紫外LED冷光技術(shù)對(duì)花生油中黃曲霉毒素B1降解效果的研究

莫紫梅，陳寧周，寧 芯，王 警，王海波，韋柳敏

(1.廣西-東盟食品藥品安全檢驗(yàn)檢測(cè)中心，南寧 530021； 2.玉林師范學(xué)院 化學(xué)與食品科學(xué)學(xué)院，廣西 玉林 537000； 3.廣西油情米意科技有限公司，廣西 柳州 545007)

黃曲霉菌及其代謝產(chǎn)物黃曲霉毒素(AFT)可誘發(fā)肝癌、乳腺癌等，嚴(yán)重威脅人類的健康，還會(huì)對(duì)糧食作物、水產(chǎn)、畜牧、養(yǎng)殖業(yè)等造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1-2]?；ㄉ褪俏覈鴤鹘y(tǒng)的食用油脂，由于其營養(yǎng)價(jià)值高，含有多種不飽和脂肪酸和多酚類物質(zhì)[3]，常用于家庭烹飪中。有些食用油小作坊在原料采購、運(yùn)輸、保存到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，由于缺乏相應(yīng)的技術(shù)水平或者安全意識(shí)，生產(chǎn)的花生油存在黃曲霉毒素污染的情況不容忽視。因此，探索一種有效降解黃曲霉毒素的方法，成為迫切需要解決的問題。

目前，黃曲霉毒素的脫毒方法主要有物理法[4-14]、化學(xué)法和生物法。傳統(tǒng)食用油精煉工藝中采用化學(xué)堿液處理法去除食用油中黃曲霉毒素，但會(huì)對(duì)油脂色、香、味及營養(yǎng)成分造成不同程度的破壞和影響，而且易帶來二次污染。紫外照射技術(shù)作為一種綠色、高效的物理處理手段，在現(xiàn)代食品加工中得到越來越多的關(guān)注，其原理是由于黃曲霉毒素對(duì)紫外光的敏感性，紫外光波長短，能量大，容易破壞物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，能夠發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)[2，4-5]。目前，對(duì)紫外光降解黃曲霉毒素B1(AFB1)的研究主要是在純?nèi)軇w系、有機(jī)溶劑-水體系、花生油等體系中的實(shí)驗(yàn)室的純理論基礎(chǔ)的研究，且報(bào)道的主要是單純的紫外燈或紫外光[15-17]，在實(shí)際運(yùn)用過程中，會(huì)使油溫明顯上升，可能會(huì)導(dǎo)致食物營養(yǎng)成分的變化，故傳統(tǒng)的黃曲霉毒素降解機(jī)基本都采用水冷系統(tǒng)進(jìn)行降溫[4，18]。本文中所采用的黃曲霉毒素降解機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是采用紫外LED冷光技術(shù)，經(jīng)過其處理的花生油溫度無明顯變化，故沒有水冷系統(tǒng)。本文利用紫外LED冷光技術(shù)處理不同AFB1含量的花生油，研究紫外LED冷光照射時(shí)間、紫外LED冷光照射強(qiáng)度對(duì)花生油中AFB1的降解效果，以及對(duì)花生油酸價(jià)、過氧化值的影響，以探究黃曲霉毒素降解機(jī)的降解效果及推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

花生油：樣品1至樣品10，由廣西油情米意科技有限公司提供。

甲醇：色譜純，默克股份有限公司。超純水(電阻率為18.2 MΩ·cm)。黃曲霉毒素免疫親和柱：3CC，Romer LABS有限公司。黃曲霉毒素B1標(biāo)準(zhǔn)溶液(C17H12O6，CAS號(hào)：1162-65-8)：2 μg/mL，Romer LABS有限公司提供。

1.1.2 儀器與設(shè)備

A10Milli-Q超純水機(jī)，美國Millipore公司；XS205DU Mettler Toledo電子天平，瑞士梅特勒-托利多公司；X3R高速冷凍離心機(jī)，Thermo Fisher公司；Heidolph Multi Reax渦旋振蕩儀，德國Heidolph儀器設(shè)備有限公司；DV-B紫外強(qiáng)度光照計(jì)，北京師范大學(xué)光電儀器廠。

第六代黃曲霉毒素降解機(jī)(見圖1)：整體柜采用耐腐蝕、耐氧化、防生銹的不銹鋼材料制造，包括進(jìn)油系統(tǒng)、紫外LED冷光燈照射脫毒系統(tǒng)、出油系統(tǒng)、配電控制柜，具有功率小、油溫上升少的特點(diǎn)，廣西油情米意科技有限公司提供。

圖1 黃曲霉毒素降解機(jī)整體結(jié)構(gòu)

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 花生油中AFB1含量的測(cè)定

1.2.1.1 樣品處理

稱取1 g花生油(精確至0.01 g)于50 mL 離心管中，加入20 mL 70%甲醇-水溶液，置于渦旋振蕩儀中振蕩20 min，于10 000 r/min下離心10 min。準(zhǔn)確移取4 mL 上清液，加入23 mL 1% TritonX-100的PBS，混勻。將上述樣液移至50 mL注射器筒中，調(diào)節(jié)下滴速度，控制樣液以1～3 mL/min的速度穩(wěn)定下滴。待樣液滴完后，往注射器筒內(nèi)每次加入10 mL水，以穩(wěn)定流速淋洗免疫親和柱，洗滌2次，待水滴完后，用真空泵抽干親和柱。脫離真空系統(tǒng)，在親和柱下部放置10 mL刻度試管，取下50 mL的注射器筒，吸取1 mL甲醇洗脫親和柱，控制1～3 mL/min的速度下滴，洗滌2次，再用真空泵抽干親和柱，收集全部洗脫液至試管中。在50℃下用氮?dú)饩従彽貙⑾疵撘捍抵两桑贸跏剂鲃?dòng)相定容至1.0 mL，渦旋30 s溶解殘留物，0.22 μm濾膜過濾，收集濾液于進(jìn)樣瓶中以備進(jìn)樣。

1.2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：吸取AFB1標(biāo)準(zhǔn)溶液0.50 mL于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，質(zhì)量濃度約為100 ng/mL。溶液轉(zhuǎn)移至試劑瓶中后，在-20℃下避光保存，備用。

標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液：精取標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，用甲醇稀釋至質(zhì)量濃度分別為0.1、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0、20.0 ng/mL 的標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液。

1.2.1.3 色譜條件

AFB1含量測(cè)定參照GB 5009.22—2016。

液相色譜條件：Agilent Zorbax SB-C18色譜柱(5 μm，250 mm×4.6 mm)；甲醇-乙腈-水(體積比35∶10∶55)等度洗脫，流速0.8 mL/min；采用柱后光化學(xué)衍生法檢測(cè)，熒光檢測(cè)器檢測(cè)(λ激發(fā)=360 nm，λ發(fā)射=440 nm)；進(jìn)樣量20 μL；柱溫35℃。

1.2.2 紫外LED冷光照射時(shí)間對(duì)花生油中AFB1降解效果的考察

將AFB1含量不同的花生油置于25 mL玻璃比色管中，緊貼黃曲霉毒素降解機(jī)紫外燈(照射強(qiáng)度3 500 μW/cm2)，分別照射10、30、45、60、90、120、180、300、480、600、900、1 200 s，停止照射，取照射后的花生油，檢測(cè)其AFB1含量。

1.2.3 紫外LED冷光照射強(qiáng)度對(duì)花生油中AFB1降解效果的考察

將AFB1含量不同的花生油置于25 mL玻璃比色管中，調(diào)節(jié)比色管與紫外燈之間的距離，調(diào)節(jié)紫外光強(qiáng)度(波長254 nm)(見表1)，同時(shí)放置紫外光照計(jì)測(cè)定紫外光的強(qiáng)度，強(qiáng)度分別為3 500、1 850、1 550、1 250、750、450 μW/cm2，紫外燈照射60 s后停止照射，取照射后的花生油，檢測(cè)其AFB1含量。

表1 距離與紫外光強(qiáng)度的關(guān)系

1.2.4 花生油酸價(jià)、過氧化值的測(cè)定

酸價(jià),按照 GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》；過氧化值，按照 GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測(cè)定》。

1.2.5 AFB1降解率的計(jì)算

降解率=(紫外處理前花生油中AFB1含量-紫外處理后花生油中AFB1含量)/紫外處理前花生油中AFB1含量×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及樣品含量

按照1.2.1.2制得的標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液，在1.2.1.3條件下各進(jìn)樣3次，以AFB1質(zhì)量濃度(X)為橫坐標(biāo)，其對(duì)應(yīng)的峰面積平均值(Y)為縱坐標(biāo)，進(jìn)行線性回歸，線性回歸方程為Y=2.399×105X-3 463，相關(guān)系數(shù)r=0.999 9，表明AFB1在相關(guān)的檢測(cè)范圍內(nèi)，其質(zhì)量濃度與峰面積有良好的線性關(guān)系。各樣品按照1.2.1.1 樣品處理及1.2.1.3色譜條件測(cè)定，其AFB1初始含量見表2。

表2 各樣品中AFB1的含量(n=3) μg/kg

2.2 紫外LED冷光照射時(shí)間對(duì)花生油中AFB1降解的影響(見表3)

表3 不同紫外LED照射時(shí)間下(強(qiáng)度3 500 μW/cm2)各樣品的AFB1降解率

由表3可知，不同AFB1含量的花生油在紫外LED冷光照射不同的時(shí)間后，其AFB1含量均有所降低。除樣品3，其余9個(gè)樣品經(jīng)紫外LED冷光照射120 s，降解率都達(dá)到95%以上，且隨著照射時(shí)間延長，其降解程度趨于平穩(wěn)，說明樣品中AFB1含量在650 μg/kg以下的花生油，經(jīng)紫外LED冷光照射120 s后，其殘留的AFB1含量均能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求的花生油中AFB1含量不超過20 μg/kg的要求。而樣品3中AFB1含量很高，達(dá)1 292.9 μg/kg，經(jīng)紫外LED冷光照射120 s，其AFB1含量仍有450μg/kg，降解率僅為65.2%，需要延長照射時(shí)間，當(dāng)樣品3經(jīng)紫外LED冷光照射600 s后，其AFB1的降解率可達(dá)91.2%，而達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求的花生油中AFB1含量不超過20 μg/kg的要求，則需要照射1 200 s。由此可見，對(duì)于AFB1初始含量不同的花生油，需要不同的照射時(shí)間。

2.3 紫外LED冷光照射強(qiáng)度對(duì)花生油中AFB1降解的影響(見表4)

表4 不同紫外LED照射強(qiáng)度下(照射時(shí)間60 s)各樣品的AFB1降解率

由表4可知，不同AFB1含量的花生油在不同紫外LED冷光照射強(qiáng)度下照射相同時(shí)間(60 s)，其AFB1均有不同程度的降解,且隨著照射強(qiáng)度的降低，降解率亦隨之下降。樣品3中由于AFB1初始含量較高，在照射強(qiáng)度3 500～450 μW/cm2范圍內(nèi)，其降解率較低。

2.4 紫外LED冷光照射對(duì)花生油酸價(jià)和過氧化值的影響(見表5～表8)

表5 不同紫外照射時(shí)間下花生油酸價(jià)的變化

表6 不同紫外照射時(shí)間下花生油過氧化值的變化

表7 不同紫外照射強(qiáng)度下花生油酸價(jià)的變化

表8 不同紫外照射強(qiáng)度下花生油過氧化值的變化

由表5～表6可知，花生油經(jīng)紫外光照射不同時(shí)間后，花生油的酸價(jià)、過氧化值在10～1 200 s的紫外光照射后，較未處理樣品的酸價(jià)、過氧化值均變化不大。這與王洪健等[7]的研究結(jié)果一致，即新鮮花生油經(jīng)紫外照射20、40 min后，酸價(jià)沒有變化，過氧化值也沒有明顯的上升現(xiàn)象。由表7～表8可知，花生油經(jīng)不同紫外強(qiáng)度照射后，酸價(jià)沒有明顯變化，過氧化值亦沒有明顯變化。

3 結(jié) 論

研究表明，黃曲霉毒素降解機(jī)(紫外LED冷光技術(shù))處理花生油能顯著降低花生油中的黃曲霉毒素B1(AFB1)的含量。當(dāng)花生油中AFB1含量小于等于650 μg/kg時(shí)，花生油經(jīng)黃曲霉毒素降解機(jī)(紫外LED冷光技術(shù))處理120 s，其AFB1降解率可達(dá)95%以上，若花生油中AFB1含量大于650 μg/kg時(shí)，需要適當(dāng)延長照射時(shí)間，當(dāng)照射時(shí)間為1 200 s時(shí)，其AFB1降解率(樣品3)可達(dá)98.6%。研究發(fā)現(xiàn)，花生油經(jīng)紫外LED冷光照射不同時(shí)間及強(qiáng)度下，對(duì)花生油酸價(jià)、過氧化值的影響并不明顯。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)花生油經(jīng)1 200 s照射處理，其溫度較照射之前有略微上升，上升約5℃，而照射時(shí)間300 s以下時(shí)，油溫沒有變化。

在今后工作中，需進(jìn)一步研究紫外LED冷光技術(shù)處理的花生油的安全性以及儲(chǔ)藏期品質(zhì)指標(biāo)的跟蹤測(cè)定。