CN115530315A - 一种黑木耳相关产品中残留抗生素的控制方法 - Google Patents

一种黑木耳相关产品中残留抗生素的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种黑木耳相关产品中残留抗生素的控制方法，所公开的方案包括利用脉冲强光对黑木耳相关产品进行照射处理；所述黑木耳相关产品中残留抗生素的含量大于0.05mg/kg，所述黑木耳相关产品为新鲜采摘黑木耳或黑木耳浸提液。本发明利用脉冲强光进行木耳及其浸提液处理，使得产品中的抗生素进行降解，处理后产品的品质变化小且其降解后的产物满足食品安全性要求。

Description

一种黑木耳相关产品中残留抗生素的控制方法
技术领域
本发明涉及食品安全控制技术领域，具体涉及一种黑木耳相关产品中残留抗生素的控制方法。
背景技术
抗生素是由微生物通过二次代谢自然合成或者从工业中人工合成的有机物质。近年来人类医药和兽类抗生素的使用，使大量的污染物不断地排放到自然环境中，在不同基质中都检测到人类和兽用抗生素的残留，其随畜禽粪便大量地进入农田土壤、水环境中,造成一系列的生态毒理效应,以及诱导抗性细菌和抗性基因的产生和增长。
随着消费者对黑木耳产品保健功能认识程度的提高，黑木耳产业的快速发展，出现了大规模的人工栽培黑木耳生产基地。在生产栽培中违法超范围、超剂量施用农药，抗生素、农药残留问题，重金属超标的问题日益突出。
根据现有报道，目前，木耳的抗生素残留标准还未制定，参照食用菌中抗生素的残留限定在0.05-0.20mg/kg，鲜木耳中的抗生素残留在各处均有报道，而抗生素残留超标问题对我们的危害已越来越需要控制，不但在鲜木耳阶段，也可在木耳产品的加工过程中在木耳浸提液阶段对其仍含有的抗生素残留进行降解。
现阶段，抗生素处理方法有混凝沉淀、吸附、电化学氧化、微生物降解、光催化氧化等处理方法，但都存在一定的局限性，如降解效率低、操作复杂等问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷或不足，本发明提供了一种黑木耳相关产品中残留抗生素的控制方法。
为此，本发明提供的方法包括利用脉冲强光对黑木耳相关产品进行照射处理；所述黑木耳相关产品中残留抗生素的含量大于0.05mg/kg，所述黑木耳相关产品为新鲜采摘黑木耳或黑木耳浸提液。
进一步，经脉冲强光处理后的黑木耳相关产品中抗生素含量小于等于0.05mg/kg。
可选的，所述黑木耳相关产品中残留抗生素的含量大于等于0.5mg/kg。进一步可选的，所述黑木耳相关产品中残留抗生素的含量为0.5-8mg/kg。
具体的，通过对单次脉冲能量强度、脉冲光照距离和脉冲强光闪照次数进行调整实现对黑木耳相关产品的照射处理。
具体的，所述抗生素为喹诺酮类抗生素。
本发明利用脉冲强光对黑木耳相关产品进行照射处理，产品中的抗生素残留在原有基础上降低81％，可将木耳浸提液中的抗生素残留在原有基础上降低98％；且操作简单。
附图说明
图1为本发明实施例中脉冲强光对鲜木耳中抗生素降解处理；(a)不同光照距离的脉冲强光处理对鲜木耳中抗生素降解率的影响，(b)脉冲强光处理对不同抗生素初始浓度的鲜木耳中抗生素降解率的影响，(c)不同次数的脉冲强光处理对鲜木耳中抗生素降解率的影响。
图2为本发明实施例中脉冲强光对木耳浸提液中抗生素降解处理；(a)不同光照距离的脉冲强光处理对木耳浸提液中抗生素降解率的影响，(b)不同稀释倍数的木耳浸提液受脉冲强光处理后的抗生素降解变化，(c)脉冲强光处理对不同抗生素初始浓度的木耳浸提液中抗生素降解率的影响，(d)不同次数的脉冲强光处理对木耳浸提液中抗生素降解率的影响。
图3为对比例中紫外光照对鲜木耳及其浸提液中抗生素的降解处理；(a)紫外光照处理不同时间对鲜木耳中的抗生素含量变化影响，(b)紫外光照处理不同时间对木耳浸提液中的抗生素含量变化影响。
具体实施方式
除非另有说明，本文中的术语或方法根据相关领域普通技术人员内的认识理解或采用已有方法实现。
含有抗生素的黑木耳相关产品一般是木耳栽培过程中原材料抗生素含量超标引起木耳产品中抗生素含量超标，如黑木耳浸提液(新鲜采摘的黑木耳晾干后粉碎成粉末状，所得粉末于70-85℃条件下在水中浸泡后得黑木耳浸提液)是以抗生素污染的木耳提取得到的提取液。根据行业标准，黑木耳及其相关产品中含有抗生素的最低限为0.05mg/kg。，即大于该限定的残留抗生素含量被理解为超出企业、行业、国家或国际相关标准中规定的木耳及其浸提液中抗生素的含量的最低含量。
为控制黑木耳相关产品中的抗生素含量，本发明采用脉冲强光对抗生素含量超出最低限要求的黑木耳相关产品进行照射处理，处理过程中脉冲强光对残留抗生素进行降解，起到控制抗生素的作用。
下面结合具体实施例对本发明做进一步解释说明。依据本发明的制备方案，本领域技术人员采用常规的实验方法对工艺中的脉冲光照强度、闪照次数、光照距离等相关参数或技术手段进行优化选择，以得到本发明的制备符合品质要求和食品安全的木耳及其浸提液。
喹诺酮类抗生素作为常见兽药成分，在木耳的栽培基料如木屑、麸皮中也含有其残留，过量的抗生素随木耳生长最终残留在木耳中被人食用后可能造成过敏反应、损伤器官、急性中毒等各种严重影响。除此之外，氟喹诺酮类自身性质稳定，半衰期长，比其他类抗生素具有更强的土壤蓄积能力和持久性，我国农业部也对恩诺沙星、环丙沙星等喹诺酮类抗生素做出了食用菌中最高残留限量10-500μg/kg之间的规定。以下实施例选用恩诺沙星和环丙沙星两种喹诺酮类抗生素作为黑木耳中残留抗生素的代表，但本发明并不限于这两种抗生素。
以下实施例中所用脉冲强光设备型号为：FD2000型脉冲强光设备，荷兰脉冲光BV公司。
以下实施例中恩诺沙星与环丙沙星样品使用高效液相色谱法进行检测，检测方法如下：
样品前处理：样品处理：取木耳样品约100g，用粉碎机粉碎、混匀后装入洁净的密封袋，密闭并标明编号，于干燥处保存。提取：称取1g样品置于100mL塑料离心管中，加入8mlNa2EDTA-Mcllvaine缓冲液，振荡涡旋1min，再加入17mL 5％甲酸乙腈，振荡涡旋1min，然后加入2g氯化钠、3g无水硫酸钠，迅速摇匀，振荡涡旋1min，以5000r/min离心5min，取出上清液待净化。净化：称取0.15g PSA(乙二胺-N-丙基硅烷)，并加入0.5g无水硫酸钠置于10mL离心管中，向其中加入上述离心管中的上清液5mL后充分混合，以5000r/min离心5min，吸取上清液1mL过0.22μm有机相滤膜，装瓶，于-20℃保存，供高效液相色谱测定。
色谱条件：色谱柱：C18柱4.6×150mm；流速：0.8mL/min；柱温：30℃；进样量：20μL；流动相A为乙腈，流动相B为0.7％(v/v)磷酸水溶液，等度洗脱(A相20％：B相80％)，检测器：荧光检测器。
实施例1：
本实施案例将新鲜采集的黑木耳分别在恩诺沙星和环丙沙星中浸泡，各抗生素的浸泡及脉冲强光照射方案如下：
抗生素浓度为1、2、4、8、16mg/kg的水中浸泡两小时，室温23℃，经高效液相检测各处理后样品的初始浓度，使其分别含有0.5、1、2、4、8mg/kg的抗生素。
使用脉冲强光设备处理黑木耳样品，单次脉冲能量强度为0.98J/cm2，依照表1处理批次条件，分别对鲜黑木耳进行脉冲强光处理，将处理后样品取1g进行前处理并按色谱条件参数用高效液相色谱分析。
表1
Figure BDA0003895336860000051
结果分析：
脉冲强光对鲜木耳中抗生素降解处理结果如图1所示：
图1(a)表示经脉冲强光处理后，恩诺沙星与环丙沙星两种抗生素的降解效果随光照距离变远而下降，且在光照距离为5cm时抗生素的降解效果最好，对恩诺沙星及环丙沙星两种抗生素的降解率分别可达68.26％与64.50％，随光照距离变远至25cm时，降解率仅有36.61％和29.72％，可能由于脉冲强光的能量传递距离变长，使相同光照面积下受到的光照强度产生明显降低导致对抗生素的降解效果有明显下降；
当抗生素初始浓度在0.5-8mg/kg范围内时，图1(b)表明抗生素初始浓度的升高会使脉冲强光处理的降解率下降，浓度在0.5mg/kg时恩诺沙星和环丙沙星两种抗生素的降解率能达到为63.30％和57.61％，而在抗生素初始浓度升高至8mg/kg时降解率仅分别达到44.61％和41.17％，可能是脉冲光的紫外辐射能够产生水合电子等促进有机物降解的活性粒子，因此当抗生素初始浓度较高时单位体积底物受到紫外辐射量减小，单位体积底物接触的活性粒子也相对减少，所以降解速率较低；
图1(c)表示当闪照次数从5次逐渐增加30次时，抗生素的降解率从28％增大到了80％，再次增加闪照次数对抗生素降解率变化影响不大，即闪照次数在30次时降解效果最好。
参照国标检测方法要求，对实施例1中处理批次2样品处理前后的鲜木耳的理化指标进行测定：总糖(GBT15672-2009，食用菌中总糖含量测定)、粗蛋白(GB5009.5-2016，食品中蛋白质的测定)、粗脂肪(GB5009.6-2016，食品中脂肪的测定)、粗纤维(GBT5009.10-2003，植物类食品中粗纤维的测定)、灰分(GB5009.4-2016，食品中灰分的测定)，分析脉冲强光对其品质的影响。指标测定结果如表2所示。
表2
Figure BDA0003895336860000061
注：同列右肩不同的小写字母表示具有显著差异(p>0.05)。
结果表明：由表2可得脉冲强光处理对鲜木耳中总糖含量有显著影响，相比未进行脉冲强光处理的木耳总糖含量降低约12％，但仍高于国家标准要求的总糖含量≥22％，其余理化指标如粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、灰分等在脉冲强光处理10至40次均无明显变化，且均符合GB/T 6192-2019中黑木耳的理化指标要求。
实施例2：
本实施例是将含有抗生素的黑木耳浸提液进行脉冲强光光照处理：
本实施例的黑木耳浸提产品制备方式是：新鲜黑木耳晾干，通过破壁机绞成粉末并过40目筛，称取一定量的黑木耳粉末，加50倍质量的水在80℃恒温水浴锅中浸提2h，然后用8层纱布过滤，得到1次浸提液；滤渣再加30倍质量的水，静置30min以后用同样方法得到2次浸提液；将1、2次浸提液混合，即得到所需的黑木耳浸提液。
浸提液分成多组，各组中加入不同浓度的恩诺沙星和环丙沙星；抗生素初始浓度及稀释倍数见表3。
脉冲光照处理方法为：向直径为9cm的一次性培养平皿中加入5mL上述制备的黑木耳浸提液，使液体铺满平皿底部，使用脉冲强光设备处理浸提液，单次脉冲能量强度为0.98J/cm2；依照表3处理批次条件，分别对木耳浸提液进行脉冲强光照试验探究不同因素对木耳浸提液中抗生素的降解效果，对试液样品进行前处理后用高效液相色谱分析。
表3
Figure BDA0003895336860000071
结果分析：脉冲强光对黑木耳浸提液样品中抗生素处理的结果如图2所示。
由图2(a)可得，经脉冲强光处理后，两种喹诺酮类抗生素恩诺沙星与环丙沙星抗生素均随着光照距离变远降解率有明显的下降，其中在光照距离最近为5cm时抗生素的降解效果最好，对恩诺沙星与环丙沙星的降解率分别可达86.13％与83.05％，相对直接处理鲜木耳的抗生素降解率有明显升高；
图2(b)木耳浸提液中抗生素的降解效率随木耳浸提液的稀释倍数增加而升高，即浸提液的浑浊度降低对木耳浸提液的降解效果有显著性的影响，溶液中浑浊度降低对脉冲强光处理的穿透性效果体现越明显使其对抗生素的降解效果越明显，在浸提液稀释倍数为5倍时，恩诺沙星和环丙沙星两种抗生素的降解率分别可达95.50％和94.40％；
图2(c)表明与脉冲强光处理鲜木耳相同的，抗生素初始浓度的升高使脉冲光照的降解率下降，浓度在0.5mg/kg时恩诺沙星和环丙沙星两种抗生素的降解率分别能达到88.35％和85.10％；
图2(d)表现出闪照次数在30次时降解效果明显，两种抗生素的降解率均达到98.50％以上，在40次时可达到完全降解，且闪照次数对抗生素降解效果影响较大，在光照5次至30次时抗生素的降解率可升高30％以上。
以上实施例1和2结果表明，脉冲强光对黑木耳相关产品中残留抗生素有降解作用，且降解率较高。除此之外，在利用脉冲强光对含残留抗生素的黑木耳相关产品进行照射过程中，单次脉冲能量强度、光照距离和脉冲强光闪照次数对降解效果有调控作用。具体方案中针对不同产品或不同抗生素含量的产品可采用常规的优化方法对上述条件进行调控选择，以获得较高的抗生素降解率。例如，单次脉冲能量强度为0.98J/cm2，光照距离为5cm、闪照次数在30次时对抗生素含量为0.5mg/kg新鲜木耳处理效果较理想，恩诺沙星与环丙沙星降解率最高分别可达82.80％和81.10％。
单次脉冲能量强度为0.98J/cm2，光照距离为5cm，闪照次数为30次时对抗生素含量为0.5mg/kg的黑木耳浸提液处理效果较理想，可使恩诺沙星与环丙沙星降解率达到99.17％和98.61％。
并且，实施例1和实施例2的图1-图2结果显示利用脉冲强光处理黑木耳中的不同抗生素效果也会有所区别，以上述实施例1和2所示方案为例，脉冲强光对黑木耳相关产品中恩诺沙星的处理效果优于环丙沙星。
对实施例2中表3所示处理批次2的样品处理前后木耳浸提液的理化指标进行测定：pH值(用pH计直接检测)、透光率(使用紫外可见分光光度计在254nm波长下以蒸馏水为100％测定木耳浸提液的透光率读数)、色度(用色度仪测试)等理化指标评价，分析脉冲前后木耳浸提液的品质变化。指标测定结果如表4所示。
表4
Figure BDA0003895336860000091
注：同列右肩不同的小写字母表示具有显著差异(p>0.05)。
结果表明：由表4可得脉冲强光处理对pH值无显著影响，而在脉冲强光处理30次以后浸提液透光率略微下降，相比未进行脉冲强光处理组无显著性变化(p<0.0.5)可能是由于光照使其中的抗生素等物质结构破坏导致；经脉冲强光处理30次后：ΔL为-0.52，木耳浸提液的亮度相比原木耳浸提液偏暗，Δa为+0.18，木耳浸提液偏绿，Δb为+7.39，木耳浸提液偏黄，其中L值、a值、b值相较未进行闪照处理的木耳浸提液均发生了显著性变化(p>0.05)，总体色度变化ΔE为1.51，参考色度变化范围ΔE在1～2之间表现为在淡黄色液体中肉眼可分辩的轻微色泽变暗，ΔE变化小于2使可判断该产品色度变化合格，这种变化在脉冲强光处理40次后的色度变化则更为明显。综上述，脉冲强光处理后木耳浸提液的品质变化小，色度变化同样在合格范围。
对比例：
本对比例采用紫外光照分别对实施例1、2中的鲜木耳及木耳浸提液进行紫外光照处理，对比其降解情况变化。
试验采用外接紫外光源，固定紫外光照距离5cm，紫外光波长254nm，将抗生素(恩诺沙星/环丙沙星)浓度为0.5mg/kg的鲜木耳或浸提液放入直径为9cm的一次性培养平皿中，不加入催化剂，分别对其进行紫外光照处理1、2、3、4、5h，比较紫外光照射下木耳及其浸提液中抗生素含量的变化情况,对木耳及试液样品进行前处理后用高效液相色谱分析。
结果分析：紫外光对鲜木耳及其浸提液中抗生素处理结果如图3所示。
图3(a)表明在紫外光照1～5h内，紫外光照时间的增长使抗生素的降解效果不断增高，这个趋势在光照3h后相对放缓，但总降解率变化范围只在11～19％之间变化，紫外光对抗生素的降解效果还有待改进；
图3(b)表示在紫外光照1～5h内木耳浸提液中抗生素的降解率同样随光照时间增长而升高，降解效果优于对鲜木耳的直接光照处理，最高在紫外光照5h时对恩诺沙星和环丙沙星的降解率可达33.29％和30.55％。
结果表明，不加入催化剂的木耳及浸提液在紫外照射下的抗生素降解效果并不明显，在紫外光波长为254nm，光照距离为5cm，无光敏催化剂下，紫外光照射5h对鲜木耳中恩诺沙星与环丙沙星的降解率仅分别有18.21％和17.47％，对木耳浸提液中恩诺沙星与环丙沙星的降解率也仅有33.29％和30.55％，相比脉冲光处理对木耳及其浸提液中的抗生素降解效果可提高60％以上。

Claims (6)

1.一种黑木耳相关产品中残留抗生素的控制方法，其特征在于，利用脉冲强光对黑木耳相关产品进行照射处理；所述黑木耳相关产品中残留抗生素的含量大于0.05mg/kg，所述黑木耳相关产品为新鲜采摘黑木耳或黑木耳浸提液。
2.根据权利要求1所述的黑木耳产品中残留抗生素的控制方法，其特征在于，经脉冲强光处理后的黑木耳相关产品中抗生素含量小于等于0.05mg/kg。
3.根据权利要求1所述的黑木耳产品中残留抗生素的控制方法，其特征在于，所述黑木耳相关产品中残留抗生素的含量大于等于0.5mg/kg。
4.根据权利要求1所述的黑木耳产品中残留抗生素的控制方法，其特征在于，所述黑木耳相关产品中残留抗生素的含量为0.5-8mg/kg。
5.根据权利要求1所述的黑木耳产品中残留抗生素的控制方法，其特征在于，通过对单次脉冲能量强度、脉冲光照距离和脉冲强光闪照次数进行调控实现对黑木耳相关产品的照射处理。
6.根据权利要求1所述的黑木耳产品中残留抗生素的控制方法，其特征在于，所述抗生素为喹诺酮类抗生素。
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