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降低花生中黄曲霉毒素的物理加工

   日期:2011-01-12     来源:发酵工业网    作者:发酵网    浏览:1441    评论:0    
  

摘要:黄曲霉作为花生种植、加工面临的主要微生物危害严重地威胁着消费者的健康安全,也影响着花生相关贸易,当花生处于轻度黄曲霉超标,通过物理加工就可以有效地降低黄曲霉含量,从而尽可能减少因黄曲霉造成的经济损失。

关键字:花生加工 黄曲霉

1花生中的黄曲霉毒素

黄曲霉毒素是真菌毒素(mycotoxin)的一种,是真菌产生的次级代谢产物,目前已知有200多种不同的真菌毒素。已经鉴定出的黄曲霉毒素有10多种。但黄曲霉毒素是对人类危害最大的真菌毒素,其中黄曲霉毒素B1和G1(aflatoxin,FB1、FG1,简称AFB1,AFG1)是主要的代谢产物。黄曲霉毒素B1的分子量是312,熔点为268℃,在烹调过程中不会被破坏。因此黄曲霉毒素B1是已知各种真菌毒素中最稳定的一种。结晶的AFB1在高温200℃下不会被破坏。

1.1黄曲霉的危害

黄曲霉毒素对人体以及牲畜家禽有都有着严重的危害,同时,由于世界各国对花生种黄曲霉毒素的严格限制,花生产品的黄曲霉感染,毒素超标对花生种植生产者有着同样严重的经济危害。

1.1.1黄曲霉毒素中毒

国外运用现代科学技术手段对真菌毒素进行系统地研究是从1960年开始的。1960年6月至8月间,英格兰南部以及东部地区死亡了大约10万只蓄养的火鸡,解剖见肝脏出血及坏死,肾脏肿胀。组织学检查发现实质细胞退行性变及胆管上皮细胞广泛增生。当时病因不明,一段时间内只能称之为“火鸡X病”。经过了两年多的研究调查,从巴西进口的饲料花生饼粉中分离出黄曲霉,进一步研究,发现正是黄曲霉产生的一种荧光物质造成了火鸡的大量死亡,将其命名为黄曲霉毒素(aflatoxin)。其后许多学者证明黄曲霉毒素不但可以引起急性中毒症,长期少量摄入还可以引起动物癌症。以下的时间表是国际组织和各国对黄曲霉毒素认识和采取行动的进度。

1966年WHO/FAO首次规定了食品中黄曲霉毒素的最高允许值

1973年10月,WHO/FAO召开的化学污染会议将黄曲霉毒素的研究列为16个优先研究的项目的首位

1976年10月,美国马里兰州,第一届国际真菌毒素会议重点介绍、讨论了黄曲霉毒素

1987年WHO/FAO/UNEP,泰国曼谷第二届国际真菌毒素会议,56个国家已经对黄曲霉毒素的控制立法

我国从1989年开始研究真菌毒素免疫检测方法的国家标准。

1.1.2黄曲霉毒素的贸易影响

鉴于上述黄曲霉毒素的危害,世界各国对进口食品,特别是花生种的黄曲霉毒素限量都有类似的严格甚至苛刻的要求。花生素来是我国出口的一个重要经济作物,在种植、生产过程中严格控制黄曲霉毒素的产生对能够顺利出口起着关键的作用。

1.2黄曲霉的标准

随着现代医学对黄曲霉毒素危害的认识不断地加深,世界各国和卫生组织对黄曲霉毒素的限制要求也越来越严格,以世界花生进口主要地区欧盟为例,欧盟的标准同时也是最严格的。1998年7月16日,欧盟通过了1525/98号指令,公布的欧盟国家食品中黄曲霉毒素的标准,其中作为人类直接食用或用做食品原料的花生种的黄曲霉毒素B1限量为2×10-9(质量比,也即ug/kg),总限量(B1+B2+G1+G2)小于4×10-9。该指令已经于1999年1月1日在所有欧盟国家实施,同时还规定,当欧盟成员之一发现进口超标的花生,欧盟所有成员国将全部停止进口该产地国的花生。从这一点足以看出,在我国的花生出口贸易中严格控制黄曲霉毒素的重要意义。

2降低黄曲霉的可能性

从前面的论述,可以看出,黄曲霉毒素是强致畸变霉菌毒素,热稳定性高,污染谱广泛,对人类的危害大。在种植生产环节应该尽量避免感染黄曲霉,然而一旦感染了黄曲霉,是否存在化学的或物理的方法去除黄曲霉毒素关系到能否挽回经济损失。

2.1黄曲霉的产生

产生黄曲霉的霉菌主要是一些曲霉菌,如黄曲霉、寄生曲霉,A.nomius和黑曲霉广泛分布于空气和土壤中,能够在不同的自然底物上生长。黄曲霉生长的环境因素中,相对湿度是影响黄曲霉的重要因素。大多数谷物或坚果受到污染是与收获时节没有充分干燥且储存温度较高有关系。

2.1.1在田间,黄曲霉在花生水分为12%~20%时,侵蚀最快。

2.1.2过熟或因降水量少而使籽仁水分偏低,容易招致黄曲霉感染。

2.1.3储藏的花生因天气回潮,含水量大于10%,容易感染黄曲霉。

2.2黄曲霉在花生籽仁上的繁殖

当籽仁表面受到损伤,就可以增加感染黄曲霉的可能性。花生籽仁感染黄曲霉是一个由表及里的过程。且由于花生籽仁物质的流动性差,黄曲霉随花生籽仁内部的新陈代谢在籽仁内部扩散的速度非常慢。

2.3降低黄曲霉毒素的其他设想

中山大学和暨南大学合作研究的黄曲霉毒素解毒酶(aflatoxin detoxiczyme)能够对溶液状态的黄曲霉毒素有效去毒,但该方法无论是操作性还是商业化进程都不能成为降低黄曲霉毒素的方法。

2.4通过物理方法降低黄曲霉毒素的设想

经过前面的分析,绝大多数的黄曲霉感染都是从花生籽仁表层开始的,那么能否尝试使用物理方法将花生表层感染了黄曲霉的部分去除,从而达到降低黄曲霉毒素的目的。

3降低黄曲霉的加工实现

为验证通过物理方法降低黄曲霉毒素设想的可行性,采用在我公司花生加工厂实际验证性生产的方法来获取数据。

3.1黄曲霉毒素的检测

黄曲霉毒素的检测工作由瑞士通用标准公司,简称SGS(SGS-CSTC Standards Technical Services Co., Ltd)设立于我公司内的农产品实验室提供客观地第三方数据。检验方法根据欧盟进口花生食品检验标准,每集装箱(约18吨)采样30公斤,均匀分布采集样品,再从30公斤样品中均匀分布采样3个样品分析。见表1的3个样品数据。

3.2验证生产用原料

验证生产使用的原料为9个批次,每批约20吨,产地:山东省,年份2005年,品种:HSUJI40/50。此9批原料存在不同程度的超标,见表1。

3.3降低黄曲霉毒素的主要设备

实现剥离籽粒表层的加工是由磨石辊子脱皮机来实现的,该脱皮机为荷兰Tramper科技公司(Tramper Techniek BV)出品,型号为PB2-6060,机器外廓尺寸为长1624mm,宽880mm,高1460mm,重350kg。该机器采用4根长900mm直径160mm的磨石辊子,由一台1.25kw的电机驱动,4根辊子2根一组地相向转动,花生籽粒通过辊子表面的时候在相向转动作用下旋转,最终表面可以充分和磨石表面接触被磨蚀。使用施耐德Altivar 31 1.5kw两相变频器调速,能够提供宽范围调速。花生在辊子上动态堆积的厚度调节范围为0~50mm,进料速度宽范围可调节。脱皮工作腔室下放配有负压除尘吸风口,可以将剥离花生籽仁的红衣和碎屑及时排除,这可以保证在进行降低黄曲霉毒素的加工过程中,将剥离的含有黄曲霉毒素的碎屑及时排出,以免混入成品花生中。而可以调节的进料速度、辊子转速、花生籽粒在辊子上动态堆积的厚度都是控制剥离花生表层薄厚的手段。

3.4验证生产的前后工序

验证生产使用的生产线为实现花生籽粒除杂、烘干、脱皮(分瓣)、色选、金属检查、包装的加工生产线。

产品

编号

产品

重量

单位:吨

加工前黄曲霉毒素(ug/kg)

加工后黄曲霉毒素(ug/kg)

样本1

样本2

样本3

样本1

样本2

样本3

B1

全部

B1

全部

B1

全部

B1

全部

B1

全部

B1

全部

1

20

53.1

57.7

6.1

6.7

1.5

1.5

1.3

1.3

1.3

1.3

1.1

1.1

2

20

30.4

41.1

76

98.2

15.6

17.9

<1.0

<1.0

<1.0

<1.0

<1.0

<1.0

3

20

9.4

10.7

10.7

12.1

10.8

12.5

1.1

1.1

1.8

1.8

1.1

1.1

4

20

5.7

6.7

4.2

4.7

2.9

3.3

<1.0

<1.0

1.5

1.5

1.2

1.2

5

20

24.7

27.8

20.5

22.6

22.6

25.3

<1.0

<1.0

<1.0

<1.0

<1.0

<1.0

6

20

21.9

25.7

30.5

36.2

28.6

34.0

1.3

1.3

1.1

1.1

<1.0

<1.0

7

20

7.2

17.7

7.1

20.3

5.6

15.0

1.1

1.1

1.1

1.1

1.2

1.2

8

20

7.4

8.8

8.4

10.0

11.2

13.3

<1.0

<1.0

1.2

1.2

<1.0

<1.0

9

20

20.7

23.1

10.7

12.5

8.2

9.4

<1.0

<1.0

1.1

1.1

<1.0

<1.0

表1 加工前后黄曲霉毒素数据对

在降低黄曲霉速度加工前,花生经过除杂和烘干,烘干的温度和时间分别高于100°C和长于30分钟,可以有效的灭菌,为脱去红衣做准备的同时可以有效杀灭微生物和昆虫虫卵,可以防止在降低黄曲霉毒素加工后重新生成毒素。

在降低黄曲霉毒素加工后,由色选机剔除颜色不正常的花生籽粒和其他前级忽视的异物。剔除颜色不正常的花生籽粒可以保证将黄曲霉感染严重到深入内层的籽粒提出成品。

3.5降低黄曲霉毒素的加工

与普通的磨石辊子脱皮不同的是,为达到降低黄曲霉毒素的效果,必须降低花生的进料速度,加快磨石辊子的转速,提高花生在辊子上动态堆积的厚度,也就是延长花生在辊子上被磨蚀的时间,充分磨蚀花生籽粒表面,先剥离红衣,然后将籽粒表面磨蚀一层。磨蚀程度以检验成品籽粒表层没有光泽,发乌为准。

4加工前后黄曲霉含量的数据分析

根据表1的数据,可以看到,经过降低黄曲霉毒素的加工,原先超标的9批原料对应的成品的黄曲霉毒素已经全部落入合格的范围。

5结论

通过此加工黄曲霉毒素超标的花生可以有效地降低黄曲霉毒素的含量。

优点:可用于最终产品体现的是花生平均质量的方向,比如特殊用途的油料加工,不可用于人类食用用途,可以挽救黄曲霉毒素轻度超标的花生,挽回部分经济损失

缺点:已经破坏了花生表面的光泽和花生籽仁表皮,使花生的口感和品质下降,在加工过程中难以保证花生每个籽仁都得到均衡的表面处理,即可能存在某些花生籽仁的单体黄曲霉毒素仍然超标,对人体有害,所以不提倡将此加工后的花生用做人类食用的用途。

6参考文献

[1] 刘大岭,姚冬生,黄炳贺,谢春芳,梁郁强,马林,黄曲霉毒素解毒酶的固定化及其性质的研究,生物工程学报,2003,(9):603-607

[2] 王喜萍,粮油食品中黄曲霉毒素的污染及预防措施,食品工业科技,2004,25(9):141-142

[3] 冯建蕾,黄曲霉毒素的危害和防治,中国畜牧兽医,2005,32(12):I0005-I0007

[4] 吕玲,改良纳米复合物可降低黄曲霉毒素对肉鸡的毒性,中国家禽,2006,28(17):62-62

[5] 柏建玲,默树平,区杏珍,郑婉玲,贺鹰抟,食品工厂微生物学检验实验室的建设,现代食品科技,2006,89(22):200-202

作者简介:张淳(1979年2月――),男,世天威(天津)物流有限公司 花生加工厂,厂长,职称:助理工程师,研究方向:自动化。

联系地址:邮编:223200江苏省淮安市楚州区统计局(政府院内) 蒋爱生 收

联系电话:13196982228,电子信箱:jsjas@163.com

 
     
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