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酱香型白酒生产关键控制点黄曲霉毒素和赭曲霉毒素A的风险监测

来源:https://doi.org/10.3390/toxins13120876发布时间:2022-01-31

产毒真菌



酱香型白酒生产关键控制点黄曲霉毒素和赭曲霉毒素A的风险监测

The Risk Monitoring of Aflatoxins and Ochratoxin A in Critical Control Point of Soy Sauce Aroma-Type Baijiu Production


摘要:酱香型白酒产区主要分布在中国西南地区(贵州和四川),属亚热带季风气候,炎热潮湿,有利于产毒真菌的繁殖。由此可见,酱香型白酒在生产过程中存在真菌毒素的潜在污染风险,对食品安全构成重大风险。酱油香型白酒生产中真菌毒素的安全性研究较少。为评价酱香型白酒生产过程中真菌毒素的安全性,本研究从原料、大曲、酒醅、粗白酒生产过程中不同阶段的微生物群落。采用超高效液相色谱-串联质谱联用技术检测小麦、大曲、酒精发酵谷物和白酒中黄曲霉毒素(AFs)和赭曲霉毒素A (OTA)的含量。在小麦、大曲和酒精发酵谷物中检测到真菌毒素。大曲样品中AFs和OTA的检出率和含量均高于小麦和酒精发酵籽粒。虽然AFs和OTA含量均在中国国家标准的最高限量范围内,但30%的大曲样品中检测到AFs, 20%的大曲样品中检测到OTA。对大曲样品中的真菌进行了分离鉴定,结果表明所分离的菌株中没有真菌产生真菌毒素。根据评价结果,从AFs和OTA两个方面确定了酱香型白酒生产工艺的安全性。

关键词:真菌毒素;酱香型白酒;UPLC-MS/MS;高温大曲  


         从酱香型白酒生产的角度,分析了小麦中真菌毒素的含量、发酵过程及生产的粗白酒。对真菌检出阳性的大曲样品进行真菌分离鉴定,以确定酱香型白酒生产过程中真菌毒素水平的安全性。
       小麦是大曲生产的主要原料,由于收获后处理不当,在储存期间可能会发生AFs和OTA污染。因此,有必要对小麦产地真菌毒素含量进行监测。采用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS/MS)法对10个不同储藏设施生产中的小麦样品进行AFs (B1、B2、G1、G2)和OTA含量检测(表1)。结果列在表1中。10个小麦样品未被AFs污染。另一方面,在10个样品中,只有1个样品的OTA(1.94µg/kg)呈阳性,远远低于最高标准。2006年,欧盟委员会规定谷物中OTA的最高限量为5µg/kg。此后,中国国家标准于2017年规定了相同的最高限值。

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       大曲是一种传统的以小麦为原料的酱香型白酒的发酵发酵剂,在整个白酒的发酵过程中都使用大曲。因此,它是酱香型白酒生产的必备原料。由于大曲是在高温下自发发酵的,并可能受到真菌毒素的污染,因此大曲也是本文研究的重点监测点。我们采用ELISA法对6个库房的大曲样品进行了AFs和OTA浓度的初步跟踪(图2)。6个储藏间中,1、4、5、6个储藏间被AFs污染。1、5、6号库房AFs的检出率最高(100%),浓度分别为11.8 ~ 26.4µg /kg−1、14.0 ~ 27.3µg/kg1和4.7 ~ 16.5µg/kg−1。OTA检测仅在3号和4号库房呈阳性,平均含量在5µg/kg以下,与之前研究中大曲的OTA值一致。从总体上可以明显看出,大曲样品中AFs的阳性率和含量水平均高于OTA,反映了大曲中AFs污染的潜在风险较高。Li等人也检测到类似的结果,两个大曲样品的OTA含量分别为1.4µg/kg和1.6µg/kg,AFB1含量分别为2.5µg/kg和2.6µg/kg。
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       为了进一步证实我们的发现,用UPLC - MS/MS对来自1、4、5库房的10个阳性大曲(图3a)样品中的AFs和OTA含量进行了准确的定量(图4)。检测的大曲样品中均未检出AFB1和AFB2。30%的大曲样品中检出AFG1和AFG2,最高含量分别为4.56µg/kg和8.14µg/kg。20%的大曲样品中检测到OTA,最高含量为0.56~4.20µg/kg,低于中国国家标准的最高限量。
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       发霉大曲的微生物环境(图3a)有利于霉菌变异产生真菌毒素。因此,我们推断,发霉大曲比普通大曲更容易被真菌入侵,更容易产生真菌毒素。采用超高效液相色谱-质谱联用技术测定了10个发霉大曲样品中AFs和OTA的含量。结果显示,10个异常样本中均未检测到AFs或OTA。由此进一步验证了用于酱香型白酒生产的大曲中AFs和OTA的低风险。
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       酒精发酵谷物是生产过程中的关键原料之一,其安全性至关重要。在本研究中,我们评估了AFs和OTA的含量,分别用超高效液相色谱-质谱/质谱法测定10个正常酒精发酵粮样品和10个异常发霉酒精发酵粮样品(表2)。结果表明,AFB2、AFG1、AFG2和OTA在酒精发酵谷物样品中很少检测到,AFB1没有发现,甚至比先前的研究更有利。Pang, X.等报道了在浓度为1.31~1.48µg/kg的清香型白酒白酒醅中AFB1呈阳性。这可能是由于酱香型白酒和清香型白酒的生产条件和气候不同造成的。正常和异常发霉酒精发酵糟样品中AFs和OTA含量虽有差异,但均低于最高限量标准。结论:酒精发酵粮AFS和OTA污染的风险较低。
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         酱香型白酒的酿造循环包括七个不同的发酵轮,每轮发酵可产生一种鲜白酒,又称粗白酒。成品白酒一般由陈化的原白酒调配而成。因此,成品白酒的质量直接取决于粗品白酒的质量。也就是说,粗白酒中真菌毒素的出现将直接危害消费者的健康。采用超高效液相色谱-质谱联用(UPLCMS/MS)法研究了粗白酒中AFs和OTA的污染情况。结果表明,白酒粗品中无AFs和OTA阳性,表明白酒粗品中AFs和OTA污染的发生率非常低。结果表明,小麦、大曲和酒精发酵谷物中均检出真菌毒素阳性,而粗品白酒中未检出真菌毒素。这表明,霉菌毒素在蒸馏过程中几乎不会从原料转移到粗白酒中。相关研究表明,一些真菌毒素在酿造过程中可被代谢为毒性较小的化合物或被废弃的谷粒吸附。
       综上所述,大曲样品中AFs (AFG1、AFG2)和OTA的检出率分别为30%和20%,而小麦样品的AFs检出率很低。因此,小麦中的真菌毒素对其生产的大曲有一定的贡献。大曲发酵过程中含有丰富的微生物,真菌毒素可能来源于大曲。本研究通过对10份阳性酱香型大曲样品的霉菌分离筛选和高通量测序,以及微生物群落结构(表3)对阳性大曲样品中发现的真菌种类进行了详细的鉴定描述。结果从分离菌株中鉴定出12个属,均未发现真菌毒素的产生。并对大曲异常发霉样品的真菌群落进行了分离和筛选。从异常发霉的大曲样品中鉴定出49个真菌属(表4)。除1株黄曲霉和1株黄青霉外,其余菌株均为青霉菌和红曲霉。菌株代谢产物中未检出AFs和OTA。因此,大曲样品中的真菌产生真菌毒素的潜力非常低。
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       在大曲和酒精发酵谷物的发酵过程中,酱香型白酒生产过程中由于复杂而引起的细微变化会影响真菌群落结构,从而引起真菌毒素污染。本文提出了白酒整个生产过程的食品安全评价体系,首次对白酒整个生产过程中“从原料到白酒”这一关键环节中AFs和OTA的含量进行了综合分析。通过微生物分离和鉴定,进一步评价了这些生物毒素在阳性样品中的安全性。研究结果表明,酱香型白酒在生产过程中真菌毒素的风险非常低,这些污染物处于安全水平。综上所述,本研究创新性地对酱香型白酒的质量安全风险监测系统进行了测试。

全文链接:https://doi.org/10.3390/toxins13120876
 



 
                                                   文稿:陈丽      编辑:上官国莲      审核:马艳玲