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食品源微生物對農(nóng)藥殘留的降解潛能與代謝響應(yīng)

擬除蟲菊酯及其代謝物的殘留已對生態(tài)系統(tǒng)和食品安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。微生物降解是目前綠色消減殘留的主流策略，但現(xiàn)有降解菌多源自污染環(huán)境，應(yīng)用安全性受限。發(fā)酵食品作為新興的降解微生物資源庫，其在農(nóng)藥脅迫下的響應(yīng)機(jī)制與降解功能尚缺乏系統(tǒng)研究。鑒于此，本研究以郫縣豆瓣為模式發(fā)酵體系，溯源含農(nóng)藥殘留農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)酵過程，系統(tǒng)探究β-氯氰菊酯在該體系中的降解規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)5 mg/kg的β-氯氰菊酯可在發(fā)酵15 d幾乎完全降解，半衰期僅為6.1 d。為探討農(nóng)藥脅迫下對發(fā)酵系統(tǒng)的影響，在表型層面，通過對理化指標(biāo)和風(fēng)味品質(zhì)的分析發(fā)現(xiàn)β-氯氰菊酯的存在會顯著干擾郫縣豆瓣的發(fā)酵品質(zhì)，包括導(dǎo)致pH值降低、總酸升高并抑制氨基酸態(tài)氮生成；此外，還會顯著抑制酯類、酚類、醛類等特征風(fēng)味物質(zhì)的積累，誘導(dǎo)2-辛酮、丙酮和戊酸等不良揮發(fā)性成分的產(chǎn)生，最終破壞風(fēng)味平衡。在分子層面，聯(lián)合代謝組與宏基因組學(xué)揭示了“生物降解-群落響應(yīng)”的雙重調(diào)控機(jī)制。代謝組分析顯示，β-氯氰菊酯主要擾動(dòng)脂質(zhì)及類脂分子代謝物，推測其通過干擾發(fā)酵初期脂質(zhì)與碳水化合物初級代謝，進(jìn)而抑制下游氨基酸與有機(jī)酸的合成，最終導(dǎo)致品質(zhì)下降。宏基因組學(xué)表明，農(nóng)藥脅迫在抑制優(yōu)勢菌群的同時(shí)，顯著富集了子囊菌門、擔(dān)子菌門、擬桿菌門和假單胞菌屬等潛在降解菌群，并激活了聚糖的生物合成與代謝、異源物質(zhì)的生物降解與代謝兩條關(guān)鍵通路。這種雙重機(jī)制為理解發(fā)酵過程中微生物群落適應(yīng)性和β-氯氰菊酯解毒提供了重要的理論基礎(chǔ)，也證實(shí)發(fā)酵郫縣豆瓣體系可作為挖掘新型降解微生物及酶資源的寶貴功能庫。

專家介紹

唐潔 教授

西華大學(xué)科技處 處長

西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院教授，科技處處長，四川省學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人、四川省第十屆食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會副理事長、四川省第三屆食品安全專家委員會專委會副主任委員、四川省食品安全風(fēng)險(xiǎn)評估專家委員會委員、四川省專家服務(wù)團(tuán)專家、四川省機(jī)制體制改革項(xiàng)目專家?guī)鞂＜?、四川省高等教育學(xué)會教育教學(xué)專家?guī)鞂＜?，《Food Safety and Health》期刊共同主編。近年來主持包括國家自然基金、四川省重點(diǎn)研發(fā)等省部級以上科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，獲授權(quán)發(fā)明專利10余項(xiàng)，獲科技成果9 項(xiàng)，獲中國輕工業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)、四川省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中國生產(chǎn)力促進(jìn)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、成都市科技進(jìn)步獎(jiǎng)等，獲四川省優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎(jiǎng)2 項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1 項(xiàng)。主要研究方向包括：農(nóng)產(chǎn)品及環(huán)境中農(nóng)藥殘留生物降解的機(jī)理及精準(zhǔn)調(diào)控，傳統(tǒng)發(fā)酵食品微生物種質(zhì)資源挖掘、改造和利用，調(diào)味品發(fā)酵過程優(yōu)化與控制。

實(shí)習(xí)編輯：王曉燕；編輯：閻一鳴；責(zé)編：張睿梅

為匯聚全球智慧共探產(chǎn)業(yè)變革方向，搭建跨學(xué)科、跨國界的協(xié)同創(chuàng)新平臺，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心（動(dòng)物替代蛋白）、中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，西南大學(xué)、 重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、 重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、重慶工商大學(xué)、 重慶三峽科技大學(xué) 、西華大學(xué)、成都大學(xué)、四川旅游學(xué)院、北京聯(lián)合大學(xué)、 中國-匈牙利食品科學(xué)“一帶一路”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（籌） 共同主辦 的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創(chuàng)新國際研討會 ”， 將于2026年4月25-26日 （4月24日全天報(bào)到） 在中國 重慶召開。

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為系統(tǒng)提升我國食品營養(yǎng)與安全的科技創(chuàng)新策源能力，加速科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，推動(dòng)食品產(chǎn)業(yè)向綠色化、智能化、高端化轉(zhuǎn)型升級，由北京食品科學(xué)研究院、中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，合肥工業(yè)大學(xué)、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、安徽省食品行業(yè)協(xié)會、安徽大學(xué)、合肥大學(xué)、合肥師范學(xué)院、北京工商大學(xué)、中國科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院臨床營養(yǎng)科、安徽糧食工程職業(yè)學(xué)院、安徽省農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、安徽科技學(xué)院、皖西學(xué)院、黃山學(xué)院、滁州學(xué)院、蚌埠學(xué)院共同主辦的“第六屆食品科學(xué)與人類健康國際研討會”，將于 2026年8月15-16日（8月14日全天報(bào)到）在中國 安徽 合肥召開。

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