CN107455459B - 一种用于柏子仁中黄曲霉素的辐照降解方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于柏子仁中黄曲霉素的辐照降解方法，该方法在辐照前需要对待处理的柏子仁进行粗制品处理，即将柏子仁的表面均匀包覆有含有稳定剂的玉米多孔淀粉层，然后在辐射剂量为1～10kGy的60Co‑γ射线进行辐照处理。最后，将辐照后的柏子仁反复通过乙醇浸泡和水洗，将柏子仁表面的碱木质素、玉米多孔淀粉、稳定剂清洗干净，烘干即得，同时乙醇浸泡还可进一步除去柏子仁残留的黄曲霉素。结果表明，该方法对可有效去除柏子仁黄曲霉素污染的同时，最大程度地降低柏子仁营养物质的损失，使富含油脂的柏子仁辐照前、后的脂肪酸、蛋白质等水平几乎不发生变化，且不涉及化学试剂，不存在残留问题，保证食品的安全性。

Description

一种用于柏子仁中黄曲霉素的辐照降解方法
技术领域
本发明涉及食品加工与保鲜技术领域，具体涉及一种用于柏子仁中黄曲霉素的辐照降解法。
背景技术
黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉产生的一组结构类似的二呋喃香豆素代谢产物，常见的有黄曲霉毒素B1，B2，G1，G2等，是世界公认的致癌物质，其中的黄曲霉毒素B1是目前已知的世界上最强致癌物，被WHO列为1A类致癌物，对人类健康危害极大。黄曲霉毒素纯品为无色结晶，难溶于水，易溶于油。几乎每一种果实籽粒或果实籽粒制品，在一定得温度和湿度下，都可能生长黄曲霉素。最主要的黄曲霉毒素载体是花生及一系列别的坚果子仁以及玉米、大米、大豆、谷物制品。湖北、广东等六省的调查数据显示，在我国黄曲霉毒素的污染率为75.63％，严重危害人们的健康。
柏子仁性味甘、平，归心、肝、脾经。功效：养心益智，安神，润燥，润肠通便。主治神经衰弱，惊悸，怔忪，失眠，虚烦，便秘等症。以子粗，饱满，黄白色，油性大而不泛油，无皮壳杂质者为佳。为常用中药，可作药用，也可作为食用，并在全国分布范围广，具有广泛的应用前景。但由于柏子仁富含油脂，在采集、加工、运输、贮藏过程中因保存不当易受潮霉变，污染黄曲霉毒素，大大限制了柏子仁开发利用。因此，研发一种可有效降解污染粮油中黄曲霉毒素的技术，使其黄曲霉毒素含量减少至其安全限量水平(20ng/kg)以内，缩小其进入食物链的程度，减少对人体的毒害，并且可以对污染黄曲霉毒素的粮油进行再利用，极大的减少了我国霉变粮油作物的浪费。
现有各种降解黄曲霉毒素的方法，主要有物理、化学、生物法。其中，物理法：如加热、吸附、提取、辐照等。化学法：如用臭氧、氨水、氯气、过氧化氢、甲醛处理等。生物法：如用微生物发酵原料去毒，用植物提取物抑制毒素产生等。由于化学法容易造成试剂的残留，生物法中的酶解反应复杂，不易控制，且成本较高，而物理法在处理过程中不需要加入化学药品，不会产生二次污染，且在常温常压条件下进行，工艺简单，效率较高，成为常用的黄曲霉毒素去除手段，其中以辐照最为常用。
食品辐照技术是利用γ射线、X射线以及电子束等电离辐射射线与物质作用产生的物理效应、化学效应和生物效应，达到杀虫灭菌、防止霉变以及提高食品卫生质量，保持营养品质及风味及延长货架期的目的。实验证明，辐照技术对农产品没有放射性物质污染，也没有化学物质污染。FAO/IAEA/WHO联合专家委员会研究小组指出任何食品当其总体平均吸收剂量不超过10kGy时没有毒理学危险，不再要求做毒理学实验，同时在营养学和微生物学上也是安全的。因此，辐照食品的安全性已被世界所公认，目前许多国家和地区都将食品辐照作为保藏食品的一种方法，并制定了相关的食品辐照标准。
已有研究表明，γ射线辐照可有效降低食品中的黄曲霉素含量，如公开号为CN10491310 A的中国专利申请“降解黄曲霉素的方法”，以辐照量为10kGy以内的剂量对农产品进行处理，对黄曲霉素B1的降解率最高达到59.61％。然而由于辐照会产生一定的化学效应，使食品中的蛋白质、糖类、脂肪等物质均发生不同程度的破坏，导致营养物质的损失，尤其是富含油脂类的植物果仁，其脂肪和脂肪酸被射线照射时，而不饱和脂肪容易氧化，出现脱羧、氢化、脱氨等作用。在有氧存在时，由于会发生自动氧化作用，饱和脂肪也会被氧化。辐射促进自由基的形成和氢过氧化物的分解，并使抗氧化剂遭到破坏，加速油脂的自动氧化，使油脂分子在临近羰基的位置发生分解，形成不愉快的辐照异味，降低了食品质量，限制了辐照技术的应用。因此有必要对γ射线辐照工艺进行改进，有效分解富含油脂物质的黄曲霉素的同时，避免营养物质的破坏以及产生辐照味。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黄曲霉素辐照降解方法，具体为：一种用于柏子仁黄曲霉素辐照的降解方法，该方法可有效去除柏子仁黄曲霉素污染的同时，最大程度地降低柏子仁营养物质的损失，使富含油脂的柏子仁辐照前、后的脂肪酸、蛋白质等水平几乎不发生变化，且不涉及化学试剂，不存在残留问题，保证食品的安全性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种黄曲霉素辐照降解方法，其包括以下步骤：
(1)将受到黄曲霉素污染的果仁浸泡于浓度为20～30％(m/v)的玉米多孔淀粉水溶液中，在搅拌条件下，加入6～12％(m/v)稳定剂，搅拌至溶解，加入碱木质素乙醇溶液，继续搅拌5～10min，在45℃，真空度为0.01Mpa的条件下缓慢蒸干，得果仁粗制品；
(2)将果仁粗制品置于辐照袋中，充满氮气后密封，室温下进行60Co-γ射线辐照处理，辐射剂量为1～10kGy；
(3)将经辐照处理后的果仁浸泡于乙醇溶液中处理2～4min，水洗，再次浸泡于乙醇溶液处理2～4min，水洗，如此重复3～4次，最后将果仁在低温下烘干即得。
其中，所述的碱木质素乙醇溶液中碱木质素浓度为10～15％(m/v)，乙醇浓度为75～90％(v/v)，碱木质素乙醇溶液的加入量为玉米多孔淀粉水溶液的80～100％(v/v)。
进一步地，所述的稳定剂为肌醇和乙基麦芽酚以1:4～4:1的质量比组成。
优选地，所述的稳定剂为肌醇和乙基麦芽酚以1:2～2:1的质量比组成。
优选地，所述的辐照剂量为6～8kGy。
进一步地，所述的果仁为富含油脂的果实籽粒，如柏子仁、花生仁、松子仁、杏仁等，优选地，所述的果仁为柏子仁。
此外，本发明还请求保护经黄曲霉素辐照降解方法得到的产品。
本发明黄曲霉素辐照降解方法中，在辐照前需要对待处理的果仁进行粗制品处理，即将果仁的表面均匀包覆有含有稳定剂的玉米多孔淀粉层，具体为：将玉米多孔淀粉溶解在水中，碱木质素溶解在乙醇中，在搅拌条件下，将碱木质素乙醇溶液加入到玉米多孔淀粉水溶液中，因溶解度降低，玉米多孔淀粉析出细微晶体混悬在碱木质素乙醇溶液中，在低温真空条件下缓慢蒸干，随着乙醇的挥发，碱木质素慢慢析出，附着在玉米多孔淀粉颗粒表层，将玉米多孔淀粉表面包覆一层碱木质素，最终在碱木质素的黏附作用下，待辐照的果仁表面包覆有玉米多孔淀粉层。而既可溶于水，也可溶于乙醇的稳定剂，最终随着乙醇的挥发，均匀分散于玉米多孔淀粉层，使稳定剂在整个辐照过程中均能持续有效地发挥作用。
玉米多孔淀粉具有中空的结构，淀粉颗粒表面呈蜂窝状，具有优异的吸附性能，可有效降低在密封氮气的环境中进行辐照产生的异味，同时，对柏子仁在辐照过程中产生的辐照味亦具有较佳的吸附性。使辐照后的柏子仁不具有异味，仍保持较佳的风味。所述的玉米多孔淀粉还可作为稳定剂的载体，使肌醇和乙基麦芽酚在辐照过程中保持较佳的活性，不被辐照破坏而发挥作用。所述的碱木质素除了发挥黏附作用，使玉米多孔淀粉稳定地包裹在柏子仁表面上，其本身亦具有一定的吸附性能和抗氧化性，可进一步降低辐照异味，并抑制柏子仁脂肪酸氧化分解，防止营养物质损失。
本发明以肌醇和乙基麦芽酚作为辐照稳定剂，可有效吸收辐照过程中柏子仁各个部位产生的自由基，抑制自由基与脂肪酸、氨基酸等反应生成过氧化物，抑制辐照异味的产生，同时使柏子仁辐照后仍保持较佳的质地、外观和风味。优选地，所述的肌醇和乙基麦芽酚以1:4～4:1的质量比组成时，对柏子仁辐照前后营养物质的损失较少。更优选地，两者以1:2～2:1的质量比组成时，柏子仁辐照前后的脂肪酸、蛋白质等水平几乎没发生变化，测得柏子仁油脂过氧化值(POV)和巴比妥酸值(TBARS)最低，表明以肌醇和乙基麦芽酚组成辐照稳定剂，可有效抑制脂肪氧化。
最后，将辐照后的柏子仁反复通过乙醇浸泡和水洗，将柏子仁表面的碱木质素、玉米多孔淀粉、稳定剂清洗干净，烘干即得，同时乙醇浸泡还可进一步除去柏子仁残留的黄曲霉素。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
(1)本发明辐照降解方法可最大程度降低柏子仁黄曲霉素的污染，对黄曲霉素的降解率可达到99％以上，且操作简单，不涉及化学试剂，不存在残留问题，保证柏子仁的食用安全性，同时对柏子仁的营养物质影响较少。
(2)本发明利用玉米多孔淀粉的水溶性、碱木质素的醇溶性，稳定剂的水溶醇溶性，制备稳定剂均匀分散的碱木质素包裹玉米多孔淀粉颗粒，使颗粒牢固黏附在柏子仁表面，形成玉米多孔淀粉层，可吸收辐照过程中氮气产生的异味以及柏子仁产生的辐照味，并降低柏子仁蛋白质和脂肪的分解，抑制辐照味的产生，使柏子仁辐照后仍保持较佳的质地、外观和风味。
(3)本发明以肌醇和乙基麦芽酚作为辐照稳定剂，可有效吸收辐照过程中柏子仁各个部位产生的自由基，抑制自由基与脂肪酸、氨基酸等反应生成过氧化物，对抑制脂肪氧化效果更佳。此外，将稳定剂均匀分散在玉米多孔淀粉层中，可有效避免辐照过程中稳定剂被辐照分解，从而更好地发挥作用。
具体实施方式
以下通过具体实施方式进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。
实施例1柏子仁黄曲霉素辐照降解方法
(1)将受到黄曲霉素污染的柏子仁浸泡于浓度为20％(m/v)的玉米多孔淀粉水溶液中，在搅拌条件下，加入12％(m/v)稳定剂，所述的稳定剂为肌醇和乙基麦芽酚以1:1的质量比组成，搅拌至溶解，加入含15％(m/v)碱木质素浓度为90％(v/v)的乙醇溶液，碱木质素乙醇溶液的加入量为玉米多孔淀粉水溶液的100％(v/v)，继续搅拌6min，在45℃，真空度为0.01Mpa的条件下缓慢蒸干，得柏子仁粗制品；
(2)将柏子仁粗制品置于辐照袋中，充满氮气后密封，室温下进行60Co-γ射线辐照处理，辐射剂量为8kGy；
(3)将经辐照处理后的柏子仁浸泡于乙醇溶液中处理2min，水洗，再次浸泡于乙醇溶液处理2min，水洗，如此重复4次，最后将柏子仁在低温下烘干即得。
实施例2柏子仁黄曲霉素辐照降解方法
(1)将受到黄曲霉素污染的柏子仁浸泡于浓度为30％(m/v)的玉米多孔淀粉水溶液中，在搅拌条件下，加入10％(m/v)稳定剂，所述的稳定剂为肌醇和乙基麦芽酚以1.5:1的质量比组成，搅拌至溶解，加入含10％(m/v)碱木质素浓度为80％(v/v)的乙醇溶液，碱木质素乙醇溶液的加入量为玉米多孔淀粉水溶液的90％(v/v)，继续搅拌10min，在45℃，真空度为0.01Mpa的条件下缓慢蒸干，得柏子仁粗制品；
(2)将柏子仁粗制品置于辐照袋中，充满氮气后密封，室温下进行60Co-γ射线辐照处理，辐射剂量为10kGy；
(3)将经辐照处理后的柏子仁浸泡于乙醇溶液中处理3min，水洗，再次浸泡于乙醇溶液处理3min，水洗，如此重复3次，最后将柏子仁在低温下烘干即得。
对比例1柏子仁黄曲霉素辐照降解方法
对比例1柏子仁黄曲霉素辐照降解方法的步骤与实施例1基本相同，区别在于所述的玉米多孔淀粉替换为环糊精。
对比例2柏子仁黄曲霉素辐照降解方法
对比例2柏子仁黄曲霉素辐照降解方法的步骤与实施例1基本相同，区别在于所述的稳定剂为肌醇。
对比例3柏子仁黄曲霉素辐照降解方法
对比例3柏子仁黄曲霉素辐照降解方法的步骤与实施例1基本相同，区别在于所述的稳定剂为乙基麦芽酚。
对比例4柏子仁黄曲霉素辐照降解方法
对比例4柏子仁黄曲霉素辐照降解方法的步骤与实施例1基本相同，区别在于所述的稳定剂为维生素C和乙基麦芽酚以1:1的质量比组成。
对比例5柏子仁黄曲霉素辐照降解方法
对比例5柏子仁黄曲霉素辐照降解方法的步骤与实施例1基本相同，区别在于所述的稳定剂为肌醇和茶多酚以1:1的质量比组成。
对比例6柏子仁黄曲霉素辐照降解方法
对比例6柏子仁黄曲霉素辐照降解方法的步骤与实施例1基本相同，区别在于，不添加稳定剂。
对比例7柏子仁黄曲霉素辐照降解方法
(1)将受到黄曲霉素污染的柏子仁浸泡于浓度为12％(m/v)的稳定剂水溶液，所述的稳定剂为肌醇和乙基麦芽酚以1:1的质量比组成，处理5min，在45℃，真空度为0.01Mpa的条件下缓慢蒸干，得柏子仁粗制品；
(2)将柏子仁粗制品置于辐照袋中，充满氮气后密封，室温下进行60Co-γ射线辐照处理，辐射剂量为8kGy；
(3)将经辐照处理后的柏子仁浸泡于乙醇溶液中处理2min，水洗，再次浸泡于乙醇溶液处理2min，水洗，如此重复4次，最后将柏子仁在低温下烘干即得。
试验例一、柏子仁黄曲霉素辐照降解效果评价
分别采用实施例1、2，对比例1-7的辐照降解方法对同一批柏子仁进行黄曲霉素辐照降解，然后采用高效液相色谱法检测辐照前后黄曲霉素的降解率，所述的液相条件具体为：液相色谱仪为带柱后电化学衍生的荧光检测器；液相色谱流动相为甲醇、乙腈、高纯水和溴化钾的混合溶液；分离的色谱柱为C18液相色谱柱；流动相流速为0.9mL/min；荧光检测器的激发波长为365nm，发射波长为440nm，检测时间10min；黄曲霉毒素的四个主要组成部分的出峰先后顺序为G2、G1、B2、B1。检测结果见下表1所示。
表1黄曲霉毒素降解率
由上表可知，经本发明实施例1、2辐照处理方法处理后的柏子仁黄曲霉素的降解率效果较佳，其中黄曲霉素G2、G1的降解率达100％，B2、B1的降解率达99％以上，显著优于对比例1-7辐照方法处理的效果。
对比例1-7辐照处理后的柏子仁黄曲霉素G2、G1的降解率达100％，但B2、B1的降解率均呈不同程度的减弱。由对比例1可知，以具有吸附作用的环糊精替换玉米多孔淀粉，进行辐照处理，对黄曲霉素B2、B1的降解率下降，表明环糊精与碱木质素相互作用，不能形成稳定的辐照体系。由对比例2-6可知，仅且以肌醇和乙基麦芽酚组成的稳定剂对黄曲霉素B2、B1的降解具有较佳的作用。由对比例7可知，直接使用稳定剂，而非将稳定剂均匀分散于玉米多孔淀粉层，对黄曲霉素B2、B1的降解作用减弱，表明本发明辐照降解方法可使肌醇和乙基麦芽酚在辐照过程中保持较佳的活性，不被辐照破坏而发挥作用。
试验例二、柏子仁辐照味感官评价
采用双盲法分别对经实施例1、2和对比例1-7辐照处理方法处理后的柏子仁产生的辐照味进行感官评定，评定指标分为6个等级，分别为：无异味、几乎无异味、轻微异味、有异味、异味较重、异味很重，对应的分值分别是：0、1、2、3、4、5，结果见表2所示。
表2柏子仁辐照味感官评定结果
组别 分值
实施例1 0.86±0.06
实施例2 0.93±0.09
对比例1 3.67±0.13**##
对比例2 2.38±0.17*#
对比例3 2.12±0.10*#
对比例4 2.09±0.09*#
对比例5 2.42±0.16*#
对比例6 3.72±0.15**##
对比例7 4.46±0.27**##
与实施例1比较，*P<0.05，**P<0.01；与实施例2比较，#P<0.05，##P<0.01；
由上表2可知，经本发明实施例1、2辐照处理方法处理后的柏子仁几乎没有异味，而经对比例1-7辐照处理方法处理后的柏子仁形成的辐照味均有不同程度的增加，尤其以对比例7辐照后的柏子仁味道较重，表明本发明提供的柏子仁辐照处理方法，可有效抑制辐照味的产生。
试验例三、柏子仁辐照前后营养物质的变化
分别按照国标GB/T 14489.2-2008、GB/T 5512-2008、GB/T 5514-2008对各组的柏子仁辐照前后的粗蛋白、粗脂肪、淀粉进行测定，结果见下表3所示。
表3柏子仁辐照前后营养物质的变化
由上表3可知，采用本发明实施例1、2辐照方法处理后的柏子仁营养物质水平变化不大，蛋白质、脂肪、碳水化合物的水平仅稍微降低，而采用对比例1-7辐照方法处理后的柏子仁的蛋白质、脂肪、碳水化合物的水平均有不同程度的降低，表明本发明柏子仁黄曲霉素降解方法在有效去除黄曲霉素污染的同时对辐照样品影响低，不会影响柏子仁的品质。
试验例四、柏子仁脂肪酸氧化评价
分别按照国标GB/T 5538-2005对各组的柏子仁辐照前后的油脂过氧化值(POV)进行测定，按照AOCS Cd19-90-2001直接法测定2-硫代巴比妥酸值(TBARS)，结果见下表4所示。
表4柏子仁辐照前后POV和TBARS测定结果
与辐照前比较，*P<0.05，**P<0.01。
POV值是衡量油脂氧化初产物的重要指标，其反映了油脂氧化的初级产物氢过氧化物的含量；TBARS值表示油脂中脂质氧化分解所产生的衍生物丙二醛及一些醛酮类物质的含量，POV值、TBARS值越大表明氧化程度越深。由上表4可知，采用本发明实施例1、2辐照方法处理后的柏子仁POV和TBARS增加不明显，表明柏子仁油脂的氧化程度较低。而采用对比例1-7辐照方法处理后的柏子仁POV和TBARS增加较为明显，与辐照前水平比较，均具有显著性差异(P<0.05或P<0.01)，表明对比例1-7辐照处理方法对柏子仁油脂的影响较大，降低油脂辐照氧化的效果较差。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种黄曲霉素辐照降解方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将受到黄曲霉素污染的果仁浸泡于浓度为20~30%（m/v）的玉米多孔淀粉水溶液中，在搅拌条件下，加入6~12%（m/v）稳定剂，搅拌至溶解，加入碱木质素乙醇溶液，继续搅拌5~10min，在45℃，真空度为0.01Mpa的条件下缓慢蒸干，得果仁粗制品；
（2）将果仁粗制品置于辐照袋中，充满氮气后密封，室温下进行60Co-γ射线辐照处理，辐射剂量为1~10kGy；
（3）将经辐照处理后的果仁浸泡于乙醇溶液中处理2~4min，水洗，再次浸泡于乙醇溶液处理2~4min，水洗，如此重复3~4次，最后将果仁在低温下烘干即得；
其中，所述的碱木质素乙醇溶液中碱木质素浓度为10~15%（m/v），乙醇浓度为75~90%（v/v）；
所述的碱木质素乙醇溶液加入量为玉米多孔淀粉水溶液的80~100%（v/v）；
所述的稳定剂为肌醇和乙基麦芽酚以1:4~4: 1的质量比组成；
所述的果仁为柏子仁、花生仁、松子仁或杏仁。
2. 根据权利要求1所述的黄曲霉素辐照降解方法，其特征在于，所述的稳定剂为肌醇和乙基麦芽酚以1:2~2: 1的质量比组成。
3.根据权利要求1所述的黄曲霉素辐照降解方法，其特征在于，所述的辐照剂量为6~8kGy。
4.根据权利要求1所述的黄曲霉素辐照降解方法，其特征在于，所述的果仁为柏子仁。
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