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油脂工艺
储存条件对玉米胚及粕和毛油中呕吐毒素含量的影响
 
所属分类:油脂工艺   阅读:1074   日期:2017-03-29
字号:
 
摘要:将不同水分含量(5.03%、9.07%、11.82%、17.97%)的玉米胚在25℃、相对湿度45%条件下储存30d,将9.07%水分含量的玉米胚在25℃,不同相对湿度(75%、85%、95%)条件下储存30d,取不同储存时间的玉米胚样品检测其水分、粗脂肪及呕吐毒素(DON)含量,并检测玉米胚提取油脂后所得玉米粕和毛油中DON含量,分析储存条件对玉米胚及粕和毛油中DON含量的影响。结果表明:储存期间,低水分含量(5.03%和9.07%)玉米胚霉变较轻,粗脂肪含量变化较小;高水分含量(11.82%和17.97%)玉米胚霉变程度逐渐加深,粗脂肪含量分别下降1.21、2.74个百分点;不同水分含量玉米胚DON含量为160.9~489.5μg/kg,其粕中DON含量为200.2~340.6μg/kg;相对湿度为75%时,玉米胚品质无明显变化;相对湿度为85%和95%时,玉米胚品质劣变显著,其粗脂肪含量分别降低1.93、3.87个百分点,玉米胚DON含量148.3~484.7μg/kg,其粕中DON含量270.6~439.6μg/kg;不同储存条件下得到玉米油中均未检出DON;玉米胚及粕中DON含量均低于国标1000μg/kg的限量。
  玉米胚是玉米深加工的副产物,占玉米籽粒质量的10%~15%,其中粗脂肪含量高达35%~47%,富含蛋白质等多种营养成分,是一种很好的油料资源。玉米胚呼吸强度大,吸湿性强,相对于玉米籽粒更易受霉菌危害,尤其在适宜的温湿度条件下,霉菌生长代谢旺盛,产生霉菌毒素(如呕吐毒素、玉米赤霉烯酮等)。
  
  呕吐毒素(DON)主要是由禾谷镰刀菌等产生的有害次级代谢产物。人食用被DON污染的食物会产生头疼、恶心、腹疼等急性中毒症状,动物食用被DON污染的饲粮会产生呕吐、腹泻、拒食等症状,高剂量的DON会导致免疫抑制从而发生循环性休克甚至死亡。
  
  DON属于田间霉素,在作物收获前污染最明显,但也不能排除作物收获后毒素产生的可能。不同的储存条件下谷物产生DON等毒素的情况有所不同。程芳等研究了不同含水率玉米在温度为20、25、30、35℃及相对湿度70%~80%、80%~90%、≥90%条件下储存过程中霉菌变化动态,结果表明玉米含水率不同,其优势霉菌不同。其中玉米含水率为10.04%和14.72%时,优势霉菌为青霉属和曲霉属;玉米含水率为19.41%时,优势霉菌为曲霉属中灰绿曲霉和黄曲霉。田昕等研究发现密闭缺氧的环境中,不同含水量花生粕和豆粕的霉菌生长规律存在显著差异,含水量与禾谷镰刀菌的生长极显著相关(P<0.01),与青霉、局限曲霉的生长显著相关(P<0.05)。李俭等研究表明,发霉玉米籽粒中DON含量要明显高于外观完好的籽粒,但DON含量与玉米生霉粒含量之间没有明显的相关性。
  
  此外,玉米胚的发热霉变还会使玉米油和玉米粕的品质变差,影响其食用和饲用品质。对玉米籽粒储存过程中品质变化的研究报道有很多,但对于玉米胚储存期间品质变化和真菌毒素含量变化的研究报道却很少。因此,本文希望通过对储存条件对玉米胚及粕和毛油中DON含量的影响的研究,为制定合理的玉米胚安全储存条件、消减DON对玉米胚及加工产品的不利影响,以及提高玉米胚资源的高效利用提供技术支持。
  
  1材料与方法
  
  1.1试验材料
  
  1.1.1原料与试剂
  
  玉米胚,取自玉米油加工厂。呕吐毒素免疫亲和柱,月旭科技(上海)股份有限公司;真菌毒素多功能净化柱12165001B,美国Agilent公司;呕吐毒素标准品(纯度≥99%),Sigma-Aldrich公司;甲醇(色谱纯)、乙腈(色谱纯),美国生物VBS公司。
  
  1.1.2仪器与设备
  
  WS250Ⅱ恒温恒湿培养箱,上海树立仪器仪表有限公司;Waters2695高效液相色谱仪(含紫外检测器)、SunFire?C18色谱柱(250mm×4.6mm,5μm),美国Waters科技有限公司;LD5-10台式低速离心机,北京京立离心机有限公司;MTN-2800W氮气浓缩装置,天津艾特赛恩斯仪器有限公司;FLUKOFM200均质机,上海弗鲁克;AL204型电子分析天平,梅特勒-托利多仪器有限公司。
  
  1.2试验方法
  
  1.2.1玉米胚样品的水分调节
  
  原料玉米胚水分为5.03%。调节水分含量得到4组不同初始水分含量(5.03%、9.07%、11.82%、17.97%)的玉米胚样品各1200g,分别以玉米胚1、玉米胚2、玉米胚3、玉米胚4标识;另取水分含量为9.07%玉米胚,分为3组,每组1200g,分别以玉米胚5、玉米胚6、玉米胚7标识。
  
  1.2.2样品的分装储存及油脂提取
  
  将玉米胚1、玉米胚2、玉米胚3、玉米胚4样品各均分为6份,每份200g,分别储存在敞口容器中,在25℃、45%相对湿度的条件下储存30d,期间每隔6d每组各取1份玉米胚样品;取玉米胚5、玉米胚6、玉米胚7样品各均分为6份,每份200g,分别储存在敞口容器中,在25℃及75%、85%、95%相对湿度的条件下储存30d,期间每隔6d每组各取1份玉米胚样品;观察所取玉米胚样品的色泽、散落性、霉变程度等,并记录。
  
  将玉米胚样品粉碎过20目筛,取筛下物120g用正己烷萃取,对脱脂粕脱溶和干燥得到玉米粕;对混合油旋蒸脱溶干燥得到玉米油。以玉米粕1、玉米粕2、玉米粕3、玉米粕4、玉米粕5、玉米粕6、玉米粕7分别对应玉米胚1~玉米胚7所提取的玉米粕。以玉米油1、玉米油2、玉米油3、玉米油4、玉米油5、玉米油6、玉米油7分别对应玉米胚1~玉米胚7所提取的玉米油。
  
  1.2.3玉米胚的主要指标测定
  
  水分含量测定参照GB/T5497—1985《粮食、油料检验水分测定》(105℃恒重法);粗脂肪含量测定参照GB/T5512—2008《粮油检验粮食中粗脂肪含量测定》;粗蛋白质含量测定参照GB/T14489.2—2008《粮油检验植物油料粗蛋白质的测定》。
  
  1.2.4玉米胚和玉米粕中DON含量测定
  
  DON含量测定及色谱条件参照GB/T23503—2009《食品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的测定免疫亲和层析净化高效液相色谱法》。原料粉碎后过20目筛,称取(12.50±0.10g)筛下物于均质杯中,加入提取液高速均质2min,转移至离心筒中,在5000r/min条件下离心5min。取上清液过免疫亲和柱净化后收集柱后液,40℃氮吹吹干。1mL甲醇-水(体积比20∶80)复溶,过0.22μm有机滤膜,进高效液相色谱检测。该方法在DON添加量为500~2000μg/kg时,回收率在70%~100%,符合GB/T23503—2009要求。
  
  1.2.5玉米油中DON含量测定
  
  玉米油中DON含量测定及色谱条件参照GB/T23503—2009高效液相色谱法。
  
  充分混匀玉米毛油,称取(5.00±0.01)g于30mL螺盖试管中,加入乙腈-水(体积比80∶20)混合溶液20mL,涡旋3min,超声提取5min,在-20℃条件下冷冻8min,取出后5000r/min离心5min。取上清液6mL上样于多功能净化柱,控制净化柱流出液的流速约2滴/s,准确吸取5mL柱后液于玻璃试管中,40℃氮吹吹干,用1mL甲醇-水(体积比20∶80)复溶,过0.22μm有机滤膜,进高效液相色谱检测。
  
  2结果与讨论
  
  2.1玉米胚储存过程中的品质变化
  
  2.1.1玉米胚储存过程水分含量的变化
  
  将不同初始水分含量的玉米胚在25℃、45%相对湿度条件下储存,其水分含量随储存时间变化见图1,将9.07%水分含量的玉米胚在25℃及75%、85%、95%相对湿度条件下储存,其水分含量随储存时间变化见图2。
  
  由图1可见,在温度25℃、相对湿度45%的条件下,玉米胚1的水分含量随着储存时间的延长变化不大,玉米胚2、玉米胚3和玉米胚4的水分含量随着储存时间的延长有所下降,玉米胚2的水分含量由9.07%降至6.83%,玉米胚3的水分含量由11.82%降至8.53%,玉米胚4的水分含量由17.97%降至10.82%,玉米胚水分含量下降可能是由于玉米胚为敞口储存,环境的相对湿度较低,容器上层玉米胚发生解吸现象所致,在其储存期间也可发现,玉米胚3和玉米胚4发生霉变的部位主要位于容器中下部。

  
  由图2可见,在不同相对湿度条件下,玉米胚的水分含量变化不同。玉米胚5的水分含量在储存期间略有下降,由9.07%降至7.03%,玉米胚6和玉米胚7的水分含量先下降后又略微升高,这与玉米胚储存期间环境条件和微生物活动的不同相关。
  
  2.1.2玉米胚储存过程粗脂肪含量的变化
  
  对储存期间的不同玉米胚样品进行粗脂肪含量的测定,不同初始水分含量玉米胚粗脂肪含量变化见图3,不同相对湿度条件下玉米胚粗脂肪含量变化见图4。
  
  由图3可见,较低初始水分含量的玉米胚1和玉米胚2粗脂肪含量在储存期间变化不大,其粗脂肪含量在44%上下波动。较高初始水分含量的玉米胚3和玉米胚4随着储存时间的延长,其粗脂肪含量逐渐降低,至30d时,玉米胚3、玉米胚4的粗脂肪含量分别下降了1.21、2.74个百分点。
  
  由图4可见,在75%相对湿度条件下,玉米胚5的粗脂肪含量变化不大,较高相对湿度条件下的玉米胚6和玉米胚7随着储存时间的延长粗脂肪含量分别下降了1.93、3.87个百分点。由此可以看出,不良储存条件会导致玉米胚发生霉变,粗脂肪含量降低,品质变差。

  
  玉米胚1、玉米胚2及玉米胚5在30d的储存时间内并未发生霉变或霉变很轻,玉米胚3和玉米胚6,玉米胚4和玉米胚7在储存中后期均发生严重霉变,而霉菌的生长和繁殖会分解消耗部分脂肪,产生甘油及高级脂肪酸等物质,从而导致玉米胚粗脂肪含量的降低。
  
  2.1.3玉米胚储存过程中感官品质的变化
  
  玉米胚在储存过程中,其感官品质的变化也各有差异。在25℃、45%的相对湿度条件下,玉米胚1储存至30d时仍未发现有霉变现象,其颜色与原料相比无明显差别,且散落性良好;玉米胚2储存至24d时,玉米胚颜色未变化,但底部出现轻微结块现象,散落性变差;玉米胚3储存至12d时发现有明显霉变现象,出现青绿色菌落,散落性变差,并伴有霉变气味,至30d时,玉米胚霉变加深,底部结块严重,有黑色杂菌生长;玉米胚4储存至6d时即发现有霉变现象,并随着储存时间的延长霉变程度加深,至30d时,玉米胚严重霉变、结块,且有较多黑色菌落。初始水分含量为9.07%的玉米胚在不同相对湿度条件下储存,其感官品质也发生了不同程度的变化。玉米胚5在储存期间未发生霉变;玉米胚6在12d时发生霉变,主要为青绿色霉菌,随着储存时间延长,霉变加深,并逐渐出现黄色和黑色菌,玉米胚结块,散落性变差;玉米胚7在6d时就开始霉变,且青色、黑色、黄色菌落同时出现,随着储存时间延长,霉变程度加深,霉变气味严重,且青色霉菌为主要优势菌。
  
  2.1.4玉米胚储存过程中DON含量的变化
  
  不同初始水分含量的玉米胚DON含量变化见图5,不同相对湿度条件下玉米胚的DON含量变化见图6。

  
  由图5可见,在30d的储存期间内,玉米胚1、玉米胚2、玉米胚3和玉米胚4在0~18d内,DON含量的增幅很小;到24d时,4种玉米胚样品中DON含量(345.6、420.1、489.5μg/kg和457.9μg/kg)均显著上升;储存30d时,DON含量分别下降至187.2、180.4、171.6μg/kg和160.9μg/kg。4种玉米胚样品中DON含量变化趋势一致,其中玉米胚1在储存时间30d内DON含量增幅较小,可能原因是玉米胚1中水分含量较低(5.03%),从而抑制镰刀菌烯醇和DON的产生。
  
  由图6可见,不同相对湿度条件下玉米胚在储存过程中,玉米胚5、玉米胚6和玉米胚7中DON含量水平整体变化趋势一致。0~6d内,DON含量基本不变;6~12d内分别增加到473.3、275.3μg/kg和390.4μg/kg;12~18d内,分别下降至239.90、243.5μg/kg和271.4μg/kg;18~24d内,各自上升至247.8、398.7μg/kg和484.7μg/kg;储存至30d时,DON含量分别下降至157.1、195.8μg/kg和148.3μg/kg。
  
  由图5和图6可见,不同水分含量和不同相对湿度条件下,玉米胚中DON含量分别在160.9~489.5μg/kg和148.3~484.7μg/kg范围内上下波动,其平均含量分别为260.77μg/kg和254.81μg/kg。其含量均低于GB2761—2011《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》所规定谷物及其制品——玉米、玉米面(渣、片)中DON限量为1000μg/kg及欧盟(EU,2006)中规定玉米、谷物中DON限量为750μg/kg。
  
  由此可见,玉米胚在储存过程中会发生不同程度的霉变,但其DON含量并没有大幅度的上升,而是在小范围内波动变化,这可能是因为在不同储存条件下,引起玉米胚霉变的不同霉菌的数量不同和霉菌之间的拮抗作用造成的。有研究报道,玉米储存过程中引起霉变的主要是曲霉属和青霉属,少量镰刀霉属和根霉属,且随着水分含量增高,灰绿曲霉和黄曲霉会逐渐代替青霉和镰刀霉属,而DON主要是由禾谷镰刀菌等镰刀菌属产生的毒素,在玉米胚储存过程中也可观察到,玉米胚霉变部分主要存在青绿色霉菌,部分黄色、黑色杂菌。虽然在本试验条件下DON的含量并未大幅度增加,但在实际生产储存过程中,雨淋、受潮霉变等造成的局部水分和温度升高,仍存在DON等真菌毒素污染的风险。
  
  2.2不同玉米胚脱脂玉米粕中DON含量的变化
  
  对不同储存条件玉米胚脱脂,测定所得玉米粕中DON含量。图7为不同水分含量玉米胚储存后脱脂玉米粕中DON含量变化,图8为不同相对湿度储存玉米胚脱脂所得玉米粕中DON含量变化。

  
  由图7可见,不同水分含量玉米胚储存后脱脂玉米粕中DON含量在200.2~340.6μg/kg范围内波动,平均含量为287.37μg/kg;由图8可见,不同相对湿度条件玉米胚储存后脱脂玉米粕中DON含量在270.6~439.6μg/kg范围内波动,平均含量为311.4μg/kg。但所有样品中DON含量皆低于GB13078.3—2007《配合饲料中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的允许量》中规定配合饲料中脱氧雪腐镰刀菌烯醇限量标准(1000μg/kg)。
  
  对比图5、图6、图7和图8可见,不同水分含量、不同相对湿度储存后,玉米胚脱脂得到玉米粕中DON平均含量(287.37μg/kg和311.4μg/kg)较高于对应的玉米胚DON平均含量(260.77μg/kg和254.81μg/kg)。
  
  2.3不同玉米胚提取玉米油中DON含量的变化
  
  对不同储存条件的玉米胚提油,并对玉米油中DON含量进行检测,结果为7个玉米油样品中DON含量均低于检出限(10μg/kg),可能的原因是储存条件下玉米胚中DON含量较低(148.3~489.5μg/kg),制油过程中DON转移到玉米粕中较多(200.2~439.6μg/kg),DON在非极性的正己烷溶剂和油脂中溶解度很小的缘故。
  
  3结论
  
  在25℃、45%相对湿度条件下,不同初始水分含量(5.03%、9.07%、11.82%及17.97%)的玉米胚储存期间,低水分含量(5.03%、9.07%)玉米胚随储存时间延长,霉变较轻,其粗脂肪含量等变化不大,高水分含量(11.82%、17.97%)玉米胚随储存时间延长,霉变程度逐渐加深,水分含量对玉米胚及其玉米粕中DON增量的影响不明显,玉米胚DON含量范围为160.9~489.5μg/kg,其玉米粕中DON含量范围为200.2~340.6μg/kg;在25℃,相同水分含量(9.07%)的玉米胚在不同相对湿度(75%、85%、95%)储存期间,高相对湿度(85%和95%)条件下储存的玉米胚品质明显劣变,玉米胚DON含量范围为148.3~484.7μg/kg,对应玉米粕中DON含量范围为270.6~439.6μg/kg。不同储存条件下得到的玉米油中DON均未检出。
  
  在本试验条件下,水分含量、储存相对湿度及储存时间对玉米胚的品质具有显著影响,但对玉米胚及玉米粕中DON含量增量影响并不显著,显示玉米胚霉变并不一定会产生DON,根据玉米胚的感官品质可以用来评判其基本品质的好坏,但不能以此判断其DON的污染情况。但玉米胚在更高水分含量和高温条件下的储存试验并未研究,仍然存在DON污染的潜在风险。因此,降低玉米胚水分含量,降低储存相对湿度及缩短储存时间仍是控制玉米胚安全储存、保证玉米胚及加工产品品质安全的有效手段。因此,建议玉米胚储存水分含量不超过9%,环境相对湿度不超过75%。
  
  文章摘自《中国油脂》2017年第二期,转载请注明出处!
阅读:1074   来源:《中国油脂》2017年第二期   编辑:许利丽,刘玉兰,温运启,裴娅晓,王戬东
 
关键词:玉米胚;玉米粕;玉米油;储存水分;储存时间;呕吐毒素
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