论文标题：Biocontrol of Occurrence Ochratoxin A in Wine: A Review

论文链接：https://www.mdpi.com/2072-6651/16/6/277

期刊名：Toxins

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/toxins

引言

2024年6月17日，来自克罗地亚扎达尔大学、萨格勒布大学以及意大利罗马大学的国际研究团队在Toxins期刊发表了一项重要综述，系统总结了葡萄酒中赭曲霉毒素A（OTA）的生物控制策略，为应对气候变化背景下葡萄酒安全挑战提供了科学参考。

葡萄酒是全球重要的经济产品，近年来全球产量维持在250亿至近300亿升，2022年出口值达376亿欧元。然而，气候变化导致的温度升高可能加剧葡萄酒中OTA的污染风险。OTA是由曲霉属和青霉属真菌产生的真菌毒素，具有肾毒性、免疫毒性、肝毒性、致畸性和致癌性，对人畜健康构成严重威胁。欧洲规定葡萄酒中OTA最大限量为2 ng/mL。研究表明，红葡萄酒受污染最为严重，其检出率和最高浓度均高于白葡萄酒和玫瑰红葡萄酒。随着气候变暖和极端天气事件增多，葡萄酒中OTA污染风险将进一步上升，因此开发环境友好的生物控制策略具有重要意义。

研究过程与结果

研究团队系统综述了OTA在葡萄酒中的污染现状及其生物控制方法。OTA在葡萄酒中的存在首次报道于1996年，此后的研究表明其检出情况受葡萄酒类型和地理来源影响显著。全球各地区的研究数据显示，大多数葡萄酒样本中OTA浓度远低于欧盟限值，但在意大利南部、西班牙东南部等南欧地区曾检出高达9.2 µg/L的浓度。纬度分析显示，欧洲地区纬度越低，OTA污染风险越高，南意大利、希腊和土耳其被列为高风险区域。

图1 欧洲各地区中被认为葡萄酒受到赭曲霉毒素 A 污染的风险较高（用红色圈出）和风险极高（用红色涂绘）的区域

气候变暖正在扩大OTA污染的地理范围。随着二氧化碳浓度升高，地中海地区葡萄酒中OTA污染风险可能增加。Aspergillus niger因适应高温干燥环境可能在气候变暖情景下取代A. carbonarius成为主要产毒菌种，而A. westerdijkiae等嗜热菌株的产毒能力也可能增强。成熟期的暴雨和冰雹会造成葡萄破损，为真菌入侵创造条件，进一步加剧污染风险。

生物控制策略主要包括三种途径。第一种是抑制产毒真菌：某些非产毒A. carbonarius突变体可竞争性取代产毒菌株，在最不利条件下仍可使OTA浓度降低近30%；酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和Kloeckera apiculata等酵母菌株可抑制A. carbonarius生长和OTA合成。第二种是吸附去除：乳酸菌和酵母菌细胞壁可吸附葡萄酒中的OTA，研究表明植物乳杆菌可将OTA降低超过98%，热处理后的细菌细胞因细胞壁蛋白变性和位点暴露，吸附效果更佳，可去除46%至90%的OTA。第三种是生物降解：Brevibacterium属细菌可完全降解OTA，即使在40 mg/L高浓度下也不例外；乳酸菌可将90%的OTA转化为毒性低500倍以上的OTα；羧肽酶、酰胺酶等微生物酶可将OTA水解为OTα和苯丙氨酸。

图2：微生物脱毒处理可能产生的赭曲霉毒素A代谢物

图3：微生物控制 OTA 的机制示意图（吸附——OTA 附着在细菌/酵母的细胞壁表面；生物转化——对 OTA 的内酯环进行水解；生物降解——对 OTA 的肽键进行水解）

研究结论

本研究作为葡萄酒OTA生物控制策略的综述，得出以下核心结论。生物控制是应对葡萄酒OTA污染的环境友好有效工具。乳酸菌、酵母菌和微生物酶可高效去除葡萄酒中的OTA，去除率可达90%以上。然而，目前尚无商业化生物控制产品用于葡萄园的OTA预防，现有方法主要应用于酿酒阶段而非源头防控。生物控制方法对葡萄酒风味和口感的影响尚需进一步评估，这将是决定其实际应用前景的关键因素。

未来研究方向

展望未来，需要进一步研究能在葡萄园源头控制产毒霉菌的生物防治菌株，开发不影响葡萄酒风味和口感的新型OTA去除技术，并建立持续监测机制以应对气候变化带来的新挑战。该综述为葡萄酒安全监管、真菌毒素防控以及可持续农业发展提供了重要的科学参考。

期刊介绍

主编：Jay Fox, University of Virginia, USA

期刊主要涵盖了由生物体产生的各类毒素领域的相关研究。