植物油中的黃曲霉消除技術

       20世紀60年代，美國東南部的一些農場，大約有 10萬只火雞不明原由地突然死亡，一時間造成了極度恐慌和不安，其震驚的程度不亞于二三年前的瘋牛癥，關于病因當時也弄不清，只得取名為X病，這就是美國聞名的“火雞X病”事件。后來經過食品、毒理和細菌學方面專家的通力合作，終于找出了引起火雞大批死亡的原因：他們從飼料玉米粉中分離出一種前所未知的由黃曲霉菌產生的毒素，命名為“黃曲霉毒素”。另報道。1974年印度西部曾發生一次急性黃曲霉毒素中毒事件。居民吃了發霉（黃曲霉菌感染）的玉米后，有397人發生急性中毒肝炎，死亡106人。還有成批的狗發生腹水和黃疸，多在2～3周內死亡。該毒素中毒的癥狀主要為發熱、嘔吐、食欲不佳，繼而出現黃疸，重者可出現腹水?？梢婞S曲霉毒素之危害嚴重性。
　　發霉的食物中的花生、花生油、玉米、大米、棉籽等最容易污染上黃曲霉素，小麥，大麥也常被污染，豆類一般污染較輕，工業化生產的發酵制品如面醬。咸肉、火腿、香腸等肉類食品，亦能受到黃曲霉菌的污染。有兩種通過膳食的攝入途徑：一是由受黃曲霉毒素(主要為B1)污染的植物性食物中攝入；二是經飼料而進入奶或乳制品(包括乳酪、奶粉等)的黃曲霉毒素(主要為M1)。不要將受黃曲霉毒素污染的飼料喂養牲畜。如黃曲霉毒素B1在奶牛體內能轉化為有致癌作用的黃曲霉毒素M1而進入牛奶，進而進入人體。所以它又是一類細胞毒素。其毒性為氰化鉀的10倍，為砒霜的68倍。誘發肝癌的能力比二甲基亞硝胺大75倍。其致癌能力是二甲基偶氮苯的900

[5]，黃曲霉毒素具有誘導突變、抑制免疫和致癌的作用。主要誘發肝癌，故它是一類肝毒素。此外，還能誘發胃腺癌、腎癌、直腸癌及乳腺、卵巢、小腸等部位的腫瘤。黃曲霉毒素作用的靶器官主要是肝臟，動物中毒以全身性出血、消化機能障礙和神經系統紊亂為特征。急性中毒表現為食欲廢絕，運動失調，排泄停止，肝炎，黃疸，肝臟充血、出血、腫大、變性和壞死，并伴有嚴重的血管和中樞神經損傷，動物中毒后幾小時至數天內死亡。慢性中毒者早期癥狀表現為食欲不佳，體重減輕，生產性能降低，胴體和蛋殼品質下降，后期出現黃疸，脂肪肝、肝損傷及抑制動物免疫機能和致癌作用。1988年國際癌癥研究總局（IARC）把黃曲霉毒素B1列為人的最強的致癌物質之一。
　　1 黃曲霉毒素的理化特性 
　　(1)黃曲霉毒素（aflatoxin）是黃曲霉、寄生曲霉和溫特曲霉的代謝產物。黃曲霉毒素是一類有相似結構的化合物，都有一個二呋呋喃結構和一個氧雜萘鄰酮（香豆素）結構。在紫外線下，根據熒光顏色Rf值及結構等分別命名B1、B2、G1、G2、M1、M2、P、Q毒醇GM等等。目前已明確結構的共有十多種，其毒素強弱取決于二呋呋喃末端有無雙鍵，其中B1、G1、M1有致癌性。其化學結構詳見圖1 [5] ，黃曲霉毒素的有關性質詳見表1。
表1    黃曲霉毒素的有關性質

* Rf°為薄層分析時的比移值，薄層材料是硅膠-G0.2mm；展開劑是氯仿—甲醇（95：5）[3]

圖1 幾種黃曲霉毒素的化學結構

　　黃曲霉毒素B1分子結構中二呋喃環上具有雙鍵在此種雙鍵部位形成的2，3-環氧黃曲霉毒素，對黃曲霉毒素B1的致癌作用極為重要。在各種黃曲霉毒素中二呋喃環上具有雙鍵的黃曲霉毒素B1、M1 和G1，容易發生環氧化反應，形成黃曲霉毒素2，3-環氧衍生物，其致癌作用較強，而不具有二呋喃環上雙鍵的黃曲霉毒素B2、G2則其致癌作用較弱，一般毒性也較低。黃曲霉毒素中以黃曲霉毒素B1致癌作用最強，其致癌機理是：由于其末端呋喃環上有一個雙鍵，經肝或其他器官的微粒體酶作用，雙鍵發生環氧化，并導致產生鎓離子，形成親電子的終致癌物，并在核酸堿基—鳥嘌呤的N-7位上反應，使DNA損傷，導致基因的結構和功能發生改變，由此構成癌腫的基礎⑴。

圖2 黃曲霉毒素活化及與堿基作用示意圖（引自朱世能，1986）

　　黃曲霉毒素耐熱，在一般烹飪加工的溫度下不易破壞，高于280°C時才會發生裂解。它在水中的溶解度較低，易溶于油和一些有機溶劑，如氯仿和甲醇，但不溶于乙醚、石油醚和乙烷。在堿性作用下，其結構中的內脂環可被破壞形成香豆素鈉鹽，該鹽能溶于水。在酸性條件下，能發生逆反應，恢復其毒性。其反應式為：

圖3   在酸、堿性條件下發生逆反應式

　　2 黃曲霉毒素的消除 
　　2.1  堿煉配合水洗法，可采用高溫淡堿工藝，初溫為75℃左右，堿液濃度為8-10°Beˊ，超量堿占油量的0.05-0.1%，終溫為90-95℃，洗滌溫度為85℃左右，洗滌水添加量占油量的10-15%，洗滌至廢水酚酞檢驗合格為止，可以使油中含黃曲霉毒素降至標準含量以下[5]。
　　2.2  吸附劑吸附法，黃曲霉毒素能被活性白土、活性炭等從油中除去，加入活性白陶土或活性炭等吸附劑，攪拌后靜置沉淀，取上層清油，毒素含量大為降低。如在含毒花生油中加入1．5％的活性白土，可使含毒量從每公斤100微克降至10微克以下。
　　2.3  化學藥品破壞法，化學藥物去毒法用一些化學制劑，如次氯酸、次氯酸鈉、過氧化氫、氨、氫氧化鈉處理等對去除黃曲霉毒素都有一定效果。在氨的作用下能使毒素內酯環裂解，達到去毒的目的，黃曲霉毒素總量減少都在93%以上。   
　　2.4 紫外線輻射法，根據紫外線的光生化反應動力學，輻射的能量以量子形式傳遞的特點。運用Bouguer-Lambert-Beer定律，即i/i0=exp(-kl)輻射強度在不同介質的穿透深度處的變化規律⑹，使油脂在密閉容器內以油層不超過20mm厚度流動通過紫外線照射區，根據黃曲霉毒素吸收紫外線最大波長的性能（詳見表1），使紫外線波長和黃曲霉毒素吸收紫外線波長范圍重合，采用大范圍波長的220-380nm的高壓汞燈紫外線大劑量的照射，將輻射的能量以量子形式傳遞，導致黃曲霉毒素結構突變、細胞死亡，破壞殺死黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2、M1、M2等都有一個糠酸呋喃結構和一個氧雜萘鄰酮（香豆素）結構；特別要破壞殺死黃曲霉毒素B1、M1 和G1中二呋喃環上的雙鍵，使其不能發生環氧化反應，形成黃曲霉毒素2，3-環氧衍生物。以達到去毒的目的。去毒率可達97-99%，能夠達到不得檢出的良好效果。
　　3 結論
　　堿煉配合水洗法，吸附劑吸附法，在一級壓榨油生產時，不經過脫膠、脫酸、脫色、脫臭等精練工藝，此方法不適宜。調和油、高級烹調油、色拉油雖然在油脂精煉中的脫膠、脫酸、脫色工序完成，黃曲霉毒素降至10微克以下，雖然達到國家標準GB2716-2005規定，花生油 、玉米胚油：≤20μg/kg (ppb) ，菜子油、大豆油、香油、葵花油、胡麻油、茶油、麻油、米糠油、棉籽油等：≤10μg/kg (ppb)，但仍達不到歐盟不同國家標準花生油≤2、4、5、8μg/kg (ppb)，香油、菜子油、大豆油、葵花油、胡麻油、茶油、麻油、玉米胚芽油、米糠油、棉籽油≤2、4μg/kg (ppb)，況且國內優秀油脂制造商已經能夠達到不得檢出的質量水平。另外經過脫毒處理的皂腳和廢水、廢白土含毒素較高，應經過安全處理，以免造成循環污染，化學藥品破壞法，雖然黃曲霉毒素總量減少都在93%以上，但有化學藥品殘留問題，又增加生產成本，有其不足之處。紫外線輻射法，用高壓汞燈紫外線大劑量的照射，有效地殺死霉菌和破壞黃曲霉毒素的化學結構，以達到去毒的目的，去毒率可達97-99%，能夠達到不得檢出的良好效果，是目前消除黃曲霉毒素最理想的方法。
　　參考文獻
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