真菌毒素(sù)是產毒真菌在適宜的(de)環境條件下產生的次級有毒代謝產物,是一(yī)種常見的天(tiān)然真菌汙染物,絕大部(bù)分具有毒性,多存在於穀物、果蔬、豆類、堅果及其製品中,常見的真菌毒素包括黃曲黴毒素(aflatoxin,AF)、嘔吐毒素(deoxynivalenol,DON)、赭曲黴毒素(ochratoxin,OTA)、玉米赤黴烯酮(zearalenone,ZEA)和伏馬毒素(fumonisin,FUM)等,這(zhè)些毒素不僅會給人和動物的健康帶來巨大威脅,而且(qiě)會給食品加(jiā)工業帶來嚴重的經濟損失[1] 。
隨著消費者對健康飲食和(hé)食品安全重視程度不斷升高,真菌毒素的(de)降解研究日趨重要[2] 。食品中真菌毒素的消減(jiǎn)可分為預防和降(jiàng)解2 個途徑(jìng),預防即在穀物收獲前進行,通常使用殺(shā)真菌劑和生物防治(zhì)劑來進(jìn)行殺菌,或(huò)者在穀物中植入外源性基因以增強穀物的抗逆性[3] 。在預(yù)防過程中,可能會(huì)受到多種因(yīn)素的影響,例(lì)如(rú)穀物的(de)品種選擇、播種日期、培育技術以及貯藏方法等都會導致穀物(wù)中真菌(jun1)毒素分布的差異[3] 。真菌毒素(sù)的降解(jiě)方法目前研究的主(zhǔ)要(yào)有物理消(xiāo)減、化學降(jiàng)解和生物降解三大類,其(qí)中物理消(xiāo)減主要包括吸附、擠壓蒸煮(zhǔ)、熱處理、輻照等方法;化學(xué)降解一般(bān)是(shì)使用化學劑脫毒,如碳酸鈉、石灰水、氯氣、氨氣以及臭氧等氣體或水溶液;生物降解可通過微生物代謝、發酵、添(tiān)加酶製劑等(děng)方(fāng)法來(lái)實現對真菌毒素的降解[4] 。本文重點綜(zōng)述了臭氧這一化學方法對食品中真菌毒素的降解(jiě)研究,分析了影響(xiǎng)臭(chòu)氧降解真菌(jun1)毒素的主要(yào)因素,以期為臭氧(yǎng)在真菌毒素降解中的應用提供理論參考。

1 臭氧對食品中真菌毒素的降解研究進展
臭氧具(jù)有極強的氧化性、高效殺菌性,它能破壞真菌毒素結構中的(de)雙鍵,用來滅活產毒真(zhēn)菌和降解真菌毒素,且使用後可(kě)自行分解為氧氣,無汙染殘留,因此,臭氧是降解食品中真菌毒素的一種有效的(de)化學手段[5] 。目前,臭氧作為新的非熱殺菌技術得到了越來越廣泛的應用,現代臭氧發生器產生的臭氧濃度高,能耗低,不產生金屬粉塵,這(zhè)些優點使得臭氧在降解毒素的(de)應用中日趨廣泛,世界衛生組織、糧食(shí)與(yǔ)農業組織、美國食品和藥物管理局認為臭氧在食品(pǐn)工業中是一種安全有效的化學物質[6] 。
1. 1 臭氧降(jiàng)解穀物中(zhōng)的真菌毒素
1. 1. 1 臭氧(yǎng)降解小麥中的真菌(jun1)毒素
小麥中的DON 是由鐮刀菌產生的次級代謝產物,是小麥中(zhōng)檢出率很(hěn)高、危害很嚴重的真(zhēn)菌毒素之一。DON 可以與核糖體結合,抑製蛋白質、RNA 和DNA 的合成,並誘導細胞凋亡(wáng),當人和動物攝入DON時,會產生嘔吐(tǔ)、腹瀉、厭食、惡心、神經紊亂等中(zhōng)毒反應[7] 。臭氧氣體可使(shǐ)小麥中的(de)鐮刀菌失活,同時降低小麥中DON 的含量[8] 。當用臭氧處理DON 汙染的高中(zhōng)低3 個濃度(dù)的天(tiān)然小麥時,在處理質量濃度為60 mg/ L、處理時間為90 min 的情況下,DON 的降解率均能達到50% 左(zuǒ)右,且臭氧對DON 汙(wū)染程度較低(dī)的小麥降解效果較好[9] 。處理質量濃度為8 mg/ L的氣態臭氧,可在15 s 內顯著降(jiàng)解2 μg/ mL DON 水溶液,其降解率達到95. 68% [10] ;當DON 標準溶液暴露於14. 50 mg/ L 的臭氧20 min 後,未在標液中檢測到DON[11] 。由此(cǐ)可知,臭氧不僅可以降解(jiě)DON 標準液,也可以降解小麥中的DON,但臭氧對DON 標品的降解效果要顯著高於小麥,說明小麥組分對臭(chòu)氧降解DON 有一定影響。臭氧對DON 的降解(jiě)效(xiào)果主要體現在:在降解(jiě)過程中DON 的毒性降(jiàng)低,這是因為DON 結構中的雙鍵被臭氧破壞(huài),因此DON 的活性會受到影響,故其產物的毒性相對較弱[12] 。
經臭氧處理(lǐ)後的麵粉中的蛋(dàn)白質、澱粉、氨基酸含量、脂肪酸值、羰基和羧(suō)基含量保持不變(biàn),具有較低的延展性,但具有較高(gāo)的韌(rèn)性和(hé)白度[13] ;使(shǐ)用臭氧(yǎng)處理過的小麥粉(fěn)製成的麵包產品更耐咀(jǔ)嚼,且彈性和硬度變大,使得麵包具有更大的比容和更白的麵包(bāo)屑[14] ;臭氧還可以用於延長冷凍麵條的貨架期,抑製貯藏過程中微生物的生長[15] ;在饅頭製作過程中,臭氧會降低小麥的α-澱粉酶活(huó)性,從而使麵筋含量、彈性和硬度增加(jiā),使得饅頭具有較好的色澤、結(jié)構(gòu)和風味[16] 。由(yóu)此可見,臭(chòu)氧不僅能降低小麥粉中的真菌毒素的含量,而且能夠改善麵製品的品質。

1. 1. 2 臭氧降解玉米中的真菌毒素
玉米是我國重要的食品和飼料原料,在收獲、加工和貯藏過程中(zhōng),可能會受(shòu)到真菌毒素的汙染,其中較為常見的汙染物為OTA 和AFB1 。OTA 會(huì)造成(chéng)動物腎(shèn)髒和肝(gān)髒的損(sǔn)害,有致畸和致癌的作用(yòng)。AFB1具有強烈的(de)“三致能力”,且對人和動物肝(gān)髒有嚴重的(de)損害作用,可致急性肝炎、肝癌甚至死(sǐ)亡[17] 。臭氧處理能有(yǒu)效降解80 μg/ L OTA 標準品,並且臭(chòu)氧處理濃度越大所需的處(chù)理時間越(yuè)短,臭氧也能有效降解汙染玉米中的OTA,采用60 mg/ L 臭氧處理10 h 後,能將玉米中的OTA(80 μg/ kg)降低到國家糧食衛生標準規定(5 μg/ kg)以下[18] 。
氣(qì)態臭氧(yǎng)和(hé)臭氧水均可降解玉米中AFB1 ,在臭氧和臭氧水純體係中,臭(chòu)氧和臭氧水純體(tǐ)係對AFB1的主要作用機製是AFB1 與臭(chòu)氧發生加成反應,在此過程中檢測到10 種降解產物,這些產物含量較低,且(qiě)分子質量相近,通過對其結構-效應分析可知,AFB1的很終降解產物毒性(xìng)顯著降低。臭氧降解AFB1 的(de)機理是臭氧通過基於Criegee 機(jī)理的親電(diàn)攻(gōng)擊(jī),穿過AFB1 二呋(fū)喃環的C8 標簽:臭氧 毒素 降解 真菌