冰箱肉类食品土霉素降解技术研究.pdf

82 2023中国家电科技年会论文集0 引言随着生活水平的提高，消费者越来越注重饮食健康，其中肉类食品抗生素残留一直是广大消费者关注的问题。抗生素残留主要来源于动物养殖过程中抗生素药物的应用，抗生素对动物可以起到预防传染病的作用，一些商家为追求经济利益，使用含抗生素的饲料喂养，导致最后流入市场的肉类食品中激素残留超标。目前在肉产品中容易造成残留量超标的抗生素主要有氯霉素、四环素、土霉素和金霉素等1。食品中抗生素残留的量一般很低，对机体的直接毒性也较小，但长期摄入后会在体内蓄积，给人体健康带来潜在或直接的危害，使人产生对抗生素的抗性，引起各种组织器官病变甚至癌变等不良症状2。食品健康问题是冰箱行业关注的重点，如何降解肉类食品中残留的抗生素，成为健康家电领域研究的热点之一3。前期一些研究人员对于抗生素降解技术进行了相关研究，所使用的降解技术主要包括超声波技术4、电解水技术5、臭氧技术6、光催化技术7、负离子技术8，这些技术研究主要集中在环境领域或小家电产品上，关于冰箱条件下抗生素降解影响因素和降解技术的研究较少。本文以冰箱为载体，研究不同储存温度、储存时间和不同降解技术对肉类食品中土霉素的降解效果，分析冰箱条件下降解肉类食品抗生素残作者简介：江峰。研究方向：冰箱保鲜技术研发。联系地址：安徽省合肥市经开区莲花路2163号长虹美菱股份有限公司。E-mail：。冰箱肉类食品土霉素降解技术研究江峰 曹衡 严桃 余涛长虹美菱股份有限公司 安徽合肥 230601摘 要：主要研究了肉类食品在冰箱储存过程中，不同储存条件以及不同降解技术对土霉素的降解效果。研究结果表明：冷藏温度下土霉素降解率优于微冻和冷冻，相同温度下土霉素降解率随储存时间逐渐升高；不同降解技术对土霉素的降解效果：臭氧技术光催化技术负离子技术，与臭氧技术和负离子技术相比，光催化技术对肉类食品的感官影响较小。该研究对保障消费者的饮食健康具有重要参考意义。关键词：肉类食品；土霉素；臭氧；光催化；负离子Study on oxytetracycline degradation technology of meat food in refrigeratorJIANG Feng CAO Heng YAN Tao YU TaoChanghong Meiling Company Limited Hefei 230601Abstract:Study on the degradation effect of oxytetracycline on meat food during storage in refrigerator under different storage conditions and different degradation technologies.The research results show that the degradation rate of oxytetracycline under refrigeration temperature is better than that under micro freezing and freezing,and the degradation rate of oxytetracycline gradually increases with storage time at the same temperature.The degradation effects of different degradation technologies on oxytetracycline are as follows:ozone technologyphotocatalytic technologyanion technology.Compared with ozone technology and negative ion technology,photocatalytic technology has a smaller sensory impact on meat products.This study has important reference significance for ensuring the dietary health of consumers.Keywords:Meat food;Oxytetracycline;Ozone;Photocatalysis;Anion中图分类号：TS201.2 DOI:10.19784/ki.issn1672-0172.2023.99.020 832023中国家电科技年会论文集留的技术方案。1 抗生素降解技术分析 目前关于降解肉类食品中抗生素的研究，降解技术主要分为超声波技术、电解水技术、臭氧技术、光催化技术、负离子技术。其中超声波技术和电解水技术均需要以水作为介质，超声波技术是通过超声空化效应在水中产生很高的局部温度和压力，超声波的高能量和高频率作用于抗生素分子，破坏分子中的化学键使其降解；电解水技术是通过贵金属电极电解水溶液，在水中产生羟基自由基，利用羟基自由基的强氧化性来氧化分解抗生素分子。因超声波技术和电解水技术需要通过水作为介质来降解抗生素，所以不太适合在冰箱中应用。臭氧分子具有很强的氧化能力，可以氧化分解肉类食品中的抗生素化合物。刘行浩等人9利用臭氧技术对水体中氯霉素降解效果进行研究，结果表明臭氧技术对处理含有氯霉素的废水具有良好的效果，在15 min时可将氯霉素完全去除，且溶液中臭氧量越多，对氯霉素的处理效果越好。光催化技术是通过紫外光与光催化剂反应生成羟基自由基和超氧阴离子自由基，这两种自由基都有很强的氧化性，可以降解抗生素分子。唐镜等人10研究了TiO2光催化法对磺胺类抗生素的光催化降解效果，结果表明：TiO2作为良好的催化降解催化剂，对磺胺类抗生素具有较好的降解效果。负离子技术是通过高压放电产生大量电子，电子被空气中的氧气捕捉形成负离子，产生的大量负离子与抗生素发生反应使其降解11。本文以冰箱为试验载体，主要研究臭氧技术、光催化技术、负离子技术对肉类食品中抗生素残留的降解效果。2 试验材料与设备2.1 试验材料新鲜猪里脊肉（购于合肥市大润发超市），土霉素标准品（纯度95.9%，上海麦克林试剂公司）。2.2 主要仪器与设备冷藏冷冻箱（BCD-508WQ5S，长虹美菱股份有限公司）、天子天平（FA2204，天津市天马仪器有限公司）、高效液相色谱仪(安捷伦1260，美国安捷伦公司)、组织捣碎机（JJ-2，常州普天仪器制造有限公司）、离心机（X-K400，江苏新康医疗器械有限公司）。3 试验设计前期从超市购买的猪里脊肉，经过初步检测分析发现，猪里脊肉中抗生素残留量为0.13 mg/kg，因抗生素测试仪器的检测限为0.05 mg/kg，为了便于抗生素降解试验研究，试验时向样品中人为注入土霉素，试验样品的抗生素初始浓度为0.5 mg/kg（该浓度是参照市场上抗生素超标的相关案例确定）。将猪里脊肉切分成每份400 g的样品，然后将浓度为50 g/mL的土霉素溶液注射到猪里脊肉样品中，使猪里脊肉样品土霉素初始浓度为0.5 mg/kg。将含有土霉素的猪里脊肉样品放置在冰箱中储存，验证不同储存温度、不同储存时间、不同降解技术对土霉素降解效果的影响。不同试验条件设计如下：（1）储存温度：样品分别置于冰箱冷藏（4）、微冻（-3）、冷冻（-18）条件下储存3天；（2）储存时间：样品在冷藏（4）、微冻（-3）、冷冻（-18）条件下各储存1周，分别在第1天、3天、5天、7天取样进行测试；（3）不同降解技术：分被采用臭氧技术、光催化技术、负离子技术对样品进行处理，未经任何处理的样品作为空白对照。土霉素含量测试方法参照GB/T 213172007 动物源性食品中四环素类兽药残留量检测方法 液相色谱-质谱/质谱法与高效液相色谱法。4 结果与分析4.1 不同储存温度对土霉素降解效果的影响如图1所示，猪里脊肉样品在不同温度条件下储存3天，土霉素降解率受温度影响较大。冷藏温度相比微冻和冷冻，土霉素降解率更高，可以达到36.73%，微冻和冷冻条件下土霉素降解率分别为20.41%和8.16%。熊方永等人12研究了不同温度对猪肾中抗生素残留的降解效果：储存时间相同时，5储存温度相比0、-5、-10，猪肾中抗生素的残留量较少，研究结果与本图1 不同储存温度对土霉素降解效果的影响84 2023中国家电科技年会论文集文的结果一致。温度越高越有利于土霉素降解，但冷藏条件下猪里脊肉的保鲜效果较差、保鲜时间短，综合考虑土霉素降解效果和肉类食品保鲜效果，微冻条件相比冷藏和冷冻更合适。4.2 不同储存时间对土霉素降解效果的影响猪里脊肉样品在不同温度下分别储存不同时间，土霉素降解率随储存时间的变化如图2所示。试验结果表明：储存温度一定时，土霉素降解率随着储存时间的增加逐渐增大，冷藏温度下分别储存1天、3天、5天、7天，土霉素降解率分别为12.24%、36.73%、53.06%和65.31%。与冷藏相比，微冻和冷冻温度条件下土霉素降解率相对较低。汪慧等人13研究了不同储存时间对生鲜乳中土霉素残留的降解效果，生鲜乳在4冷藏保存4 h、8 h、24 h和48 h，土霉素降解率也随时间逐渐升高。图2 不同储存时间对土霉素降解效果的影响4.3 不同降解技术对土霉素降解效果的影响猪里脊肉样品分别在微冻、微冻+臭氧技术（臭氧浓度为5 ppm）、微冻+光催化技术、微冻+负离子技术4种条件下储存5天。不同降解技术对土霉素降解效果的影响如图3所示，试验结果表明：与仅在微冻条件下储存相比，猪里脊肉样品通过不同降解技术处理后，土霉素降解率明显提高；不同降解技术对土霉素的降解效果为臭氧技术光催化技术负离子技术，通过臭氧技术处理的样品土霉素降解率为65.31%。试验过程中发现：不同降解技术对猪里脊肉的感官效果会产生不同差异，臭氧处理的猪里脊肉样品，因臭氧具有强氧化性，导致肉的表面颜色发黄；负离子技术处理的样品，表面也发生轻微的颜色变化；光催化技术对肉的色泽影响相对较低。4.4 不同浓度臭氧对土霉素降解效果的影响因高浓度臭氧会导致肉类食品表面氧化变色，影响食品的感官，因此进一步研究了不同臭氧浓度对猪里脊肉感官效果和抗生素降解率的影响。猪里脊肉样品在微冻+臭氧技术条件下储存5天，储存过程中分别用浓度为0.05 ppm、0.5 ppm、1 ppm、2 ppm、3 ppm、4 ppm的臭氧处理，不同浓度臭氧对土霉素的降解效果如图4所示。试验结果表明：当臭氧浓度高于0.05 ppm时，猪里脊肉表面颜色均会变黄；当臭氧浓度为0.05 ppm时，猪里脊肉样品中土霉素降解率为30.61%，与微冻条件下自然储存相比，土霉素降解率改善不明显。综合考虑猪里脊肉的感官和土霉素降解效果，与臭氧技术和负离子技术相比，光催化技术更适合在冰箱上应用。图4 不同浓度臭氧对土霉素降解效果的影响4.5 微冻结合光催化技术对土霉素降解效果的影响为了进一步研究光催化技术对土霉素降解效果的影响，将猪里脊肉样品在微冻结合光催化技术条件下分别储存1天、3天、5天、7天，土霉素降解率测试结果如图5所示。在微冻结合光催化技术处理条件下，土霉素降解率随着储存时间逐渐升高，微冻+光催化技图3 不同降解技术对土霉素降解效果的影响 852023中国家电科技年会论文集术条件下储存1天，土霉素降解率为28.57%；储存7天土霉素降解率能达到65.31%。研究结果表明微冻结合光催化技术，对肉类食品中抗生素残留具有明显的降解效果；微冻条件下肉类食品的保鲜时间较长，且光催化技术不会对鲜肉的感官效果产生影响。图5 微冻结合光催化技术对土霉素降解效果的影响5 结论本论文研究了冰箱条件下影响肉类食品中土霉素降解效果的因素，包括储存温度、储存时间和不同降解技术，对保障消费者的饮食安全和身体健康具有重要意义。研究表明：随着储存温度的升高，土霉素降解率越高，冷藏条件下土霉素降解率优于微冻和冷冻；储存温度相同时，土霉素降解率随着储存时间的延长逐渐升高；臭氧技术对土霉素的降解效果优于光催化技术和负离子技术，但高浓度臭氧会影响肉的感官效果。综合考虑肉类食品的土霉素降解效果、感官效果以及保鲜时间，建议采用微冻结合光催化技术作为冰箱中降解肉类食品抗生素残留的技术方案。参考文献1 贝君,王珂雯,程雅晴,等.我国肉制品安全风险及监管建议J.食品安全质量检测学报,2020,11(16):5540-5546.2 王强,王慧.动物性食品抗生素残留的危害与解决对策J.国外畜牧学（猪与禽）,2009,29(05):87-89.3 姬翔,刘港帅,李泓利,等.家用冰箱保鲜技术研究进展J.家电科技,2021(05):26-30.4 于小磊,郭雪松,刘崑.超声波对羊奶青霉素的分解研究J.中国农学通报,2012,28(32):52-57.5 程永友,刘洪斌,马风伟,等.电解对兽药残留的降解作用J.现代食品科技,2020,36(01):281-287.6 金昊,马富媛,柴柳英,等.臭氧对8种磺胺类抗生素降解效果研究J.生物化工,2019,5(02):57-59.7 王浩楠,李凤祥,姜记威,等.光催化降解水体中磺胺类抗生素的研究进展J.化工环保,2021,41(02):127-133.8 黄柯靓,李国庆,刘亚男,等.常压等离子体射流去除水中糖皮质激素污染物J.中国环境科学,2020,40(08):3417-3423.9 刘行浩,张凤琳,胡淑恒,等.臭氧降解水中氯霉素影响因素及机制研究J.合肥工业大学学报（自然科学版）,2022,45(03):383-388.10 唐镜.TiO2光催化降解磺胺类抗生素的理论研究D.泸州:西南医科大学,2021.11 岳维明,黄俊,刘思奇.介质阻挡等离子体液中放电降解盐酸四环素影响因素探究J.广东化工,2022,49(22):60-63.12 熊方永,张英,向虹霖,等.猪肾中三种四环素类抗生素的残留量及降解性研究J.江西化工,2018(01):33-36.13 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