UV辐照加工提高苹果汁的安全性研究

论文总字数：15163字

摘 要

：苹果汁中棒曲霉素的广泛污染引起了世界各国的关注，为了减少其含量提高苹果汁的食用安全性，本研究通过采用波长为254 nm、强度为3.8 mW/cm²的紫外线照射苹果汁来降解苹果汁中的棒曲霉素。实验结果表明，苹果汁UV辐照处理5 min后，棒曲霉素含量从对照组的99.42 μg/L显著降低到16.98 μg/L（Plt;0.05），棒曲霉素含量降低了82.92%，脱毒后的含量远低于BSDA和WHO规定的限量水平（50 μg/L）。此外，UV辐照对苹果汁中可溶性固形物含量和总酚含量无明显影响（Pgt;0.05），对还原糖、pH值、总酸、透光率等影响较小，但对苹果汁的色泽和抗坏血酸含量影响显著（Plt;0.05）。细胞毒理学实验结果显示，在UV辐照脱毒15 min后，棒曲霉素毒性显著降低。综合考虑脱毒效果、果汁品质变化以及安全性，UV辐照技术可应用于苹果汁中棒曲霉素的脱除。

关键词：UV辐照，棒曲霉素，品质，苹果汁，细胞毒性，安全性评价

Abstract: The higher incidence of patulin in apple juice has caused wide concern in the world. In order to reduce its content and improve the safety of apple juice, UV irradiation at 254 nm and 3.8 mW/cm² of intensity was used to degrade patulin in apple juice. The results showed that UV irradiation significantly decreased patulin in apple juice from 99.42 μg/L for the control sample to 16.98 μg/L after UV exposure for 5 min at UV intensity of 3.8 mW/cm², and resulted in 82.92 % reduction of patulin in apple juice, which is far below the limit level in apple juice (50 μg/L) set by BSDA and WHO. UV irradiation had no obvious effects on the soluble solids content and total phenol, and minor changes on reducing sugar, pH, total acids, and transmittance rate, while significant effects on color value and ascorbic acid of apple juice. The results of the cytotoxicology experiment showed that UV irradiation for 15 min reduced significantly the toxicity of patulin in apple juice. Considering the detoxification effect, quality change and safety, UV irradiation can be used to remove patulin from apple juice.

Keywords: UV irradiation, Patulin, Quality, Apple juice, Cytotoxicity, Safety Evaluation

目 录

1 前言 3

2 材料和方法 4

2.1 实验材料与设备 4

2.1.1 实验材料 4

2.1.2 实验设备 5

2.2 试验方法 5

2.2.1 苹果汁的制备 5

2.2.2 苹果汁UV辐照处理 5

2.2.3 棒曲霉素含量测定 6

2.2.4 苹果汁质量指标的测定 6

2.2.5 安全性评价—HepG2细胞毒理学评价 6

2.3 统计分析 7

3 结果与分析 7

3.1 UV辐照对苹果汁中棒曲霉素的降解效果 7

3.2 UV辐照对苹果汁品质的影响 8

3.3 苹果汁中棒曲霉素UV辐照降解后的安全性评价 10

结论 12

参考文献 13

致谢 16

1 前言

苹果丰富的营养和良好的口感使其备受消费者的青睐，同时可以预防心血管疾病、退化性疾病的特质，更让它成了人们健康饮食的首选^[1-4]。但在世界范围内，苹果及其相关制品，总是受到棒曲霉素的污染，因为不少企业为了追求利益，使用了残次落果^[5-7]。

棒曲霉素也称展青霉素 ，主要由青霉属、曲霉属和副衣原体属的多种真菌产生，它是一种无挥发性的多聚乙酰内酯类化合物，其化学式为 C₇H₆O₄，学名为4-羟基-4-氢-呋喃（3，2-碳）骈吡喃-2（6-氢）酮，英文名Patulin，分子量是154.12014，熔点在110.5 ℃~112 ℃，紫外最大吸收波长为276 nm，化学式如图1所示。

许多实验证实，棒曲霉素具有致突变、遗传毒性、免疫毒性、致畸性和细胞毒性^[9]，因此，英国软饮料协会（BSDA）和世界卫生组织（WHO）规定了50μg/L的苹果汁中棒曲霉素的最高允许含量^[10，11]。目前，棒曲霉素的严重污染已经引起了世界各国的广泛关注，特别是对如中国，欧盟和美国这类苹果加工制品的主要产地。2010年调查人员对中国东北地区的35种苹果产品进行调查，发现其中20%的样品都超过棒曲霉素的监管限值（50 μg/kg）。据报道，在美国密歇根州，当地商店的苹果汁和苹果酒样品中有23%受到棒曲霉素污染，浓度范围为8.8 μg/L~2700.4 μg/L 。因此，各国进行了大量的研究来寻找有效的手段控制苹果汁中棒曲霉素的含量。

图 1 棒曲霉素的化学结构

目前，去除和降解棒曲霉素的主要方法包括化学法、物理法以及生物法。化学法主要包括添加抗坏血酸、氨气、SO₂、O₃；物理法包括清洗、去皮、澄清处理；生物法包括生物酶解、酵母发酵、细菌吸附或降解。以物理法为例，澄清处理^[12]包括活性炭吸附和树脂吸附，活性炭处理效果取决于活性炭的用量和形态，且该技术还将导致苹果汁中酚类物质的显著减少（Plt;0.05）^[12,13]。果汁生产厂家使用最多的是树脂吸附法，经树脂处理的果汁，其颜色和风味均无劣变。但研究表明，树脂的处理效果会随着时间的推移逐渐降低。在处理的开始阶段，树脂吸附可以将果汁中的棒曲霉素全部除去，当处理时长达到12h后，棒曲霉素的去除率降至80%，24h后毒素去除率仅为60%。因此，人们一直在探索更好的技术来降解果汁中的棒曲霉素。理想的脱毒技术要求如下：（1）有效去除毒素；（2）加工过程中不产生新的有毒物质；（3）保持产品的营养价值；（4）不显著改变产品的加工工艺；（5）尽可能破坏真菌孢子；（6）操作简便具有成本效益^[14]。紫外照射法几乎具备上述所有优点，因此近年来越来越多的研究人员选择这一较为理想的方法来降解苹果汁中的棒曲霉素^[15-18]。

众所周知，许多文献对紫外辐照法去除苹果汁中的棒曲霉素的效果及其降解动力学进行了探讨^[15,16,19]，但对脱毒后的安全性评价较少。因此，本研究除利用自制的紫外辐照装置研究棒曲霉素在苹果汁中的降解效果外，还评价了紫外脱毒后苹果汁的安全性及品质变化。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：15163字