碱液处理花生脱除花生油中黄曲霉毒素B1的研究

杨 威，董志文，雷芬芬,2，胡传荣,2，何东平,2，罗 质,2

(1.武汉轻工大学食品科学与工程学院，武汉 430023； 2.国家粮食局粮油资源综合开发工程技术研究中心，武汉 430023)

我国是花生的第一大消费国和出口国。花生易被黄曲霉污染导致霉变，每年因采收季节天气影响和储存不当等因素导致花生霉变造成大量损失。国标GB 2761—2017《食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量》对花生油中黄曲霉毒素B1(AFB1)含量作出严格限定，其限定指标为小于等于20 μg/kg。花生仁中的霉变粒、褐变粒、残损粒、生长不全粒等极易导致花生油AFB1含量超标。AFB1去除方法主要有碱液处理法、物理吸附法、生物降解和紫外光分解(紫外辐照)、60Co辐照、微波辐照等[1-9]。马文文等[10]用季铵盐对蒙脱土进行改性，提高蒙脱土的亲油性、增加层间距，有效提高了蒙脱土吸附脱除花生油中AFB1的效果，该方法还处在理论研究阶段，未投入实际生产。王辰龙等[11]采用60Co辐照降解花生油中AFB1，得到很好的脱除效果，在食品辐照限制剂量内，对油脂各项质量指标无影响。目前，以花生油为原料，研究脱除其中AFB1的文献比较多,而通过处理花生来脱除花生油中的AFB1研究还比较少。张春华等[12]证明了碱液处理花生对脱除花生油中AFB1具有一定效果，但未作出详细研究。本研究主要使用不同浓度碱液浸泡经脱皮、破碎、轧坯后的花生，再经过蒸料、炒料、制油达到脱除花生油中AFB1的同时保留其特有风味的目的。通过改变碱液pH、碱液处理时间、碱液加入量等因素，研究碱液处理花生脱除花生油中AFB1的效果，同时检测花生油质量指标变化情况，以期为获得低AFB1含量、高质量的花生油提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

三级花生、四级花生、一级花生(山东鲁花公司，益海嘉里公司)，氢氧化钠、冰乙酸、异辛烷、无水乙醇等(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)，正己烷(色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司)。

万分之一分析天平，ST-3100型pH计(奥豪斯仪器(常州)有限公司)，160型电动压揉面机(30 cm×30 cm×30 cm)，MZ-SYH28-2A电蒸锅(广东美的生活电器制造有限公司)，电加热平底导热油锅(40 cm ×15 cm × 4 mm，河南省亚临界生物技术有限公司),ZJ-707型螺旋榨油机(20 cm×30 cm×30 cm，Dongguan Fantai Electronics Co.,Ltd.)，卤素快速水分测定仪(深圳市冠亚电子科技有限公司)，DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器、磁力搅拌电热套(邦西仪器科技有限公司)，TDSA离心机。

1.2 试验方法

1.2.1 花生油的制备

取已储存2个月的花生，经脱皮后破碎6～8瓣、轧坯(坯片厚度约1 mm)。分别取600 g坯片于烧杯中，加入一定pH的NaOH溶液，10 r/min搅拌处理一定时间后，将油料放蒸锅中铺平，蒸15 min(油料水分约13%，出料温度约98℃)后转入已预热到180℃的炒锅中80 r/min匀速搅拌炒15 min，出料温度170～180℃，出料水分约2.5%，立即放入螺旋榨油机中榨油，经离心、装瓶，放至冰箱冷藏，待检测时取出。

1.2.2 常规指标检测

酸价：GB 5009.229—2016；过氧化值：GB 5009.227—2016；碘值：GB/T 5532—2008。

1.2.3 脂肪酸组成的测定

参照GB 5009.168—2016测定脂肪酸组成。

1.2.4 黄曲霉毒素B1含量的测定

参照GB 5009.22—2016，采用高效液相色谱-柱前衍生法测定黄曲霉毒素B1含量。

1.2.5 数据分析

本试验样品检测至少重复3次，采用Origin 9.1、Excel 2013及SPSS对试验数据进行统计及显著性分析。

2 结果与讨论

2.1 碱液处理条件分析

2.1.1 碱液pH的影响

取四级花生，在碱液加入量10%，碱液处理时间15 min条件下，以自来水(pH 8.50)处理为空白对照，考察pH对花生油中AFB1含量及脱除率的影响，结果见图1。

图1 碱液pH对花生油中AFB1含量及脱除率的影响

由图1可知，随着pH的增大，花生油中AFB1含量先缓慢降低，当pH达到12.29后花生油中AFB1含量迅速降低，碱液处理花生对降低花生油中AFB1含量具有显著作用。pH从8.50上升到12.29，花生油中AFB1含量从44.69 μg/kg下降到39.08 μg/kg，脱除效果不明显，这是因为碱液浓度随pH增加变化较小，当pH从12.29上升到13.40时花生油中AFB1含量下降到2.98 μg/kg，因氢氧化钠浓度增加速率随pH增加而增大，使脱除效果显著。当pH继续增加时，花生油中AFB1含量变化较慢。随pH增加，氢氧化钠浓度增加，碱量消耗增加，增加了生产成本，但AFB1脱除收益减小，所以选择pH为13.40的碱液较为合理，此时AFB1脱除率达到93.3%，脱除效果极显著(P<0.001)。

碱液脱除花生中黄曲霉毒素的机理是黄曲霉毒素分子内酯环结构与碱发生反应断开，分子结构被破坏而失去毒性[13]。该反应是可逆的，因此在酸性环境中黄曲霉毒素存在恢复毒性的可能。相比碱炼脱酸法脱除花生油中AFB1，该方法使用的碱液浓度明显降低，对设备耐腐蚀性要求降低，但水用量增加。

2.1.2 碱液加入量的影响

取三级花生，在碱液pH 13.44，碱液处理时间15 min条件下，考察碱液加入量对花生油中AFB1含量及脱除率的影响，结果见图2。

图2 碱液加入量对花生油中AFB1含量及脱除率的影响

由图2可见，随着碱液加入量的增加，花生油中AFB1含量总体呈现逐渐减小的趋势，开始脱除速度较快，后趋于平稳，当碱液加入量为7.5%时脱除效率较为理想。碱液加入量对脱除花生油中AFB1的影响极显著(P<0.001)。主要原因是当碱液加入量较低时，碱液量较少，花生坯不能完全与碱液混合接触，参与反应的碱量较少，当碱液加入量达到一定比例时，碱液与花生坯混匀，蒸坯时因蒸汽的作用，使油料与碱液充分接触，达到较好的脱除效果。当碱液加入量再增加时，消耗的水量增大。此方法可利用较少的碱液借助蒸汽较高温度以及水分分散快速、均匀的特点脱除花生油中的黄曲霉毒素。

2.1.3 碱液处理时间的影响

取三级花生，在碱液pH 13.44，碱液加入量7.5%条件下，考察碱液处理时间对花生油中AFB1含量及脱除率的影响，结果见图3。

图3 碱液处理时间对花生油中AFB1含量及脱除率的影响

由图3可见，随着碱液处理时间延长，花生油中AFB1含量逐渐降低，15 min前AFB1脱除速率较快，15 min后脱除速率减慢，20 min时花生油中AFB1残留量为1.70 μg/kg，碱液处理时间对脱除花生油中AFB1的影响极显著(P<0.001)。0～20 min碱液与花生坯片混合渗透，渗透速率是制约黄曲霉毒素内酯环断开因素之一。因蒸坯工艺可以加快碱液渗透，提高碱液与AFB1反应的概率，使较低比例碱液达到较高的脱除效率。另一方面，增加碱液与花生坯接触时间也可以增加碱液破坏内酯环结构的概率。20 min之后，花生中AFB1含量下降，反应效率下降，花生油中AFB1脱除速率趋于平缓，25 min 时AFB1含量由21.50 μg/kg下降到0.44 μg/kg，AFB1脱除率达98.0%。

2.2 碱液处理花生对花生油质量指标的影响

取一级花生，将自来水处理的花生作为空白对照组，分别用pH为12.27、13.03、13.59、13.83的碱液，在碱液加入量7.5%条件下处理花生15 min，检测花生油的酸价、过氧化值以及碘值变化情况, 结果见表1。

表1 碱液处理花生对花生油质量指标的影响

注：同一列中不同字母表示存在显著性差异(大写字母表示P<0.01，小写字母表示P<0.05，下同)。

由表1可知，酸价和碘值变化较小，过氧化值变化较大。不同pH碱液处理花生，花生油酸价(KOH)在0.36 mg/kg左右波动，碱液处理花生与空白组对比，除了pH 12.27和pH 13.03碱液处理的花生制取花生油酸价没有差异，其他pH碱液处理花生制取的花生油酸价有极显著差异，但酸价均在国标规定范围内。

根据过氧化值换算(1 mmol/kg=0.025 38 g/100 g)，pH为12.27和pH 13.03的碱液处理花生，花生油过氧化值超过了GB 2716—2018中限定值(≤0.25 g/100 g)，而其他条件下的油样均在标准限定范围内。pH 12.27和pH 13.03碱液处理与空白对照组相比花生油过氧化值存在显著差异，但pH 13.59和pH 13.83碱液与对照组相比没有显著差异，碱液处理对花生油过氧化值还没有明确的影响关系。碱液对花生油过氧化值的影响机理还不明确，可能是花生在焙炒时入料水分不同，导致料温上升速率不同；也可能是控制焙炒时间和温度不一致。以上分析都可能导致不同pH碱液处理花生后花生油过氧化值不同。

由表1还可知，碘值(I)的波动范围在4.17 g/100 g左右，波动范围较小。用pH 13.03和pH 13.59的碱液处理花生得到的花生油碘值下降到(3.72±0.70)g/100 g和(3.57±0.12)g/100 g，用其他pH碱液处理花生，花生油碘值与空白对照组相比无较大变化，不同pH碱液处理花生对花生油碘值无确切的影响关系。

2.3 碱液处理花生对花生油中主要脂肪酸含量的影响(见表2)

表2 碱液处理花生对花生油中主要脂肪酸含量的影响 %

由表2可知，棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生酸、花生一烯酸存在小范围波动，但都在GB/T 1534—2017《花生油》规定的范围内。只有pH为12.27、13.59、13.83碱液处理花生制取的花生油检测出含有山嵛酸且在规定范围内。碱液处理花生对花生油脂肪酸含量无明确的影响关系。

3 结 论

碱液处理花生能够有效降低花生油中AFB1含量，对花生油的酸价有影响，但变化范围在GB/T 1534—2017《花生油》标准规定范围内，对过氧化值、碘值和脂肪酸组成没有确切的影响关系。pH 13.40的碱液处理四级花生可使花生油AFB1含量从44.69 μg/kg(空白对照组)下降到2.98 μg/kg，脱除率达到93.3%，脱除效果明显。碱液处理AFB1含量较低的三级花生效果也非常明显，可使花生油AFB1含量从21.50 μg/kg(空白对照组)降到0.44 μg/kg，脱除率达到98.0%。碱液渗透是影响脱除效果原因之一，本研究未对花生坯厚度及温度作研究。因需焙炒生香，焙炒温度无法准确控制，由此可能导致油脂过氧化值稍高。碱液处理花生脱除花生油中AFB1的方法有效、安全。