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1、中国生物工程杂志ChinaBiotechnology,2005,25(8):35~38*微生物产生的土腥味化合物及其清除方法**刘欣何进喻子牛(华中农业大学农业微生物学国家重点实验室微生物农药国家工程研究中心武汉430070)摘要自然界中存在许多具有土腥味的化合物,以Geosmin和MIB为代表,它们的嗅阈值极低,即便含量极微,也能嗅到浓烈的土腥味、土臭味、泥土味和霉味。这些土腥味挥发性物质主要是放线菌和藻类的次生代谢产物,不同生物具有不同的合成途径。它们极易影响饮用水的品质,也给渔业和食品业带来极大危害。通过物理、化学和生物处理等方法,可以控制或清除土腥味化合物,
2、其中微生物降解法是最有应用前景的净化方法。综述了土腥味化合物的来源、生物合成途径、分析检测技术及净化方法。关键词土腥味化合物放线菌蓝细菌藻类净化方法自然界中存在一些具有土腥味的化合物,主要包气味的物质。不久,Gerber(1969)从放线菌培养物中又括Geosmin(Trans-1,10-dmiethy-ltrans-9-decalo,l反-1,分离出了另一种常见的土腥味物质)))MIB。因此,放[2]10-二甲基-反-9-萘烷醇)、2-甲基异冰片(2-线菌最初被认为是土腥味化合物的主要来源。随methylisoborneo,lMIB)、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪(
3、2-后,人们的注意力转向藻类)))主要是蓝细菌(蓝藻),isopropy-l3-methoxypyrazine,IPMP)、2-异丁基-3-甲氧基如鱼腥藻(Anabaena)、颤藻(Oscillatoria)等。Tabachek吡嗪(2-isobuty-l3-methoxypyrazine,IBMP)及2,3,6-三和Yurkowski(1976)证明蓝细菌产生的土腥味化合物氯代茴香醚(2,3,6-trichloroanisole,TCA)等。其中以正是Geosmin和MIB。一些真核藻类,如硅藻Geosmin和MIB为主,研究得最多。人和动物的嗅觉对(Diatom
4、s)也是土腥味物质的重要来源。[2]这些挥发性物质极其敏感,在纯水中,人对Geosmin的此外,真菌中的部分霉菌、原生动物阿米巴,以[3,4][5]嗅阈值为15ng/L,对MIB的嗅阈值为35ng/L,即便含及极少数植物和倍足纲节动物也能分泌Geosmin有微量这类物质,也能感觉到浓烈的土腥味、土臭味、或MIB。[1]泥土味和霉味。根据Nature报道,骆驼之所以能在2土腥味化合物的合成途径及生物学功能茫茫沙漠中奇迹般地找到水源,是因为其嗅觉对这些化合物极其敏感。这些臭味物质难以被常规的净化方长期以来,对土腥味化合物的研究主要集中在分法清除,从而引起了研究者极大的关
5、注。析检测、产生菌的分离鉴定以及净化处理等方面,对于其合成代谢途径和生物学功能报道得一般较少。1产土腥味化合物的微生物关于代谢途径,1981年Bentley和Meganathan曾指早在1891年,Berthelot和Andre就指出放线菌发出,Geosmin和MIB来自于倍半烯萜前体,但是用同位酵时产生的气味与土壤翻新时散发的气味类似。素标记过的倍半烯萜类化合物二磷酸法呢酯(farnesylGerber(1964)从不同放线菌的发酵液中提取到同一种diphosphate)来追踪Geosmin的合成并不成功,因为大化合物)))Geosmin,并确认它就是使土壤产生特
6、征性部分的倍半烯萜都会抑制微生物的生长。Spiteller[3]等选择标记在代谢途径中更靠前的一些物质[5,收稿日期:2005-01-19修回日期:2005-06-01225-H2]-1-脱氧-d-木酮糖([5,5-H2]-1-desoxy-d-*华中农业大学人才基金资助项目(03047),农业微生物学国家重点2实验室开放课题资助项目(AML0403)xylulose)、[4,4,6,6,6-H5]-甲羟戊酸内酯([4,4,6,6,22**通讯作者,电子信箱:hejin@mai.lhzau.edu.cn6-H5]-mevalolactone)和[2,2-H2]-甲羟
7、戊酸内酯来培36中国生物工程杂志ChinaBiotechnologyVo.l25No.82005养链霉菌JP95(Streptomycessp.JP95)和苔藓植物地钱法联用。早在1983年Krasner等就已经用GC-MS成功(Fossombroniapusilla),通过气相色谱-质谱联用(gas地分析了水体中的Geosmin和MIB,并一直沿用至今。chromatography-massspectrometry,GC-MS)检测,发现选择离子检测模式(selectedionmonitoring,SIM)是GC-Geosmin在链霉菌JP95中通过MEP途径
