电子束辐照降解普洱茶黄曲霉毒素B1的可行性研究

肖 梅，冯 慧，陈礼怡，董绍斌，潘 琳，潘维茜，黄 强,*

(1.四川省原子能研究院，四川 成都 610101；2.辐照保藏四川省重点实验室，四川 成都 610101)

黄曲霉毒素(aflatoxin简写为AFT)是黄曲霉菌和寄生曲霉菌产生的强毒性的次生代谢产物。其中，黄曲霉毒素B1(AFB1)是毒性与致癌性最强的物质，其毒性是氰化钾的10倍，三氧化二砷(砒霜)的68倍，被联合国列为I类致癌物[1]，严重危害人体健康。

普洱茶是以云南大叶种晒青茶为原料，经过特殊工艺制作而成的国家地理标志性茶叶[2]。因它具有抗肿瘤、抗氧化、抗疲劳、增强免疫力、降脂减肥、降血糖、缓解烟毒危害等功效而受到人们的青睐。微生物是普洱茶特殊品质形成的关键因素。普洱茶在渥堆发酵过程中，需要人为加水提温促进细菌繁殖，加速茶叶熟化，去除生茶苦涩，以达到入口醇厚、汤色红浓的独特品性[3]，因此，发酵或储存不当，普洱茶容易受到霉菌的污染。研究表明，在售普洱茶黄曲霉素B1污染水平超出标准规定限值(5μg/kg)的现象比较明显[4-5]。为了解决普洱茶可能存在的食品安全问题，结合前人的研究进展，本研究以市场上随机购买的不同价位档次的普洱熟茶为实验材料，利用电子束辐照处理后，分析其黄曲霉素的含量变化情况，同时分析辐照对普洱茶品质成分的影响，为普洱茶的安全生产提供方法依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料及处理

随机购买市场上存储3年以上的普洱熟茶(饼茶)，高、中、低档次(价位档次)3种样，按档次将样品敲碎混匀后用透明自封袋分装，每份400g，每档次样14份。

1.2 辐照设备

本研究使用的辐照设备为四川省原子能研究院辐照中心的10mA、2.0meVGT-2型电子加速器，采用电子束辐照。

1.3 实验设计

采用两因素(A为茶叶，B为辐照剂量)两重复实验设计，A因素4个水平(A1：价格最高，存放时间为6年；A2：价格中等，存放时间为6年；A3：价格最低，存放时间为4年；A4：每千克A3外源混合浓度为0.15μg/ml的黄曲霉素200mL溶液，室内常温下通风存放10天后辐照)。B因素7个水平(B1:0kgy、B2:4.5kgy、B3:6.0kgy、B4:7.5kgy、B5:9.0kgy、B6:10.5kgy、B7:12.0kgy)，在室内常温下进行辐照处理，未辐照(B1)做对照(CK)。

1.4 样品测试及内容

样品辐照处理好后进行检测分析。分析单位：四川省分析测试中心，分析内容：黄曲霉毒素B1、茶多酚、咖啡碱。其中：黄曲霉毒素B1按食品安全国家标准GB 5009.22-2016中的方法测定；咖啡碱按食品安全国家标准GB 5009.139-2014中的方法测定；茶多酚含量按食品安全国家标准GB/T 8313 2018中的方法测定。

1.5 数据处理

数据处理采用DPS7.5分析软件分析。

2 结果与分析

2.1 不同辐照剂量处理后普洱茶各成分的含量

茶叶样品经过不同剂量的电子束辐照后，其咖啡碱、茶多酚及AFB1的平均含量如表1所示。咖啡碱含量：A1>A2>A3=A4；茶多酚含量：A1>A3=A4>A2；黄曲霉素B1含量：A1、A2、A3均未检测出，A4平均含量为2.76μg/kg。外源混合AFB1不影响普洱茶咖啡碱和茶多酚的含量变化；不经过处理的普洱茶未检测出AFB1，处理后的普洱茶AFB1含量有减少的趋势。

表1 不同辐照剂量处理后普洱茶各成分的平均含量

2.2 辐照对普洱茶黄曲霉毒素B1的降解效果

外源混合AFB1的普洱茶通过不同剂量辐照，辐照后的茶叶样品测定如图1、表2所示。辐照后普洱茶AFB1含量与对照组差异极显著(P<0.01)，辐照剂量7.5kgy以下与7.5kgy以上差异显著(P<0.05)；辐照前，AFB1含量约为4.35μg/kg(降解率0%)；4.5kg下AFB1降解率为34.2%；7.5kgy下AFB1降解率为48.5%，随后，辐照剂量增加AFB1降解率变化趋势减缓；12.0kgy下AFB1降解率为49.2%。

图1 不同辐照处理后普洱茶黄曲霉素B1的降解率

表2 不同辐照处理后普洱茶黄曲霉素B1含量方差分析表

前人研究表明，紫外线辐照、γ射线辐照、电子束辐照及微波辐照，均对黄曲霉素有一定的降解作用[6]；800μw.cm2的紫外光照射花生表皮80min，能使AFB1完全降解，降解产物实验证实无毒；电子束剂量在0～50kgy时，可以有效降解玉米中的AFB1[7]；利用辐照技术可控制或消解食品中污染的黄曲霉毒素，这是因为辐照可以改变有毒物质的化学结构，改变其原有性质，减少其含量。本研究通过不同剂量的电子束辐照处理含有AFB1的普洱茶，结果表明，电子束辐照能有效降解茶叶中的黄曲霉素B1，并且随着辐照剂量的增加，降解效果越明显。并且，辐照剂量为7.5kgy时，可以有效的降解黄曲霉素同时，也更为经济实惠。根据2006年，农业部颁布的茶叶辐照杀菌工艺农业行业标准表明：红茶、黄茶、黑茶、青茶和白茶辐照剂量范围4～9kgy，绿茶3～5kgy，花茶、速溶茶和保健茶4～8kgy[8]，与本研究结论一致。

2.3 辐照对普洱茶咖啡碱含量的影响

不同剂量辐照处理后，普洱茶咖啡碱含量与分析如表1、表3所示。辐照前高档茶(A1)咖啡碱含量为29.1g/kg，中档茶26.5g/kg，低档茶23.4g/kg，随着辐照剂量的增加，所有茶叶的咖啡碱含量均没有明显的变化。从表3可以看出，A因素(茶叶档次)间存在极显著差异(P<0.01)，表明不同茶叶档次普洱茶咖啡碱含量有差异；B因素间无显著性差异(P>0.05)，表明在一定的剂量范围内，辐照处理对普洱茶中咖啡碱含量的影响不大。

表3 不同辐照处理后普洱茶咖啡碱含量方差分析表(随机模型)

咖啡碱是普洱茶中含量最高的生物碱，也是普洱茶特殊滋味形成的主要因素之一。本研究经过不同剂量电子束辐照处理普洱茶，分析其咖啡碱含量发现，在一定范围内，辐照剂量并不会明显影响普洱茶咖啡碱的含量变化。前人研究表明，60Co-γ射线辐照后绿茶的咖啡碱含量无显著变化[9]，与本研究结论一致；但60Co-γ射线辐照处理后，乌龙茶、普洱茶、红碎茶中咖啡碱含量随辐照剂量的增加逐渐降低[10-12]，与本研究结论不一致，这可能由测试以及不同的辐照方法引起的。不同档次茶叶的咖啡碱含量不同，这可能是由于茶叶价位或者品种之间的差异所导致的。

A因素：茶叶档次(A1：高档次普洱茶；A2：低档次普洱茶；A3：中档次普洱茶；A4：低档次普洱茶外源混合黄曲霉素处理)；B因素：辐照处理

2.4 辐照对普洱茶茶多酚含量的影响

不同剂量辐照处理后，普洱茶茶多酚含量与分析如表1、表4所示。辐照前，低档茶(A3)的茶多酚含量为8.0%，高档茶(A1)6.7%，中档茶(A2)5.8%，随着辐照剂量的增加，各档茶叶的茶多酚含量均没有明显的变化。从表4所示，A因素(茶叶档次)间存在极显著差异(P<0.01)，表明不同茶叶档次间普洱茶茶多酚含量不同；B因素间无显著性差异(P>0.05)，表明在一定的剂量范围内，辐照处理对普洱茶中茶多酚含量的影响不大。

表4不同辐照处理后普洱茶茶多酚含量方差分析表(随机模型)

茶多酚是茶水汤色和香味形成的主要原因之一，也是茶叶具有保健功能的原因之一。本研究经过0kgy、4.5kgy、6.0kgy、7.5kgy、9.0kgy、10.5kgy、12kgy的电子束辐照处理茶叶后，经分析发现三种茶叶的茶多酚含量均未有明显的变化，表明在该范围内，辐照剂量并不会明显影响普洱茶茶多酚含量的变化。已有的研究表明60Co-γ射线辐照处理后，普洱茶茶多酚含量没有明显变化[9]，与本研究结论一致；但能引起红碎茶、绿茶、乌龙茶茶多酚含量减少[10-12]，与本研究结论不一致，这可能是因为辐照对不同茶叶茶多酚含量的影响存在差异。不同档次茶叶的茶多酚含量不同，这可能是由于茶叶价位或者品种之间的差异所导致的。

A因素：茶叶档次(A1：高档次普洱茶；A2：低档次普洱茶；A3：中档次普洱茶；A4：低档次普洱茶外源混合黄曲霉素处理)；B因素：辐照处理

3 讨论与结论

实验结果表明：正常情况下，市场上的普洱茶未检测出黄曲霉素。陈建玲等研究广州市场上存在普洱茶被黄曲霉素污染的现象，可能是由存储不当造成的，本实验所用的普洱茶中，生产年份最长的可达6年，并未检测出黄曲霉素。

低档次普洱茶外源混合黄曲霉素时，利用电子束辐照可有效降解普洱茶中的黄曲霉素，随着辐照剂量的增加，降解效果越明显，辐照剂量7.5～12kgy时，降解趋势减缓，因此7.5kgy更为经济实惠。

在0～12kgy剂量范围辐照，咖啡碱和茶多酚含量没有显著差异。另外，不同档次(价位)的普洱茶的咖啡碱和茶多酚含量存在极显著差异，因此普洱茶的价格并不能完全反应普洱茶茶叶的品质。

本研究辐照剂量范围较小，品质成分分析较少，可以进一步探索剂量高于12～15kgy时，黄曲霉素B1与品质成分的变化，同时也可扩大样本量与辐照机理研究。