苦蕎中黃曲霉毒素的控制及去除方法

鄭飛　林巧　鞏發(fā)永　肖詩明

摘 要 主要介紹了苦蕎中黃曲霉毒素的控制以及去除方法?？嗍w中的黃曲霉毒素主要通過種植、收獲、貯運、加工4個環(huán)節(jié)進行控制。在去除這一方面，對于已經產生了的黃曲霉毒素，去除方法主要有生物、化學、物理3大方法。

關鍵詞 苦蕎；黃曲霉毒素；控制；去除

中圖分類號：R284 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）30--03

1 黃曲霉毒素

黃曲霉毒素（Aflatoxins，AFT）是寄生曲霉菌和黃曲霉菌污染了食物后生長并繁殖產生的毒素，是一類化學結構類似的化合物，其基本結構均含有一個雙氫呋喃環(huán)和一個氧雜萘鄰酮。它難溶于水、己烷、石油醚，在水中的最大溶解度只有100 mg，可溶于甲醇、乙醇、氯仿、丙酮及二甲基甲酰等有機溶液，耐高溫，通常加熱處理對其破壞很小。在堿性條件下，黃曲霉素極容易降解；紫外線輻照也易使黃曲霉素降解從而失去毒性，但此反應為可逆反應，即在酸性條件下黃曲霉毒素復原。世界衛(wèi)生組織（WHO）的癌癥研究機構在1993年將AFT劃定為一類致癌物[1]。許多國家、地區(qū)都對農產品及各種食品中的黃曲霉毒素含量做出了限量的要求。如歐盟規(guī)定了食品中AFB1的最高限量為2 μg/kg，花生、谷物、果脯和堅果中（AFB1+AFG2+AFG1+AFB2）的總量為4 μg/kg。

2 苦蕎中黃曲霉毒素的主要控制

苦蕎被AFB1侵染的途徑是多種多樣的，包括種植環(huán)節(jié)、收獲環(huán)節(jié)、貯藏與運輸環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)等。而適宜黃曲霉菌的生長溫度為12～42 ℃，最適溫度是33 ℃，適宜產毒溫度一般為24～28 ℃，適宜生長的相對濕度為80%～85%，生長的最低水分活度是0.78，最適宜的水分活度是 0.93～0.98。因此，對苦蕎黃曲霉毒素的控制主要從以下幾方面進行分析。

2.1 種植期的控制

首先，選用分枝多，結籽集中、結籽早、結實率高、抗寒力強、產量高的苦蕎種。在播種前期，進行2～7 d曬種，殺滅細菌，選種之后，去小、去雜、去秕，為了提高種子的發(fā)芽率，用40 ℃溫水浸種10 min。其次，避免種子處于35 ℃以上高溫、13%含水量的環(huán)境條件下，防止苦蕎被黃曲霉污染的問題發(fā)生，密封保存。由于苦蕎麥最適宜的土壤含水量為16%～18%（相當于田間持水量的60%～70%）。調節(jié)田間土壤溫度和濕度，保持群體通風透氣性、調整作物種植密度，通過合理的排灌來保持土壤水分（使田間持水量最好保持在40%～70%）和調節(jié)土壤溫度，在收獲前21～35 d內適當的灌溉，可以防止作物遭受干旱脅迫，起到降低收獲前黃曲霉毒素污染的作用。生產試驗證明，適宜667 m2播量3.5～4 kg，保苗14萬～16萬株/667 m2。播深3～4 cm，覆土厚度一般為3 cm，如超過3 cm則出土較為困難。通過以上措施可減少黃曲霉毒素對苦蕎的污染。

2.2 適時收獲

掌握不同作物生長發(fā)育特性，明確成熟期的特征，適當時候收獲。采取良好的收獲方式，防止收獲時作物果實受到損傷或破裂。選擇適宜的收獲時間，在陰雨天時避免收獲。對于剛收獲的作物（新鮮的玉米穗、苦蕎穗和花生莢果等），要攤開晾曬，避免堆放，將其含水量迅速的降到安全儲藏限度以下。如收獲時遇到持續(xù)的陰雨天氣，在有條件的地區(qū)，要及時采取相應的干燥處理，以免黃曲霉菌的產生。收時最好在陰雨天或濕度大的清晨到上午11：00前，然后在田間曬4～5 d至含水量小于12%，避免苦蕎粒在這期間受到黃曲霉毒素的污染以及受到落粒和鼠獸危害。

2.3 貯運

一般苦蕎籽粒的含水量降至12%以下才可入庫貯存。在裝運時，黃曲霉很容易污染苦蕎籽粒。因此，在雨雪天氣盡量不裝箱，如若要裝箱應做好防潮工作，在裝箱的時候多加些紙墊板。在長途運輸的時候，苦蕎在潮濕和高溫環(huán)境中極易發(fā)霉，會產生黃曲霉毒素，為防止發(fā)霉，可使用防霉劑對其進行防霉。黃偉、諶先明[2]提出常用的防霉劑有丙酸或其鹽、山梨醇及其鹽類、雙乙酸鈉、延胡索酸等，其中以丙酸或其鹽應用最廣泛。但這類防霉劑需在pH<5時才有抑菌效果。他們對飼料進行試驗后，有些防霉劑（如雙乙酸鈉）不僅可防止霉變，還可以改善飼料的適口性。因此，要盡可能保證苦蕎處于低溫、干燥的貯運環(huán)境，以減少黃曲霉對苦蕎的污染。

2.4 加工

苦蕎在加工過程容易產生黃曲霉，然而，加工過程中控制苦蕎中黃曲霉毒素產生的關鍵環(huán)節(jié)將苦蕎中的霉粒、蟲蝕粒等不完善粒挑揀剔除。因此，苦蕎原料的挑選過程至關重要。對于少量苦蕎原料可以通過人撿，挑選，篩選等方法將苦蕎原料中的不完善籽粒撿出，保留新鮮飽滿的苦蕎粒，然后將挑選出來的不完善籽粒使用水洗、浸泡、吸附劑等方法進行去毒后加工，以減少黃曲霉對苦蕎制品的污染。用石灰乳水、純堿水浸泡苦蕎粒2～3 h，然后用清水沖洗至中性，2 h候烘干，去毒效果可達60%～90%。

3 苦蕎中黃曲霉毒素的去除方法

黃曲霉毒素對苦蕎的安全性的影響很大，根據黃曲霉毒素的理化特性，對黃曲霉毒素的去除可用的主要方法有物理、化學和生物方法。

3.1 物理方法

3.1.1 吸附法

吸附法是指為達到去除黃曲霉毒素的目的向樣品中添加吸附劑的一種方法。常用吸附劑為蒙脫石、水合硅鋁酸鈣鈉鹽、活性炭、黏土和膨潤土等。張國輝[3]等將水合鋁硅酸鈉鈣、沸石、活性炭等加入到飼料中，最終使大部分黃曲霉毒素被吸附，甚至接近不含黃曲霉毒素飼料的水平。齊德生[4]等人證實了蒙脫石在pH值為8.0、2.0時對AFB1的吸附量分別達到了628.9、613.5 μg/g，所以吸附劑可以有效降低黃曲霉毒素含量。

3.1.2 輻射法

輻射法主要分為非離子輻射和離子輻射，主要的離子輻射是紫外線，能有效地破壞黃曲霉毒素的化學結構，對毒素和霉菌都有較大的殺傷力，用高壓汞燈紫外線大劑量的照射能去除97%～99%的霉菌毒素。2006年，達文政[5]報道經過射線輻照處理能夠使黃曲霉素變性，毒性減弱。Guilherme Prado等研究報道，10 kGy輻照處理時，可使花生中AFB1完全失活，超過20 kGy能使55%～74%的AFB1被降解。2004年，Aziz[6]等研究表明，4 kGy輻照處理時，玉米、鷹嘴豆和花生中60.8%～66.7%的AFB1被降解；6 kGy輻照處理時74.3%～76.7%的AFB1被降解。黃曲霉毒素經非離子和離子輻射后，可發(fā)生分解而轉變成無毒或毒性較小的中間產物。

3.1.3 高溫法

黃曲霉毒素的分解溫度是237～306 ℃。用高溫加熱法能破壞部分黃曲霉毒素，其降解程度與食品的濕度、加熱時間和達到的溫度、食品被黃曲霉毒素污染濃度、離子濃度和pH位等因素有關，相對濕度高，有助于毒素分解，是因為水有利于打開黃曲霉毒素的內酯環(huán)，從而形成羧酸被分解。Rustom[8]等研究了不同加熱溫度、加熱時間和不同pH值對含黃曲霉毒素的飲料、花生致突變作用影響，結果表明，當pH為8.0的時候，加熱不能使致突變作用有效降低，而溫度130 ℃加熱20 s、pH為10.2和121 ℃加熱15 min、pH值10.2分別使致突變作用降低了78%和88%，可能的原因是黃曲霉毒素內酯環(huán)在堿性條件下更有利于打開。

3.2 化學方法

3.2.1 堿處理

因為黃曲霉毒素遇堿能夠迅速分解，因此在氫氧化鈣、氫氧化鈉等堿性物質作用下，其內酯環(huán)被打開后，形成氧雜萘鄰酮（俗稱香豆素），從而使黃曲霉毒素毒性消失。如果在數次的過氧化氫、氯氣、氯酸鈉等氧化劑的誘導作用下，黃曲霉毒素分子結構上的某些基團如SO32-會與二氫呋喃環(huán)的15和16位結合，致黃曲霉毒素毒性消失，而該方法并不破壞黃曲霉毒素的內酯環(huán)。目前最常用來除去毒性的化學方法是運用亞硫酸氫鈉溶液或石灰水處理。毛勝風[8]等的研究認為，殼聚糖金屬鹽系列防霉劑是一種極有前途的高效低毒防霉劑，其可以有效抑制黃曲霉的生長。

3.2.2 臭氧熏蒸法

臭氧熏蒸法是由化學和物理氧化雙重作用的一種脫毒方法。臭氧具有極強的強氧化性，通過破壞黃曲霉毒素分子結構中的雙鍵，從而達到降解黃曲霉毒素的作用。HIDE0 MAEBA[9]等人研究了臭氧對黃曲霉毒素的去毒效果，發(fā)現臭氧對AFG1和AFB1有很好的去毒效果，而AFG2和AFB2對臭氧較為不敏感。Alfredo用臭氧對玉米中的黃曲霉毒素進行處理，并且對其降解產物進行分析，用12～13wt%臭氧處理10 kg（10 μg/kg AFT）的玉米樣品，黃曲霉毒素被徹底降解，雙向薄層色譜結果顯示產生了七種中間產物，HPLC分析色譜圖中出現了6個主要的色譜峰，利用基質輔助激光解吸電離質譜分析出幾種分子量大于AFB1的物質；用14C標記AFB1，通過液體閃爍計數器測定物質放射性，發(fā)現臭氧處理后極性物質和水溶液中放射性增強，表明有極性和水溶性降解產物生成，推測可能是臭氧破壞了C8，9雙鍵，并將AFB1轉化為醛類物質。

3.3 生物方法

3.3.1 微生物降解

微生物降解是很多微生物，包括細菌、霉菌、酵母菌、藻類和放射菌等利用某些微生物的生物轉化作用使黃曲霉毒素降解，使黃曲霉毒素解毒，轉變成毒性很低的物質的過程。德特羅伊等曾報道，匍匐梨頭霉（Absidia repens）、灰藍色毛霉（Mucorgriseo-cyanus）能夠將黃曲霉毒素B1，轉變成一種毒性低18倍的物質，從而達到去除黃曲霉毒素的目的。Corsetti[10]等研究發(fā)現，舊金山乳桿菌CBI（L.sanfrancisco）抑制了曲霉等霉菌的生長是由于其合成的短鏈脂肪酸。一些乳桿菌、雙歧桿菌和鏈球菌還可直接降解食品中的黃曲霉毒素。

3.3.2 酶的降解

酶的降解主要是利用酶的專一親和性，使黃曲霉毒素高效地催化、降解為無毒化合物或者小分子無毒物質而達到去毒的目的。吳肖[11]等用一種酶將花生粕水解后，使微溶于水的黃曲霉毒素從結合的疏水性氨基酸殘基上充分游離，然后過濾，截留住大部分的黃曲霉毒素而使黃曲霉毒素的含量顯著下降。但實際應用中，由于酶不耐熱，在苦蕎產品的制作過程，尤其苦蕎籽在高溫過程中易于失活，限制了酶的作用發(fā)揮。

4 總結

近年來，通過不斷地研究和發(fā)展，人們已經從各個學科領域了解并獲得了黃曲霉及黃曲霉毒素的信息。對其控制及去除的研究很多，在控制方面，主要是對苦蕎種植、收獲、貯藏與運輸、加工等環(huán)節(jié)進行控制；在去除方面，目前發(fā)現的主要有物理、化學、生物學等方法，會使產品中的黃霉菌毒素不同程度的失活或去除；隨著生物技術的發(fā)展，商品化的“黃曲霉毒素解毒酶”也漸漸被發(fā)現，但目前以上的任何一種方法都有一定的局限性，都不可能完全有效的去除黃曲霉毒素。為了解決黃曲霉毒素對苦蕎的污染問題，還要繼續(xù)研究并發(fā)揮科學技術的力量，爭取將黃曲霉毒素從苦蕎中消除，減少它對人類的危害。

參考文獻

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（責任編輯：劉昀）