Key words:peanut; oil extraction process; aflatoxin; migration; red skin
花生是我国三大主要油料之一,近几年产量在1600万~1800万t之间\[1\]。花生中含有丰富的脂肪,仁中脂肪含量高达49%~54%,花生油中含有80%的不饱和脂肪酸和20%的饱和脂肪酸。但花生易被黄曲霉毒素污染,黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉等产生的有毒次生代谢产物,严重影响人类健康。大量临床学研究表明,人类肝癌的发病率与黄曲霉毒素的暴露量之间存在显著相关性。同时,黄曲霉毒素具有致畸、致突变的作用\[2-4\]。1993年WHO癌症研究组织将黄曲霉毒素划定为Ⅰ类致癌物质,是自然界毒性最强的三大致癌物质之一。
利用花生仁制取油脂时,黄曲霉毒素会迁移进入毛油及饼(粕)中,影响油脂和饼(粕)的安全性。虽然目前油脂和饼(粕)中黄曲霉毒素降解的方法较多,如物理法\[5-6\]、化学法\[7-10\]以及生物法\[11-13\],但由于这些方法对于原料缺乏选择性,因此本研究重点从原料出发,根据原料中黄曲霉毒素含量水平的不同选择合适的油脂制取方式,从源头把关,减少油和饼(粕)中的黄曲霉毒素含量。本文以黄曲霉毒素含量不同的花生仁为原料,研究溶剂浸提法、水酶法以及压榨法制取花生油时黄曲霉毒素的迁移规律,了解原料与花生油和花生饼(粕)中黄曲霉毒素含量的关系,研究去除红衣对黄曲霉毒素削减的作用,为花生适宜性加工提供基础数据。
1材料与方法
1.1实验材料
黄曲霉污染花生仁:中国农业科学院油料作物研究所李培武研究员团队提供。用于研究黄曲霉毒素迁移的花生仁中AFB1和AFB2含量见表1。
黄曲霉毒素混合对照品:中国食品药品检定研究院;Alcalase2.4L碱性蛋白酶、Neutrase0.8L中性蛋白酶:诺维信生物技术有限公司;甲醇,色谱级;石油醚(30~60℃),分析纯。
AB304-S型电子天平:瑞士梅特勒-托利多公司;1260型液相色谱仪配荧光检测器:美国安捷伦公司;光化学柱后衍生器:美国AURA公司;FW135型中药粉碎机;榨油机:山东金胜粮油实业有限公司;65型三辊研磨仪;KQ5200DE超声波清洗器;800S型高速均质器:美国Waring公司;TD5A型离心机;黄曲霉毒素亲和柱。
1.2实验方法
1.2.1溶剂浸提法制油
花生仁经中药粉碎机粉碎后,过1.0mm圆孔筛,混合均匀后称取50g置于250mL锥形瓶中,加入200mL石油醚(30~60℃)超声提取20min,4000r/min离心10min,上清液转移至圆底烧瓶中,再加入100mL石油醚重复上述操作步骤,合并上清液,45℃下旋蒸至无溶剂滴下,得到花生油。收集花生粕,置于通风橱中自然挥发,备用。
1.2.2水酶法制油
花生仁经中药粉碎机粉碎后,经三辊研磨仪研磨,称取100g,料液比1∶4、pH8.5、60℃条件下混匀,加入2.5%碱性蛋白酶酶解2h,调节pH至7.0,加入2.0%中性蛋白酶酶解2h,95℃下加热5min灭酶,4000r/min离心10min,得到游离油、液相、残渣三相。
1.2.3压榨法制油
花生仁置于烘箱中,130℃加热1~2h,至出现烤香味,趁热粉碎后快速放入榨油机中压榨。分别收集花生油和饼。
1.2.4黄曲霉毒素测定
样品的提取、净化以及液相色谱分析参考GB5009.22—2016《食品安全国家标准食品中黄曲霉毒素B族和G族的测定》第三法高效液相色谱-柱后衍生法。
提取:花生及花生饼(粕)粉碎后过2mm孔径试验筛,混匀;花生油混匀后直接称样。准确称取20g样品于高速均质器中,然后加入100mL甲醇-水溶液(70∶30)、5gNaCl,均质3min,过玻璃纤维滤纸后取上清液备用。
净化:稀释上清液后,取10mL该溶液过黄曲霉毒素亲和柱,20mL水淋洗后,用1mL甲醇洗脱,收集洗脱液,上机分析。
液相色谱条件:采用EclipseC18色谱柱(4.6mm×150mm,5μm);柱温35℃;进样量10μL;流动相为水-甲醇(55∶45),流速为1.2mL/min。
2结果与讨论
2.1溶剂浸提法制油对黄曲霉毒素迁移的影响
考察了溶剂浸提法制油对花生仁中AFB1、AFB2迁移的影响,结果见表2。
由表2可以看出,5个样品中,AFB1迁移至油中的质量占比为1.59%~5.97%,平均值3.21%,有94.03%~98.41%迁移至粕中,平均值96.79%;AFB2迁移至油中的质量占比在2.14%~4.45%之间,平均值3.60%,有95.55%~97.86%迁移至粕中,平均值96.40%。我国对AFB2未做限量要求,而对于AFB1,要求花生油中含量不超过20μg/kg,花生粕中含量不超过50μg/kg。以花生仁平均出油率40%计算,花生仁中AFB1含量低于249μg/kg时,花生油符合国家标准要求,但此时粕中AFB1的含量已达到400μg/kg,严重超标。要使粕中AFB1含量符合国家标准时,花生仁中其含量不应超过30μg/kg。
2.2水酶法制油对黄曲霉毒素迁移的影响
考察了水酶法制油对花生仁中AFB1、AFB2迁移的影响,结果见表3。
由表3可以看出,5个样品中,AFB1迁移至油中的质量占比为8.95%~13.71%,平均值1056%,有15.81%~25.60%迁移至粕中,平均值20.19%;AFB2迁移至油中的质量占比在006%~0.11%之间,平均值0.07%,迁移至粕中的质量占比为16.99%~28.49%,平均值2223%。采用水酶法制取花生油时,AFB2有7770%迁移至液相中,而AFB1亦有69.25%迁移至液相中,这说明采用该工艺可有效去除花生仁中黄曲霉毒素。以花生仁平均出油率40%计算,要使花生油符合国家标准限量要求,花生仁中AFB1含量不应超过76μg/kg,而此时粕(干基)中含量约为26μg/kg。
2.3压榨法制油对黄曲霉毒素迁移的影响
考察了压榨法制油对花生仁中AFB1、AFB2迁移的影响,结果见表4。
由表4可以看出,5个样品中,AFB1迁移至油中的质量占比为9.67%~1198%,平均值1071%,有88.02%~90.33%迁移至饼中,平均值89.29%;AFB2迁移情况与AFB1类似,迁移至油中的质量占比在871%~12.04%之间,平均值1046%,迁移至饼中的质量占比为8796%~9129%,平均值89.54%。以花生仁平均出油率40%计算,要使花生油符合国家标准限量要求,花生仁中AFB1含量不应超过75μg/kg,而此时饼中含量超过110μg/kg。
2.4去除红衣对花生仁黄曲霉毒素削减的影响
选取了3个样品的花生仁,分别测定去除红衣前后AFB1和AFB2含量,结果见图1~图3。
由图1可以看出,当花生仁中AFB1含量为553μg/kg、AFB2含量为0.18μg/kg时,去除红衣后不含黄曲霉毒素,黄曲霉毒素削减率为100%。由图2可以看出,当花生仁中AFB1含量为25.13μg/kg、AFB2含量为3.50μg/kg时,去除红衣后AFB1和AFB2含量分别为6.01、1.50μg/kg,黄曲霉毒素削减率分别为76.08%和57.14%。由图3可以看出,当花生仁中AFB1含量为1266.52μg/kg、AFB2含量为142.77μg/kg时,去除红衣后AFB1和AFB2含量分别为808.67、115.74μg/kg,黄曲霉毒素削减率分别为36.15%和18.93%。说明当花生仁中黄曲霉毒素含量较低时,去除红衣对削减率影响较大;而当黄曲霉毒素含量较高时,去除红衣对削减率影响较小。这是因为当黄曲霉毒素含量较高时,黄曲霉或寄生曲霉已污染到花生子叶,仅去除红衣对黄曲霉毒素削减作用不大。当黄曲霉毒素含量较高时(>1000μg/kg),花生仁的外观发生明显的变化,此时可采取色选的方法去除受霉菌污染的花生仁。
3结论
采用溶剂浸提法、水酶法和压榨法分别制取花生油,研究花生仁中黄曲霉毒素的迁移规律。采用溶剂浸提法制油时,黄曲霉毒素迁移至油中的量最少,仅约3%;而采用水酶法和压榨法制油时,迁移至油中的AFB1的量相当,约10%;压榨法制油时,AFB2迁移至油中的量也约为10%。值得一提的时,采用水酶法制油过程中,仅有约0.1%的AFB2迁移至油中,而69.25%的AFB1、77.70%的AFB2迁移至液相中。当花生仁中黄曲霉毒素含量较低时,去除红衣对其削减率影响较大;而当黄曲霉毒素含量较高时,去除红衣对其削减率影响较小。因此,可根据花生以及对油和饼(粕)中黄曲霉毒素含量要求不同而选择不同的加工方式。
参考文献:
\[1\]王瑞元.中国食用植物油加工业的现状与发展趋势\[J\].粮油食品科技,2017,25(3):4-9.
\[2\]MASSEYTE,STEWARTRK,DANIELSJM,etal.BiochemicalandmolecularaspectsofmammaliansusceptibilitytoaflatoxinB1carcinogenicity\[J\].ProcSocExpBiolMed,1995,208(3):213-227.
\[3\]劳文艳,林素珍.黄曲霉毒素对食品的污染及危害\[J\].北京联合大学学报(自然科学版),2011,25(1):64-69.
\[4\]IYSR.Aflatoxininfoodandfeed:occurrence,legislationandinactivationbyphysicalmethods\[J\].FoodChem,1997,59(1):57-67.
\[5\]翁晓辉,王敏,杜红方.霉菌毒素的危害及其降解方法简述\[J\].饲料广角,2015(20):31-33.
\[6\]刘睿杰.黄曲霉毒素B1在不同介质中紫外降解机理及安全性评价\[D\].江苏无锡:江南大学,2011.
\[7\]张芳.真菌毒素臭氧降解及其他脱毒方法研究\[D\].江苏无锡:江南大学,2014.
\[8\]张春华,张森,黄蔚霞.花生油中黄曲霉毒素脱除技术研究\[J\].中国油脂,2014,39(7):62-64.
\[9\]赵国斌.氨气熏蒸法降解花生中的黄曲霉素B1\[J\].食品研究与开发,2014(3):111-113.
\[10\]常晓娇,王峻,孙长坡,等.二氧化氯对几种主要真菌毒素的降解效果研究\[J\].中国粮油学报,2016,31(9):113-118.
\[11\]戴军.黄曲霉毒素B1降解酶产生菌的筛选及发酵制备酶制剂的研究\[D\].武汉:湖北工业大学,2015.
\[12\]韩愈杰.黄曲霉拮抗菌株的分离筛选及对黄曲霉毒素的降解效果\[D\].河北保定:河北农业大学,2015.
\[13\]李俊霞,梁志宏,关舒,等.黄曲霉毒素B1降解菌株的筛选及鉴定\[J\].中国农业科学,2008,41(5):1459-1463.