食品文献综述

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国内外婴幼儿食品中重要功能性配料的标准化研的标准化研究进展
2011.3
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随着对母乳成分的剖析和婴幼儿营养需求模式的深入研究,特别是通过对母乳中功能性成分的研究,科学家发现母乳中许多特殊的蛋白、多肽、氨基酸、多糖、脂肪酸等功能性成分对婴幼儿的生长发育非常重要。

但是,要将这些成分添加到婴幼儿食品中需要对其生产工艺、构效、功效进行系统科学论证。

本文选择具有代表性的功能性蛋白类、功能性碳水化合物类、益生菌类功能性食品配料,介绍目前国内外开展的标准化工作情况,以期概括该领域的标准化基础研究工作,为开展相关基础研究及标准化研究提供有效支撑。

功能性蛋白类
婴幼儿食品中应用的功能性蛋白主要包括乳铁蛋白、免疫球蛋白、功能性肽、限制性氨基酸等。

目前,乳铁蛋白是各国应用于婴幼儿配方食品的重要功能性蛋白之一。

乳铁蛋白是一种生物活性糖蛋白,是转铁蛋白的一种,具有强碱性(pH>8),分子量 80,000Da,对Fe3+具有强烈亲和作用,为先天免疫系统的关键成分,存在于母乳及其他动物的乳汁中。

人初乳中含量约为1.0g/ L,牛乳中为0.1g/L。

为了强化婴幼儿食品特别是婴儿配方食品中乳铁蛋白的含量,科学家把它从牛乳或乳清中纯化出来添加到婴儿配方食品中。

根据卫生部2 0 0 4 年6 号公告,我国以食品添加剂新品种的形式批准在婴幼儿配方奶粉、较大婴儿和幼儿配方粉中使用乳铁蛋白,使用量为30~100mg/ 100g。

根据卫生部2009年第18号公告,以新资源食品形式规定了牛乳碱性蛋白使用量(200mg/ day)和质量要求,并规定使用范围不包括婴幼儿食品。

美国食品药品监督管理局(F D A )公布了7 种G R A S (generally recognized as safe)乳铁蛋白名单,规定12月龄婴儿最大每天摄入量为3.6g。

新西兰食品安全署、中国台湾卫生署、日本厚生省均认可乳铁蛋白在婴幼儿食品中应用的科学性和安全性,并发布部门规定说明,但尚未建立标准化技术法规。

功能性碳水化合物类
在婴幼儿食品中应用的功能性碳水化合物又称益生元,主要包括低聚果糖、低聚半乳糖等低聚糖类碳水化合物,用于增强免疫力、降低血脂、调节肠道菌群。

1995年Gibson和Robefroid 首先提出益生元概念,其定义是“不消化的食物成分,可选择性刺激结肠中的一种或少数几种细菌的生长和活性,从而对宿主健康产生有益影响”,2004年他们对定义作了修正:“益生元是一种可被选择性发酵从而专一性地改善肠道中有益于宿主健康和愉悦感的菌群组成和活性的食物配料”。

国内婴幼儿食品中益生元的标准化研究进展
在我国,益生元的使用由卫生部统一管理。

目前主要归入食品营养强化剂的范畴,列入 GB 14880食品中营养强化剂使用卫生标准,缺少产品质量标准的益生元由卫生部通告发布技术要求。

根据我国卫生部2007年12 号、2008年13号、2009年11号通告,低聚半乳糖、多聚果糖、棉子糖、低聚果糖分别被批准为新的营养强化剂品种,可作为益生元类物质的来源之一,使用于婴儿配方食品、较大婴儿和幼儿配方食品中,最大使用量不超过 64.5g/kg(最大使用量以纯品计)。

国外或地区婴幼儿食品中益生元的标准化研究进展
低聚糖被欧盟批准为食物配料,而不是食品添加剂;其他地区,如加拿大、澳大利亚、新西兰、以色列亦批准低聚糖使用于食品并允许在食品标签上注明有双歧杆菌增殖作用;在中国台湾地区,也把低聚糖作为食品配料使用。

目前在我国,功能性低聚糖已广泛应用于各种乳制品、饮料、焙烤、休闲食品、糖果中。

在日本和欧洲,允许在婴儿配方和成长配方奶粉中添加低聚糖益生元,并要求明确在产品外包装上标示低聚糖的种类及含量。

在美国,益生元在婴幼儿食品中的使用由FDA管制,允许使用益生元成分通过GRAS的形式发布。

目前允许添加的益生元主要包括低聚半乳糖(GOS)、低聚果糖(FOS)等。

益生菌类
益生菌是指对改善宿主微生态平衡发挥有益作用,达到提高宿主健康水平和健康状态的活菌制剂及其代谢产物。

科学家已发现的益生菌大体上可分成三类,其中包括乳杆菌类、双歧杆菌类、革兰氏阳性球菌。

此外,还有一些酵母菌与酶亦可归入益生菌的范畴。

婴幼儿胃肠功能、细胞免疫及体液免疫均未健全,自身防御能力差,常见肠道吸收不良(如乳糖不耐症)及感染性疾病(如腹泻)。

因此应及时给未采用母乳喂养的婴幼儿补充益生菌,使肠道内益生菌占优势,抑制有害菌的繁殖,达到预防疾病的目的。

益生菌在国内外婴幼儿食品中的应用情况
我国在益生菌应用于婴幼儿配方食品中的基础研究工作较少,开展的工作主要在鉴别分析方面,而在功效研究、食品配方应用研究方面开展工作较少。

目前,我国婴幼儿食品市场上外资品牌占据主导地位,益生菌在婴幼儿食品中的应用主要来自于外资品牌。

科学家针对益生菌功效及配方应用开展了较多研究。

1995 年,Langhendries等人将双歧杆菌加入到婴儿配方食品中,发现食用含有双歧杆菌婴儿配方食品的婴儿体内含有的双歧杆菌数量比食用没有添加双歧杆菌食品的婴儿多,并且和母乳喂养的婴儿体内的双歧杆菌量很相似; 2000年,De Roos和Katan收录了 1988~1998年发表的有关益生菌的文章,该文回顾了益生菌对健康的影响,认为食用鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus GG)可以缩短轮状病毒感染过程;芬兰赫尔辛基大学的Mirva Viljanen 等实验证明,益生
菌LGG有助于减少IgE过敏性湿疹或皮炎综合症,其过敏性湿疹下降率可达65%;2004年,Jose M Saavedra 等人对118名3~24月龄婴儿进行210±127d 益生菌临床效果试验和观察,试验时添加乳双歧杆菌(Bifidobacterium lactis)和嗜热链球菌(S t r e p t o c o c c u s thermophilus)各1×10-7g,使婴儿摄取益生菌多于1×109kg-1体重,试验结果表明,添加益生菌组婴儿的腹绞痛、过敏症和抗生素使用频率显著降低。

国内婴幼儿食品中益生菌的标准化研究进展
我国婴幼儿食品中益生菌的标准化工作刚刚起步,目前主要从产品标准、菌种名单、分析方法标准等方面开展工作。

2010 年卫生部发布的《婴儿配方食品》(GB 10765-2010)、《较大婴儿和幼儿配方食品》(GB 10767-2010)、《婴儿谷物辅助食品》(GB 10769-2010)三项婴幼儿配方食品标准,在微生物限量指标要求中规定:产品中活性益生菌数应≥106cfu/g(mL)。

其中规定了可用于婴幼儿配方食品(仅限于1岁以上幼儿配方食品)中的菌种名单(见表1)。

我国食品中益生菌的检测方法标准主要包括《食品卫生微生物学检验双歧杆菌检验》(GB/ T 4789.34-2008)、《食品微生物学检验乳与乳制品检验》(GB 4789.18-2010)、《食品微生物学检验乳酸菌检验》(GB 4789.35-2010)。

国外或地区婴幼儿食品中益生菌的标准化研究进展
1、CAC、FAO/WHO 食品法典委员会(CAC)主要制定了微生物标准制定的基本原则、标签标注的基本原则。

相关标准主要包括食品微生物标准的制定和应用原则(CAC/GL 21-1997)、营养和健康声称导则(CAC/GL 23-2009)。

2002年,联合食品标准计划(FAO/WHO)发布了食品中益生菌评价技术导则,这个指导性原则同样适用于婴幼儿配方食品。

益生菌株必须先经过准确鉴定(包括表型方法和分子生物学方法),并保存于国际性的菌种保藏机构,然后用各种体外和动物试验对其进行安全性和功能性评价,比如耐酸、耐胆盐特性和肠道定殖活性。

接下来就是做随机、双盲、安慰剂对照临床试验,以评价益生菌或其产品的功能性。

FAO/WHO推荐做3期临床试验,包括初步、标准和比较试验。

同时规范了益生菌产品的标签,如菌株组成、种属、货架期后最少活菌数、适合的贮藏条件等都应该标注。

2、美国
益生菌产品受到膳食补充剂、GRAS配料、食品添加剂、药品等相应法规的管制。

FDA负责益生菌的审批、发布,通过审批的益生菌名单在GRAS中发布,目前已发布的名单见表2。

3、澳大利亚和新西兰
澳大利亚和新西兰也将益生菌列入非传统食品范畴中的新食品,需要对其进行公共健康和安全性评价。

对于益生菌食品,澳新标准局(FSANZ)要求产
品中益生菌的活菌数量应不低于 106cfu/g。

4、日本
日本是世界上开展益生菌应用研究及标准化工作较早的国家。

在日本,益生菌属于健康食品的范畴。

1991年建立“特定保健用食品”的法律地位和注册程序,2001年开始实施“营养机能食品”制度,建立了一套包括营养机能食品、特定保健用食品、健康食品在内的三种不同的注册、监管模式。

益生菌产品申请健康声称许可并获得FOSHU标记才可上市。

5、欧盟
在欧盟,益生菌产品相关技术法规主要包括新资源食品、功能性食品、膳食补充剂及其健康声称等法规。

在欧盟区域内食品中微生物的使用与控制均需通过Q P S (Q u a l i f i e d p r e s u m p t i o n o f s a f e t y )的风险评估。

2007年7月1日生效的《EC 1924/2006营养和健康声称法案》要求:截止2 0 1 0 年1 月,所有的健康声称必须经过欧洲食品安全委员会(EFSA)的科学性评估,并提交欧盟公开发布(或拒绝)。

益生菌膳食补充剂需遵循2002年6月欧盟颁布的《欧盟膳食补充剂导则》。

婴幼儿食品中益生菌的使用均需符合这些技术法规要求。

食品中黄曲霉毒素及理化脱毒措施研究进展
2010.6
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黄曲霉毒素( Aflatoxins,AFT) 发现于20 世纪60 年代,发生在震惊世界的英国火鸡“X”病事件中,并由此引发关注,经食品和细菌学方面的专家研究并将致病物质命名为“黄曲霉毒素”,同时被世界卫生组织列为一级致癌物,也是一种重要的环境污染物。

黄曲霉毒素存在范围较广,尤以粮仓稻谷、花生、玉米、动物饲料及其制品中最为常见。

一黄曲霉毒素概述
1 黄曲霉毒素的生物学特性
黄曲霉毒素主要是由黄曲霉( Aspergillus flavus) 、寄生曲霉( Aspergillus parasiticus) 产生的次级代谢产物,是一种剧毒的真菌毒素。

据统计,黄曲霉产毒菌株比例在60% ~ 94%,而寄生曲霉产毒菌株可达100%,
但从我国农作物中分离微生物中罕见有寄生曲霉。

从气候条件看,一般热带和亚热带地区较适合黄曲霉菌繁殖和产生毒素,食品中黄曲霉毒素检出率相对较高。

但研究表明,黄曲霉菌并不是任何时候都产生毒素,最适宜的产毒温度是24 ~ 28 ℃,相对湿度是80% ~ 85%,氧气对黄曲霉生长有抑制作用,CO2 对黄曲霉毒素产生有抑制作用。

2 黄曲霉毒素的化学结构特点
黄曲霉毒素是一组化学结构类似的化合物( 图1) ,目前已发现20 种,分离出12种。

包括B1、B2、G1、G2、M1、M2、P1、Q、H1、GM、B2a和毒醇等,其中B1、B2、G1、G2 4 种最为多见。

黄曲霉毒素的基本结构为二呋喃环和氧杂萘邻酮,含有大环共轭体系,稳定性好。

其中黄曲霉毒素B1 ( AFB1 ) 存在最多,呋喃环末端有双键存在,故毒性及致癌性最强。

3 黄曲霉毒素的理化性质
在波长365 nm 紫外光下,黄曲霉毒素B1、B2 发蓝色荧光,黄曲霉毒素G1、G2 发绿色荧光。

黄曲霉毒素的相对分子量为312 ~ 346,难溶于水,易溶于油、甲醇、丙酮和氯仿等有机溶剂,但不溶于石油醚、己烷和乙醚中。

一般在中性溶液中较稳定,但在强酸性溶液中稍有分解,在pH 值9 ~ 10 的强碱溶液中分解迅速。

其纯品为无色结晶,黄曲霉毒素分解温度高达280 ℃,AFB1的分解温度为268 ℃,紫外线对低浓度黄曲霉毒素有一定的破坏性。

其结构式中一般都有内酯环,当内酯环被打开时,荧光消失,毒性消除。

内酯环易与氧化剂反应,特别是与碱性试剂反应,可部分分解为酚式化合物。

二黄曲霉毒素B1 的致癌作用机制
黄曲霉毒素是目前发现的化学致癌物中最强的物质之一,主要是诱发肝癌,对肾、肺、胃、结肠等也有致癌作用。

其致癌作用主要是抑制蛋白质、DNA 和RNA 的合成,从而导致细胞周期紊乱,使丙二醛的浓度增加。

黄曲霉毒素还可直接作用于核酸合成酶,抑制mRNA 的合成,进一步抑制DNA 的合成。

研究表明,AFB1 是一种前致癌物,其二呋喃环末端的双键通过混合功能氧化酶的环氧化作用,变成2,3 环氧化黄曲霉毒素B1,形成近致癌物,再经过化学变化成为带正电荷的亲电子分子,成为终致癌物。

终致癌物和脱氧核糖核酸或核糖核酸的组成成分———鸟嘌呤碱基结合,使遗传密码排列错误,引起细胞突变而致癌。

目前,AFB1 及其代谢产物致癌的分子机制主要集中在癌基因的激活与抑癌基因的失活上。

有研究提示,AFB1 及其代谢产物在肝癌发生和演进过程中引起了癌基因( 如ras、c - fos) 及抑癌基因( 如P53、Survivin) 表达的改变。

另外,AFB1 及其代谢产物致肝癌机制还可能与P16( 细胞周期素依赖性激酶抑制蛋白) 、RASSF1A( ras 基因相关领域家族基因) 、及MGMT( 06-甲基鸟嘌呤-DNA 甲基转移酶) 等基因启动子超甲基化相关。

此外,AFB1 还可与其他肝癌
的高危因素,如乙肝病毒( HBV) 的慢性感染等协同作用来促进肝癌的发生和发展。

三黄曲霉毒素的理化脱毒措施
1 物理方法
霉变的大米、玉米等具有比重变小,毒素多集中在霉粒的外皮等特点,所以在挑选了霉变的大米、玉米等后,常用水选、搓洗、研扎加工、风车处理等简便方法就可以去除大部分毒素。

污染的玉米在145 ~ 160 ℃条件下烘烤数分钟,可减少60% ~ 80%的毒素,爆炒可使AFB1 含量减少约60%。

有试验表明,在阳光下曝晒时AFT 较易分解,紫外线照射对去除AFB1 有显著效果,烹调时则以高温高压去毒效果较好[11]。

此外,对于粉状和液体类物品中污染的黄曲霉毒素主要采用活性炭、白陶土吸附法。

对于粮仓,每吨稻谷、大米等储粮可用山苍籽芳香油10 ml 盛于广口容器中,用双层纱布扎口,置于粮堆中心部位,密封贮粮库,通过芳香油的挥发可达防霉去毒效果,如对含量超标10 ~ 20 倍的粮食,经薰蒸后,毒素基本消除,且对粮食的营养成分、饲用品质等没有不良影响。

2 化学方法
2. 1 有机溶剂去毒。

黄曲霉毒素具有不溶于水、己烷等,易溶于氯仿、甲醇、苯等其他有机溶剂的特点,基于此,用水处理污染毒素的如花生粉之后,再用氯仿提取,则很容易去掉花生粉中的黄曲霉毒素。

用56%丙酮、42%己烷、2%的水( 重量比) 浸提榨过油的花生饼,可以除去98% ~ 99%的黄曲霉毒素。

2. 2 氨化处理。

利用氨气、氨水或能释放氨气的物质处理被黄曲霉毒素污染的花生、棉花、玉米等,毒素在氨的作用下内酯环发生裂解,达到去毒的目的。

氨处理法在北美和法国应用比较多。

具体操作,将污染玉米的含水量升至18%左右,置于25 ℃以上用氨蒸气处理14 d,然后将处理过的玉米干燥到含水量10%以除去玉米体上的氨,这样可以收到较好的去毒效果。

2. 3 氧化降解法。

此法依据AFT遇氧化剂迅速分解的原理进行脱毒,是化验室常用的方法之一。

常用的氧化试剂有次氯酸钠、臭氧、过氧化氢、氯气等,其中以漂白粉去毒效果最强,高度污染的花生粉用5%漂白粉处理几秒钟就可以全部去毒。

Inan 等报道,用浓度为33 和66 mg /L 的臭氧处理被黄曲霉毒素B1 污染的辣椒60 min,可分别去除80%和93%的黄曲霉毒素。

氧化处理法的主要问题在于处理效果不稳定,食品中维生素等营养成分损失严重,处理成本较高。

2. 4 亚硫酸氢钠法。

亚硫酸氢钠是一种有效的脱毒剂,虽然亚硫酸氢钠法不比氨法更有效,但是亚硫酸氢钠法克服了很多氨法所具有的典型缺点,并较之氨法成本低。

Yagen 等认为,亚硫酸氢钠对黄曲霉毒素的去毒机制是在呋喃环的双键处插入NaHSO3,使黄曲霉毒素分子失去与DNA 的主要作用位点,从而失去毒性。

2. 5 柠檬酸去毒法。

李建辉等研究证实,应用低浓度柠檬酸溶液浸泡被黄曲霉毒素污染的霉变花生,能有效地使花生脱毒。

而且柠檬酸本身及其与作用基质的反应产物对人和其他动物没有毒性、致畸性和致癌性。

2. 6 其他化学方法。

碱炼法: 含有毒素的油类加NaOH 后,黄曲霉毒素和其反应生成无毒有机盐,用1%的NaHCO3 溶液浸泡霉变的花生、豆类等,可去除98%的黄曲霉毒素。

利用碱能破坏毒素B1 的结构,形成香豆素钠盐,而香豆素钠盐能溶于水,故加碱后再用水洗可将毒素去除。

该法设备投资大、成本高,已逐渐被淘汰。

盐炒去毒法: 花生油在180 ℃高温下,加入适量的食盐,加热炒拌0. 5 min 可以去除油品中95%AFB1,去毒效果良好。

添加大茴,桂皮粉:桂皮中所含的桂皮醛、大茴中所含的茴香醛,可与黄曲霉毒素发生加成或取代反应,故能加速其氧化而解其毒性。

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