電子束輻照降解普洱茶黃曲霉毒素B1的可行性研究

肖 梅，馮 慧，陳禮怡，董紹斌，潘 琳，潘維茜，黃 強(qiáng),*

(1.四川省原子能研究院，四川 成都 610101；2.輻照保藏四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610101)

黃曲霉毒素(aflatoxin簡(jiǎn)寫(xiě)為AFT)是黃曲霉菌和寄生曲霉菌產(chǎn)生的強(qiáng)毒性的次生代謝產(chǎn)物。其中，黃曲霉毒素B1(AFB1)是毒性與致癌性最強(qiáng)的物質(zhì)，其毒性是氰化鉀的10倍，三氧化二砷(砒霜)的68倍，被聯(lián)合國(guó)列為I類(lèi)致癌物[1]，嚴(yán)重危害人體健康。

普洱茶是以云南大葉種曬青茶為原料，經(jīng)過(guò)特殊工藝制作而成的國(guó)家地理標(biāo)志性茶葉[2]。因它具有抗腫瘤、抗氧化、抗疲勞、增強(qiáng)免疫力、降脂減肥、降血糖、緩解煙毒危害等功效而受到人們的青睞。微生物是普洱茶特殊品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素。普洱茶在渥堆發(fā)酵過(guò)程中，需要人為加水提溫促進(jìn)細(xì)菌繁殖，加速茶葉熟化，去除生茶苦澀，以達(dá)到入口醇厚、湯色紅濃的獨(dú)特品性[3]，因此，發(fā)酵或儲(chǔ)存不當(dāng)，普洱茶容易受到霉菌的污染。研究表明，在售普洱茶黃曲霉素B1污染水平超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值(5μg/kg)的現(xiàn)象比較明顯[4-5]。為了解決普洱茶可能存在的食品安全問(wèn)題，結(jié)合前人的研究進(jìn)展，本研究以市場(chǎng)上隨機(jī)購(gòu)買(mǎi)的不同價(jià)位檔次的普洱熟茶為實(shí)驗(yàn)材料，利用電子束輻照處理后，分析其黃曲霉素的含量變化情況，同時(shí)分析輻照對(duì)普洱茶品質(zhì)成分的影響，為普洱茶的安全生產(chǎn)提供方法依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及處理

隨機(jī)購(gòu)買(mǎi)市場(chǎng)上存儲(chǔ)3年以上的普洱熟茶(餅茶)，高、中、低檔次(價(jià)位檔次)3種樣，按檔次將樣品敲碎混勻后用透明自封袋分裝，每份400g，每檔次樣14份。

1.2 輻照設(shè)備

本研究使用的輻照設(shè)備為四川省原子能研究院輻照中心的10mA、2.0meVGT-2型電子加速器，采用電子束輻照。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用兩因素(A為茶葉，B為輻照劑量)兩重復(fù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，A因素4個(gè)水平(A1：價(jià)格最高，存放時(shí)間為6年；A2：價(jià)格中等，存放時(shí)間為6年；A3：價(jià)格最低，存放時(shí)間為4年；A4：每千克A3外源混合濃度為0.15μg/ml的黃曲霉素200mL溶液，室內(nèi)常溫下通風(fēng)存放10天后輻照)。B因素7個(gè)水平(B1:0kgy、B2:4.5kgy、B3:6.0kgy、B4:7.5kgy、B5:9.0kgy、B6:10.5kgy、B7:12.0kgy)，在室內(nèi)常溫下進(jìn)行輻照處理，未輻照(B1)做對(duì)照(CK)。

1.4 樣品測(cè)試及內(nèi)容

樣品輻照處理好后進(jìn)行檢測(cè)分析。分析單位：四川省分析測(cè)試中心，分析內(nèi)容：黃曲霉毒素B1、茶多酚、咖啡堿。其中：黃曲霉毒素B1按食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.22-2016中的方法測(cè)定；咖啡堿按食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.139-2014中的方法測(cè)定；茶多酚含量按食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8313 2018中的方法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用DPS7.5分析軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同輻照劑量處理后普洱茶各成分的含量

茶葉樣品經(jīng)過(guò)不同劑量的電子束輻照后，其咖啡堿、茶多酚及AFB1的平均含量如表1所示?？Х葔A含量：A1>A2>A3=A4；茶多酚含量：A1>A3=A4>A2；黃曲霉素B1含量：A1、A2、A3均未檢測(cè)出，A4平均含量為2.76μg/kg。外源混合AFB1不影響普洱茶咖啡堿和茶多酚的含量變化；不經(jīng)過(guò)處理的普洱茶未檢測(cè)出AFB1，處理后的普洱茶AFB1含量有減少的趨勢(shì)。

表1 不同輻照劑量處理后普洱茶各成分的平均含量

2.2 輻照對(duì)普洱茶黃曲霉毒素B1的降解效果

外源混合AFB1的普洱茶通過(guò)不同劑量輻照，輻照后的茶葉樣品測(cè)定如圖1、表2所示。輻照后普洱茶AFB1含量與對(duì)照組差異極顯著(P<0.01)，輻照劑量7.5kgy以下與7.5kgy以上差異顯著(P<0.05)；輻照前，AFB1含量約為4.35μg/kg(降解率0%)；4.5kg下AFB1降解率為34.2%；7.5kgy下AFB1降解率為48.5%，隨后，輻照劑量增加AFB1降解率變化趨勢(shì)減緩；12.0kgy下AFB1降解率為49.2%。

圖1 不同輻照處理后普洱茶黃曲霉素B1的降解率

表2 不同輻照處理后普洱茶黃曲霉素B1含量方差分析表

前人研究表明，紫外線輻照、γ射線輻照、電子束輻照及微波輻照，均對(duì)黃曲霉素有一定的降解作用[6]；800μw.cm2的紫外光照射花生表皮80min，能使AFB1完全降解，降解產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)無(wú)毒；電子束劑量在0～50kgy時(shí)，可以有效降解玉米中的AFB1[7]；利用輻照技術(shù)可控制或消解食品中污染的黃曲霉毒素，這是因?yàn)檩椪湛梢愿淖冇卸疚镔|(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，改變其原有性質(zhì)，減少其含量。本研究通過(guò)不同劑量的電子束輻照處理含有AFB1的普洱茶，結(jié)果表明，電子束輻照能有效降解茶葉中的黃曲霉素B1，并且隨著輻照劑量的增加，降解效果越明顯。并且，輻照劑量為7.5kgy時(shí)，可以有效的降解黃曲霉素同時(shí)，也更為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。根據(jù)2006年，農(nóng)業(yè)部頒布的茶葉輻照殺菌工藝農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)表明：紅茶、黃茶、黑茶、青茶和白茶輻照劑量范圍4～9kgy，綠茶3～5kgy，花茶、速溶茶和保健茶4～8kgy[8]，與本研究結(jié)論一致。

2.3 輻照對(duì)普洱茶咖啡堿含量的影響

不同劑量輻照處理后，普洱茶咖啡堿含量與分析如表1、表3所示。輻照前高檔茶(A1)咖啡堿含量為29.1g/kg，中檔茶26.5g/kg，低檔茶23.4g/kg，隨著輻照劑量的增加，所有茶葉的咖啡堿含量均沒(méi)有明顯的變化。從表3可以看出，A因素(茶葉檔次)間存在極顯著差異(P<0.01)，表明不同茶葉檔次普洱茶咖啡堿含量有差異；B因素間無(wú)顯著性差異(P>0.05)，表明在一定的劑量范圍內(nèi)，輻照處理對(duì)普洱茶中咖啡堿含量的影響不大。

表3 不同輻照處理后普洱茶咖啡堿含量方差分析表(隨機(jī)模型)

咖啡堿是普洱茶中含量最高的生物堿，也是普洱茶特殊滋味形成的主要因素之一。本研究經(jīng)過(guò)不同劑量電子束輻照處理普洱茶，分析其咖啡堿含量發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，輻照劑量并不會(huì)明顯影響普洱茶咖啡堿的含量變化。前人研究表明，60Co-γ射線輻照后綠茶的咖啡堿含量無(wú)顯著變化[9]，與本研究結(jié)論一致；但60Co-γ射線輻照處理后，烏龍茶、普洱茶、紅碎茶中咖啡堿含量隨輻照劑量的增加逐漸降低[10-12]，與本研究結(jié)論不一致，這可能由測(cè)試以及不同的輻照方法引起的。不同檔次茶葉的咖啡堿含量不同，這可能是由于茶葉價(jià)位或者品種之間的差異所導(dǎo)致的。

A因素：茶葉檔次(A1：高檔次普洱茶；A2：低檔次普洱茶；A3：中檔次普洱茶；A4：低檔次普洱茶外源混合黃曲霉素處理)；B因素：輻照處理

2.4 輻照對(duì)普洱茶茶多酚含量的影響

不同劑量輻照處理后，普洱茶茶多酚含量與分析如表1、表4所示。輻照前，低檔茶(A3)的茶多酚含量為8.0%，高檔茶(A1)6.7%，中檔茶(A2)5.8%，隨著輻照劑量的增加，各檔茶葉的茶多酚含量均沒(méi)有明顯的變化。從表4所示，A因素(茶葉檔次)間存在極顯著差異(P<0.01)，表明不同茶葉檔次間普洱茶茶多酚含量不同；B因素間無(wú)顯著性差異(P>0.05)，表明在一定的劑量范圍內(nèi)，輻照處理對(duì)普洱茶中茶多酚含量的影響不大。

表4不同輻照處理后普洱茶茶多酚含量方差分析表(隨機(jī)模型)

茶多酚是茶水湯色和香味形成的主要原因之一，也是茶葉具有保健功能的原因之一。本研究經(jīng)過(guò)0kgy、4.5kgy、6.0kgy、7.5kgy、9.0kgy、10.5kgy、12kgy的電子束輻照處理茶葉后，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)三種茶葉的茶多酚含量均未有明顯的變化，表明在該范圍內(nèi)，輻照劑量并不會(huì)明顯影響普洱茶茶多酚含量的變化。已有的研究表明60Co-γ射線輻照處理后，普洱茶茶多酚含量沒(méi)有明顯變化[9]，與本研究結(jié)論一致；但能引起紅碎茶、綠茶、烏龍茶茶多酚含量減少[10-12]，與本研究結(jié)論不一致，這可能是因?yàn)檩椪諏?duì)不同茶葉茶多酚含量的影響存在差異。不同檔次茶葉的茶多酚含量不同，這可能是由于茶葉價(jià)位或者品種之間的差異所導(dǎo)致的。

A因素：茶葉檔次(A1：高檔次普洱茶；A2：低檔次普洱茶；A3：中檔次普洱茶；A4：低檔次普洱茶外源混合黃曲霉素處理)；B因素：輻照處理

3 討論與結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：正常情況下，市場(chǎng)上的普洱茶未檢測(cè)出黃曲霉素。陳建玲等研究廣州市場(chǎng)上存在普洱茶被黃曲霉素污染的現(xiàn)象，可能是由存儲(chǔ)不當(dāng)造成的，本實(shí)驗(yàn)所用的普洱茶中，生產(chǎn)年份最長(zhǎng)的可達(dá)6年，并未檢測(cè)出黃曲霉素。

低檔次普洱茶外源混合黃曲霉素時(shí)，利用電子束輻照可有效降解普洱茶中的黃曲霉素，隨著輻照劑量的增加，降解效果越明顯，輻照劑量7.5～12kgy時(shí)，降解趨勢(shì)減緩，因此7.5kgy更為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

在0～12kgy劑量范圍輻照，咖啡堿和茶多酚含量沒(méi)有顯著差異。另外，不同檔次(價(jià)位)的普洱茶的咖啡堿和茶多酚含量存在極顯著差異，因此普洱茶的價(jià)格并不能完全反應(yīng)普洱茶茶葉的品質(zhì)。

本研究輻照劑量范圍較小，品質(zhì)成分分析較少，可以進(jìn)一步探索劑量高于12～15kgy時(shí)，黃曲霉素B1與品質(zhì)成分的變化，同時(shí)也可擴(kuò)大樣本量與輻照機(jī)理研究。