電子束輻照降解普洱茶黃曲霉毒素B1的可行性研究

肖 梅，馮 慧，陳禮怡，董紹斌，潘 琳，潘維茜，黃 強,*

(1.四川省原子能研究院，四川 成都 610101；2.輻照保藏四川省重點實驗室，四川 成都 610101)

黃曲霉毒素(aflatoxin簡寫為AFT)是黃曲霉菌和寄生曲霉菌產生的強毒性的次生代謝產物。其中，黃曲霉毒素B1(AFB1)是毒性與致癌性最強的物質，其毒性是氰化鉀的10倍，三氧化二砷(砒霜)的68倍，被聯合國列為I類致癌物[1]，嚴重危害人體健康。

普洱茶是以云南大葉種曬青茶為原料，經過特殊工藝制作而成的國家地理標志性茶葉[2]。因它具有抗腫瘤、抗氧化、抗疲勞、增強免疫力、降脂減肥、降血糖、緩解煙毒危害等功效而受到人們的青睞。微生物是普洱茶特殊品質形成的關鍵因素。普洱茶在渥堆發酵過程中，需要人為加水提溫促進細菌繁殖，加速茶葉熟化，去除生茶苦澀，以達到入口醇厚、湯色紅濃的獨特品性[3]，因此，發酵或儲存不當，普洱茶容易受到霉菌的污染。研究表明，在售普洱茶黃曲霉素B1污染水平超出標準規定限值(5μg/kg)的現象比較明顯[4-5]。為了解決普洱茶可能存在的食品安全問題，結合前人的研究進展，本研究以市場上隨機購買的不同價位檔次的普洱熟茶為實驗材料，利用電子束輻照處理后，分析其黃曲霉素的含量變化情況，同時分析輻照對普洱茶品質成分的影響，為普洱茶的安全生產提供方法依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料及處理

隨機購買市場上存儲3年以上的普洱熟茶(餅茶)，高、中、低檔次(價位檔次)3種樣，按檔次將樣品敲碎混勻后用透明自封袋分裝，每份400g，每檔次樣14份。

1.2 輻照設備

本研究使用的輻照設備為四川省原子能研究院輻照中心的10mA、2.0meVGT-2型電子加速器，采用電子束輻照。

1.3 實驗設計

采用兩因素(A為茶葉，B為輻照劑量)兩重復實驗設計，A因素4個水平(A1：價格最高，存放時間為6年；A2：價格中等，存放時間為6年；A3：價格最低，存放時間為4年；A4：每千克A3外源混合濃度為0.15μg/ml的黃曲霉素200mL溶液，室內常溫下通風存放10天后輻照)。B因素7個水平(B1:0kgy、B2:4.5kgy、B3:6.0kgy、B4:7.5kgy、B5:9.0kgy、B6:10.5kgy、B7:12.0kgy)，在室內常溫下進行輻照處理，未輻照(B1)做對照(CK)。

1.4 樣品測試及內容

樣品輻照處理好后進行檢測分析。分析單位：四川省分析測試中心，分析內容：黃曲霉毒素B1、茶多酚、咖啡堿。其中：黃曲霉毒素B1按食品安全國家標準GB 5009.22-2016中的方法測定；咖啡堿按食品安全國家標準GB 5009.139-2014中的方法測定；茶多酚含量按食品安全國家標準GB/T 8313 2018中的方法測定。

1.5 數據處理

數據處理采用DPS7.5分析軟件分析。

2 結果與分析

2.1 不同輻照劑量處理后普洱茶各成分的含量

茶葉樣品經過不同劑量的電子束輻照后，其咖啡堿、茶多酚及AFB1的平均含量如表1所示。咖啡堿含量：A1>A2>A3=A4；茶多酚含量：A1>A3=A4>A2；黃曲霉素B1含量：A1、A2、A3均未檢測出，A4平均含量為2.76μg/kg。外源混合AFB1不影響普洱茶咖啡堿和茶多酚的含量變化；不經過處理的普洱茶未檢測出AFB1，處理后的普洱茶AFB1含量有減少的趨勢。

表1 不同輻照劑量處理后普洱茶各成分的平均含量

2.2 輻照對普洱茶黃曲霉毒素B1的降解效果

外源混合AFB1的普洱茶通過不同劑量輻照，輻照后的茶葉樣品測定如圖1、表2所示。輻照后普洱茶AFB1含量與對照組差異極顯著(P<0.01)，輻照劑量7.5kgy以下與7.5kgy以上差異顯著(P<0.05)；輻照前，AFB1含量約為4.35μg/kg(降解率0%)；4.5kg下AFB1降解率為34.2%；7.5kgy下AFB1降解率為48.5%，隨后，輻照劑量增加AFB1降解率變化趨勢減緩；12.0kgy下AFB1降解率為49.2%。

圖1 不同輻照處理后普洱茶黃曲霉素B1的降解率

表2 不同輻照處理后普洱茶黃曲霉素B1含量方差分析表

前人研究表明，紫外線輻照、γ射線輻照、電子束輻照及微波輻照，均對黃曲霉素有一定的降解作用[6]；800μw.cm2的紫外光照射花生表皮80min，能使AFB1完全降解，降解產物實驗證實無毒；電子束劑量在0～50kgy時，可以有效降解玉米中的AFB1[7]；利用輻照技術可控制或消解食品中污染的黃曲霉毒素，這是因為輻照可以改變有毒物質的化學結構，改變其原有性質，減少其含量。本研究通過不同劑量的電子束輻照處理含有AFB1的普洱茶，結果表明，電子束輻照能有效降解茶葉中的黃曲霉素B1，并且隨著輻照劑量的增加，降解效果越明顯。并且，輻照劑量為7.5kgy時，可以有效的降解黃曲霉素同時，也更為經濟實惠。根據2006年，農業部頒布的茶葉輻照殺菌工藝農業行業標準表明：紅茶、黃茶、黑茶、青茶和白茶輻照劑量范圍4～9kgy，綠茶3～5kgy，花茶、速溶茶和保健茶4～8kgy[8]，與本研究結論一致。

2.3 輻照對普洱茶咖啡堿含量的影響

不同劑量輻照處理后，普洱茶咖啡堿含量與分析如表1、表3所示。輻照前高檔茶(A1)咖啡堿含量為29.1g/kg，中檔茶26.5g/kg，低檔茶23.4g/kg，隨著輻照劑量的增加，所有茶葉的咖啡堿含量均沒有明顯的變化。從表3可以看出，A因素(茶葉檔次)間存在極顯著差異(P<0.01)，表明不同茶葉檔次普洱茶咖啡堿含量有差異；B因素間無顯著性差異(P>0.05)，表明在一定的劑量范圍內，輻照處理對普洱茶中咖啡堿含量的影響不大。

表3 不同輻照處理后普洱茶咖啡堿含量方差分析表(隨機模型)

咖啡堿是普洱茶中含量最高的生物堿，也是普洱茶特殊滋味形成的主要因素之一。本研究經過不同劑量電子束輻照處理普洱茶，分析其咖啡堿含量發現，在一定范圍內，輻照劑量并不會明顯影響普洱茶咖啡堿的含量變化。前人研究表明，60Co-γ射線輻照后綠茶的咖啡堿含量無顯著變化[9]，與本研究結論一致；但60Co-γ射線輻照處理后，烏龍茶、普洱茶、紅碎茶中咖啡堿含量隨輻照劑量的增加逐漸降低[10-12]，與本研究結論不一致，這可能由測試以及不同的輻照方法引起的。不同檔次茶葉的咖啡堿含量不同，這可能是由于茶葉價位或者品種之間的差異所導致的。

A因素：茶葉檔次(A1：高檔次普洱茶；A2：低檔次普洱茶；A3：中檔次普洱茶；A4：低檔次普洱茶外源混合黃曲霉素處理)；B因素：輻照處理

2.4 輻照對普洱茶茶多酚含量的影響

不同劑量輻照處理后，普洱茶茶多酚含量與分析如表1、表4所示。輻照前，低檔茶(A3)的茶多酚含量為8.0%，高檔茶(A1)6.7%，中檔茶(A2)5.8%，隨著輻照劑量的增加，各檔茶葉的茶多酚含量均沒有明顯的變化。從表4所示，A因素(茶葉檔次)間存在極顯著差異(P<0.01)，表明不同茶葉檔次間普洱茶茶多酚含量不同；B因素間無顯著性差異(P>0.05)，表明在一定的劑量范圍內，輻照處理對普洱茶中茶多酚含量的影響不大。

表4不同輻照處理后普洱茶茶多酚含量方差分析表(隨機模型)

茶多酚是茶水湯色和香味形成的主要原因之一，也是茶葉具有保健功能的原因之一。本研究經過0kgy、4.5kgy、6.0kgy、7.5kgy、9.0kgy、10.5kgy、12kgy的電子束輻照處理茶葉后，經分析發現三種茶葉的茶多酚含量均未有明顯的變化，表明在該范圍內，輻照劑量并不會明顯影響普洱茶茶多酚含量的變化。已有的研究表明60Co-γ射線輻照處理后，普洱茶茶多酚含量沒有明顯變化[9]，與本研究結論一致；但能引起紅碎茶、綠茶、烏龍茶茶多酚含量減少[10-12]，與本研究結論不一致，這可能是因為輻照對不同茶葉茶多酚含量的影響存在差異。不同檔次茶葉的茶多酚含量不同，這可能是由于茶葉價位或者品種之間的差異所導致的。

A因素：茶葉檔次(A1：高檔次普洱茶；A2：低檔次普洱茶；A3：中檔次普洱茶；A4：低檔次普洱茶外源混合黃曲霉素處理)；B因素：輻照處理

3 討論與結論

實驗結果表明：正常情況下，市場上的普洱茶未檢測出黃曲霉素。陳建玲等研究廣州市場上存在普洱茶被黃曲霉素污染的現象，可能是由存儲不當造成的，本實驗所用的普洱茶中，生產年份最長的可達6年，并未檢測出黃曲霉素。

低檔次普洱茶外源混合黃曲霉素時，利用電子束輻照可有效降解普洱茶中的黃曲霉素，隨著輻照劑量的增加，降解效果越明顯，輻照劑量7.5～12kgy時，降解趨勢減緩，因此7.5kgy更為經濟實惠。

在0～12kgy劑量范圍輻照，咖啡堿和茶多酚含量沒有顯著差異。另外，不同檔次(價位)的普洱茶的咖啡堿和茶多酚含量存在極顯著差異，因此普洱茶的價格并不能完全反應普洱茶茶葉的品質。

本研究輻照劑量范圍較小，品質成分分析較少，可以進一步探索劑量高于12～15kgy時，黃曲霉素B1與品質成分的變化，同時也可擴大樣本量與輻照機理研究。