تعداد نشریات | 418 |
تعداد شمارهها | 9,997 |
تعداد مقالات | 83,560 |
تعداد مشاهده مقاله | 77,800,520 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 54,843,325 |
بررسی تغییرات مقدار آفلاتوکسین طی تولید پودر آب پنیر ملحزدایی شده | |||||||||||||||||||||
بهداشت مواد غذایی | |||||||||||||||||||||
مقاله 2، دوره 4، 4 (16) زمستان، اسفند 1393، صفحه 11-18 اصل مقاله (726.34 K) | |||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | |||||||||||||||||||||
نویسندگان | |||||||||||||||||||||
ایمان ابدالی تکلو* 1؛ علی محمدی ثانی2 | |||||||||||||||||||||
1دانش آموخته علوم و صنایع غذایی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران. | |||||||||||||||||||||
2دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران | |||||||||||||||||||||
چکیده | |||||||||||||||||||||
یکی از موادی که در سالهای اخیر در صنایع دارویی و شیرخشک نوزاد مورد توجه قرار گرفته است، پودر آب پنیر میباشد.هدف از این پژوهش بررسی میزان کاهش آفلاتوکسین M1(AFM1) طی فرایند تولید پودر آب پنیر ملحزدایی شده (Demineralized Whey Powder 90- DWP 90)از آب پنیر شیرین بود. بدین منظور 36 نمونه از مراحل مختلف تولید جمعآوری شد که شامل نمونههای آب پنیر شیرین (12 نمونه)، نمونه آب پنیرهای ملحزدایی شده (12 نمونه) و نمونههای DWP-90 (12 نمونه) بودند. این نمونهها از کارخانه پودر شیر مشهد (Nutricia-MMP) طی مدت یک سال (1391 تا 1392) جمعآوری شدند. میزان AFM1 با تکنیک کروماتوگرافی مایع با عملکرد فشار بالا (HPLC) تعیین گردید. براساس این نتایج AFM1 در 100٪ نمونهها وجود داشته اما میزان آن در همه نمونهها کمتر از حد بیشینه تعریف شده توسط استاندارد ملی ایران به شماره 5925 (ppt100 برای آب پنیر و ppt1000 برای پودر آب پنیر) بود. میانگین مقدار AFM1 در آب پنیر شیرین (ppt5/32) و پودر آب پنیر ملح زدایی شده(ppt8/45) کمتر از حد بیشینه تعریف شده در استانداردهای کدکس و اروپا (EC 1881/2006) برای شیر خام (ppt50) بود. با توجه به درصد ماده خشک (TS)آب پنیرشیرین (1/0±6٪) و درصد ماده خشک DWP-90(97٪) و همچنین مقادیر AFM1 در بین این نمونهها، به طور میانگین حدود 91٪ کاهش AFM1، طی فرایند تولید DWP-90 مشاهده شد. | |||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||
آفلاتوکسین M1؛ کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا؛ پودر آب پنیر؛ ملح زدایی | |||||||||||||||||||||
اصل مقاله | |||||||||||||||||||||
مقدمه تاکنون تحقیقات متعددی بر روی میزان آفلاتوکسین M1 (AFM1) در شیر و فراوردههای لبنی موجود در کشور صورت پذیرفته است (کامکار و کریم، 1386؛ MohammadiSani et al., 2010, Mohammadi Sani et al., 2012 Tavakoli et al., 2013). یکی از فراوردههای لبنی، پودرآب پنیر ملحزدایی شده 90 درصد (DWP-90) تولید شده از آب پنیر میباشد که به دلیل ارزش غذایی بالا، میزان ملحزدایی بیشتر و همچنین داشتن طعم مناسب نسبت به سایر پودرهای ملحزدایی شده نظیر، DWP50 وDWP70، مصرف بیشتری در صنایع شیر خشک نوزاد و همچنین صنایع دارویی و رژیمی پیدا کرده است. به دلیل اهمیت فراوان این محصول به واسطه استفاده در شیر خشک نوزاد بعنوان ماده اولیه، کنترل میزان آلایندههای آن نظیر آفلاتوکسین M1 (AFM1) از اهمیت زیادی برخوردار است (Yu, 2002; Reddy, 2007; Strosnider, 2006). به منظور کاهش AFM1 روشهای متعددی از جمله افزودن مواد جاذب نظیر بنتونیت (برجی، 1386) و همچنین لاکتوپراکسیداز به همراه ریبوفلاوین (کامکار و کریم، 1383) انجام پذیرفته، اما به دلایل متعدد از جمله تاثیر نامطلوب این تکنیکها بر طعم و تغییر در ساختار پروتئینی شیر (برجی وسها، 1386)، کاربرد آنها در مقیاس صنعتی امکانپذیر نگردیده است. از جمله سایر روشهای کاهش AFM1، تثبیت میکروبی و تکنیکهای تثبیت شیمیایی بوده که براساس آن، عوامل جاذب شیمیایی و یا میکروبی روی یک شبکه پلیمری یا آلژیناتی تثبیت میشوند (رهایی و همکاران، 1388). طی فرایند تولید DWP-90 از ستونهای آنیونی و کاتیونی در واحد ملحزدایی جهت حذف یونهای مثبت و منفی استفاده میشود (Rohm and Haas, 2008). در ساختار این رزینها شبکههای پلی استیرنی توسط دی ونیلهای بنزنی به یکدیگر متصل شده و گروههای کاتیونی و آنیونی تثبیتکننده یونی روی این شبکه قرار گرفته و باعث جذب یونهای موجود در آب پنیر میشوند. ساختار رزینها در دو ستون کاتیونی و آنیونی با یکدیگر متفاوت است. در ستون کاتیونی که آب پنیر ابتدا وارد آن میشود، رزین از نوع اسیدی قوی بوده و اسید سولفورو یا اسید کلریدریک بر روی آنها تثبیت شده و وظیفه جذب یونهای مثبت نظیر کلسیم، منیزیم، سدیم و سرب میباشد. این رزینها قدرت انتخابی در جذب یونهای مثبت دارند که برای یونهای ذیل به ترتیب زیر است: سرب <کلسیم <منیزیم<سدیم <هیدروژن در این رزینها، یونهای مذکور جایگزین گروه هیدروژن موجود در تثبیت کنندهها شده و سپس هیدروژن وارد محلول میشود (Ion exchange for Dummies- Sep 2008). در ستون آنیونی، گروه شیمیایی تثبیتشده بر روی رزین شامل بازهایی نظیر هیدروکسیدسدیم است. در این ستون یونهای منفی نظیر یونهای آمونیاکی، فسفاتها و یونهای کلر با گروه هیدروکسیل موجود در هیدروکسیدسدیم جابه جا شده و وارد محلول میشود و با ترکیب شدن گروههای هیدروکسیل با هیدروژن موجود در آب پنیر که از ستون کاتونی وارد آن شده، آب تولید میشود. با توجه به توضیح فوق و احتمال اتصال AFM1 در شبکه پلی استایرنی، هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر احتمالی استفاده از ستونهای تبادل یونی بر میزان AFM1 نمونههای آب پنیر شیرین مورد استفاده در تولید پودر آب پنیر ملحزدایی شده بود. مواد و روشها مواد مصرفی در این پژوهش 36 نمونه شامل آب پنیر شیرین (12 نمونه)، آب پنیر ملحزدایی شده (12 نمونه)و پودر آب پنیر ملحزدایی (12 نمونه) مورد بررسی قرار گرفتند. روش تولید DWP-90 آب پنیر شیرین ورودی به کارخانه، کمتر از دو روز بعد از دریافت، وارد فرایند تولید شده و در همان روز تبدیل به پودر آب پنیر ملحزدایی شده90% گردید. به منظور تولید پودر، آب پنیر دریافتی به ترتیب از سپراتور (مارک GEA مدل -MSE 500 - ساخت کشور آلمان)، پاستوریزاتور(GEA- ساخت کشور آلمان)، واحد ملحزدایی شامل ستون کاتیونی و آنیونی (Applexion SA-ONEX- ساخت کشور فرانسه)، اواپراتورها، کریستالیزاتورها و واحد خشککن پاششی (Compact Spray drier- GEA- ساخت کشور آلمان) عبور نمود.
روش اندازهگیری آفلاتوکسین توسط HPLC جهت آمادهسازی نمونههای پودر آب پنیر ملحزدایی شده، 20 گرم پودر آب پنیر توسط آب دیونیزه شده 40 درجه سلسیوس، به حجم 200 میلیلیتر رسانده شد و 60 میلیلیتر از محلول بدست آمده جهت چربیگیری به سانتریفوژ با دور g4500 و بهمدت 5 دقیقه منتقل شد. سپس لایه چربی آن را که بسیار نازک بود جدا کرده و در نهایت نمونه آب پنیر بدون چربی، از فیلتر کاغذی شماره 4 واتمن عبور داده شد و توسط سرنگ، مقدار 50 میلیلیتر از محلول فیلتر شده به ستون کروماتوگرافی ایمونوافینیتی منتقل شد و با شدت جریان 2-3 میلیلیتر بر دقیقه از ستون کروماتوگرافی ایمونوافینیتی (AFLAPREP M, R-Biopharm Rhone Ltd) عبور داده شد. برای 2 مرتبه، 10 میلیلیتر آب تصفیه شده با شدت جریان 2-3 میلی لیتر بر دقیقه، از ستون عبور داده شد. از محلولهای استاندارد AFM1(Sigma) محلولهای کاری با غلظتهای 01/0، 02/0، 03/0، 05/0 ، 1/0 و 5/0 میکروگرم بر لیتر تهیه و جهت کالیبراسیون استفاده شد.
شکل1- منحنی کالیبراسیون با محلولهای استاندارد آفلاتوکسین در غلظتهای 01/0، 02/0، 03/0، 05/0، 1/0 و 5/0 میکروگرم بر لیتر
در این تحقیق از دستگاه HPLC(Agilent 1200 ساخت کشور آلمان) که با آشکارساز فلورسنت FLD G1321A با طول موج خروجی و ورودی 365 و 435 نانومتر استفاده گردید. زمان بازداری یا تاخیرAFM1 20 دقیقه بود. فاز متحرک بکار رفته شامل مخلوط آب: متانول: استونیتریل (70، 15، 15/ حجمی حجمی) (Merck) بود که به شکل ایزوکراتیک مورد استفاده قرار گرفت و شدت جریان آن 1 میلی لیتر بر دقیقه بود (MohammadiSani, 2011). روش اندازه گیری ماده خشک (TS) ماده خشک نمونه های مختلف توسط دستگاه اندازه گیری رطوبت Ohaus مدل MB45 تعیین شد. با کسر رطوبت نمونهها از عدد100، میزان درصد ماده خشک نمونهها محاسبه گردید. روش تجزیه و تحلیل دادهها نتایج بدست آمده توسط نرم افزار اکسل 2007 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. میانگین، انحراف معیار و ضریب همبستگی رگرسیون خطی R2)) نیز توسط نرم افزار اکسل2007 محاسبه شد.
یافتهها دادههای حاصل از سنجش میزان AFM1 در نمونههای مختلف مورد بررسی در شکل2 نشان داده شده است. حد آشکارسازی (LOD) و حد تشخیص (LOQ) برای آفلاتوکسین در این روش بترتیب ppt2 و ppt7 بود. در این روش از 6 محلول استاندارد با غلظتهای 01/0، 02/0، 03/0، ، 05/0، 1/0 و 5/0 میکروگرم بر لیتراستفاده شد که ضریب همبستگی رگرسیون خطی (R2) حاصل از غلظت بر حسب میزان جذب در آفلاتوکسین 993/0 میباشد. حد آشکارسازی (LOD) و حد تشخیص (LOQ) از فرمولهای زیر محاسبه شدند. Detection Limit, DL = SD x 3/slope Quantitation Limit, QL = SD x 10/slope
شیب خط (Slop)= 503/1 توسط نمودار اکسل و میزان انحراف معیار (SD: Standard Deviation) = 1/1 نیز از فرمول زیر محاسبه شدند: SD= 12خ£(y-y')2n-2"> 12y-y'"> = تفاوت بین نتایج محاسباتی و واقعی برای هر غلظت محلول استاندارد n.= تعداد محلولهای استاندارد میزان ماده خشک آب پنیر شیرین، آب پنیر ملحزدایی شده و پودر آب پنیر ملحزدایی شده بترتیب 6٪، 1/4٪ و 97٪ بوده و همانگونه که مشاهده میشود میزان AFM1 پس از عبور از واحد ملحزدایی به میزان قابل ملاحظهای کاهش یافته است. میانگین میزان AFM1 در مرحله اول (آب پنیر شیرین) ppt 5/32 بوده که پس از ملحزدایی به ppt 5/2 رسیده است که کاهش حدود 92 درصدی را نشان میدهد. بنابر استانداردهای بین المللی کدکس و اروپا، بیشینه میزان AFM1 برای شیر خام05/0 میکروگرم بر کیلوگرم (ppt 50) میباشد (EC 1881/2006) . حد بیشینه تعریف شده برای آفلاتوکسین برای آب پنیر در استاندارد ملی ایران به شماره 5925 (اصلاحیه شماره 1) ppb 1/0 برابر با ppt 100 میباشد که نتایج بدست آمده از نمونهها، کمتر از حد بیشینه تعریف شده در استانداردهای مذکور میباشد. با این حال در مرحله سوم (خشک کردن پاششی و تولید پودر DWP-90) میزان AFM1 به طور قابل ملاحظهای افزایش یافته و به میانگین حدود ppt 8/45 رسید. در واقع طی مرحله خشک کردن میزان سم تغییری نکرده و فرآیند حرارتی اعمال شده تاثیری روی مقدار توکسین نداشته است و این افزایش به دلیل تغییر ماده خشک در فرآورده است. به عبارتی با افزایش ماده خشک، به دلیل تغلیظ محصول و به تبع آن مایکوتوکسین، میزانAFM1 افزایش مییابد. به عنوان مثال در مرحله ملحزدایی در ستونهای تبادل یونی میزان ماده خشک از 6 به 1/4 درصد کاهش مییابد که به نوبه خود میتواند منجر به کاهش غلظت AFM1 شود اما این اثر نسبت به تاثیر ستون در جذب AFM1 بسیار کمتر است و در ستون علاوه بر کاهش ماده خشک، جذب AFM1 توسط رزین به صورت فعالی صورت میگیرد. لازم به ذکر است افت ماده خشک در این مرحله به دلیل افت پروتئین بوده که کاهش پروتئین نیز به دلیل افت pH و در نتیجه دناتوراسیون و جذب آن توسط رزین در ستون تبادل یونی است. در شرایط بهینه تولید، حداکثر میزان افت پروتئین تعریف شده طی فرایند ملحزدایی 5٪ کل پروتئین موجود میباشد (Novasep group- Whey demineralization , 2007). طی مرحله خشک کردن آب پنیر ملحزدایی شده، ماده خشک از 1/4 به 97 درصد رسیده و بنا به توضیحات فوق میتواند منجر به افزایش قابل ملاحظه AFM1 در محصول نهایی گردد. بنابراین این افزایش تنها به دلیل افزایش ماده خشک بوده و در واقع هیچگونه کاهش یا افزایشی در میزان واقعیAFM1 صورت نگرفته است.
شکل2- میزان AFM1 در نمونههای مورد بررسی
مطابق شکل2 میزان کاهش AFM1 در مرحله دوم (پس از ملح زدایی) حدود 90 درصد می باشد که تنها به دلیل جذب سم توسط رزین های تبادل یون است. اما در مرحله سوم (خشک کردن و تولید پودر) که فرایند تغلیظ منجر به افزایش ماده خشک از 1/4 به 97 درصد گردیده پیش بینی می شود میزان AFM1 نیز حدود 25 برابر (نسبت ماده خشک مرحله سوم به مرحله دوم) افزایش داشته باشد که با نتایج حاصل کاملا مطابقت دارد یعنی با در نظر گرفتن میزان AFM1 در آب پنیر ملح زدایی شده (ppt5/2) پیش بینی می شود میزان AFM1 در DWP-90 حدودppt50 باشد که با میانگین واقعی نتایج در DWP-90 که برابر باppt8/45است مطابقت دارد و بیانگر بی تاثیر بودن مراحل بعد از واحد ملح زدایی بر کاهش میزان AFM1 طی فرایند تولید DWP-90 می باشد. میانگین نتایج آفلاتوکسین در آب پنیرتست شده در سایر تحقیقات (ppt20-40) مشابه با میانگین نتایج آفلاتوکسین آب پنیر (ppt 5/32) دراین تحقیق میباشد (Rubio et al., 2011). براساس اکثر تحقیقات انجام شده، آفلاتوکسین حین فرایند تولید پنیر، غالبا در کازئین توزیع شده (حدود66 تا 72٪) و مقدار کمتری از آفلاتوکسین وارد آب پنیر میشود (Marshaly et al., 1986; El Deeb et al., 1992). در تحقیقات گذشته مشخص شده است که عوامل مختلفی در میزان توزیع آفلاتوکسین بین دو فاز سرمی و کازئین موثر است. اعمال حرارت بر رنت از جمله این عوامل است و با افزایش حرارت میزان انتقال آفلاتوکسین به آب پنیر افزایش مییابد (Mohammadi et al., 2008). بر اساس نتایج بدست آمده مربوط به اندازهگیری AFM1 درنمونههای مورد آزمون و بررسی آنها در هر مرحله از تولید مشخص شد که میزان AFM1 موجود در نمونههای آب پنیر شیرین، به میزان 91٪ طی فرایند تولید پودر آب پنیر ملحزدایی شده کاهش پیدا میکند. میزان کاهش آفلاتوکسین در هر یک از مراحل تولید در جدول شماره 1 بیان شده است.
جدول 1- میزان کاهش AFM1 در مراحل مختلف تولید
a*: در این مرحله، هنوز ماده اولیه فرآوری نشده است. b**: در این مرحله صرفا تغلیظ صورت گرفته و طبق توضیحات متن، با توجه به تغییرات ماده خشک تغییر محسوسی در میزان AFM1 ایجاد نمی شود.
بحث و نتیجهگیری بر اساس بررسیهای انجام شده بر عوامل احتمالی موثر در هر مرحله تولید در کاهش AFM1 و همچنین اندازهگیری AFM1 در نمونههای مورد بررسی در آن مرحله، مشخص شد که کاهش AFM1 در واحد ملحزدایی که شامل دو ستون کاتیونی و آنیونی میباشد، صورت پذیرفته است. با بررسی عوامل مختلف در واحد ملحزدایی از جمله pH، دما، فشار، نوع اسید و باز استفاده شده در ملحزدایی و همچنین بررسی مواد رزینی بکار رفته جهت ملحزدایی به نظر میرسد که مهمترین عامل تاثیرگذار در کاهش میزان AFM1، رزین مورد استفاده در ستونهای ملحزدایی باشد. در فرایند تولید، حداکثر دمای اعمال شده بر ماده اولیه طی فرایند تولید، کمتر از دمای استریلیزاسیون میباشد (90 درجه سلسیوس به مدت کمتر از 15 ثانیه در اواپراتورها)، علاوه بر این pH در ستون کاتیونی تا حدود 5- 5/5 کاهش مییابد اما بعد از ورود آب پنیر به ستون آنیونی (انتهای مرحله ملحزدایی)، pH تا 8/6 افزایش یافته و در پودر نهایی میزان pH به حدود 9/6 میرسد که بیانگر آن است که این مایکوتوکسین نمیتواند تحت تاثیر این شرایط محیطی قرار گرفته و تخریب گردد (Laciakova, 2008; Diener, 1966) و لذا رزینهای به کار گرفته شده در ستونهای کاتیونی و آنیونی مهمترین دلیل کاهش AFM1 در این فرایند تلقی میشود. با توجه به ساختار و نوع عملکرد رزینها که قبلا به آن اشاره شد، تثبیت کنندههای شیمیایی موجود روی شبکه پلی استیرن داخل رزینها مهمترین عامل جذب و کاهش AFM1 تلقی میشوند. | |||||||||||||||||||||
مراجع | |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,709 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 632 |