近日，我校食品與生物工程學院唐潔教授課題組在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院1區, JCR1區, IF=6.1）《Pesticide Biochemistry and Physiology》（中科院1區，JCR1區， IF=4.7）《Chemosphere》（中科院2區,，JCR1區， IF=8.8）等國際TOP期刊上針對食品污染物擬除蟲菊酯類農藥的生物降解發表多篇研究論文。

擬除蟲菊酯是從菊花中提取的天然除蟲菊酯的合成衍生物，由菊花酸酯及其酸和醇的鹵化衍生物組成，該類農藥具有殺蟲活性高、擊倒速度快、對哺乳動物低毒和殺蟲譜廣等特性，如今被廣泛應用于農林業、工業以及家庭的昆蟲防治中。然而，擬除蟲菊酯的大范圍使用會帶來許多負面影響，不僅對環境造成污染，而且食品中殘留的擬除蟲菊酯直接威脅人類健康。因此，發掘有效方法來消除或減少環境和食品中的擬除蟲菊酯殘留至關重要。

微生物介導的生物降解技術具有經濟環保、適應性強、作用底物廣、副產物少以及代謝途徑多樣等優勢，是消除擬除蟲菊酯類農藥的有效方法。傳統食品發酵過程中富含豐富的微生物，在該過程中殘留的擬除蟲菊酯農藥得到降解。因此，從發酵食品中篩選高效降解擬除蟲菊酯類農藥的微生物菌株，利用多組學技術探討不同菌株降解擬除蟲菊酯的機制，挖掘與降解相關的基因，可幫助探索食品發酵過程中農藥殘留的降解規律，同時為食品中農藥殘留的生物處理提供菌種開發方案。

余萱，王素，唐潔（通訊作者）等在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》期刊中發表的“Microbial Fermentation as an Efficient Method for Eliminating Pyrethroid Pesticide Residues in Food: A Case Study on Cyfluthrin and Aneurinibacillus aneurinilytcus D21”發現從傳統發酵食品——郫縣豆瓣中篩選得到的解硫胺素芽孢桿菌D-21可以有效降解氟氯氰菊酯，并將全基因組和代謝組數據結合分析，揭示了氟氯氰菊酯生物降解的新途徑。

研究亮點：解硫胺素芽孢桿菌D-21是一株分離于傳統發酵食品的新的氟氯氰菊酯降解細菌。菌株D-21在72 h內對45 mg/L的氟氯氰菊酯的降解率高達90.37%。結合全基因組和代謝組數據分析揭示了氟氯氰菊酯生物降解新途徑。

研究結論：從傳統發酵食品——郫縣豆瓣中分離篩選到一株高效降解氟氯氰菊酯的Aneurinibacillus aneurinilyticus D-21，在pH為7.0、接種量為7%的LB培養基中培養72 h后，對45 mg/L的氟氯氰菊酯的降解率高達90.37%。結合全基因組和代謝組數據分析，揭示了氟氯氰菊酯降解新途徑，即菌株D-21通過腈水解酶和碳氮裂解酶催化斷裂α-氰基，并將酯鍵氨化為酰胺。證實了菌株D-21具有芳香族化合物的代謝潛力和耐受環境污染物的能力，闡明了菌株D-21在發酵和氟氯氰菊酯降解兩個過程中的作用機制。為食品微生物在農藥殘留中的處理應用提供了新的菌種資源。

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 原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c09024

彭川寧，唐潔（通訊作者），周雪瑞等在《Pesticide Biochemistry and Physiology》期刊中發表“Quantitative proteomic analysis reveals the mechanism and key esterase of β-cypermethrin degradation in a bacterial strain from fermented food” 探討了源于傳統釀造郫縣豆瓣中分離得到的食堿戈登氏菌GH-1對高效氯氰菊酯的降解機制，利用定量蛋白組分析揭示了氯氰菊酯的降解酶系，并通過異源表達技術，驗證了參與降解的關鍵酯酶。

研究亮點：食堿戈登氏菌GH-1是一種源于發酵食品的高效氯氰菊酯降解菌。通過定量蛋白組分析揭示了食堿戈登氏菌GH-1對高效氯氰菊酯的降解機制。通過RT-qPCR和異源表達技術驗證了參與降解過程的關鍵基因和關鍵酶。

研究結論：分離于郫縣豆瓣的食堿戈登氏菌GH-1具有高效氯氰菊酯降解能力，其降解酶主要分布于胞內，并可由高效氯氰菊酯誘導表達，具有一定的耐高溫耐堿特性。 定量蛋白質組分析顯示，在高效氯氰菊酯的脅迫下，菌株GH-1中與降解有關的蛋白上調，包括膜蛋白、轉運蛋白和能量代謝蛋白等。結合轉錄組學和蛋白質組學，揭示了菌株GH-1對高效氯氰菊酯的降解機制，并通過RT-qPCR和異源表達證實了組學分析的準確性。該研究揭示了微生物在食品發酵過程中降解高效氯氰菊酯的機理，為利用食品微生物進行高效氯氰菊酯殘留處理提供理論依據。

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 原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2024.105858

張瀠月，唐潔（通訊作者）等在《Chemosphere》期刊中發表的“Mechanism of deltamethrin biodegradation by Brevibacillus parabrevis BCP-09 with proteomic methods”探討了食品源微生物類短短芽孢桿菌BCP-09對溴氰菊酯的降解特性，并結合蛋白組分析技術從多個角度探討了該菌對溴氰菊酯的降解機制。

研究亮點：類短短芽孢桿菌BCP-09能夠在96小時內降解75 mg/L的溴氰菊酯。 根據蛋白質組學研究結果，揭示了菌株BCP-09對溴氰菊酯的降解機理。RT-qPCR和酶活性分析驗證了菌中溴氰菊酯降解相關酶的表達。菌株BCP-09產生的內生孢子增強了其對溴氰菊酯的抗性。

研究結論：降解特性分析顯示類短芽孢桿菌BCP-09在pH=7，溫度37℃，溴氰菊酯濃度為75 mg/L的最優條件下，96 h后對溴氰菊酯的降解率為95.41%±1.33。根據GC-MS對中間代謝產物分析，推測菌株BCP-09對溴氰菊酯的降解通路是通過酯鍵斷裂生成菊酸和3-苯氧基苯甲醛氰醇。蛋白質組學分析揭示，溴氰菊酯的降解過程主要由酯酶和氧化酶參與。在溴氰菊酯的脅迫下，菌株BCP-09中代謝相關蛋白顯著上調，促進了細胞代謝和分子功能，使ATP產生增加；同時，孢子形成有助于菌株BCP-09抵抗溴氰菊酯毒性并增強其降解能力。該研究為消除擬除蟲菊酯類農藥殘留及其中間代謝產物提供了優良的菌株資源和酶資源。

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原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.141100 

作者簡介：

唐 潔

唐潔，西華大學食品與生物工程學院教授，學院院長，四川省第十屆食品科學技術學會副理事長、四川省第三屆食品安全專家委員會專委會副主任委員、四川省食品安全風險評估專家委員會委員、四川省專家服務團專家、四川省機制體制改革項目專家庫專家、四川省高等教育學會教育教學專家庫專家，《Food Safety and Health》期刊共同主編。泰國易三倉大學兼職博導。近年來主持包括國家自然基金、四川省重點研發等省部級以上科研項目10余項，發表學術論文100余篇，獲授權發明專利10余項，獲科技成果9項，獲中國生產力促進獎一等獎、中國輕工業聯合會科學技術進步獎、成都市科技進步獎等，獲四川省優秀教學成果一等獎2項、三等獎1項。主要研究方向包括：農產品及環境中農藥殘留生物降解的機理及精準調控，傳統發酵食品微生物種質資源挖掘、改造和利用，調味品發酵過程優化與控制。

余

余萱，西華大學食品與生物工程學院講師。在Journal of Hazardous Materials、Bioresource Technology、Journal of Cleaner Production等期刊發表SCI論文14篇。參與國家自然科學基金、省部級和市廳級項目3項。主要研究方向為食品和環境中微生物的代謝機制和功能基因的開發。研究的課題包括：食品源微生物降解擬除蟲菊酯類農藥的機制和應用；多組學分析真菌降解抗生素和偶氮染料的機理以及新的功能酶的開發與應用；利用益生菌預防和治療抗癌類藥物引起的腸炎研究等。

張瀠月，西華大學2021級食品科學與工程專業碩士研究生，參與發表論文7篇（第一作者SCI論文3篇）。

王素，西華大學2021級生物與醫藥專業碩士研究生，參與發表論文7篇（共同第一作者SCI論文1篇）。

彭川寧，西華大學2022級食品科學與工程專業碩士研究生，參與發表論文4篇（第一作者SCI論文1篇）。

周雪瑞，西華大學2020級食品科學與工程專業碩士研究生，現為中科院成都生物所博士研究生，參與發表論文9篇（第一作者SCI論文2篇）。