Способы детоксикации продукции

.

Чтобы предотвратить накопление афлатоксинов в сельскохозяйственной продукции, прибегают к разрушению токсичных соединений. С этой целью используют несколько методов детоксикации, в том числе физических, химических и биологических.

Физические методы детоксикации. Методы термической и кулинарной обработки обеспечивают только частичную детоксикацию контаминированного сырья.

Различные способы переработки фуражного сырья и кулинарная обработка пищевых продуктов приводят к снижению уровня загрязнения афлатоксинами. При обработке зерна удаляют плодовые и семенные оболочки, количество афлатоксинов в отходах в 2—7 раз больше, чем их исходное содержание в зерне. При выделении 5% оболочек на обоечных машинах из зерна удаляется приблизительно 30% афлатоксина В] и 25% афлатоксина Gj. В муке высшего сорта остается 25—50% от исходного уровня афлатоксина Вь а в процессе выпечки хлеба содержание афлатоксинов дополнительно снижается еще на 60-80%.

При сухом помоле кукурузы в основном продукте (крупа и мука) при выходе от 49 до 60% остается 7—10% афлатоксина В2 в пересчете на цельное зерно. При мокром помоле из кукурузы получают крахмал и ряд других продуктов, в воде, используемой для замачивания кукурузы, остается около 40% афлатоксина Bt; в зародыше, клетчатке и клейковине — до 60% токсина, в крахмале — 1% исходного количества афлатоксина. При низком уровне загрязнения кукурузы (5—30 мкг/кг) крахмал практически свободен от афлатоксина, при высоком уровне загрязнения (более 100 мкг/кг) в белковой и крахмальной частях после помола остается 1,7—9,8% исходного токсина.

В рисовом зерне афлатоксины распределены поверхностно, поэтому предобработка способствует эффективной детоксикации: 55—74% афлатоксина В, выделяется с мукой, 18—32% — с мучкой, в крупе остается не более 12% исходного содержания афлатоксинов.

Гидротермическая обработка риса обеспечивает разрушение 91% афлатоксина В1 (при выработке крупы) и 92—93% афлатоксина GL

Отходы переработки зерна представляют собой ценный корм для сельскохозяйственных животных, а присутствие в них афлатоксинов делает их непригодными.

Простым и эффективным методом удаления афлатоксинов из продовольственного сырья является физическое разделение загрязненных и незагрязненных фракций при помощи просеивания, электронной и ручной сортировки. Эти способы используют при сортировке арахиса и других орехов.

Один из физических методов детоксикации — термическая обработка.

Сухое обжаривание зерна арахиса, используемого для получения арахисового масла, приводит к разрушению 70% афлатоксина Bj и 45% афлатоксина В2. Прожаривание соевых бобов при 180°С обеспечивает снижение концентрации афлатоксина В| на 69%, Gj — на 73%. При обжаривании зерна кукурузы уровень афлатоксина снижается на 40—80%.

Однако есть данные о высокой термостабильности афлатоксина В1 в арахисовом и кукурузном маслах. Снижается уровень токсинов лишь при нагревании до температуры 250°С, что соответствует точке плавления афлатоксинов.

При варке продуктов, загрязненных афлатоксинами, значение имеют условия варки: избыточное давление, наличие химических реагентов, соотношение вода : зерно. Так, для риса содержание афлатоксина В, снижается на 49% при обычной варке, на 73% при варке под давлением, на 81,6% при избытке воды.

При определенных условиях афлатоксины разрушаются на свету, особенно под действием ультрафиолетовой части спектра. Так, в результате инсоляции разрушается до 85% афлатоксина Bj в казеине и 50% в арахисовой муке.

Существуют физические методы детоксикации, основанные на удалении и разрушении афлатоксинов. Один из них — экстракция афлатоксинов из загрязненных продуктов водным ацетоном, хлороформом, некоторыми смесями, например ацетон : гексан : вода (50 : 48,5 : 1,5), растворами метанола и этанола, 80%-м изопропиловым спиртом. Для экстракции используют и солевые растворы, например поваренной соли (NaCl).

Но методы экстракции дороги, требуют использования дефицитных растворителей, нередко вызывают глубокие изменения химического состава продуктов, что приводит к снижению их питательной ценности.

Применение некоторых экстрагентов небезопасно для здоровья людей, занятых на предприятиях, перерабатывающих подобное сырье.

Для извлечения афлатоксинов используют адсорбцию последних из жидких пищевых продуктов. В качестве адсорбентов используют различные виды глины, которые адсорбируют 70—100% афлатоксина Bj. Степень адсорбции зависит от вида глины, особенностей ее предварительной термической обработки, pH среды.

Для адсорбции афлатоксина Mj из молока используют бентонит (2% бентонита удаляет 89% афлатоксина Mj).

В настоящее время большой интерес представляет удаление афлатоксинов в процессе экструзии. После обработки на экструдере арахисовой муки, содержащей афлатоксин Bj в концентрации 250 мкг/кг, уровень загрязнения снижается на 23—66%.

Афлатоксины разрушаются под действием ионизирующего излучения. Однако методы радиоактивного облучения вряд ли найдут широкое применение, так как при их использовании нужны серьезные способы защиты от радиоактивного загрязнения окружающей среды при работе крупных промышленных установок.

Химические методы деградации. Детоксикация афлатоксинов химическими методами исследована очень хорошо. Наиболее чувствительны к действию химических реагентов участки молекулы, где имеется двойная связь в крайнем фурановом кольце, и лактановое кольцо, входящее в кумариновую половину молекулы.

Для разрушения афлатоксинов используют большое число химических реактивов; одни из них — сильные окислители, другие создают кислую реакцию среды, третьи — щелочную. Такие окислители, как бензоил пероксид и тетраоксид осмия, окисляют афлатоксины Bj и G,, a NaOCl, KMn04, NaB03, Ce(NH4)2(S04) и 3% Н20 +NaB02 (1 : 1) реагируют со всеми токсинами (Bj и В2, Gj и G2).

Афлатоксины могут окисляться газообразными хлоридами, диоксидом хлора, диоксидом азота. Основную роль в процессе окисления афлатоксинов В1? Gb Mj играет двойная связь в терминальном фурановом кольце.

При обработке токсинов водным раствором озона в течение 24 ч при температуре 100°С разрушается от 78 до 90% афлатоксинов В2 и Gj и 100% В,. Но, будучи сильным окислителем, озон снижает питательную ценность обрабатываемого продукта.

Бисульфиты (гидросульфиты) — высокоактивные химические соединения, широко используются при изготовлении вин, фруктовых соков, джемов, сухофруктов и ряда других продуктов. Эти соединения предотвращают ферментативное и неферментативное потемнение продуктов и рост на них микроорганизмов.

При обработке диоксидом серы в концентрации от 50 до 500 мг/дм3 в среде разрушения афлатоксинов не наблюдается, лишь при концентрации 3000 мг/дм3 и температуре 55°С через 48 ч разрушалось 75—80% афлатоксинов Bj и Gj.

Водные растворы сильных кислот и оснований разрушают афлатоксины, вызывая гидратацию молекул афлатоксинов Bj и Gj, содержащих гидроксильную группу у углеродного атома во втором положении, в результате возникают афлатоксины В и G2a, которые менее токсичны.

В условиях щелочной реакции В и G2a могут подвергаться дальнейшим изменениям. При температуре 100°С и pH 1,0 достаточно 10 мин, чтобы превратить 95% Bj в В, а при 100°С и pH 3,0 для превращения В] в В требуется уже 7 ч. Однако данный способ не находит применения, так как для разрушения афлатоксинов требуются жесткие условия, при этом ухудшаются питательная ценность и органолептические показатели обрабатываемых продуктов. Обработка кислотой В2 и G2 малоэффективна.

Из неорганических и органических оснований в качестве деструктора афлатоксинов используют гидроксид натрия (NaOH), гидроксид кальция [Са(ОН)2], формальдегид, гидроксид аммония (NH4OH), диэтаноламин.

В качестве деструкторов афлатоксинов могут выступать химические соединения, получившие название антимикотоксины. Наиболее эффективна обработка токсичных материалов газообразным аммиаком или водным раствором аммиака как при повышенных, так и при нормальных температурах и давлении. Мочевину используют для разрушения афлатоксинов в арахисе.

Вопрос о химических методах разрушения афлатоксинов еще до конца не изучен, точных данных об изменениях, происходящих в самих обрабатываемых продуктах, об афлатоксинах и их превращениях в процессе обработки и влиянии химических реагентов и производных токсинов на организм животных пока нет.

Биологические методы деградации афлатоксинов. Биологическая деградация афлатоксинов протекает в организме животных и человека, получающих их вместе с пищей. Процесс биотрансформации афлатоксинов происходит в печени.

Под действием монооксигеназ, локализованных в мембранах эндоплазматического ретикулума клеток печени, протекают реакции биологического окисления афлатоксинов. Возникающие метаболиты связываются ковалентными связями с такими веществами, как глутатион, глюкуроновая кислота и др. В результате повышается полярность молекул афлатоксинов, они теряют способность растворяться в липидной фазе и вместе с фекалиями и мочой выводятся из организма. Однако в печени из афлатоксинов в результате метаболической активации могут образовываться и соединения более токсичные, чем исходные афлатоксины, например 2,3-эпоксид афлатоксина Bj.

Большой интерес представляет разрушение афлатоксинов с помощью микроорганизмов, таких как водоросли, микроскопические грибы (в мицелиальной форме и в виде спорового материала), дрожжи, актиномицеты и бактерии. Все эти культуры хорошо растут на средах, содержащих афлатоксин Bj в концентрациях до 50 мкг/кг.

Получена информация о способности представителя простейших — инфузорий — разрушать афлатоксины. Но установить, разрушатся ли афлатоксины за счет их потребления инфузориями или за счет активации метаболических процессов в организме простейших, авторы не смогли.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >