鄭婷婷，劉玉蘭,*，王戩東，裴婭曉

（1.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.河北玉星食品有限公司，河北 邢臺(tái) 055550）

玉米胚是玉米深加工的副產(chǎn)物，年產(chǎn)量約500萬 t[1]。玉米胚含油35%～56%，是重要的食用植物油料資源[2]。從玉米胚中提取的玉米油富含不飽和脂肪酸，且VE和植物甾醇含量很高，是一種優(yōu)質(zhì)的食用油，近年來玉米油年產(chǎn)量已接近150萬 t[1]。玉米胚榨油后的玉米粕還是很好的飼料原料[3]。但因玉米容易發(fā)生霉變，而玉米胚又是玉米籽粒中營養(yǎng)最豐富的部位，更適宜霉菌生長(zhǎng)，因此玉米胚及其加工產(chǎn)物如玉米油、玉米粕中真菌毒素的安全風(fēng)險(xiǎn)也更大。研究結(jié)果表明，在玉米及玉米胚中含量高、危害大的真菌毒素是黃曲霉毒素B1（aflatoxins B1，AFB1）、玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）和嘔吐毒素（daoxynivaleno，DON）[4-5]。GB 2761—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中真菌毒素限量》規(guī)定玉米、玉米制品及玉米油中AFB1不高于20 μg/kg，玉米、玉米面（渣、片）中ZEN不高于60 μg/kg（但沒有規(guī)定玉米油及其原料玉米胚中ZEN限量，目前我國參照歐盟EC1126-2007規(guī)定，玉米胚和精煉玉米油中ZEN限量400 μg/kg[6]），玉米、玉米面（渣、片）中DON不高于1 000 μg/kg。GB 13078—2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定玉米加工產(chǎn)品中AFB1不高于50 μg/kg，ZEN不高于500 μg/kg，DON不高于5 000 μg/kg。徐進(jìn)棟等[7]采集了2016年山東產(chǎn)283 個(gè)玉米樣品和74 個(gè)玉米胚芽粕樣品，對(duì)其中AFB1進(jìn)行檢測(cè)，檢出率分別為29.33%和82.43%，平均含量分別為34.64 μg/kg和18.11 μg/kg。裴婭曉[6]對(duì)50 份我國玉米胚、玉米油、玉米胚芽粕中ZEN進(jìn)行檢測(cè)，其中玉米胚、玉米毛油、玉米粕樣品中ZEN的平均含量分別為3 208.58、4 232.53、3 060.65 μg/kg。Xu Lili等[8]對(duì)2016年采集于5 個(gè)省份的69 個(gè)玉米胚樣品中DON進(jìn)行檢測(cè)，檢出率達(dá)95.7%，有7.2%的樣品DON含量高于GB 2761—2017限量。這些研究結(jié)果表明，玉米原料、玉米胚、玉米油及玉米粕中AFB1、ZEN、DON均存在較大的超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。

以往的研究報(bào)道大多關(guān)注于玉米原料中真菌毒素[9-12]，隨著近年來玉米胚制油量的增大，玉米胚及玉米油中真菌毒素的安全風(fēng)險(xiǎn)開始受到更多關(guān)注[1,7,13]，對(duì)玉米油中真菌毒素脫除技術(shù)的研究已取得長(zhǎng)足進(jìn)展，并在工業(yè)生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用[14-15]，但對(duì)玉米胚和玉米粕中真菌毒素脫除的研究報(bào)道甚少，如果能對(duì)玉米胚中的真菌毒素進(jìn)行高效脫除，就可實(shí)現(xiàn)玉米油食用安全和玉米粕飼用安全的同步提升。依據(jù)AFB1、ZEN和DON均具有堿性條件下不穩(wěn)定、易降解脫除的原理[15-18]，在玉米胚制油生產(chǎn)的玉米胚濕潤蒸胚工序中，采用淡堿條件對(duì)玉米胚進(jìn)行高溫濕熱處理，有可能對(duì)玉米胚中真菌毒素進(jìn)行消減和脫除。王月華[19]采用150～180 ℃、0.8～1.2 MPa的高溫高壓蒸汽對(duì)玉米胚進(jìn)行處理，其中ZEN脫除率可達(dá)到85%以上。目前玉米深加工生產(chǎn)中主要采用濕法提胚，濕法提胚過程使用的亞硫酸殘留在玉米胚中會(huì)使其具有一定的酸性（pH值一般為4.5～5.0）[20]，采用淡堿蒸胚也有利于對(duì)這部分殘留酸進(jìn)行中和并降低玉米毛油酸價(jià)。因此本實(shí)驗(yàn)在玉米胚制油生產(chǎn)的濕潤蒸胚工序中添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaOH溶液對(duì)玉米胚進(jìn)行淡堿蒸胚，檢測(cè)蒸胚前后玉米胚中AFB1、ZEN和DON的含量，分析研究淡堿蒸胚對(duì)玉米胚中真菌毒素的降解消除效果，以及堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)玉米胚及其毛油中真菌毒素降解消除效果的影響，旨在為玉米油生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

玉米胚原料取自河北玉星食品有限公司。

AFB1標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥99%）、ZEN標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥99%）、DON標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥99%） 美國Sigma-Aldrich公司；甲醇、乙腈均為國產(chǎn)色譜純；氯化鈉、次氯酸鈉、乙腈、甲醇-水溶液、氫氧化鈉、聚乙二醇8000、去離子水均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

AFB1免疫親和柱、ZEN免疫親和柱、DON免疫親和柱月旭科技（上海）股份有限公司；2695高效液相色譜儀、2475熒光檢測(cè)器、2489紫外檢測(cè)器 美國Waters科技有限公司；MTN-2800W氮吹濃縮儀 天津艾特賽恩斯儀器有限公司；FM200均質(zhì)機(jī) 上海弗魯克公司；高速萬能粉碎機(jī) 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；LD5-10臺(tái)式低速離心機(jī) 北京京立離心機(jī)有限公司；Vortex QL-902漩渦混合儀 海門市其林貝爾儀器制造有限公司；KQ3200DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；WSL-2比較測(cè)色儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 玉米胚的淡堿蒸胚

取6 份玉米胚原料，每份150 g，將其中一份均勻噴灑25 mL的蒸餾水，其余5 份均勻噴灑25 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.20%（2 Bé°）、2.71%（4 Bé°）、4.00%（6 Bé°）、5.29%（8 Bé°）、6.55%（10 Bé°）的NaOH淡堿溶液，使玉米胚樣品的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到14%左右的適宜蒸胚水分[2]。之后將玉米胚樣品逐個(gè)放置于自制的實(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行蒸胚處理。實(shí)驗(yàn)裝置包括水蒸氣發(fā)生器、加熱蒸胚室等，蒸胚溫度為115 ℃，蒸胚時(shí)間30 min。蒸胚結(jié)束后將玉米胚取出冷卻至室溫，檢測(cè)蒸胚前后樣品中AFB1、ZEN和DON含量，并計(jì)算3 種真菌毒素的降解率。

1.3.2 玉米胚中毛油的提取

分別將6 個(gè)蒸胚后的玉米胚樣品用高速萬能粉碎機(jī)粉碎，各取60 g，分別與120 mL正己烷混合，于40 ℃水浴加熱并攪拌，萃取油脂8 h，之后對(duì)固-液混合物高壓抽濾，取濾出液（即油脂與正己烷溶劑組成的混合油）于45 ℃下旋蒸脫除其中的正己烷溶劑，再在90 ℃下脫除其中殘留溶劑，即得到6 個(gè)玉米胚浸出毛油樣品。檢測(cè)玉米毛油樣品中AFB1、ZEN和DON含量，分析研究淡堿蒸胚對(duì)玉米毛油中真菌毒素的消除效果。

1.3.3 玉米胚及其毛油的指標(biāo)測(cè)定

水分及揮發(fā)物含量測(cè)定參照GB/T 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》；酸價(jià)測(cè)定參照GB/T 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》；過氧化值測(cè)定參照GB/T 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測(cè)定》；色澤測(cè)定參照GB/T 22460—2008《動(dòng)植物油脂 羅維朋色澤的測(cè)定》。

1.3.4 玉米胚及其毛油中AFB1、ZEN和DON含量測(cè)定

AFB1含量測(cè)定參照GB 5009.22—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中黃曲霉毒素B族和G族的測(cè)定》。樣品前處理方法參照標(biāo)準(zhǔn)中高效液相色譜-柱后衍生法。

色譜條件：色譜柱：C18柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相：甲醇-水溶液（45∶55，V/V）；流速：0.8 mL/min；柱溫：35 ℃；進(jìn)樣量：20 μL，激發(fā)波長(zhǎng)：360 nm；發(fā)射波長(zhǎng)：440 nm；使用光化學(xué)衍生器進(jìn)行衍生化。

ZEN含量測(cè)定參照GB 5009.209—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中玉米赤霉烯酮的測(cè)定》。樣品前處理方法參照標(biāo)準(zhǔn)中的液相色譜法。

色譜條件：色譜柱：C18柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相：乙腈-水溶液（55∶45，V/V）；流速：1 mL/min；柱溫：30 ℃；進(jìn)樣量：20 μL；檢測(cè)波長(zhǎng)：278 nm。

DON含量測(cè)定參照GB 5009.111—2016《食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇及其乙?；苌锏臏y(cè)定》。樣品前處理方法參照標(biāo)準(zhǔn)中的免疫親和層析凈化高效液相色譜法。

色譜條件：色譜柱：C18柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相：乙腈-水溶液（16∶84，V/V）；流速：0.8 mL/min；柱溫：40 ℃；進(jìn)樣量：50 μL；檢測(cè)波長(zhǎng)：218 nm。

1.3.5 真菌毒素降解率的計(jì)算

玉米胚中真菌毒素的降解率按下式計(jì)算。

式中：B為淡堿蒸胚對(duì)玉米胚中真菌毒素的降解率/%；X為淡堿蒸胚處理后物料中的真菌毒素含量/（μg/kg）；Z為未經(jīng)蒸胚處理物料中的真菌毒素含量/（μg/kg）。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel 2010、SPSS Statistics 20和Origin 9.0軟件分別進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、單因素方差分析和圖表的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 淡堿蒸胚對(duì)玉米胚及其毛油中AFB1含量的影響

對(duì)玉米胚原料、5 個(gè)經(jīng)淡堿蒸胚處理的玉米胚樣品、1 個(gè)未加堿液蒸胚處理的空白對(duì)照玉米胚樣品分別提取其中油脂，檢測(cè)蒸胚前后玉米胚和玉米毛油中AFB1含量，淡堿蒸胚時(shí)堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)AFB1降解效果的影響如圖1所示。

圖1 不同堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)下玉米胚及其毛油中AFB1含量Fig. 1 Effect of steaming with different concentrations of dilute alkali on AFB1 contents in corn germ and the resulting crude oil

由圖1可見，在對(duì)玉米胚進(jìn)行浸出制油過程中，部分AFB1會(huì)從玉米胚中遷移至玉米毛油中，7 個(gè)玉米胚樣品中AFB1的含量分別為其對(duì)應(yīng)玉米毛油中AFB1含量的3.75、3.95、1.53、2.82、2.28、2.19、1.50 倍。采用或不采用淡堿蒸胚處理，蒸胚后的玉米胚及其玉米毛油中AFB1含量有顯著差異。不采用淡堿液對(duì)玉米胚進(jìn)行蒸胚處理（即空白對(duì)照組），玉米胚中AFB1含量從7.91 μg/kg降低至7.86 μg/kg，降解率為0.67%，對(duì)應(yīng)玉米毛油中AFB1含量從2.11 μg/kg減少至1.99 μg/kg，蒸胚處理對(duì)玉米胚和玉米毛油中AFB1含量的影響不顯著；采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.20%、2.71%、4.00%、5.29%、6.55%的淡堿液對(duì)玉米胚進(jìn)行蒸胚處理后，玉米胚中AFB1含量分別降低至2.83、2.09、1.46、1.39、0.77 μg/kg，降解率分別為64.23%、73.54%、81.52%、82.40%、90.30%，對(duì)應(yīng)玉米毛油中AFB1含量分別降低至1.84、0.74、0.64、0.64、0.51 μg/kg。說明淡堿蒸胚對(duì)玉米胚中AFB1降解以及玉米毛油中AFB1含量降低具有明顯效果，且玉米胚中AFB1降解率隨堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而提高。有文獻(xiàn)報(bào)道，在堿液和高溫的共同作用下，AFB1的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)易發(fā)生斷裂，生成沒有毒性的鄰位香豆素鈉鹽[21-22]。

2.2 淡堿蒸胚對(duì)玉米胚及其毛油中ZEN含量的影響

對(duì)原料玉米胚和經(jīng)過蒸胚處理的6 個(gè)玉米胚及其毛油中ZEN含量進(jìn)行檢測(cè)，淡堿蒸胚時(shí)堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)ZEN降解效果的影響如圖2所示。

圖2 不同堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)下玉米胚及其毛油中ZEN含量Fig. 2 Effect of steaming with different concentrations of dilute alkali on ZEN contents in corn germ and the resulting crude oil

從圖2可見，玉米胚中ZEN會(huì)在制油過程遷移至玉米毛油中，7 個(gè)玉米胚樣品中的ZEN含量為對(duì)應(yīng)玉米毛油中ZEN含量的1.8～2.7 倍。王月華等[23]對(duì)7 份玉米胚樣品及其壓榨毛油中ZEN含量進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)玉米胚中ZEN含量高于毛油。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述文獻(xiàn)結(jié)果相符。

由圖2還可以看出，未加堿液蒸胚時(shí)，蒸胚前后玉米胚及其毛油中ZEN含量變化不明顯，當(dāng)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.71%的堿液蒸胚后，玉米胚中ZEN含量從697.41 μg/kg顯著下降至485.69 μg/kg（P＜0.05），降解率達(dá)到30.36%。堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高至5.29%時(shí)，ZEN含量由697.41 μg/kg降低至246.25 μg/kg，此時(shí)降解率達(dá)到最高（64.69%），但當(dāng)堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增達(dá)至6.55%時(shí)，ZEN降解率不再增加。這說明適當(dāng)提高堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)有利于ZEN內(nèi)酯環(huán)打開并降解，這與前期研究發(fā)現(xiàn)適量增大堿液濃度能使ZEN脫毒效果提高，但堿液達(dá)到一定濃度后對(duì)ZEN降解的影響已不再顯著的結(jié)果[24-25]相一致。這是因?yàn)樘偷膲A液濃度不利于ZEN的內(nèi)酯環(huán)斷裂打開，甚至?xí)挂褦嚅_的內(nèi)酯環(huán)重新復(fù)合；而過高堿液濃度會(huì)使得加入的總堿液量減少，不利于堿液均勻分布在玉米胚中并對(duì)ZEN形成完善的降解作用。這與裴婭曉等[16]利用堿煉脫除玉米油中ZEN的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致（堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.11%時(shí)脫除效果明顯優(yōu)于更高的堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。玉米毛油中的ZEN含量的變化趨勢(shì)與玉米胚中相同，其在堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.29%時(shí)含量從266.44 μg/kg顯著降低至140.02 μg/kg（P＜0.05）。

2.3 淡堿蒸胚對(duì)玉米胚及其毛油中DON含量的影響

對(duì)原料玉米胚和經(jīng)過蒸胚處理的6 個(gè)玉米胚及其毛油中DON含量進(jìn)行檢測(cè)，淡堿蒸胚時(shí)堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)DON降解效果的影響如圖3所示。

圖3 不同堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)下玉米胚及其毛油中DON含量Fig. 3 Effect of steaming with different concentrations of dilute alkali on DON contents in corn germ and the resulting crude oil

由圖3可知，玉米胚中的DON含量遠(yuǎn)高于其對(duì)應(yīng)玉米毛油中的DON含量，分別為對(duì)應(yīng)玉米毛油DON含量的16.03、15.44、12.82、11.61、8.71、7.40、8.99 倍，這是由于DON在極性較弱的油和正己烷中的溶解度較小[26-27]。

由圖3可以看出，隨著蒸胚時(shí)堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，玉米胚中DON含量呈顯著下降趨勢(shì)（P＜0.05）。當(dāng)堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.20%時(shí)，DON降解率為37.09%，可見DON在較低的堿性環(huán)境下即開始降解；當(dāng)堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到5.29%時(shí)，DON降解率達(dá)到最高的66.78%，DON含量由2 417.07 μg/kg降低至802.83 μg/kg，達(dá)到GB 2761—2017中不高于1 000 μg/kg的限量規(guī)定；但當(dāng)堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)持續(xù)增加至6.55%時(shí)，DON降解率為58.60%，較堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.29%時(shí)反而有所降低，其機(jī)理可能與ZEN情況相似。玉米毛油中DON變化趨勢(shì)與玉米胚中的變化趨勢(shì)基本一致，在堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.29%時(shí)，DON含量從150.76 μg/kg降低至108.47 μg/kg。Bretz等[28]通過液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜和核磁共振對(duì)DON在0.1 mol/L NaOH、75 ℃、加熱60 min條件下降解所形成的化合物進(jìn)行了檢測(cè)分析，對(duì)分離出的7 種降解產(chǎn)物進(jìn)行細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)，均未發(fā)現(xiàn)毒性。

2.4 淡堿蒸胚對(duì)玉米胚和玉米毛油品質(zhì)的影響

對(duì)經(jīng)過蒸胚處理的6 個(gè)玉米胚樣品的色澤等品質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，經(jīng)不同堿液濃度淡堿蒸胚處理后的玉米胚色澤均不同程度地加深，采用較低堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1.20%）淡堿蒸胚處理后玉米胚的色澤與未經(jīng)淡堿蒸胚處理（空白對(duì)照組）玉米胚的色澤相近，呈黃白色至黃色，隨堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，蒸胚處理后玉米胚的色澤呈黃褐色至紅褐色，隨堿液濃度提高，蒸胚處理后玉米胚的色澤也越深。風(fēng)味方面，除質(zhì)量分?jǐn)?shù)6.55%堿液蒸胚處理后的樣品略微有堿味之外，其他經(jīng)蒸胚處理后的玉米胚樣品均具有良好的玉米胚原有風(fēng)味。

對(duì)6 個(gè)玉米胚樣品所制取毛油的品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，結(jié)果如表1所示。

表1 堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)玉米毛油品質(zhì)指標(biāo)的影響Table 1 Effect of steaming corn germ with different concentrations of dilute alkali on quality indicators of crude corn oil

由表1可見，玉米毛油的色澤隨堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈逐漸加深趨勢(shì)，酸價(jià)和過氧化值均呈降低趨勢(shì)，其原因可能是玉米胚中的蛋白質(zhì)、糖類等在高溫和堿液的共同作用下產(chǎn)生再生色素，這些色素溶解進(jìn)入浸出毛油所致[29]，而堿液可中和玉米胚中所含的部分游離脂肪酸，使浸出毛油的酸價(jià)降低；此外堿可降低脂肪氧合酶的活性，降低油脂的酶促氧化速率，減少氫過氧化物的生成[30]。

3 結(jié) 論

以不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的淡堿（NaOH）溶液調(diào)節(jié)玉米胚水分達(dá)到14%的適宜蒸胚水分，再以115 ℃過熱蒸汽進(jìn)行淡堿胚30 min后，玉米胚及其毛油中3 種真菌毒素均被不同程度降解。堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.55%時(shí)AFB1的降解消除效果最好，玉米胚中AFB1降解率達(dá)到90.30%，同時(shí)玉米油中AFB1含量從2.11 μg/kg減少至0.51 μg/kg；堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.26%時(shí)ZEN和DON的降解消除效果最好，玉米胚中ZEN和DON的降解率分別為64.69%和66.78%，此時(shí)玉米毛油中ZEN和DON含量也顯著降低至140.02 μg/kg和108.47 μg/kg。雖然隨堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，淡堿蒸胚所得玉米胚及其毛油的色澤有所加深，但毛油酸價(jià)和過氧化值均呈明顯降低趨勢(shì)。因此，采用淡堿蒸胚可實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米胚中真菌毒素的有效降解，減少玉米油和玉米粕中真菌毒素風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可適當(dāng)提升玉米毛油的品質(zhì)，是玉米胚制油生產(chǎn)中濕潤蒸胚工藝技術(shù)的優(yōu)化改進(jìn)方向。