本文關(guān)鍵詞：花生中黃曲霉毒素B_1臭氧降解及安全性評(píng)價(jià)

  更多相關(guān)文章： 花生 臭氧 黃曲霉毒素B1 安全性評(píng)價(jià) 臭氧降解機(jī)理

【摘要】：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(qiáng)烈的致癌、致畸和致突變性。AFB1常污染花生及其制品,嚴(yán)重威脅的人類(lèi)和動(dòng)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(jì)損失。預(yù)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(jì)60年代臭氧開(kāi)始被應(yīng)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),因此被廣泛用于研究農(nóng)產(chǎn)品中黃曲霉毒素的脫除。但目前還沒(méi)有文獻(xiàn)詳細(xì)報(bào)道AFB1臭氧降解機(jī)理以及識(shí)別其氧化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu);且大部分臭氧脫毒研究?jī)H局限于實(shí)驗(yàn)室研究,尚未有配套的脫毒設(shè)備在中試以上規(guī)模生產(chǎn)中應(yīng)用。本研究前期在模式系統(tǒng)下研究了AFB1的臭氧降解機(jī)理,并識(shí)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(shè)備降解花生中污染的AFB1,對(duì)脫毒前后的花生進(jìn)行安全性評(píng)價(jià),為臭氧脫毒技術(shù)在食品工業(yè)中的推廣應(yīng)用提供重要的理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要結(jié)果如下:1、在模式系統(tǒng)下,隨著臭氧處理時(shí)間的增加,AFB1濃度快速降低,在處理至25 s時(shí),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(shí)別,即C17H14O10(m/z 379.0667)、C17H12O9(m/z 361.0554)、C16H12O8(m/z 333.0611)、C16H10O8(m/z 331.0452)、C18H16O10(m/z 393.0822)、C15H10O5(m/z 271.0599)、C15H10O6(m/z 287.0551)、C16H10O7(m/z 315.0499)、C16H10O6(m/z 299.0556)、C17H12O8(m/z 345.0605)、C19H15NO9(m/z 402.0820)、C17H12O9(m/z 361.0555)、C17H12O6(m/z 313.0707)。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/z 393.0822)、C16H10O6(m/z 299.0556)、C19H15NO9(m/z402.0820)、C17H12O9(m/z 361.0554)和C17H12O9(m/z 361.0555)。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(yīng)路徑,是主要的氧化途徑,由AFB1經(jīng)Criegee反應(yīng)產(chǎn)生C16H10O8(m/z331.0452)、C17H14O10(m/z 379.0667)和C18H16O10(m/z 393.0822);第二條苯環(huán)甲氧基反應(yīng)路徑,即AFB1被臭氧氧化成C16H10O7(m/z 315.0502)和C15H10O6(m/z287.0551)。2、根據(jù)AFB1結(jié)構(gòu)與毒性的關(guān)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(tuán)。由識(shí)別出的13種AFB1臭氧降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)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-OCH3被-OH取代;在6種主要氧化產(chǎn)物中,除了氧化產(chǎn)物C16H10O6(m/z 299.0556)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/z 299.0556)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30 h時(shí),干法處理可將花生中的AFB1從85.83±3.36μg/kg顯著降低到14.70±1.92μg/kg(P0.05),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(P0.05),脫毒率達(dá)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(shè)備降解花生中污染的AFB1效果顯著。采用該設(shè)備對(duì)染毒花生進(jìn)行處理時(shí),在臭氧濃度50 mg/L、流速5.0 L/min條件下處理60h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(P0.01),達(dá)到GB 2761-2011中對(duì)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(shí),臭氧水(臭氧在水中達(dá)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),至花生最終水分含量達(dá)到14%左右,控制浸潤(rùn)層溫度為90℃、浸潤(rùn)時(shí)間20 min,蒸坯層溫度為160℃、蒸坯時(shí)間40 min,炒坯層溫度為160℃,炒坯時(shí)間30 min,料坯的最終溫度達(dá)到110~120℃,水分含量達(dá)到2~3%時(shí)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(duì)照組的41.29±0.68μg/kg減少到6.09±0.28μg/kg(P0.01),減少了85.25%,達(dá)到GB 2761-2011對(duì)花生油中AFB1含量的限量要求(20μg/kg)。6、干法或濕法臭氧脫毒時(shí)間低于40 h時(shí),對(duì)花生蛋白、脂肪和不飽和脂肪酸含量變化的影響不顯著(P0.05)。超過(guò)40 h時(shí),花生中蛋白含量顯著降低(P0.05);花生脂肪含量有減少趨勢(shì),但不顯著(P0.05);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(wú)顯著變化(P0.05);干法處理導(dǎo)致花生水分含量降低,而濕法處理會(huì)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,而濕法處理導(dǎo)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(lèi)物質(zhì)。臭氧處理時(shí)間長(zhǎng)于40 h會(huì)導(dǎo)致花生酸價(jià)(AV)和過(guò)氧化值(POV)升高。在臭氧處理40 h時(shí),花生的AV值從對(duì)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)(P0.05);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±0.07 mmol/kg(濕法)(P0.05),但均遠(yuǎn)低于GB 16326-2005《堅(jiān)果食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》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(P0.01),但遠(yuǎn)低于GB 1534-2003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(yuǎn)低于GB 16326-2005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)后磨成花生糊飼喂的Wistar大鼠未見(jiàn)個(gè)體行為異常和中毒癥狀;與陽(yáng)性對(duì)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(P0.05);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(P0.05);谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)活性顯著降低(P0.05),總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性顯著升高(P0.05);肝臟和腎臟切片顯示除輕微的脂肪增多和空泡變性外,未見(jiàn)其他組織病理變化。以上指標(biāo)與陰性對(duì)照組無(wú)顯著差異(P0.05)。臭氧處理本身對(duì)大鼠無(wú)毒性作用。Ames試驗(yàn)和Hep G2細(xì)胞毒理學(xué)試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí),臭氧處理能顯著減少花生中A FB1的毒性,提高花生的食用安全性。
【關(guān)鍵詞】：花生 臭氧 黃曲霉毒素B1 安全性評(píng)價(jià) 臭氧降解機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TS207.5
【目錄】：

• 中文摘要9-12
• 英文摘要12-16
• 1 前言16-36
• 1.1 黃曲霉毒素及其危害16-17
• 1.2 花生及花生油中黃曲霉毒素污染17-21
• 1.2.1 花生及花生油中黃曲霉毒素污染情況17-18
• 1.2.2 影響花生污染黃曲霉毒素的因素18-21
• 1.3 黃曲霉毒素脫除方法21-25
• 1.3.1 物理法23
• 1.3.2 化學(xué)法23-24
• 1.3.3 生物法24-25
• 1.4 臭氧脫除黃曲霉毒素的應(yīng)用及影響因素25-31
• 1.4.1 臭氧介紹25-27
• 1.4.2 臭氧脫除黃曲霉毒素的應(yīng)用研究27-28
• 1.4.3 影響臭氧脫毒效率的因素28-31
• 1.5 黃曲霉毒素臭氧化產(chǎn)物及安全性31-34
• 1.6 研究目的和意義34-35
• 1.7 主要研究?jī)?nèi)容35-36
• 2 材料與方法36-51
• 2.1 材料36-38
• 2.1.1 原材料36
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)用生物36
• 2.1.3 化學(xué)試劑36-37
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備37-38
• 2.2 方法38-51
• 2.2.1 模式系統(tǒng)下AFB_1臭氧分解產(chǎn)物及其路徑38-40
• 2.2.2 花生中AFB_1臭氧降解40-43
• 2.2.3 花生臭氧處理后的安全性評(píng)價(jià)43-48
• 2.2.4 臭氧脫毒蒸炒設(shè)備的設(shè)計(jì)及脫毒效果48-51
• 3 結(jié)果與分析51-104
• 3.1 模式系統(tǒng)下AFB_1臭氧分解產(chǎn)物及其分解路徑51-67
• 3.1.1 AFB_1臭氧分解產(chǎn)物51-54
• 3.1.2 AFB_1臭氧分解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)識(shí)別54-64
• 3.1.3 AFB_1臭氧分解路徑64-67
• 3.2 花生中AFB_1臭氧降解效果及安全性評(píng)價(jià)67-94
• 3.2.1 AFB_1標(biāo)品色譜圖與標(biāo)準(zhǔn)曲線67-68
• 3.2.2 花生中AFB_1臭氧降解效果68-70
• 3.2.3 臭氧處理對(duì)花生品質(zhì)的影響70-82
• 3.2.4 花生臭氧脫毒后的安全性評(píng)價(jià)82-94
• 3.3 花生臭氧蒸炒脫毒設(shè)備的設(shè)計(jì)及脫毒效果94-104
• 3.3.1 花生臭氧蒸炒脫毒設(shè)備整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)94
• 3.3.2 蒸炒鍋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)94-99
• 3.3.3 臭氧蒸炒脫毒脫毒工藝研究99-101
• 3.3.4 花生蒸炒脫毒對(duì)花生油品質(zhì)的影響101-104
• 4 討論104-108
• 4.1 AFB_1臭氧降解機(jī)理104-105
• 4.2 花生中AFB_1臭氧降解105-106
• 4.3 花生中AFB_1臭氧降解后的安全性106
• 4.4 創(chuàng)新點(diǎn)106-107
• 4.5 進(jìn)一步研究方向107-108
• 5 結(jié)論108-110
• 參考文獻(xiàn)110-125
• 致謝125-126
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況126

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 林強(qiáng),方黎劍,陳偉,王金安;個(gè)體榨油作坊花生油產(chǎn)品黃曲霉毒素B1污染情況分析[J];華南預(yù)防醫(yī)學(xué);2004年05期

2 高秀芬;蔭士安;計(jì)融;;中國(guó)部分地區(qū)花生中4種黃曲霉毒素污染調(diào)查[J];中國(guó)公共衛(wèi)生;2011年05期

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本文編號(hào)：789305