CN1025418C - 被黄曲霉毒素污染的谷物或坚果的密度分离法 - Google Patents

Abstract

公开的是一种将被霉菌毒素污染的谷物、核仁、种子和坚果同未被污染的整粒谷物种子、整个的或裂开的有仁坚果和种子分开，以得到一种实质上是未被污染的这些食物的供应源。分离的被污染的那部分可以进一步加工以降低霉菌毒素污染程度。此方法包括在一种液体中漂浮污染有黄曲霉毒素的食物，从而将含有霉菌毒素或黄曲霉毒素的物料用密度法予以分开。一种极为优选的方法是使用动力浮选。

Description

本发明涉及一种将未被污染的整粒谷种、整的或碎的核仁、坚果和种子同已被霉菌毒素污染的谷物、核仁、种子和坚果分开，以得到这些食品的基本上未被污染的供应源的方法。本方法包括将被霉菌毒素污染的食物漂浮在一种液体中，利用密度不同来分离出含霉菌毒素的物料。最好能将分离的被污染的部分进一步加工而提供霉菌毒素含量在安全水平之内的食料。

霉菌毒素是由于真菌在食物上生长而产生的一大类有毒物质。黄曲霉毒素是由于一种属于曲霉属的真菌在谷物、种子、核仁或坚果上而作用而产生的一种特殊的霉菌毒素。黄曲霉毒素污染在花生工业中是一个特别重要的问题。此外，黄曲霉毒素也能影响玉米、啤酒花等谷物，也能影响油籽（如棉子）、大豆、杏仁、巴西果、山核桃、阿月浑子果等。对坚果和谷物生长的良好条件同样也有利于产生黄曲霉毒素的真菌的生长。

由于已经证明在动物试验中黄曲霉毒素含量高会引起致癌作用，因此，食物中黄曲霉毒素含量高会威胁动物及人类。为此，美国农业部对食品中的黄曲霉毒素和其他霉菌毒素规定了最高限量。

已经有人试图对被黄曲霉毒素污染的食品进行 去毒，但是，一般来说效果很有限，而且往往产生不良的副作用，或者是风味变坏，是食品本身受到损坏。所以，通常用于处理被黄曲霉毒素污染的物料的方法是试图把被黄曲霉毒素污染的物料同未被污染的物料进行分离。黄曲霉毒素污染发生在单粒谷粒、核仁、坚果或花生上。所以，通常使用光学检测器分选以去除污染的物料以及用手工剔除损坏的坚果。但是，这种方法对检测被黄曲霉毒素污染的整粒坚果效果不佳，因为从外观一点也看不出是损坏的。

美国专利4，035，518阐述了一种色选法，在该方法中将污染有黄曲霉毒素的谷物、玉米和坚果同一种水溶液于高温下短时间接触，该水溶液含有一种水溶性的、可同食品共存的黄曲霉毒素试剂。然后用水清洗坚果。该黄曲霉毒素试剂使污染有黄曲霉毒素的坚果产生一种明显的、几乎是立即可见的变化。然后对坚果进行色选。黄曲霉毒素试剂通常是氢氧化钾、氢氧化钠等碱性物质。

通常，玉米、谷粒、种子或坚果产品的黄曲霉毒素污染量是以该产品的样品中含有十亿分之几或百万分之几的黄曲霉毒素来表示的。如果以十亿分之几表示的量低于作为最终食品用的许可含量，则该样品或这批物料可以进行加工。但是，如果取样时漏掉一些污染量较高的物料，则即使样品中含有的黄曲霉毒素的量较低，某些最终成品也可能含有很高的黄曲霉毒素污染量。另外，取样的差异也可以使基本上是良好的一批谷物、坚果或种子，由于试验出有较高的含量而被宣布为不能食用。所以，一种能够分离污染的坚果或谷物，特别是外观看来并未损坏的污染的坚果或谷物的方法，将是非常有用的。这种方法能够将被污染的整粒谷粒、坚果或种子同其他没有损坏的整粒产品分开，从而降低整批物料中的霉菌毒素或黄曲霉毒素的含量。

令人惊奇的是，已经发现污染有黄曲霉毒素的种子、谷物或坚果比未污染的种子、谷粒或坚果具有较低的密度。因此，可以采用一种液体浮选法来分离含有黄曲霉毒素的坚果。一种非常优选的方法是动力浮选法，这种分离方法是在小心控制条件下完成的，使得无论是被污染的或未被污染的谷物、核仁、种子或坚果的内部，都不会被密度分离介质有任何程度的渗透。这种方法可用来分离单个的污染的整粒核仁，而用其他方法可能漏选。

浮选法过去已被用来分离油、种子、壳、和水果中的果核、石块、梗茎等不可食用的夹杂物。它也曾被用来从其他物料中分离油。但是，尚未发现用浮选法来从合乎卫生的产品中分离污染有黄曲霉毒素的种子、核仁、坚果或谷物。

因此，本发明的一个目的是用一种液体密度分离方法来分开被霉菌毒素污染的坚果、核仁、种子、谷物和未被污染的坚果、核仁、种子、谷物。

本发明的另一个目的是将看来完好的但实际上是污染的坚果、种子、核仁或谷粒同其他未被污染的产品分开，因此降低了产品的总的霉菌毒素含量。

这些目的以及其他目的在本发明的详细描述中阐明。

本方法介绍的是用液体浮选法将被霉菌毒素污染的食品放在水中或比重在约0.9到1.2之间的可同食品共存的其他液体中，并由此使污染有黄曲霉毒素的生的坚果、种子、核仁或谷物同未被污染的物料分开。

图1是本方法的流程图。

图2和3表示用于分离产品的优选设备。图2是一种动力分离器的上视图。在图2中，（1）表示用于分离漂浮物料的一个槽;（3）是用于分离沉降的坚果、种子、核仁或谷粒的底槽排出口;（5）是供坚果和水流动的通道;（7）是用于预湿润坚果的装置;（9）是用于分开漂浮物和沉降物的可调档板;（11）是漂浮物排放装置;（13）是一个去核机和（或）收集物的再循环水系统。图3是同一设备的侧视图，并表示出活动门和分离器。

如前所述，产生黄曲霉毒素的真菌是在谷物和坚果生长的相同的一般条件下生长的。这些真菌也能在某些贮存条件下增殖。因此谷物常污染有黄曲霉毒素，特别是玉米、燕麦，还有坚果，特别是山核桃、杏仁、核桃以及种子或核仁（如花生仁）。本发明的方法适用于所有些后统称为“污染有黄曲霉毒素的食料”的核仁、种子、谷物和坚果。本方法特别适用于花生，并将用花生的分离为例进行说明，但不应认为只适用于花生。

污染有黄曲霉毒素的食料可经过筛分使整粒产品留在筛上而同碎粒或损坏物料分开。建议先经初分或筛分步骤除去所有石块、大颗粒碎屑、壳、细枝等。

通常，用于花生的网筛大小应能筛留整粒花生。所有整粒的未损坏的花生，不论其大小如何，都可以同留在网筛上的花生仁加在一起。此初筛可以去除小于规定大小的所有碎的或损坏的花生产品。

通常，花生的含水量约在6%到10.5%之间。这里最好使用含水量在约6%到9%之间的花生。

浮选设备包含有一个放浮选介质的容器和一个筛子、槽或其他可用于分离漂浮的污染有黄曲霉毒素的食料同沉降的未经污染的核仁、坚果、种子、谷物或花生的装置。一种简单的浮选设备是一个盛有浮选介质的桶或缸，在该容器中用筛网将漂浮的产品分出。

一种优选的浮选设备如图2和3所示。这是George    J.Olney，Inc.，Westernville，New    York生产的豌豆分选机的改型。其他食品加工设备销售商的同类型的机器也可用于此方法。

污染有黄曲霉毒素的食料从振动筛下来经过在（1）上边的料斗进入到分离设备。水流入（1）、（3）和（13）部分，并同食料一起流经斜槽（5）。漂浮物流出到一个振动的网筛上。下沉的花生落到第二个振动网筛上。

浮选介质可以是任何一种密度约在0.9到1.2范围之间的物料，但由于该浮选介质将同供动物和人类用作食物的坚果、核仁、谷物或种子相接触，因此必须是可以食用的和/或可以和食品合用的。优选的浮选介质是水。除水之外，也可以用盐溶液、盐水、糖溶液、甘油、酒精或酒精水溶液以及食用油等。浮选介质中可以加入抗氧化剂、抗真菌剂和抗细菌剂。

优选的浮选介质是水、0.001-1.0M的氯化钠溶液、乙醇、乙醇和水的混合物、豆油、玉米油、花生油和葵花籽油。这些油可以进行部分氢化。

最好先将花生或其他污染有黄曲霉毒素的食料预湿润或在分离操作的第一阶段进行湿润。花生表面的预湿润可以破坏浮选介质的表面张力，从而使花生沉降。预湿润可以在产品进入分离装置时或进入之前通过喷淋来完成，也可以将产品放在浮选介质液面之下进入装置来完成。预湿润的方式应使物料接触介质的时间减到最少。这可以防止由于物料暴露在较高的水分或油和酒精等其他物质中而使物料的风味降解。也可以防止水或其他浮选介质渗透入产品的内部。

一般说来，未污染的种子、核仁、坚果或谷粒的密度大于1，因此下沉。例如，整粒花生的密度，平均约为1.05至1.2。污染有黄曲霉毒素的花生的密度小于1，通常在0.98至0.99之间，因此上浮。

在一个优选实施方案中，花生或其他污染有黄曲霉毒素的食料通过一个振动进料器进入分离装置。它们然后通过一个短的狭缝或斜槽以及通过一个小的开口槽而将石头分出来。通常应有一个轻微的水压从狭缝向上，使通常会在浮选介质中下沉的坚果或谷粒保持在浮选介质中不下沉，只有最重的物料，即石头，才能通过狭缝下落。此压力可以用水的流动动力来产生，一般小于每分钟半加仑流速。也可以使用空气或任何其他的气动或液压装置。

花生（和其他物料）进入分离器的速率从约1814-4536公斤/小时（4000-10，000磅/小时）。

花生通过槽并落到水中。如果此坚果曾经过预湿润，则不需要额外的浸渍。使谷物或坚果通过浮选介质。浮选介质的温度并不重要。通常，7-27℃（45-80°F）的温度即可。漂浮物从顶部排出，而沉降物则在分离装置的底部排出。

最优选的方法包含有动力浮选作用。在此方法中，污染有黄曲霉毒素的食料在同介质接触的同时被搅动。这可以通过使用振动筛、水压、水湍流或气压来实现。可以使用每分钟约948-1327升（250-350加仑）水或液体的流速。这样的流速，同上述的进料速度相结合，可以得到良好的分离作用。

然后将漂浮物和沉降物放在振动筛上以除去所有浮选介质，这些在表面上的介质很易排去，如果需要，也可循环再用。可以用空气环流通过筛子以加速浮选介质的排除。

坚果或谷粒同浮选介质接触的总时间一般少于30秒钟，但也可多到5分钟。接触时间的长短取决于介质能渗透入食料而改变其密度并影响其风味或质地的时间。此外，浮选介质长时间渗透入花生、坚果或谷粒能引起风味的降解。特别是水更会产生此问题。同介质接触的时间通常少于5分钟。最好接触时间从约5秒钟到180秒钟，特别是从 约5秒钟到30秒钟。

沉降产物立即流过一个干燥装置。也可以使用能蒸发浮选介质的任何一种装置。可以应用微波、辐射或对流等加热方法。将产品干燥到它原有的含水量。对花生来说将小于10.5%，通常含水量为6%到9%之间。重要的是应将产品干燥到它原有的含水量，因为这表明表面沾上的浮选介质已被全部去除。如干燥到低于原有的含水量，说明坚果或种子内部的水份也被除去了，这将改变该产品。

干燥器中的温度应保持低温，以保证不损坏或烤熟坚果或谷物。对大多数种子、核仁、坚果和谷物来说，约52-121℃（125-250°F）的温度范围是合适的。干燥以后，物料可以通过一个冷却装置使其冷却。

如浮选介质中含有盐或糖，或除水以外的其它物质，则应在干燥前先将其洗净。

几乎全部沉降的整粒花生不含黄曲霉毒素或仅含极微量的黄曲霉毒素。此时可对其进行干燥。

干燥后的花生可以通过一个色选机或其它的黄曲霉毒素检测器。任何深色的或污染的坚果都可在经过此系统时予以剔除。然后把浅色的花生、坚果、谷物、核仁或种子加工成食品、油或其它可食用物。

因为污染有黄曲霉毒素的食品通常比未污染的产品颜色深，因此可用色选机将其剔除。产品从料斗加入到振动进料盘上，进料盘把产品移到两个反向转动的滚轮上。这些滚轮使产品排成单列，这样每粒产品都可以单独经过扫描头而被观察到。当颗粒经过扫描头时，每粒产品由三个光电池进行观察。这些光电池检测每一颗粒的反射光（亮度），并同一个对比本底板进行比较，如果颗粒上有缺点部分的阴影使反射光同本底板的对比有不同时，此颗粒即可被剔除。

扫描头是内部照明的。光从颗粒上和本底板上反射入光电倍增管光学元件上。

本底板色泽的选择应使其反射光同大多数颗粒表面的反射光有同样的强度。这样，无论是色泽均匀的颗粒经过孔眼，或者孔眼前是空的，反射到光电倍增管上的光是相同的。

含有较高量黄曲霉毒素的漂浮坚果经过干燥后，可以通过漂烫，然后再进行色选。

这些坚果使用常规的漂烫方法进行漂烫。通常，漂烫器中有带子或滚轮，这些带子或滚轮从坚果或谷物上去除表皮，如系坚果，也能将它分裂成片。对花生来说，则分成两半。再用一个可见光黄曲霉毒素检测器对这些经过漂烫的分裂开的坚果进行色选。将深色的、污染有黄曲霉毒素的坚果同浅色的未污染的坚果分开。通常色选的那些坚果通常可用于食品加工。经过色选剔除的那部分可以用作其他目的，或者对其是否可以进一步加工作出决定。

通常，优选的动力密度分离方法可以分离出约80%到95%的沉降物花生或未污染的产品，以及约5%到20%的漂浮物。分离的量随产品原始污染的程度而定。漂浮物的黄曲霉毒素含量要比原始样品以及沉降物中的含量大得多。

实例1

将含有0.6%碎花生的20593公斤（45，400磅）花生仁进行筛分。原始含水量是7.5%。在筛分中1.4%的花生仁由于大小、损坏或破碎而被剔除。然后那些留在38/162厘米（15/64英寸）网筛上的部分经过一个浮选装置，该装置是Olney公司的改进型分选机。进料器是一个每分钟操作30-75公斤（66-166磅）的振动筛。

将花生漂浮在水中（每小时有1814-4536公斤（4000-10000磅）花生仁在水中，水的流速每分钟1137-1327升（300-350加仑），水温约16℃（60°F）。花生进入分离器时在一档板下穿过以进行湿润。约有90%的花生仁沉降，约10%的花生仁漂浮。它们通过分离器的时间大约为30秒钟。通过量每小时约2268公斤（5000磅）。漂浮花生仁的最后含水量约13±1%。

然后将花生仁放在振动筛上通过一个含有三个加热区的焙烤炉。

三个区的温度分别为82℃（180°F）、54℃（130°F）和54℃（130°F）。然后将花生仁通过一个冷却器以冷却到约27℃（80°F）的室温。通常，花生仁经过焙烤炉的时间约为45分钟。此系统调整到花生仁接触高含水量的总时间少于约三分钟。其余的干燥时间是使产品的含水量减少到恢复原有的水平。

然后将沉降的花生干燥并通过一个配备有可见光检测器的色选器。大约有99.5%的花生仁的颜色是合格的。

原始花生仁中的黄曲霉毒素总含量平均小于10ppb（十亿分之十）。合格花生仁的黄曲霉毒素平均含量约8ppb。

沉降部分经过筛分剔除的花生仁约为0.5%。剔除部分中整粒花生仁的黄曲霉毒素含量约为22ppb。

漂浮的花生仁分离出来后经过干燥和漂烫。黄曲霉毒素含量约为49ppb。然后将漂烫的花生仁进行色选。这些花生仁中约有91%的颜色是合格的。这些颜色合格花生仁的黄曲霉毒素含量约14ppb。这些合格花生仁再加到进料花生流中再循环进行浮选分离。剔除的花生仁为原为漂浮部分的8.7%，或为原始花生仁的约2%，剔除的花生仁的黄曲霉毒素含量约为129ppb。

这一方法能分离出约98%的黄曲霉毒素含量极低的部分（小于10ppb）和2%高度污染有黄曲霉毒素的部分（含量从10ppb以上到129ppb）。

实例2

用实例1中的同样的方法处理第二批黄曲霉毒素含量约为4ppb的花生仁。这一批花生仁有98.1%沉降和1.9%漂浮。干燥后经过色选和再筛分，沉降的整粒好花生仁有98.8%，其黄曲霉毒素含量约为1ppb。裂开的花生仁也含有约1ppb的黄曲霉毒素。沉降花生仁经过色选。沉降花生仁经过色选后被剔除的那部分含有黄曲霉毒素约8ppb。

漂浮物中，经过色选，有92.9%漂烫过的合格的花生含有黄曲霉毒素约5ppb。约7.1%的剔除的经过漂烫的漂浮花生的黄曲霉毒素含量约为79ppb。

Claims (21)

1、一种将含黄曲霉毒素的食料分离成受黄曲霉毒素污染的部分和基本上不含黄曲霉毒素的部分的方法，其中所述的食料选自谷物、核仁、种子和坚果，所述方法包括：

(a)使受黄曲霉毒素污染的食料与比重为0.9-1.2的浮选介质接触，从而将所述食料分离成两部分，其中一部分的比重小于所述介质，而另一部分的比重大于所述介质；

(b)将各部分食料都干燥到它们原有的含水量；

(c)漂烫并干燥比重小于浮选介质的那部分食料；并且，其中所述食料暴露于浮选介质的时间为5-180秒钟。

2、一种权利要求1所述的方法，其中每一部分都经过色选。

3、一种权利要求2所述的方法，其中浮选介质的密度为1.0至1.05。

4、一种权利要求3所述的方法，其中所述的浮选介质是水或稀的盐溶液。

5、一种权利要求4所述的方法，其中所述的食料是花生。

6、一种权利要求5所述的方法，其中所述的花生用水预湿润到含水量约13%。

7、一种权利要求6所述的方法，其中所述的花生在52-121℃（125-250°F）的温度下干燥。

8、一种权利要求6所述的方法，其中所述的浮选是在少于30秒钟内完成的。

9、一种权利要求2所述的方法，其中所述的浮选介质选自盐水、食用醇类、甘油、糖溶液和食用油。

10、一种权利要求2所述的方法，其中所述的食料包括选自玉米、燕麦、杏仁和核桃一组物料中的一种。

11、一种权利要求1所述的方法，其中采用的是动态浮选。

12、一种权利要求11所述的方法，其中所述的浮选介质是水或稀的盐溶液。

13、一种权利要求12所述的方法，其中浮选介质的密度为1.0至1.05。

14、一种权利要求13所述的方法，其中密度小于浮选介质的部分先被漂烫，然后干燥。

15、一种权利要求14所述的方法，其中每一部分都经过色选。

16、一种权利要求15所述的方法，其中所述的污染有黄曲霉毒素的食料是花生。

17、一种权利要求16所述的方法，其中所述的花生用水预湿润到含水量约13%。

18、一种权利要求17所述的方法，其中所述的花生在52-121℃（125-250°F）的温度下干燥。

19、一种权利要求18所述的方法，其中所述的浮选是在少于30秒钟内完成的。

20、一种权利要求13所述的方法，其中所述的浮选介质选自盐水、食用醇类、甘油、糖溶液和食用油。

21、一种权利要求13所述的方法，其中所述的污染有黄曲霉毒素的食料包括选自玉米、燕麦、杏仁和核桃一组物料中的一种。

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