发酵食品中有机磷农药的微生物降解作用的研究

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有机磷农药广泛应用于农业生产:但是,农药的滥用也造成了农产品中农药残留现象,导致潜在的食品安全问题。为此,本课题研究了9个有机磷农药(敌百虫、敌敌畏、甲拌磷、二嗪磷、甲基毒死蜱、甲基嘧啶磷、毒死蜱、倍硫磷和马拉硫磷)的乳酸菌降解作用及与磷酸酯酶的关系;同时,进一步研究了4种食品的发酵过程中4个有机磷农药(毒死蜱、敌敌畏、敌百虫和甲拌磷)的降解动力学,为食品加工过程中有机磷农药残留控制提供理论依据。本课题的主要研究内容包括:首先,采用液-液分配萃取和气相色谱分析法,在培养时间为24h或5h时,测定接种5株乳酸菌的脱脂乳和添加发酵剂的脱脂酸奶中9个有机磷农药残留水平,并计算它们的降解动力学常数,研究乳酸菌对有机磷农药降解的作用;第二,乳酸菌培养24h或酸奶发酵5h时,测定磷酸酯酶活性,研究乳酸菌降解有机磷农药能力与其产磷酸酯酶能力的关系;第三,采用液-液分配萃取或溶剂提取法,气相色谱分析法测定全脂酸奶、面团、酸菜和毛豆腐等4种食品发酵过程中敌百虫、敌敌畏、甲拌磷和毒死蜱残留水平的变化情况,揭示发酵过程中有机磷农药的降解情况。根据有机磷农药降解动力学参数,评估不同微生物、不同发酵过程对发酵产品的安全性影响。所得到的主要研究结果如下:(1)脱脂乳中乳酸菌对9个有机磷农药降解的促进作用。在脱脂乳培养和脱脂酸奶发酵过程中,有机磷农药的降解率分别达到5.87%-64.6%和7.38%~19.2%。与对照组相比,乳酸菌和发酵剂的添加在一定程度上提高有机磷农药的降解率,促进农药降解。比较有机磷农药的降解动力学常数可见,发酵剂的降解促进作用强于乳酸菌。有机磷农药对5种乳酸菌表现出不同的敏感性,尤其对保加利亚乳杆菌较敏感,其降解速率常数提高116.0%-133.3%。(2)乳酸菌降解有机磷农药能力与其磷酸酯酶活性潜在相关。含有有机磷农药的脱脂乳接种乳酸菌并培养24h后,磷酸酯酶活性为0.081U mL-1~0.150U mL-1。结合有机磷农药的降解速率常数,发现具有较高磷酸酯酶活性的乳酸菌对有机磷农药降解的促进作用较强(如保加利亚乳杆菌)。另外,脱脂酸奶发酵中,对有机磷农药降解作用较强的发酵剂Y250A,其磷酸酯酶活性较高(0.175UmL-1),有机磷农药降解促进作用较弱的发酵剂Y480F的磷酸酯酶活性较低,仅为0.137U mL-1。初步研究结果表明,乳酸菌的磷酸酯酶活性在有机磷农药降解中起到积极作用。(3)不同微生物发酵对食品中有机磷农药降解有促进作用。全脂酸奶、面团、酸菜和毛豆腐等食品发酵过程中,4个有机磷农药(毒死蜱、敌敌畏、敌百虫和甲拌磷)的降解率分别达到11.4%-17.1%、16.6%-31.8%、96.2%-99.7%和79.7%-99.5%。与其对照组相比,酸奶发酵剂、酵母、植物乳杆菌和毛霉的添加均能够提高有机磷农药降解动力学常数,提高幅度分别为60%-103%、82%-270%、115%-219%和115%-224%。全脂酸奶和面团中,有机磷农药的降解速度较快。另外,4个有机磷农药具有不同的稳定性,其中敌敌畏最不稳定。本研究结果证明,发酵食品生产过程中,食品微生物对有机磷农药残留的降解具有明显的促进作用,从而有利于食品安全性的提高。
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