综述：酵母在食品中减少赭曲霉毒素A的应用：控制策略的机制原理、增效方法及商业潜力

《Trends in Food Science & Technology》：Yeast application for reduction of ochratoxin A in foods: Mechanistic insights into control strategies, enhancement efficacy, and commercial potential

赭曲霉毒素A（OTA）污染是食品加工与储存中的主要障碍，生物控制因其绿色安全特性受到关注。酵母通过吸附、竞争性抑制及降解机制有效降低OTA积累，但存在应变适应性差、降解效率不稳定等问题。未来需结合多策略优化、增强环境耐受性及筛选优良菌株，推动酵母技术工业化应用。

　　

陈雪宁|杜娟娟|潘佳静|庄帅|张月梅|滕文迪|王金鹏|王颖|曹金轩

北京工商大学食品与健康学院食品添加剂工程技术研究中心，中国北京100048

摘要

背景

食品和农作物在加工和储存过程中受到赭曲霉毒素A（OTA）的污染，这一直是限制行业发展的主要障碍。生物控制作为一种绿色且安全的策略，受到了越来越多的研究关注。其中，酵母在抑制病原真菌生长、吸附和降解OTA方面发挥着重要作用。本综述旨在建立理论基础，并为开发生物控制剂和去污剂提供实践指导，从而推动酵母在霉菌毒素污染管理中的应用。

范围和方法

本文回顾了食品和饲料中OTA的污染状况和毒性，涵盖了OTA的生物合成和代谢过程。随后，详细探讨了酵母对OTA的控制机制。此外，还指出了提高酵母生物控制效果的研究方向和关键限制因素。最后，提出了酵母在生物控制剂和去污剂应用中的前瞻性策略。

主要发现和结论

酵母可以通过物理吸附和生物降解减少食品中OTA的积累。然而，酵母的应用仍面临挑战，包括对特定加工条件的适应性有限以及菌株效果不稳定。未来的研究进展可能涉及结合多种策略、提高酵母菌株对环境的抵抗力以及选择优良基因型以促进酵母的商业化。总之，这项工作对促进食品行业的可持续和健康发展具有重要意义。

引言

霉菌毒素是真菌在生长过程中产生的有毒次级代谢产物，对人类和动物健康构成重大风险。霉菌毒素通常具有高熔点、低溶解度、半衰期长等特点，并具有致癌、致突变和致畸作用（Dey等人，2022年）。赭曲霉毒素（OTA）是一种氯酚类霉菌毒素，由某些曲霉菌和青霉菌产生。OTA主要有三种亚型：赭曲霉毒素A（OTA）、赭曲霉毒素B（OTB）、赭曲霉毒素C（OTC）和赭曲霉毒素D（OTD）（Obafemi等人，2023年）。其中，OTA最为普遍且在自然界中毒性最强。同时，OTA具有强烈的荧光特性、热稳定性、在极性有机溶剂中的高溶解度以及在水中中等溶解度（Wang等人，2022年）。OTA的产生途径和污染途径如图1所示。鉴于OTA对全球畜牧业和农作物生产造成的巨大经济损失，以及其对健康的威胁，开发安全有效的控制策略至关重要。

目前，OTA污染的主要控制方法包括物理方法、化学方法和生物方法（Peng等人，2022年），其中物理方法包括热处理、吸附和辐照。然而，物理方法存在去除不完全、营养成分损失、风味改变和设备限制等缺点。新的化学方法（如酸、碱、强氧化剂或还原剂）也存在价格高昂、提取困难和高能耗的问题。OTA污染目前主要通过物理、化学和生物方法进行管理，但这些方法往往存在毒素去除不完全、营养成分损失、风味改变和设备限制等问题。相比之下，生物方法由于效率高、毒性低和特异性强而具有显著优势（Peng等人，2022年）。能够控制OTA的微生物包括细菌、酵母和霉菌（Ben Miri等人，2024年），其中酵母因其抗真菌活性、易于培养、无有害代谢产物（Eamlaor等人，2025年；Li等人，2025年）、强大的耐逆性（Shen等人，2022年）以及与物理化学技术的兼容性而特别值得关注。酵母被认为是一种潜在的宝贵资源，可用于生产抗菌肽、益生菌食品、疫苗和抗癌疗法（Naimah、Abd Al-Manhel和Al-Shawi，2018a；Niamah等人，2018年；Al-sahlany等人，2020年；Reina-Posso和Gonzales-Zubiate，2025年）。此外，拮抗性酵母（也称为生物保护酵母）还有潜力限制采后腐败、延长保质期并提高加工食品的微生物安全性（He等人，2024年）。然而，关于酵母辅助降解OTA的技术研究尚未得到充分重视。

大多数现有的综述文章主要关注生物控制策略和效果（Nguyen等人，2024年；Yang等人，2024年），而从酵母的角度全面总结控制影响因素、应用安全性和应用改进策略的文章相对较少。同样重要的是，生产成本、与富含多酚的食品的兼容性以及消费者接受度等实际因素将决定未来的应用范围。这些趋势强调了将机制理解与监管、经济和消费者视角相结合以制定实际商业应用路线图的重要性。

为了填补这一空白，本综述全面总结了酵母在食品中控制OTA的最新进展。首先，本文提供了OTA的当前污染状况和可能的污染因素，为后续讨论奠定了基础。然后，探讨了OTA的生物合成途径和代谢过程对其复杂性和危害程度的影响。我们总结了酵母模块化控制的机制，并指出了提高其效率的当前障碍。通过将机制理解与技术创新相结合，本综述为从实验室到市场的酵母基生物控制技术的发展提供了前瞻性视角。

方法论

本研究的目的是综合近期关于酵母在食品中减少OTA的应用进展，并识别知识空白。通过Web of Science Core Collection（SCI-EXPANDED）和Science Direct检索了有关酵母控制OTA污染的研究文献。使用布尔运算符（AND/OR）搜索了以下关键词：“赭曲霉毒素A”、“酵母”、“真菌”、“生物控制”、“应用”、“食品”、“霉菌毒素”、“物理化学”

OTA的限量

许多国家和地区对食品中的OTA含量制定了严格规定。根据中国法规，谷物及其制品中OTA的最大限量为5.0 μg/kg；酒精饮料中OTA的最大限量为2.0 μg/kg；烘焙咖啡中OTA的最大限量为10.0 μg/kg（GB 2761-2017，2017年）。根据欧盟委员会法规（EU）915/2023（2023年），烘焙咖啡、加工谷物产品、葡萄酒和辣椒中的OTA最大限量为3.0 μg/kg

OTA的生物合成

早在1979年，Huff和Hamilton（1979年）就提出了OTA生物合成途径的假设模型。他们认为OTA的生物合成途径可以分为三个阶段：（i）聚酮体形成，（ii）苯丙氨酸及其衍生物的形成，以及（iii）OTA的生物合成。迄今为止，与OTA生物合成关键步骤相关的研究已逐步阐明，包括由聚酮体催化的异香豆素部分的合成

酵母对OTA的控制

由于酵母比霉菌生长速度快、营养需求简单且能产生挥发性物质，因此被认为是有前景的微生物生物控制剂。它们主要通过抑制产毒真菌的生长以及直接去除或降解累积的OTA来控制OTA污染（图5）（Wei等人，2022年）。

影响酵母生物控制潜力的因素

实际上，酵母的生态适应性受复杂因素（如环境条件、菌株特性和应用技术）的影响，导致其在食品加工或储存条件下的表现存在差异。为了提高一致性和实际效果，系统研究这些因素如何调节酵母的生物控制潜力对于稳定其活性和改善田间应用性至关重要。

提高酵母的生物控制效果

由于酵母的安全性、环保性和符合全球可持续发展目标，它们在减少OTA方面受到了越来越多的关注。然而，目前关于拮抗性酵母的研究仍显示单个菌株的效果不稳定。此外，酵母发酵条件的优化主要局限于实验室条件，对实际环境因素（如复杂的微生物群落、食品）的考虑不足

应用安全性和商业潜力

目前，初级产品（如谷物、葡萄和香料）中的OTA控制主要依赖化学试剂。对于加工产品中的OTA污染，尚未采取具体措施，这会导致发酵中断和品质下降。这些挑战对产品的商业价值和消费者健康构成严重威胁。值得欣慰的是，拮抗性酵母可以在整个食品生产过程中控制毒素污染

结论

本文系统总结了拮抗性酵母在控制OTA污染方面的进展。本综述重点讨论了控制机制、提高酵母生物控制效果的战略以及未来市场应用的可行性。通过优化策略（如综合管理、提高酵母耐受性和选择优良菌株），扩大酵母的实际应用是必不可少的。未来的研究应确定关键基因（或

作者贡献声明

陈雪宁：撰写——原始草案、方法论、概念构思。杜娟娟：正式分析、方法论。潘佳静：概念构思、数据管理。庄帅：方法论、监督。张月梅：监督、概念构思。滕文迪：正式分析、方法论。王金鹏：软件、概念构思。王颖：正式分析、资金获取。曹金轩：资金获取、项目管理。

资金来源

本研究得到了国家自然科学基金（编号：3257161802）、北京市教育委员会的研发计划（编号：KM202310011010）以及北京工商大学青年学者计划（编号：RFYS2025）的资助。

利益声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。