2022-03-24 16:24:57 山东美正生物科技有限公司
赭曲霉毒素是一类霉菌(包括赭曲霉和炭黑曲霉)的次级代谢产物的总称,产赭曲霉毒素霉菌在感染谷物、咖啡、葡萄等产品后,在适宜的条件下会产生赭曲霉毒素。由于赭曲霉毒素性质稳定,不易分解,所以在很多被感染原料生产的产品中也含有赭曲霉毒素,而在赭曲霉毒素中又以赭曲霉毒素A(OTA)毒性最高,对人类和动物产生了一定的潜在威胁。欧洲整体膳食评估中对食品中OTA进行了分析,结果发现欧洲人从谷物中摄取到的OTA含量占到总体摄取量的50%,而葡萄酒以13%仅次于谷物。因此,OTA在葡萄酒中的污染日趋受到人们的关注。
OTA是异香豆素连接到β-苯基丙氨酸上的衍生物,有A、B、C、D四种化合物,此外还有赭曲霉毒素A的甲酯,赭曲霉毒素B的甲酯或乙酯化合物。而赭曲霉毒素A是其中分布最广,毒性最强,对人类威胁最大的毒素之一,广泛存在于谷物、咖啡、食品和饮料中。OTA是一种稳定的化合物,不会在食品的生产和加工过程中分解,在超过250℃的温度下,加热几分钟,可以降低毒素的含量。因此,在未加工以及加工过的食品中都包含有OTA。OTA易溶于水和碳酸氢钠溶液,在极性有机溶剂中稳定,冷藏条件下其乙醇溶液可稳定1年以上,但在谷物中随时间延长而降解。在苯-冰乙酸(99:1)溶液中的最大激发波长为333nm,最大发射波长为465nm。在荧光灯下呈明亮绿色荧光。
2001年,食品添加剂联合专家委员会(JECFA)统计了不同食品中OTA对人体的暴露性数据后,得出对于体重为60kg的人,平均每周摄入的OTA含量为45ng/kg。通过统计数据发现,在人类的OTA摄取量中,葡萄酒仅次于谷物及谷物产品(25ng/kg bw perweek),为第二摄取源,摄取量为平均每周摄取量为9ng/kg。咖啡和葡萄汁仅有2-3ng/kg bw perweek。
国际相关组织对于OTA一直十分关注,早在1993年,国际癌症研究机构IARC将其定义为group 2B类致癌物。2001年在JECFA召开的第56次会议上提出,OTA每周容许摄入量(provisional tolerable weekly intake,PTWI)为100ng/kg bw。
OTA对实验动物半数致死量(LD50)依给药途径、实验动物种类和品系不同而异,一些动物的经口LD50见下表:
受试动物 | 经口LD50(mg/kg) | 半衰期 |
人 | - | 35.5d |
猴 | - | 21d |
猪 | 1.0-6.0 | 72-120h |
大鼠 | 20.0-30.0 | 55-120h |
小鼠 | 48.0-58.0 | 48h |
我国对谷物以及饲料中OTA含量进行规定,对谷物、豆类中的OTA限量≤5.0 µg/kg,饲料中OTA的限量≤100 µg/kg,对酒类中OTA我国还没有相应的限量标准,下表是其他各国对OTA的限量标准。
组织或国家 | 种类 | 最大限量 ng/mL |
EC (欧盟委员会) | 烘烤咖啡 | 5 |
液体咖啡、葡萄干 | 10 | |
葡萄酒以及葡萄发酵饮料、葡萄汁以及葡萄为原料的饮料 | 2 | |
婴幼儿食品、特殊膳食 | 0.5 | |
OIV 保加利亚 | 谷物 | 5 |
葡萄酒 | 2 | |
啤酒 | 0.2 | |
葡萄汁 | 3 | |
意大利 | 啤酒 | 0.2 |
法国 | 谷物 | 5 |
丹麦 | 谷物与谷物产品 | 5 |
瑞典 | 谷物与谷物产品 | 5 |
种植过程是霉菌和葡萄果实直接接触的过程,也是OTA产生的源头。土壤中存在大量的微生物,其中也存在着OTA相关的产生菌。由于气候、种植方式、病虫害等诸多因素的影响,葡萄在种植过程中,葡萄的种皮上就会携带OTA产生菌。这些微生物在适宜的条件下,便会迅速繁殖,成为葡萄酒中OTA产生的重要隐患。
采摘过程是葡萄酒生产过程的前提,也是葡萄酒中OTA产生的转移媒介。正是由于采摘过程中的不合理操作,将大量腐烂、变质的葡萄作为原料,从而将OTA产生菌转移至葡萄酒中。因此,合理与规范的采摘操作技术是降低葡萄酒中OTA的重要措施。
葡萄酒酿造过程是OTA产生菌产毒的主要过程,但研究表明在葡萄酒酿造过程中OTA的含量并不是呈现出一种逐渐增加的趋势。在前期浸渍过程中OTA含量不断升高,浸渍结束OTA含量达到最大值,在添加酵母发酵后,OTA含量随乙醇浓度的升高开始逐渐降低,并且在压榨和苹果酸-乳酸发酵两个过程中OTA也呈现出逐渐降低的趋势。由于发酵工艺的区别,红葡萄酒中OTA含量明显高于白葡萄酒,这主要是红葡萄酒酿造过程中长时间的浸渍也会导致酒中OTA含量的增高。
储存过程对于葡萄酒酿造非常重要,研究表明储存有助于葡萄酒中OTA含量的降低。有研究者发现葡萄酒在20℃避光的情况下储存12个月,其OTA含量降低了17%,这充分说明了陈酿和储存过程会降低葡萄酒中OTA的含量。
用植物或者自然的材料覆盖土壤,避免葡萄成熟开始期和葡萄收获期的土壤翻动和与土壤相关的工作,以降低葡萄被真菌感染的几率。葡萄串的放置方法需要按照一定的规则来避免过度拥挤。如果必须引入水,灌溉应该尽量按照规定,这样可以避免果实破裂,葡萄果实的破裂为真菌侵入和生长提供了条件,特别是在温暖的地区。避免用含真菌毒素的果渣作为葡萄园的肥料。
葡萄在没有质量损失和食品安全问题的前提下才能提供给人类消费。葡萄收获期必须考虑到葡萄的成熟、卫生水平、天气变化的预报和地方性危害。腐烂果实是葡萄酒中OTA的来源之一,为了有效降低葡萄酒中OTA含量,在采摘过程中应尽量除去葡萄中的腐烂果实,这一方面降低了腐烂葡萄中OTA向葡萄酒中的转移,另一方面,降低了腐烂葡萄中OTA产生菌在葡萄酒酿造过程中产OTA的能力。因此,在采摘过程中的对葡萄的筛选是有效降低葡萄酒中OTA的有效方法。
酿造过程中操作应尽量迅速,发酵和老化过程应在表面光滑的容器中,避免之前发酵和老化过程中原料的残留,光滑的容器更便于清洗。活性干酵母或不活跃酵母能帮助减低OTA含量。乙醇或苹果酸发酵中,使用具有吸附OTA性质的酵母和细菌,用有机或无机的澄清剂来澄清产品,这样可以有效降低OTA水平。研究发现酵母细胞壁制备物和其它酵母粉可有效吸附OTA,也可以通过吸附剂十二烷基铵膨润土和蒙脱石出去葡萄酒中的OTA。
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