粮食储藏过程中黄曲霉毒素检测与去除研究进展

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粮食储藏过程中黄曲霉毒素检测与去除研究进展
巩桂花1,徐淑芝1, 2 ,于      淼2,王俊国1, 2
(1.吉林工商学院粮油食品深加工吉林省高校重点实验室,吉林长春 130507;牙源性粘液瘤
2.吉林工商学院粮食学院,吉林长春 130507)
摘    要:简述了黄曲霉毒素的理化性质,重点介绍了粮食在储藏过程中黄曲霉毒素的检测方法并比较了各种方法的优缺点,同时论述了黄曲霉毒素的去除方法,希望为黄曲霉毒素的有效防控提供一定的借鉴。
关键词:储粮;黄曲霉毒素;检测方法;去除方法
Research progress on detection and removal of aflatoxin in grain storage
GONG Gui-hua 1, XU Shu-zhi 1, 2, YU Miao 2, W ANG Jun-guo 1, 2
( 1.School of Grain, Jilin Business and Technology College, Changchun 130031, Jilin,China;
2.Key  Laboratory  of  Grain  and  Oil  Processing  at Universities  of Jilin  Province, Changchun 130031,
Jilin, China)
Abstract: Physical and chemical properties of aflatoxin were summarized. The detection methods of aflatoxin in grain storage were introduced, and the advantages and disadvantages of various methods were compared. At the same time, the removal method of aflatoxin was discussed in detail, in order to provide some reference for the effective prevention and control of aflatoxin.
Key words:  grain storage; aflatoxin; detection method; removal method
中图分类号:TS210.1                文献标识码:A              文章编号:1008-9578(2019)03-0006-03
收稿日期:2018-09-07
基金项目:吉林省高等教育学会高教科研课题 JGJX2017D243
作者简介:巩桂花(1967—),女,副教授,研究方向为食品营养。通信作者:徐淑芝(1962—), 女,博士, 教授, 研究方向为纳米化学。
联合国粮食和农业组织将麦类、豆类、粗粮类以及稻谷类等统称为粮食,粮食产量与安全关系到一个国家的经济和稳定[1]
。中国对于粮食的需求量在未来30年会继续增加,目前中国部分地区耕地面积锐减,在一定程度上加速了粮食产量的下降[2]。而粮食安全包括内因与外因,内因通常指品质与品种,外因指一些仓储条件、管理制度以及变质的粮食外流等。粮食在储藏中经常会因为温度、湿度等因素被黄曲霉毒素污染。黄曲霉毒素在已知的100多种霉菌毒素里面,具有最
稳定,最强的毒性,其即便处于非常低的浓度范围内仍然能够对生物体的正常生理功能造成伤害,
进而出现致突变、致癌以及致畸等现象[3]
通过分析对比不同种类粮食中黄曲霉毒素的限
量和危害性,着重讲述了目前国内外黄曲霉毒素的
检测方法以及去除方法的最新研究进展[4-7],旨在详细、全面的了解黄曲霉毒素的理化性质,进而为储粮中确保粮食的安全性提供一定的借鉴。1  黄曲霉毒素理化性质1.1  黄曲霉毒素结构及分类
黄曲霉毒素(AFT)是指二氢呋喃香豆素所产生的衍生物,它们化学结构极为相似[8-10]。目前,国内外研究者已经确定的黄曲霉毒素种类至少有17种,其中AFB 1、AFB 2、AFG 1和AFG 2是主要的分子形式,且毒性最厉害的是AFB 1,与众所周知的相比,毒性高达它的68倍[11]。误食被黄曲
霉毒素污染的粮食,轻则呕吐和发烧,重则危及生命。黄曲霉毒素的基本结构如图1所示。
图1黄曲霉毒素的基本结构
1.2  黄曲霉毒素允许量根据GB 2761—2017《食品安全国家标准 食品
中真菌毒素限量》不同种类食品中黄曲霉毒素B 1允许量之间的差异见表1。表1  我国标准规定的不同食品种类中黄曲霉毒素
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2  储粮中黄曲霉毒素的检测
不同种类的粮食根据其理化性质与生长环境可以采取不同的黄曲霉毒素检测方法,来预防或及时抵制黄曲霉毒素带来的危害。各种检测方法的优缺点比较见表2。临床营养师
表2
各种检测方法的优缺点比较一览表
2.1  粮油及制品中黄曲霉毒素的检测方法
在粮油及制品中通常采用高效液相谱的方法来检测黄曲霉毒素,是对黄曲霉毒素定量筛选与确认的一种分析方法,其原理是借助荧光检测器,经过提取、净化、衍生以及测定等步骤对样品进行处理。高效液相谱法具有操作简便、检测快速、较高的灵敏度以及能够同时对多种黄曲霉毒素进行分离等优势,在一定程度上可对大批量样品进行分析[12]。王勇[13]借助三氟乙酸(TFA)柱前衍生与C18谱柱高效液相谱分离,然后采用荧光检测器测定,进而建立AFB1柱前衍生-HPLC检测方法,此方法具有良好的重复性与准确性。
2.2  牛乳及乳制品中黄曲霉毒素的检测方法
粮食发生霉变如未及时发现被动物误食,而动物摄取黄曲霉毒素以后经由乳汁排出,会影响以乳制品为主要食品的婴幼儿健康成长。牛乳及乳制品中黄曲霉毒素检测常用酶联免疫吸附法[14],即利用抗原与抗体发生的特异性反应,与酶的高效催化作用相结合对黄曲霉毒素的含量进行测定。但是在检测过程中由于受到pH、脂肪以及重金属离子等因素的影响,将会产生假阳性或者假阴性,因此,可对检测样品进行预处理。梁迪思等[15]采用最新的改进方法,通过甲醇-水(1∶1)进行提取,再借助进行净化。此方法能够有效地消除假阳性现象。
2.3  饲料中黄曲霉毒素的检测方法
发生变质的粮食经过加工或未加工后转为动物饲料,会对动物产生全身性的伤害,而最常用的检测动物中黄曲霉毒素的方法是薄层层析法,选择合适的提取剂将黄曲霉毒素提取出来,纯化后放在薄层板上操作。根据黄曲霉毒素的荧光性,于波长365 nm 的紫外光照射后,AFB1与AFB2会产生紫荧光现象,AFG1和AFG2会产生绿荧光现象,结合显示出的荧光最低检出量来进行黄曲霉毒素的定量[16]。该方法具设备简单以及费用低等优势,但是对于样品的预处理步骤复杂、试验误差大。
3  储粮中黄曲霉毒素的去除
3.1  物理去除法
3.1.1  剔除法
在粮食储藏过程中,如果只有极少部分颗粒状粮食受到黄曲霉毒素的污染,产生霉变现象,可以借助人工挑选的方式将变质颗粒剔除,这样的操作方法简单、针对性强,能够极大的降低黄曲霉毒素的含量。
3.1.2  辐射法
辐射法是利用离子辐射或非离子辐射,破坏黄曲霉毒素的化学结构。王锋[17]按照从简单到复杂的研究思路,以甲醇-水体系、水体系、花生粕中的AFB1为研究对象阐明了不同介质中AFB1的辐射降解效果,初步探讨AFB1水溶液中辐解产物形成的机理,得出花生粕中高浓度的AFB1仍然能够实现有效辐照降解的结论。
3.1.3  高温法
储粮过程中还可以利用黄曲霉毒素在高温下会部分分解的特点,将黄曲霉毒素污染的粮食进行高温处理。黄曲霉毒素在237~306 ℃范围内能够被有效地分解,其去除程度与加热时间、加热温度、粮食种类和受污染程度等因素有关。盖云霞等[18]研究表明:弱碱高温处理对花生粕中的黄曲霉毒素有较好的去除效果,有利于酶解的进行。
3.1.4  吸附法
对于一些粉末状的粮食在储藏过程中,如果被黄曲霉毒素污染,最好的方法是采用吸附法。活性炭和水合铝硅酸钠钙是较好的吸附剂。张国辉等[19]在饲料里面添加水合铝硅酸钠钙、沸石以及活性炭,结果大部分黄曲霉毒素被吸附。
马宗林3.1.5  加工法
在玉米与稻谷类粮食的储藏期间,黄曲霉毒素主要出现在皮层和糊粉层,所以可以利用机械加工的方式进行脱皮与脱胚的工艺操作,达到去除黄曲霉毒素的目的。相关研究表明:稻谷经加工处理,糙米里的黄曲霉毒素有60 %~80 %留在米糠内,而玉米加工后毒素去除量能够达到50 %~80 %。
3.2  化学去除法
化学去除法主要包括碱处理、氨气熏蒸法以及臭氧熏蒸法等,是利用在储粮中添加能够与黄曲霉毒素发生反应的一些有效试剂达到去除的目的。赵国斌[20]采用最新的氨气熏蒸法对污染了AFB1的
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花生进行处理,使其中的AFB1得到降解,并通过单因素试验考察氨气浓度、氨熏温度、花生含水量和
蒸熏时间等条件对降解率的影响,得到最高降解率为95.06%。氨气熏蒸法易于操作、成本低廉、降解率高,且氨气来源广泛,适合大规模应用。
3.3  生物去除法
目前,国内外比较热点的去除储粮中黄曲霉毒素的方法是生物法,主要是借助一些微生物的生物转化过程,让黄曲霉毒素毒性消失,或者转变成毒性很低的其他物质,进而维持储藏期间粮食的安全性。3.3.1  酶的降解
粮食在储藏期间发生霉变,可以让自然界生物所产生的某些酶对黄曲霉毒素分子进行分解,主要是借助酶的专一性得到无毒的化合物。酶法降解具备高效、安全以及无污染等优势。吴肖等[21]研究了一种新工艺,把花生粕深度酶水解后,使微溶于水的黄曲霉毒素从结合的疏水性氨基酸残基上游离出来,借助过滤法,截留住大部分黄曲霉毒素,使黄曲霉毒素的含量显著下降。
3.3.2  微生物降解b1
储粮中对于一些霉变的粮食也可以采取微生物降解的方式去除。其原理是借助酵母菌、细菌以及霉菌等将黄曲霉毒素进行降解。姜富贵等[22]研究不同菌浓度、环境温度及吸附时间对吸附作用的影响。结果表明,乳酸菌和纳豆芽孢杆菌对黄曲霉毒素B1和伏马毒素B1的吸附作用主要受菌浓度的影响(P<0.05),温度和时间对吸附强度无显著影响。
4  结论与展望
粮食储藏过程中黄曲霉毒素检测与去除是确保粮食安全性的重要任务。对于一些已经被黄曲霉毒素污染的粮食,要具体问题具体分析,采取不同的处理方法,污染严重的进行废弃处理,而一些轻度污染的粮食就要通过一些有效的物理、化学以及生物的方法去除。尽管国内外学者一直在努力的攻克这个难题,可是实际应用中无论是物理、化学还是生物的方法都存在着一定的局限性,不能够完全有效的将黄曲霉毒素去除。继续寻高效、低廉的酶是生物法去除的关键点。对如何除去储粮中的黄曲霉毒素还要进行更加深入细致的研究,以减少对人类的危害。
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