花生品质及制油工艺对毛油和饼粕中黄曲霉毒素含量的影响
2019-04-29申泽良刘玉兰马宇翔郑婷婷宋立里
申泽良,刘玉兰,马宇翔,郑婷婷,陈 宁,宋立里
(1.河南工业大学粮油食品学院,郑州450001; 2.山东金胜粮油集团有限公司,山东 临沂 276600)
黄曲霉毒素是某些黄曲霉菌和寄生曲霉菌所产生的剧毒代谢产物[1-2],具有致畸、致癌、致突变的“三致”毒性,尤其会对肝脏造成严重毒性[3]。黄曲霉毒素为无色、发光的异向单晶体,相对分子质量为312~346,难溶于水,易溶于甲醇、乙醇、氯仿、丙酮等有机溶剂,但难溶于石油醚、正己烷和乙醚[4]。对酸和热稳定,耐高温(分解温度为268~269℃)[5]。花生在生长、收获、晾晒、加工和储藏各环节均易受到黄曲霉毒素的感染[6]。GB 2761—2017 《食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量》、GB 19641—2015《食品安全国家标准 食用植物油料》及GB 2716—2018《食品安全国家标准 植物油》中均规定花生及花生油中黄曲霉毒素B1(AFB1)限量为20 μg/kg。GB 13078—2017《饲料卫生标准》中规定花生饼粕中AFB1限量为50 μg/kg。欧盟(EU)No 165/2010条例规定直接食用的花生及其制品中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2总量(Aflatoxin total,即AFT)不得超过4 μg/kg,其中AFB1不得超过2 μg/kg。世界卫生组织(WHO)和国际食品法典(规范)委员会(CAC)规定花生及其制品中AFT含量不得超过15 μg/kg,美国的限量规定与WHO和CAC相同。日本则要求食品中AFT的限量为10 μg/kg,其中AFB1不得检出[7]。
花生油历来是我国居民喜爱的食用植物油,但一些花生油中AFB1超标一直是我国相关部门对食品安全抽查监管时容易出现的问题[8]。殷国英等[9]对246份市售食用植物油进行AFB1含量调查,发现其中花生油超标率高达11.2%。花生油制取工艺主要是压榨法和浸出法,花生仁经高温焙炒压榨可制取浓香花生油,压榨饼经正己烷浸出可提取浸出花生毛油,近年也有企业采用低温压榨工艺在制取清香花生油的同时得到蛋白质变性程度很小的食用花生饼[10]。已有的研究报道大多集中于花生储存条件对AFB1含量影响及花生油中AFB1的脱除方法。李建辉[11]研究了产地、储存条件以及种植方式对花生中AFB1含量的影响,姬宁[12]、马文文[13]、沈祥震[14]等针对碱炼、有机改性蒙脱土吸附以及紫外降解脱除花生油中AFB1进行了研究。但对于花生油加工厂收购的花生仁原料(未经过清理除杂)中AFT含量以及花生仁中AFT在不同制油工艺向花生毛油和饼粕中迁移规律的研究却鲜有报道。为实现花生油生产中AFT风险的精准防范和控制,研究花生仁原料品质及制油工艺对花生毛油和饼粕中AFT含量的影响具有重要意义。为此,本文对花生油加工厂收购的花生仁原料中AFT含量进行检测,分析其作为花生油生产原料的风险,再选取AFT含量高、中、低不同的3个花生仁样品分别进行压榨制油和浸出制油,并对花生毛油和饼粕中AFT含量进行检测,分析研究花生仁原料中AFT在制油过程向其毛油和饼粕中的迁移规律,为花生油生产中AFT风险防范和控制提供支持。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 原料与试剂
24个花生仁样品。其中样品1~样品23为不同花生油加工厂收购的花生仁原料,产地主要为河南省和山东省;样品24是花生油加工厂对花生仁原料色选后得到的变色霉变花生仁;取样时间为2017年度。
黄曲霉毒素混合标品(B1+B2+G1+G2)(纯度≥98%),美国Supelco公司;色谱级甲醇,美国VBS公司;分析纯正己烷,天津市科密欧化学试剂有限公司;分析纯氯化钠,天津市天力化学试剂有限公司。
1.1.2 仪器与设备
Waters 2695超高效液相色谱仪、Waters 2475 FLR检测器:美国Waters公司;C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm):月旭科技股份有限公司;黄曲霉毒素总量免疫亲和柱:北京康源泰博生物科技有限公司;Welch ToxinStarTM 光化学衍生器:月旭科技股份有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 花生毛油的制取
取花生仁原料100 g,除杂脱红衣后粉碎,将其放入烧杯用正己烷在50℃的水浴锅中搅拌萃取,之后将萃取液过滤,对滤液经旋转蒸发脱除溶剂得到花生浸出毛油,滤渣加热脱除溶剂后得花生浸出粕。
取花生仁原料400 g,除杂脱红衣后,在180℃条件下炒籽20 min,经液压榨油机压榨,得到热榨花生毛油和热榨花生饼。
取花生仁原料400 g,除杂脱红衣后,经液压榨油机压榨,得到冷榨花生毛油和冷榨花生饼。
1.2.2 AFT的检测
花生仁、花生毛油和花生饼粕中AFT含量的检测参考GB 5009.22—2016《食品安全国家标准 食品中黄曲霉毒素B族和G族的测定》中免疫亲和柱-高效液相色谱-柱后光化学衍生-荧光检测器法。
花生油中AFT的检测:取花生毛油5 g,加25 mL提取液(甲醇-水,体积比7∶3)提取其中AFT,再加入1 g氯化钠,促进溶解,然后高速均质2 min,4 500 r/min条件下离心10 min;取上清液10 mL加10 mL去离子水,混匀后用玻璃纤维滤纸过滤,将10 mL滤液移至注射器中,注射器连接免疫亲和柱,控制不大于2滴/s的流速滴下,用10 mL超纯水淋洗免疫亲和柱2次,除去免疫亲和柱内的杂质。用色谱级甲醇洗脱免疫亲和柱,收集甲醇洗脱液至试管中。在40℃条件下氮吹洗脱液至近干。取1 mL甲醇复溶,涡旋2 min后,过0.22 μm滤膜。将滤液收集至进样小瓶,以备进样。
花生仁、花生饼粕中AFT的检测:取25 g粉碎的花生仁或花生饼粕样品,加100 mL提取液(甲醇-水,体积比7∶3),提取其中的AFT,再加入4 g氯化钠,促进溶解,然后高速均质2 min,4 500 r/min条件下离心10 min。之后同花生油中AFT的检测。
色谱条件:流动相,甲醇-水(体积比45∶55);流速0.8 mL/min;光化学柱后衍生器;荧光检测器,激发波长360 nm,发射波长440 nm;进样量20 μL;柱温30℃。
1.2.3 数据处理
每个样品平行测定3次,最终试验数据去除异常值后,以平均值表示。所有数据均由Excel2016、Origin8.6统计分析给出。
2 结果与分析
2.1 不同花生仁样品中AFB1和AFT含量
24个花生仁样品中黄曲霉毒素组分含量的检测结果见表1。
由表1可知,24个花生仁样品均检出了较高含量的AFT,同时AFT的最主要组分是AFB1。样品1~样品23中AFB1含量为12.45~33.16 μg/kg,平均值为20.54 μg/kg,其中有8个花生仁样品的AFB1含量超过了GB 2761—2017 和GB 19641—2015中规定的20 μg/kg限量,超标率为34.78%;AFT含量为14.57~ 40.48 μg/kg,平均值为23.45 μg/kg。由此可见,作为花生油加工厂收购原料的花生仁中AFB1超标率还是很高的。样品24是对花生仁原料经色选出的变色霉变花生仁,其中AFB1含量为91.22 μg/kg,超出国标限量的近5倍,AFT含量为99.61 μg/kg,超出欧盟限量的近25倍。可见花生霉变后其中AFB1含量非常高[15],其风险和危害极大。
表1 不同花生仁样品中AFT组分含量μg/kg
注:“-”为未检出。AFB1与AFG1的检出限均为0.5 ng/mL;AFB2与AFG2的检出限均为0.15 ng/mL。
可能因年份和气候的不同,花生感染AFT的程度不同,本实验所取花生仁样品感染了较高含量的AFT。加之花生农户没有筛选和色选设备对花生仁原料进行清理脱除其中劣质的花生仁,因此会造成花生油加工厂收购的花生仁原料存在较大的AFT风险。为有效降低花生仁原料中AFT含量及防范控制AFT风险,在花生油加工厂的预处理工艺中配置色选装备以除去变色霉变花生仁是非常必要的。
2.2 不同制油工艺所得花生毛油中AFB1和AFT含量
为了明确花生制油过程原料中AFT向花生毛油中的迁移程度,评判其对花生毛油安全品质的影响,从24个花生仁样品中选取样品21、样品22、样品24,这3个样品中AFT含量分别呈低、中、高不同含量,对这3个花生仁样品分别采用热榨、冷榨、浸出工艺制取花生毛油并得到花生饼粕。对所得9个花生毛油样品进行AFB1和AFT含量检测,结果见图1、图2。
图1 不同制油工艺所得花生毛油中AFB1含量
图2 不同制油工艺所得花生毛油中AFT含量
从图1和图2可见,花生毛油中AFB1和AFT含量明显低于花生仁原料,也即在花生制油过程原料中AFB1和AFT向油脂中的迁移程度较低;不同制油工艺对花生毛油中AFB1和AFT含量的影响表现为,AFB1和AFT在浸出毛油中的含量明显低于压榨毛油,AFT在热榨、冷榨及浸出毛油中的含量分别为0.48~40.94 μg/kg、0.51~52.82 μg/kg、0.34~13.42 μg/kg,平均值分别为13.97、18.06、4.71 μg/kg,分别是原料花生仁AFT平均含量的27.10%、35.03%、9.14%。这与之前有关的文献报道结果相一致,刘玉兰等[16]发现用同一玉米胚所制取的压榨玉米毛油中AFB1含量明显高于浸出玉米毛油,这是因为AFB1在正己烷中的溶解度比在油脂中的溶解度较低所致。此外热榨毛油中AFT含量稍低于冷榨毛油,这可能与高温炒籽对花生中AFT含量造成的影响有关[17]。
原料品质对毛油中AFB1和AFT含量的影响则表现为:品质较好的花生仁样品21(AFB1含量12.45 μg/kg)所制取的热榨毛油、冷榨毛油和浸出毛油中AFB1含量分别为0.48、0.51 μg/kg和0.34 μg/kg,平均值0.44 μg/kg,为原料花生仁中AFB1含量的3.53%,其他组分未检出。色选出的霉变花生仁样品24(AFB1含量91.22 μg/kg),所制取热榨毛油、冷榨毛油、浸出毛油中AFB1含量分别为39.83、47.21、13.12 μg/kg,平均值为33.39 μg/kg,为原料中AFB1含量的36.60%。
对上述检测数据的对比分析可知,若不对花生仁原料进行色选,混有霉变花生仁的原料所制取毛油中AFB1和AFT含量会显著升高,造成花生毛油中AFB1严重超标,因此为了防范和控制花生毛油中AFB1风险,对进入制油工序之前的花生仁原料进行严格色选,高效精准脱除发霉变色的花生仁籽粒,对提高花生毛油的安全品质是非常必要和重要的。
2.3 不同制油工艺所得花生饼粕中AFB1和AFT含量
对AFT含量不同的3个花生仁样品(样品21、样品22、样品24)分别经热榨、冷榨、浸出制油,对应9个花生饼粕样品中AFB1和AFT含量的检测结果见图3、图4。
图3 不同制油工艺所得花生饼粕中AFB1含量
图4 不同制油工艺所得花生饼粕中AFT含量
从图3和图4可见,花生浸出粕中AFB1和AFT含量明显高于或相当于原料花生仁中含量,而压榨花生饼中AFB1和AFT含量明显低于原料花生仁中含量,这与花生仁中AFB1和AFT向浸出毛油中迁移程度低、向压榨花生油中迁移程度高形成明显的对应关系。3个花生仁样品制得的热榨饼、冷榨饼及浸出粕中AFT含量分别为11.82~57.96 μg/kg、9.51~52.06 μg/kg、16.67~100.00 μg/kg,平均值分别为30.25、25.83、54.62 μg/kg,分别是花生仁中AFT平均含量的58.68%、50.10%、105.96%,花生浸出粕中AFB1和AFT含量明显高于压榨花生饼,如样品22和样品24,其浸出粕中AFB1和AFT均为冷榨饼、热榨饼的2倍左右。这是因为黄曲霉毒素在正己烷中溶解度较小,且浸出粕中含油率与压榨饼相比较低[18],致使粕中有大量黄曲霉毒素残留。
品质较好的样品21,其热榨饼、冷榨饼、浸出粕中AFB1含量分别为10.10、8.64、14.56 μg/kg,平均含量11.10 μg/kg,饼粕中AFB1平均含量为原料花生仁中含量的89.16%;色选出的霉变花生仁样品24,其热榨饼、冷榨饼、浸出粕中AFB1含量分别为56.11、49.05、94.72 μg/kg,平均含量66.63 μg/kg,为原料含量的73.04%。
徐进栋等[19]对花生饼粕类饲料中黄曲霉毒素的大量检测发现,花生饼粕中黄曲霉毒素含量高是造成相应饲料中黄曲霉毒素超标的主要原因。研究发现饼粕中AFB1含量与掺入饼粕的饲料中AFB1含量及牛奶中AFM1的污染水平具有显著相关性[20-21]。可见,花生饼粕中黄曲霉毒素含量不仅直接影响到饲料中黄曲霉毒素含量,还会对动物的饲喂安全及人体健康造成危害[22]。因此,严格控制花生仁原料中黄曲霉毒素,无论对食用花生油还是饲料用花生饼粕的黄曲霉毒素风险防范和控制都是非常必要的。
3 结 论
对23个取自花生油厂的花生仁原料的检测发现,AFB1含量为12.45~33.16 μg/kg,平均值为20.54 μg/kg, AFT含量为14.57~40.48 μg/kg,平均值为23.45 μg/kg,其中8个花生仁样品的AFB1含量超过国标20 μg/kg的限量,超标率为34.78%。色选出来的发霉花生仁样品中AFB1含量为91.22 μg/kg,AFT含量为99.61 μg/kg。可见花生油厂收购的未经清理除杂的花生仁原料中AFT风险是较高的,尤其是色选下脚料花生仁中AFT含量超高。对AFT低、中、高含量不同的3个花生仁样品(样品21、样品22、样品24)分别进行低温压榨、高温焙炒压榨和正己烷溶剂浸出制油,对9个花生毛油中AFT含量的检测结果显示,热榨、冷榨及浸出毛油中AFT含量分别为0.48~40.94 μg/kg、0.51~52.82 μg/kg、0.34~13.42 μg/kg,平均值分别为13.97、18.06、4.71 μg/kg,分别是原料花生仁AFT平均含量的27.10%、35.03%、9.14%,且压榨毛油中AFB1和AFT含量均明显高于浸出毛油。用品质较好的花生仁(样品21)所制取的3个毛油中AFB1平均含量为0.44 μg/kg,仅为原料花生仁中AFB1含量的3.53%;用变色霉变花生仁(样品24)所制取的3个毛油中AFB1平均含量为33.39 μg/kg,为花生仁中AFB1含量的36.60%,含量为国标限量1.7倍。样品21、样品22、样品24分别经热榨、冷榨、浸出制油后其相应的花生热榨饼、冷榨饼及浸出粕中AFT含量分别为11.82~57.96 μg/kg、9.51~52.06 μg/kg、16.67~100.00 μg/kg,平均值分别为30.25、25.83、54.62 μg/kg,分别是花生仁中AFT平均含量的58.68%、50.10%、105.96%,花生浸出粕中AFB1和AFT含量明显高于压榨花生饼,AFB1和AFT在花生饼粕中的迁移量和富集程度明显高于花生毛油。综上,在花生油加工过程优选花生仁原料并严格进行色选,是防范和控制花生毛油和饼粕中AFT风险的关键。