臭氧(O3)通常在夏季产生,因为大气中的光化学物质在阳光下发生反应。O3气体在食品工业中被广泛用于包装材料、原料和储存设施的消毒[1]。有人认为,与食品中使用的其他补救化学品相比,臭氧的优势在于它没有残留物。由于半衰期短,它分解成双原子氧的速度很快,在大气中约为20-50分钟,在水中约为1-10分钟[2]。然而,它是一种腐蚀性很强的气体,对于它的使用,使用适当的管道(聚四氟乙烯),钢或玻璃系统至关重要。Manning和Teidemann[3]表明,臭氧(O3)浓度的微小增加(40-60 ppb)会影响植物表面的真菌群,可能还会影响毒素的生物合成。先前的研究表明,暴露于气态臭氧污染物的轻微增加会改变针叶上的层球真菌群[4]。
目前,欧盟立法规定坚果(包括用于加工的开心果)中af-latoxin B1 (AFB1)的很高含量为12 μg/kg,人类直接食用AFB1的很高含量为8 μg/kg[5]。开心果的AF污染要么发生在收获前,因为壳的早期分裂和昆虫的破坏,要么发生在随后的干燥和加工过程中[6]。例如,在伊朗,对10,000多个开心果样本的分析显示,36%的样本中含有AFB1,其中近12%的样本超过了伊朗的很高水平(5 μg/kg)[7]。在阿尔及利亚,1998年至2002年期间,523份样本中AFB1的很高含量为113 μg/kg,平均范围为1至3.8 μg/kg[8]。在突尼斯,76%的开心果在储存过程中被发现受到AFs污染[9]。延迟采收、加工和储存已被证明对开心果的AFB1污染有显著影响,而且往往会增加AFB1污染[6,10]。
因此,人们有兴趣研究诸如气态O3之类的处理,以减轻包括开心果在内的坚果中的AFs[11-13]。以前的一些研究已经检测了电化学产生的O3对不同坚果(包括花生和巴西坚果)中黄曲霉毒素和黄曲霉毒素(AFs)活性的效率。然而,关于开心果的研究较少[11-13]。Mylona等[14]研究表明,气体O3 (100-400 ppm)在离体条件下对黄萎病镰刀菌的微孢子萌发没有很好的抑制作用,但处理后能降低贮藏玉米籽粒中伏马菌素B1 (FB1)的污染。事实上,很初的发芽抑制之后是恢复、生长和FB1的产生。
然而,Sultan等[12]发现气态O3在抑制黄曲霉分生孢子萌发方面非常有效,但在花生基培养基上,无论水分活度(aw)如何,对黄曲霉菌株菌丝生长的控制效果都不大。对巴西坚果进行O3处理的研究表明,暴露于这种气体会影响真菌群的生长并降低AFs[11]。他们用三种浓度的O3(10、14和31.5 mg/L)放置5小时,发现在180天的储存期内,这种浓度的O3抑制了黄芽孢杆菌和寄生蜂的定植。然而,在低浓度的O3下,真菌仍然能够生长。食用坚果时需要小心,因为高浓度的脂质会与气态的O3相互作用,导致污染和异味[15]。真菌种类对O3暴露的敏感性可能会有所不同,这取决于暴露时间、应用浓度和商品类型。
它也会受到水分含量和孢子形态的影响[16,17]。在之前的研究中,没有研究过气态O3 (0 - 200ppm)作为一种控制措施,在未经加工的开心果培养基或储存的未经加工的开心果中萌发、定植和AFB1。因此,本研究的目的是研究使用气态O3来控制(a)离体分生孢子萌发,(b)离体菌丝生长和AFB1的产生,以及(c)接种开心果生孢子并暴露于O3中的黄曲霉种群,以及在不同aw水平下储存20天后对AFB1污染的影响。
研究表明,使用气态O3暴露的分生孢子和菌落黄曲霉在磨生开心果为基础的培养基上不是很有效。事实上,通过修复系统,分生孢子迅速恢复了萌发能力。高达200ppm的O3气体处理30分钟对菌丝延伸和随后的AFB1生产影响不大。对贮存的生开心果进行原位研究,接种黄曲霉分生孢子并暴露于O3中,在不同aw水平下贮存20天后,黄曲霉种群的分离率降低,但对AFB1污染的影响不大。这表明可能需要更长的暴露时间,而且效果也可能受到水分含量和商品类型的影响,在这种情况下是富含脂质的基质。
然而,这必须与潜在的污染效应和饮食质量相平衡,如果长时间高水平接触可能会影响饮食质量。未来,为了在食品加工中更有效、更安全的使用,需要为特定食品确定很佳的气态O3浓度、接触时间和其他处理条件。在潜在的商业应用之前,可能需要对每种商品进行中试规模的测试,因为每种食品的O3应用可能不同。此外,需要进行体内和体外毒理学试验,以量化降解产物对人类和动物健康的影响。