipolitica GZPX-3Y-1 to be applied in the fermentation of Panxian ham as a biocontrol strain.

Reference:

CHEN Y H, CHEN Y S, ZHU Q J, et al. Yeast diversity and screening of biocontrol Yarrawia lipolitica against ochratoxin A biosynthesis by Aspergillus niger in Panxian ham[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(8): 9250192. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250192.

本文编译内容由作者提供

编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意

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