花生中黃曲霉毒素B1臭氧降解及安全性評價.pdf

1、黃曲霉毒素B1(Aflatoxin B1，AFB1)是由黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，具有強烈的致癌、致畸和致突變性。AFB1常污染花生及其制品，嚴重威脅的人類和動物的生命和健康，每年也因花生AFB1污染給生產(chǎn)者和加工者造成巨大的經(jīng)濟損失。預防或控制花生及其制品黃曲霉毒素的污染是世界性難題，早在上世紀60年代臭氧開始被應用于降解棉籽和花生粕中污染的AFB1。臭氧具有較高的活性、滲透性，并自發(fā)分解為氧氣，不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，因此被廣

2、泛用于研究農(nóng)產(chǎn)品中黃曲霉毒素的脫除。但目前還沒有文獻詳細報道AFB1臭氧降解機理以及識別其氧化產(chǎn)物的結構;且大部分臭氧脫毒研究僅局限于實驗室研究，尚未有配套的脫毒設備在中試以上規(guī)模生產(chǎn)中應用。本研究前期在模式系統(tǒng)下研究了AFB1的臭氧降解機理，并識別了其臭氧降解產(chǎn)物，后期利用自主研發(fā)的兩套臭氧脫毒設備降解花生中污染的AFB1，對脫毒前后的花生進行安全性評價，為臭氧脫毒技術在食品工業(yè)中的推廣應用提供重要的理論依據(jù)和技術支持。主要結果如下:

3、
　　1、在模式系統(tǒng)下，隨著臭氧處理時間的增加，AFB1濃度快速降低，在處理至25 s時，AFB1完全消失，并產(chǎn)生一些中間氧化產(chǎn)物，其中13種氧化產(chǎn)物被識別，即C17H14O10(m/z379.0667)、C17H12O9(m/z361.0554)、 C16H12O8(m/z333.0611)、C16H10O8(m/z331.0452)、C18H16O10(m/z393.0822)、C15H10O5(m/z271.0599)、C1

4、5H10O6(m/z287.0551)、C16H10O7(m/z315.0499)、C16H10O6(m/z299.0556)、C17H12O8(m/z345.0605)、C19H15NO9(m/z402.0820)、C17H12O9(m/z361.0555)、C17H12O6(m/z313.0707)。在這13種氧化產(chǎn)物中有6種為主要產(chǎn)物，即C17H14O10(m/z379.0667)、C18H16O10(m/z393.0822)、C

5、16H10O6(m/z299.0556)、C19H15NO9(m/z402.0820)、C17H12O9(m/z361.0554)和C17H12O9(m/z361.0555)。
　　根據(jù)上述中間氧化產(chǎn)物，推斷出AFB1臭氧降解經(jīng)歷兩條途徑:第一條是Criegee反應路徑，是主要的氧化途徑，由AFB1經(jīng)Criegee反應產(chǎn)生C16H10O8(m/z331.0452)、C17H14O10(m/z379.0667)和C18H16O10(

6、m/z393.0822);第二條苯環(huán)甲氧基反應路徑，即AFB1被臭氧氧化成C16H10O7(m/z315.0502)和C15H10O6(m/z287.0551)。
　　2、根據(jù)AFB1結構與毒性的關系，確定AFB1分子左邊呋喃環(huán)上的C8-C9雙鍵以及右邊的內(nèi)酯環(huán)是決定AFB1毒性的主要官能團。由識別出的13種AFB1臭氧降解產(chǎn)物的結構判定，有9種產(chǎn)物呋喃環(huán)上C8-C9雙鍵斷裂或破壞，2種產(chǎn)物的內(nèi)酯環(huán)破壞，剩余的2種產(chǎn)物苯環(huán)的-OC

7、H3被-OH取代;在6種主要氧化產(chǎn)物中，除了氧化產(chǎn)物C16H10O6(m/z299.0556)呋喃上的C8-C9雙鍵保留完好外，其它5種主要產(chǎn)物呋喃環(huán)上的C8-C9雙鍵均受到破壞;與AFB1毒性相比，其絕大多數(shù)氧化產(chǎn)物的毒性顯著降低，甚至是消失，而產(chǎn)物C16H10O6(m/z299.0556)仍具有一定的毒性。
　　3、干法和濕法臭氧處理均能有效降解花生中的AFB1。在相同條件下處理30h時，干法處理可將花生中的AFB1從85.8

8、3±3.36μg/kg顯著降低到14.70±1.92μg/kg(P＜0.05)，脫毒率為82.88％;濕法處理可將花生中的AFB1從84.25±3.23μg/kg顯著降低到8.61±0.74μg/kg(P＜0.05)，脫毒率達到89.78％。濕法脫毒效果優(yōu)于干法。
　　4、采用自主研發(fā)的糧油真菌毒素脫毒設備降解花生中污染的AFB1效果顯著。采用該設備對染毒花生進行處理時，在臭氧濃度50 mg/L、流速5.0 L/min條件下處理6

9、0h和120 h，花生中的AFB1含量從189.53±2.38μg/kg分別降低到20.08±0.89μg/kg和14.60±1.69μg/kg(P＜0.01)，達到GB2761-2011中對花生中AFB1含量的限量要求(20μg/kg)。
　　5、自主研發(fā)的臭氧脫毒榨油蒸炒鍋脫除花生中黃曲霉毒素的工藝為:花生原始水分9～10％時，臭氧水（臭氧在水中達飽和）添加量為4～5％，臭氧濃度50 mg/L（臭氧水濃度在5.0 mg/L左右

10、），至花生最終水分含量達到14％左右，控制浸潤層溫度為90℃、浸潤時間20 min，蒸坯層溫度為160℃、蒸坯時間40 min，炒坯層溫度為160℃，炒坯時間30 min，料坯的最終溫度達到110～120℃，水分含量達到2～3％時出料立即壓榨制油。該工藝可將制得的花生油中AFB1含量從對照組的41.29±0.68μg/kg減少到6.09±0.28μg/kg(P＜0.01)，減少了85.25％，達到GB2761-2011對花生油中AFB1

11、含量的限量要求(20μg/kg)。
　　6、干法或濕法臭氧脫毒時間低于40 h時，對花生蛋白、脂肪和不飽和脂肪酸含量變化的影響不顯著(P＞0.05)。超過40 h時，花生中蛋白含量顯著降低(P＜0.05);花生脂肪含量有減少趨勢，但不顯著（P＞0.05）;臭氧脫毒后花生中油酸、亞油酸、亞麻酸和花生一烯酸的含量無顯著變化(P＞0.05);干法處理導致花生水分含量降低，而濕法處理會增加花生水分含量;干法處理使花生紅衣顏色變深、最終變黑

12、，而濕法處理導致花生紅衣顏色變淺;臭氧處理可破壞花生紅衣中的多酚類物質(zhì)。
　　臭氧處理時間長于40 h會導致花生酸價(AV)和過氧化值(POV)升高。在臭氧處理40 h時，花生的AV值從對照組的0.40±0.05 mg/g顯著升高到0.91±0.20 mg/g（干法）和1.72±0.21 mg/g（濕法）(P＜0.05);花生POV從0.25±0.05 mmol/kg顯著升高到0.48±0.02 mmol/kg（干法）和0.52±

13、0.07 mmol/kg（濕法）（P＜0.05），但均遠低于GB16326-2005《堅果食品衛(wèi)生標準》規(guī)定的限量要求(AV≤4 mg/g、POV≤6.3mmol/kg)。
　　經(jīng)臭氧蒸炒脫毒后制得的花生油的亮度和透明度增加;花生油的AV和POV值雖明顯升高(P＜0.01)，但遠低于GB1534-2003規(guī)定的限量要求(AV≤1.0 mg/g、POV≤6.0 mmol/kg)。
　　7、臭氧脫毒后的花生貯藏穩(wěn)定性表現(xiàn)良好。在

14、40℃、28 d的貯存期內(nèi)，臭氧脫毒后普通包裝和真空包裝的花生水分含量均有減少，AV和POV值雖有升高，但遠低于GB16326-2005限量要求，且真空包裝的貯藏效果優(yōu)于普通包裝。
　　8、臭氧處理能顯著降低花生中AFB1的毒性，提高花生的食用安全性。染毒花生(AFB1含量189.53±2.38μg/kg)經(jīng)臭氧處理60 h(AFB1含量20.08±0.89μg/kg)和120h(AFB1含量14.60±1.69μg/kg)后磨成

15、花生糊飼喂的Wistar大鼠未見個體行為異常和中毒癥狀;與陽性對照組相比，飼喂臭氧處理60 h后的花生的大鼠體重增加量、食物攝入量和食物轉(zhuǎn)化率都得到顯著提高(P＜0.05);肝臟與肝體比顯著降低;血清總蛋白(TP)和白蛋白(Alb)含量顯著升高，血糖(Glu)、尿素氮(Urea)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)和丙二醛(MDA)顯著降低(P＜0.05);谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)活性顯著降低(P＜0.05)，總超氧化物歧化酶(T-SOD)