臭氧发生器降解花生中黄曲霉毒素的设备及应用

摘要：为了高效降解花生中黄曲霉毒素，研制了一套臭氧发生器降解黄曲霉毒素的设备。以人为污染的花生为试验材料，利用此设备研究了臭氧处理时间及其相对湿度对花生脱毒效果的影响。研究结果表明：臭氧能有效降解花生中的黄曲霉毒素，且臭氧处理时间和相对湿度显著影响其降解效果（P＜0.05）。在臭氧浓度89mg/L、流速1L/min、搅拌速度70r/min条件下，黄曲霉毒素的较佳降解工艺为：臭氧相对湿度50%，处理时间30min。在此条件下，花生中黄曲霉毒素B1、B2、G1和G2的含量分别从87.53、21.99、9.71和4.38μg/kg降低到15.23、8.31、2.81和2.11μg/kg，降解率分别为82.6%、62.2%、71.1%和51.8%。研究结果可为花生贮藏和加工企业降低花生中的黄曲霉毒素、确保花生食用安全性提供技术参考。其中有省略，请下载最后文件。

1臭氧发生器降解黄曲霉毒素设备

1.1总体结构

臭氧降解黄曲霉毒素设备采用耐腐蚀、耐氧化的不锈钢材料制造。总体结构（见图1）包括：1）臭氧发生器；2）臭氧运输系统：包括运输管道、气泵；3）臭氧浓度、湿度调节系统：包括流量计（调节分流比）和加湿器；4）花生脱毒罐：包括圆锥形罐和搅拌装置；5）残余臭氧热解器。

3结果与分析

花生经过臭氧处理后黄曲霉毒素降解情况见图4。总的来看，臭氧处理能显著降低花生中的黄曲霉毒素，且AFB1和AFG1的降解效果好于AFB2和AFG2。这是由于AFB1和AFG1末端呋喃环C8-C9位上含有一个双键，臭氧作为强氧化剂，容易通过亲电子攻击C8-C9位上的双键，从而快速氧化分解AFB1和AFG1[22]。随着臭氧处理时间和相对湿度的增加，黄曲霉毒素的降解率都在增加。对于AFB1来说（见图4a），在臭氧相对湿度为0（干燥气体）、处理10min后，AFB1从初始的20.3μg/kg降低到9.8μg/kg，降解率为51.7%，处理30min后，AFB1降低到5.0μg/kg，降解率提高到75.4%。随着臭氧相对湿度的增加，AFB1的降解率随之增加。花生处理30min后，臭氧相对湿度在0、50%和100%时，AFB1的降解率分别为75.4%、82.6%和85.3%，这说明相对湿度对臭氧降解黄曲霉毒素的效果有显著的影响（P＜0.05）。对于AFG1来说（见图4b），在臭氧相对湿度为100%、处理30min后，AFG1由最初的19.7μg/kg降解到4.2μg/kg，最大降解率达到78.7%。对于AFB2和AFG2降解效果来说，与AFB1和AFG1具有相同的趋势（见图4c和4d）。花生处理时间为30min，臭相对湿度为0时，AFB2和AFG2降解率分别为57.1%和43.7%；在臭氧相对湿度为

50%时，AFB2和AFG2降解率分别达到62.2%和51.8%；当臭氧相对湿度达到100%时，AFB2和AFG2降解率分别达到65.5%和55.9%。试验结果表明，臭氧能够有效降解花生中的黄曲霉毒素，增加臭氧气体的相对湿度和处理时间都能显著增强臭氧对黄曲霉毒素的降解效果。但是臭氧相对湿度太大会增加花生的水分含量，必须对处理后的花生进行干燥才能进行贮藏或进一步的加工。考虑到处理成本以及黄曲霉毒素的降解效果，选择臭氧相对湿度为50%、处理时间为30min的降解工艺较适宜（见图4）。在此条件下，花生中的

黄曲霉毒素B1、B2、G1和G2的含量分别从87.53、21.99、9.71和4.38μg/kg降低到15.23、8.31、2.81和2.11μg/kg，降解率分别为82.6%、62.2%、71.1%和51.8%。当花生仁污染严重时，应增加臭氧处理时间；花生仁污染轻微时，适当地减少臭氧处理时间。

本试验中所用臭氧发生器浓度（89mg/L）显著高于已报道的文献中所用浓度（10～50mg/L），但比文献中所用时间（一般在2～96h)明显缩短[12-18]，因此可以显著提高花生的处理效率，降低生产成本。

4结论与讨论

1）试验结果表明，设计的臭氧发生器处理设备能够显著降低花生中的黄曲霉毒素。室温下，在臭氧浓度89mg/L，臭氧流速为1L/min，搅拌速度70r/min条件下，较佳的降解条件为臭氧相对湿度50%，处理时间30min。此时，花生中黄曲霉毒素B1、B2、G1和G2的降解率分别为82.6%、62.2%、71.1%和51.8%。2）与AFB2和AFG2降解率相比，在同一臭氧处理条件下，AFB1和AFG1的臭氧降解率高，且臭氧相对湿度的升高会增加其降解效果。臭氧已被世界公认为比较安全的食品级化学试剂，并被广泛应用于食品行业。但是臭氧降解黄曲霉毒素的机理还不完全清楚，其降解产物的安全性还需要进一步去研究

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