肉桂醛抑制黄曲霉素作用机理的研究现状
目前对于黄曲霉素的污染，主要通过两种方式：其一，抑制黄曲霉等有害真菌的生长和繁殖，减少真菌毒素的产生。例如吡咯苯类、咪唑类、硫氰酸类等人工合成杀菌剂能有效控制粮食作物采后霉变，但由于这些化学合成杀菌剂在后期加工中有显著残留且降解周期长，并有致癌和致畸等副作用，因此实际生产中已广泛限制其使用。其二，通过物理、化学和生物等方法对粮食、饲料和农副产品中真菌毒素进行脱毒处理，降低毒素残留。目前这些方法在实验室条件下已经取得良好的脱毒效果，但仍有诸多问题尚待解决，例如辐照法和氨气熏蒸法在一定程度上会导致粮油制品营养价值和食用品质下降，次氯酸钠法处理产物存在毒性残留，而吸附法还难以实现对霉变粮食的大规模处理等。
图2 不同浓度肉桂醛处理前后对黄曲霉菌丝细胞超微结构的影响
图3 肉桂醛处理120h后对液体培养条件下产毒黄曲霉菌生长情况的影响，其中（A）为对照组，（B）为0.6mmol/L肉桂醛处理组，（C）为0.8 mmol/L肉桂醛处理组
在众多植物精油中，肉桂醛以其来源天然、抑菌活性强、生物毒性小和环境友好等特点而引起人们的广泛关注。肉桂醛在发挥抗霉作用时，表现出非常不错的效果。肉桂醛作用菌体细胞后，黄曲霉菌中细胞质致密程度下降，意味着细胞质发生流失，并且随着肉桂醛浓度的增加细胞质流失程度进一步加剧，且胞浆出现聚集现象（图2.B/C）。与此同时，细胞核、线粒体等细胞器出现明显变形甚至溶解。对照组中细胞质呈致密均匀状态，线粒体、细胞核等细胞器形态完整并清晰可见（图2.A）。
图2 不同浓度肉桂醛处理前后对黄曲霉菌丝细胞超微结构的影响
图3 肉桂醛处理120h后对液体培养条件下产毒黄曲霉菌生长情况的影响，其中（A）为对照组，（B）为0.6mmol/L肉桂醛处理组，（C）为0.8 mmol/L肉桂醛处理组
中国农业科学院孙琦博士针对肉桂醛的抗霉作用进行了深入的研究，他发现肉桂醛对抗霉菌和霉菌毒素的机理有以下几个方面：
1、肉桂醛对黄曲霉菌的作用过程包括瞬时刺激、短时刺激和长时刺激三个阶段，不同作用时期伴随有菌丝细胞内和细胞外ROS含量的不同变化。其中肉桂醛瞬时刺激导致黄曲霉菌细胞内ROS含量下降，而胞外超氧阴离子和一氧化氮（NO）水平增加，并表现为浓度梯度正效应；肉桂醛短时刺激使得黄曲霉菌细胞内和细胞外ROS水平均有所降低，并随着肉桂醛浓度的提高和黄曲霉菌再培养时间的延长，ROS水平下降幅度愈加明显；肉桂醛长时刺激则使得黄曲霉菌细胞内ROS含量显著增加，细胞外释放NO水平明显升高，与精油作用浓度和时间具有正向关系。
2、肉桂醛对黄曲霉菌生长和产毒的抑制作用包括短时胁迫效应和长时胁迫效应。其中肉桂醛短时胁迫作用后，黄曲霉菌中ROS含量的减少和氧化应激反应程度下降是导致其生理代谢速率减缓的主要原因。一方面，肉桂醛短时胁迫能够提高黄曲霉中总超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶活力，促使黄曲霉菌中总抗氧化能力增加；另一方面，ROS 水平的下降会进一步影响与黄曲霉菌生长代谢等密切关联基因的转录与表达，导致黄曲霉菌生长繁殖和AFB1毒素代谢受阻。
1、肉桂醛对黄曲霉菌的作用过程包括瞬时刺激、短时刺激和长时刺激三个阶段，不同作用时期伴随有菌丝细胞内和细胞外ROS含量的不同变化。其中肉桂醛瞬时刺激导致黄曲霉菌细胞内ROS含量下降，而胞外超氧阴离子和一氧化氮（NO）水平增加，并表现为浓度梯度正效应；肉桂醛短时刺激使得黄曲霉菌细胞内和细胞外ROS水平均有所降低，并随着肉桂醛浓度的提高和黄曲霉菌再培养时间的延长，ROS水平下降幅度愈加明显；肉桂醛长时刺激则使得黄曲霉菌细胞内ROS含量显著增加，细胞外释放NO水平明显升高，与精油作用浓度和时间具有正向关系。
2、肉桂醛对黄曲霉菌生长和产毒的抑制作用包括短时胁迫效应和长时胁迫效应。其中肉桂醛短时胁迫作用后，黄曲霉菌中ROS含量的减少和氧化应激反应程度下降是导致其生理代谢速率减缓的主要原因。一方面，肉桂醛短时胁迫能够提高黄曲霉中总超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶活力，促使黄曲霉菌中总抗氧化能力增加；另一方面，ROS 水平的下降会进一步影响与黄曲霉菌生长代谢等密切关联基因的转录与表达，导致黄曲霉菌生长繁殖和AFB1毒素代谢受阻。
3、肉桂醛长时胁迫作用黄曲霉菌后，细胞中ROS含量的增加所引起的氧化损伤是导致丝状真菌生理代谢活动受阻的主要原因。一方面，黄曲霉菌中自身抗氧化体系不足以消除因肉桂醛长时胁迫所产生的过多ROS，致使菌丝细胞中脂质氧化损伤、细胞膜通透性增加；另一方面，菌体中氧化还原平衡的破坏会干扰细胞信号通路转导，影响关键基因的正常转录和蛋白质合成，进而抑制黄曲霉菌生长和AFB1毒素产生。
图5 肉桂醛瞬时刺激对黄曲霉菌体胞内活性氧水平的影响
以上就是孙琦博士研究的肉桂醛对于霉菌以及霉菌毒素发挥抑制作用的研究。肉桂醛能够在霉菌感染不同的阶段，不同的部位起到针对性的作用，为临床使用肉桂醛的抗霉作用提供理论基础。
参考资料：孙琦. 肉桂醛对黄曲霉菌生长和产毒的影响机制研究[D].中国农业科学院,2016.
