本發(fā)明屬于食品安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種去除蘋果汁中展青霉素的方法。

背景技術(shù)：

展青霉素(patulin)又叫棒曲霉素，是青霉屬、曲霉屬及絲衣霉屬等多種微生物產(chǎn)生的一種真菌毒素。展青霉素對(duì)人類健康的危害主要體現(xiàn)在可以引發(fā)一系列急性、慢性病癥以及細(xì)胞水平的病變。雖然不能完全確定它的具體危害，但攝入過量展青霉素引發(fā)的急性病癥可能會(huì)包括潰瘍、肺腫、水腫、興奮、抽搐、呼吸困難、充血、胃腸道脹氣、腸道出血、上皮細(xì)胞惡化、腸炎、嘔吐以及其它的腸胃及腎臟損傷；攝入過量展青霉素造成的慢性病癥主要體現(xiàn)在對(duì)人體的遺傳、神經(jīng)、免疫方面的毒性，以及免疫抑制力、致畸、致癌等危害。

展青霉素在霉?fàn)€的杏、李、桃、梨、香蕉、菠蘿、青梅、蜜瓜、蕃茄、櫻桃、葡萄、柿子、黃瓜、胡蘿卜、蕃茄醬、葡萄汁等果蔬制品中均有發(fā)現(xiàn)，主要污染的是蘋果及其制品。我國(guó)是蘋果第一生產(chǎn)大國(guó)，也是蘋果汁出口大國(guó)。由于展青霉素在蘋果制品中穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，在蘋果制品生產(chǎn)過程中難以完全去除，各國(guó)組織都將展青霉素含量作為一個(gè)判斷蘋果制品質(zhì)量安全性的一個(gè)重要指標(biāo)。我國(guó)對(duì)蘋果及相關(guān)產(chǎn)品中展青霉素的限量標(biāo)準(zhǔn)為50μg/kg(gb2761-2011)，歐盟除了規(guī)定果汁(特別是蘋果汁及含蘋果汁的酒精飲料)中展青霉素的最高限量為50μg/l，還規(guī)定固體蘋果產(chǎn)品及其制品中展青霉素的最高限量為25μg/l，嬰兒及兒童食品中展青霉素的最高限量為10μg/l。鑒于展青霉素的毒性及對(duì)人類健康的威脅，食品和農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)與世界衛(wèi)生組織聯(lián)合組成的專家委員會(huì)對(duì)展青霉素的每天最高攝入量制定了一個(gè)0.4μg/kg(體重)的臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)來更加嚴(yán)格的保障食品安全。

目前，許多方法和技術(shù)被應(yīng)用于蘋果汁加工過程中降低展青霉素含量。食品法典委員會(huì)提出在蘋果汁加工過程中要嚴(yán)格按照良好農(nóng)業(yè)規(guī)范(gap)和良好操作規(guī)范(gmp)控制展青霉素的污染。因此，在蘋果汁加工過程中的每一個(gè)工段降低展青霉素的污染是非常重要的，我們將控制展青霉素的方法歸納為：物理方法、化學(xué)方法和生物方法。這些方法對(duì)展青霉素的控制有一定的作用，但也有一定的局限性。物理方法通過剔除腐爛部位、清洗等過程只能去除部分展青霉素，已經(jīng)進(jìn)入果汁中的展青霉素則不能去除；樹脂吸附是目前蘋果汁生產(chǎn)過程中常用的方法，但易引起二次污染；現(xiàn)有展青霉素降解方法如輻照、臭氧氧化及添加化學(xué)物質(zhì)等由于成本昂貴，降解機(jī)理及安全性尚未明確，多停留在實(shí)驗(yàn)階段，在生產(chǎn)中還未見有實(shí)際應(yīng)用；微生物對(duì)展青霉素的降解作用只適合于發(fā)酵產(chǎn)品中，并不適用于蘋果汁中展青霉素的控制；失活微生物吸附展青霉素的方法，菌體容易殘留在樣品中造成二次污染等，且未有實(shí)際應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種去除蘋果汁中展青霉素的方法。該方法所用的吸附劑不僅制備過程簡(jiǎn)單，而且來源廣泛，成本低，吸附效果好，安全性高且無二次污染。

本發(fā)明提供的一種去除蘋果汁中展青霉素的方法，具體步驟如下：

1)將食用玉米粉按一定比例與蒸餾水混合，攪拌8-10min，靜置10-15min，抽濾分離出沉淀，此過程重復(fù)3-4次；將得到的沉淀于50-80℃烘干至恒重，經(jīng)篩分，獲得不同粒度的水不溶玉米粉，置于干燥器中儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?/p>

2)將水不溶玉米粉添加到污染展青霉素的蘋果汁中，攪拌吸附處理，吸附溫度為20-40℃，吸附時(shí)間為5-12h，過濾分離，實(shí)現(xiàn)蘋果汁中展青霉素的去除。

所述步驟1)中的食用玉米粉與蒸餾水混合的比例為1:50-60。

所述步驟1)中的沉淀烘干的溫度為60℃。

所述步驟1)中水不溶玉米粉的粒度為20-100目，優(yōu)選20-60目，更優(yōu)選20-40目。

所述步驟2)中蘋果汁的ph為3.5-4.5。

所述步驟2)中的處理溫度為25-35℃，時(shí)間為10-12h。

所述步驟2)中的過濾采用0.45μm的濾膜。

本發(fā)明主要以食用玉米粉為原料制備水不溶玉米粉，所得到的水不溶玉米粉通過掃描電鏡可以看出吸附劑顆粒為不規(guī)則的多邊形，表面光滑；通過傅里葉變換紅外光譜分析水不溶玉米粉，發(fā)現(xiàn)該吸附劑表面主要有羥基(-oh)、羰基(c＝o)、糖苷鍵(c-o-c)等；由于水不溶玉米粉顆粒表面的化學(xué)基團(tuán)與展青霉素相結(jié)合，產(chǎn)生吸附或交聯(lián)作用，最終實(shí)現(xiàn)去除蘋果汁中展青霉素的目的。

本發(fā)明提供了一種去除蘋果汁中展青霉素的方法，且該方法可與蘋果汁生產(chǎn)過程中過濾工藝相結(jié)合，對(duì)蘋果汁本身的組分基本沒有影響。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)吸附效率高：本發(fā)明獲得的水不溶玉米粉能高效吸附展青霉素，經(jīng)計(jì)算理論最大吸附量可達(dá)138μg/g；同時(shí)，該吸附劑投入后不會(huì)對(duì)蘋果汁引入其它的安全隱患，不造成二次污染。

(2)成本低：制備水不溶玉米粉的原材料食用玉米粉，來源廣泛，易于獲得，且價(jià)格低廉。

(3)制備工藝簡(jiǎn)單，易于操作，實(shí)用方便：本發(fā)明所涉及的水不溶玉米粉制備工藝簡(jiǎn)單，不涉及昂貴的儀器，只需將其加入到被展青霉素污染的蘋果汁中，通過過濾將其分離，操作簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1：水不溶玉米粉的sem(a)和firt圖(b)；

圖2：利用hplc檢測(cè)展青霉素的標(biāo)準(zhǔn)曲線；

圖3：粒徑分布(a)和不同粒度水不溶玉米粉吸附展青霉素的效果(b)；

圖4：20-40目水不溶玉米粉在不同時(shí)間下對(duì)蘋果汁中展青霉素的吸附。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明去除蘋果汁中展青霉素的方法做進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

實(shí)施例1

1)水不溶玉米粉的制備：將食用玉米粉按一定比例與蒸餾水混合，采用頂置式電子攪拌器攪拌10min，靜置15min，抽濾分離沉淀，此過程重復(fù)進(jìn)行3次；將得到的沉淀于60℃烘干至恒重，得到水不溶玉米粗粉，并采用掃描電鏡(sem)和傅里葉紅外光譜(firt)進(jìn)行分析。之后分別使用20、40、60、80、100目篩子進(jìn)行篩分，獲得不同粒度(20-40目、40-60目、60-80目、80-100目、＜100目)的水不溶玉米粉吸附劑，置于干燥器中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

2)將1.0g不同粒度水不溶玉米粉分別添加到20ml污染200μg/l展青霉素的蘋果汁中，并置于恒溫?fù)u床120r/min下進(jìn)行吸附處理，吸附溫度為25℃，吸附時(shí)間為10h，過濾分離，實(shí)現(xiàn)蘋果汁中展青霉素的去除。蘋果汁中展青霉素的提取、純化及檢測(cè)采用sn/t2534-2010《進(jìn)出口水果和蔬菜制品中展青霉素含量檢測(cè)方法液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法與高效液相色譜法》。

由圖1a可知，水不溶玉米粉的顆粒形態(tài)為多角形，表面光滑，粒度分布范圍為75～210μm，且外表面暴露出較多的溝槽和裂縫，有利于吸附。由圖1b可知，在3438.70cm^-1處附近有一個(gè)強(qiáng)而寬的吸收峰，可歸結(jié)于o-h鍵的伸縮振動(dòng)吸收；在2924.55cm^-1處出現(xiàn)了亞甲基的c-h鍵不對(duì)稱伸縮振動(dòng)的吸收峰；在1653.04cm^-1處的吸收峰是c＝o鍵的伸縮振動(dòng)；在1454.37cm^-1處的吸收峰為c-h鍵引起的不對(duì)稱彎曲振動(dòng)；在1158.60cm^-1和1084.49cm^-1出現(xiàn)處的吸收峰歸屬于c-o伸縮振動(dòng)、c-c和o-h的彎曲振動(dòng)及糖苷鍵c-o-c不對(duì)稱伸縮振動(dòng)疊加；在1019.96cm^-1處的吸收峰為c-o-h基團(tuán)的變形振動(dòng)；在1000cm^-1以下波段的紅外吸收主要有928.09cm^-1處的α-1,4糖苷鍵的骨架振動(dòng)、840.32cm^-1處的c-h或-ch2的彎曲振動(dòng)、765.66cm-1和706.40cm^-1處的c-c伸縮振動(dòng)、574.15cm^-1和527.39cm^-1處的吡喃糖環(huán)的骨架振動(dòng)。其中水不溶玉米粉表面的o-h鍵、c＝o鍵、c-o-c鍵等的存在有利于與展青霉素進(jìn)行結(jié)合或交聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)展青霉素的吸附去除。

圖3a顯示水不溶玉米粉經(jīng)過篩分后，20-40目和40-60目得率比較高，分別為32.15％和29.67％。圖3b顯示不同粒度水不溶玉米粉對(duì)蘋果汁中展青霉素的吸附效果，由結(jié)果可以看出，20-40目、40-60目、60-80目、80-100目、>100目水不溶玉米粉對(duì)蘋果汁中展青霉素吸附率分別為74.15％、64.25％、50.78％、40.68％、20.94％。

實(shí)施例2

將實(shí)施案例1中步驟1)制備的20-40目水不溶玉米粉1.0g添加到20ml污染200μg/l展青霉素的蘋果汁中，并置于恒溫?fù)u床120r/min下進(jìn)行吸附處理，吸附溫度為25℃，吸附時(shí)間分別為0.5、1.5、3、5、8、10、12、15、20、25、30、35h，過濾分離，實(shí)現(xiàn)蘋果汁中展青霉素的去除，考察水不溶玉米粉在不同時(shí)間下對(duì)蘋果汁中展青霉素的吸附效果。蘋果汁中展青霉素的提取、純化及檢測(cè)采用sn/t2534-2010《進(jìn)出口水果和蔬菜制品中展青霉素含量檢測(cè)方法液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法與高效液相色譜法》。

圖4顯示水不溶玉米粉在不同時(shí)間下對(duì)蘋果汁中展青霉素的吸附率。從圖中可以看出，在水不溶玉米粉的作用下，隨著吸附時(shí)間的增加，展青霉素的吸附率增加，吸附在0-5h后，其展青霉素的吸附率可達(dá)到55.30％，之后展青霉素的吸附率緩慢上升，直到12h達(dá)到吸附平衡，吸附率可達(dá)83.93％。隨后展青霉素的吸附率變化不太明顯。

實(shí)施例3

將實(shí)施案例1中步驟1)制備的20-40目水不溶玉米粉分別按照添加比例為0.01、0.03、0.05、0.07和0.09g/ml添加污染200μg/l展青霉素的蘋果汁中，并置于恒溫?fù)u床120r/min下進(jìn)行吸附處理，吸附溫度為25℃，吸附時(shí)間為12h，過濾分離，實(shí)現(xiàn)蘋果汁中展青霉素的去除，考察水不溶玉米粉不同添加量對(duì)蘋果汁中展青霉素的吸附效果。蘋果汁中展青霉素的提取、純化及檢測(cè)采用sn/t2534-2010《進(jìn)出口水果和蔬菜制品中展青霉素含量檢測(cè)方法液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法與高效液相色譜法》。水不溶玉米粉添加比例從0.01g/ml增加到0.09g/ml時(shí)，展青霉素的吸附率從24.09％上升到96.13％。

實(shí)施例4

將實(shí)施案例1中步驟1)制備的20-40目水不溶玉米粉分別按照添加比例為0.09g/ml添加到污染100、200、300、500、1000μg/l展青霉素的蘋果汁中，并置于恒溫?fù)u床120r/min下進(jìn)行吸附處理，吸附溫度為35℃，吸附時(shí)間為12h，過濾分離，實(shí)現(xiàn)蘋果汁中展青霉素的去除，考察水不溶玉米粉對(duì)蘋果汁中展青霉素的吸附效果。蘋果汁中展青霉素的提取、純化及檢測(cè)采用sn/t2534-2010《進(jìn)出口水果和蔬菜制品中展青霉素含量檢測(cè)方法液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法與高效液相色譜法》。20-40目水不溶玉米粉對(duì)污染100、200、300、500、1000μg/l展青霉素的蘋果汁中展青霉素的去除率分別是100％、97.25％、92.42％、88.67％、85.11％。