玉米赤霉烯酮是一种广泛存在于粮食和饲料中的类雌激素真菌毒素，对畜禽尤其是猪的生殖系统具有显著危害，是当前饲料安全领域重点防控的风险因子之一。与传统物理吸附相比，酶法降解具有专一性强、效率高、降解产物低毒等优势，但多数ZEN水解酶在饲料调质等高温加工条件下易失活，严重制约了其产业化落地和实际应用。
近日，针对上述问题，江苏农业科学院农产品质量安全与营养研究所粮油安全与营养创新团队在一区Top期刊《Bioresource Technology》（IF：9.0）发表了题为“Multi-pronged design enhances thermostability of zearalenone hydrolase ZenR for enzymatic detoxification of maize flour”的研究论文。研究团队以高比活水解酶ZenR为研究对象，综合利用多策略理性设计与迭代优化，对酶分子柔性区域与关键结构进行系统优化，成功构建了高热稳定突变体ZenR9Mu。该突变体熔解温度（Tm）较野生型提高了12.5 ℃，在56 ℃条件下仍可保持约60%的酶活力。进一步在玉米粉中模拟饲料调质处理加工条件，证实ZenR9Mu可在10 min内将玉米粉中ZEN含量由1.12 μg/g降至0.31 μg/g，满足我国饲料安全限量要求。
该研究首次在饲料固体基质中系统评估了ZEN水解酶在高温蒸汽处理条件下的稳定性与脱毒效果，阐明了通过增强骨架刚性、重构疏水网络及引入关键分子内相互作用达到协同提升酶热稳定性的分子机制，为高温耐受型真菌毒素降解酶的理性设计提供了可借鉴的技术路径。研究成果为酶法脱除饲料中玉米赤霉烯酮提供了高效、安全的生物学解决方案，对保障饲料安全和畜牧业健康发展具有重要意义。
本研究得到国家重点研发计划（2023YFD1301004）、国家自然科学基金（32372454）、江苏省科技支撑计划（BE2022377）及农业农村部农产品质量安全风险评估专项等项目的联合资助。我院与南京农业大学联培博士研究生胡俊强为论文第一作者，徐剑宏研究员、洪青教授为共同通讯作者。