Technológiai kísérletek malmi búza mikotoxin tartalmának csökkentésére innovatív felülettisztítási eljárással

XIX. Országos MÉTE Tudományos Diákköri Konferencia Debrecen, 2012. május 17.

Technológiai kísérletek malmi búza mikotoxin tartalmának csökkentésére innovatív

felülettisztítási eljárással

Kocsis Norbert

III. évf. Élelmiszermérnök BSc hallgató

Témavezetők:

Dr. Véha Antal egyetemi tanár

Dr. Gyimes Ernő egyetemi docens

• Gabona alapú élelmiszert naponta, nagy mennyiségben fogyasztunk.

• A mikotoxinok a legerősebb természetes eredetű egeszségkárosító anyagok közé tartoznak.

• Kísérleteim célja a búzaszemek toxinszennyezettségének csökkentése egy speciális hámozási technológia,

a PeriTec technológia alkalmazásával.

• Az utóbbi években egyre nagyobb figyelem irányul a gabonák mikotoxin szennyezettségére

BEVEZETÉS

• A Fusarium fajok a szántóföldi penészgombák közé tartoznak.

• A gabonafélék egyik leggyakoribb gombabetegségeinek előidézői (szár-, tő-, kalászfuzáriózis)

• A fertőződést előidéző okok:

– fajtafogékonyság

– kedvezőtlen időjárás

(virágzás idején sok csapadék) – rossz agrotechnikai tényezők

• A fertőzés termésveszteséget és minőségromlást okoz.

• A gombák egészségre káros mikotoxinokat termelnek!

Kalász fuzáriózis

Jelentősebb Fuzárium toxinok

Zearalenon (F-2 toxin):

ösztrogén hatású, meddőséget, korai pubertást okoz.

Fumonizinek:

Tüdő ödémát okozhatnak, máj- és vesekárosító, rákkeltő hatásúak

Trichotecének

Dezoxinivalenol (DON):

Gabonaféléken a leggyakrabban és legnagyobb mennyiségben előforduló fuzárium toxin.

Gátolja a fehérjeszintézist, hányást, hasmenést, állatoknál táplálék visszautasítást okoz, gyengíti az immunrendszert.

T-2 toxin:

Gátolja a fehérjeszintézist és az immunrendszer működését.

Nivalenol:

Szájelváltozások, bőrgyulladás és bélirritáció kiváltója.

A 1881/2006 EK rendelet előírásai a DON toxin határértékekre

Termék Megengedett max. DON

(mg/kg) (ppm) Feldolgozatlan gabonafélék kivéve durumbúza,

zab és kukorica 1,25

Feldolgozatlan durumbúza és zab 1,75

Közvetlen emberi fogyasztásra szánt gabonafélék, gabonalisztek (beleértve a kukoricalisztet, kukoricakorpát és kukoricadarát), korpa, mint közvetlen emberi fogyasztásra szánt késztermék és csíra

0,75

Tészta (száraz) 0,75

Kenyér (beleértve a kis pékárukat), tésztafélék, kekszek, gabonaszeletek

és reggeli gabonapelyhek 0,5

Csecsemők és kisgyermekek számára készült feldolgozott gabona-alapú

élelmiszerek és bébiételek 0,2

A toxin szennyezettség csökkentésének lehetőségei

• Nemesítés: rezisztens fajták előállítása

• Termesztés: GAP (talajelőkészítés, növényvédelem)

• Malmi feldolgozás: Őrlésre történő előkészítési folyamat során

– halmaztisztítás

(rostálás, szelelés, sűrűség szerinti osztályozás, optikai válogatás) – felülettisztítás (hámozás)!

CIMBRIA HEID Gravitációs szeparátor SORTEX optikai válogató

PeriTec eljárás (SATAKE)

• A gabonaiparban eddig főleg rizshántolásra használták, de búza hámozására is alkalmazható.

• Hámozással fokozatosan leválasztja a mag külső héjrétegeit.

- csökken a szennyeződések (toxinok)mennyisége

- csökken a héjarány – nagyobb liszthozam, fehérebb lisztek

2% 5% 12%

VCW vertikális hámozó berendezés

Malmi búza (2010)

DON: 1,15 mg/kg KONDICIONÁLÁS

(nedvesítés: 15%-ra + pihentetés: 12 óra)

HÁMOZÁS 4 fokozatban HÁMOZATLANUL ŐRLÉS

1.fok.

héj

2.fok.

héj

3.fok.

héj

4.fok.

héj

hámozott búza ŐRLÉS

liszt finom korpa

goromba korpa

liszt finom korpa

goromba korpa

KÍSÉRLETEK

(10X200g minta)

SATAKE horizontális laboratóriumi hámozógép

BRABENDER Quadrumat Senior

laboratóriumi őrlőberendezés

VIZSGÁLATOK

• Tömegmérés

• DON toxin tartalom meghatározás:

HPLC/ESI-MS módszerrel

(Agilent 1100 típusú HPLC, Agilent 1946A típusú tömegspektrométer) – Minta előkészítés:

- részminták összekeverése

- aprítás PERTEN 3303 típusú tárcsás darálón kb. 400µm átlagos szemcseméretre

- homogenizálás

- extrahálás: 1g minta 4cm

acetonitril-deszt.víz 84:16 eleggyel keverés, rázás, centrifugálás

– Elválasztás: Kinetex C18 oszlopon, víz-acetonitril grádienssel

A hámozás mértékét az eltávolított héjrész tömegaránya mutatja a hámozási idő függvényében.

EREDMÉNYEK

4,63%

9,73%

13,36%

16,41%

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 10 20 30 40

hámozási idő (s)

Leválasztott anyagmennyiség (%)

A kapott frakciók mennyiségi arányai

Hámozatlanlanul őrlés

LISZT

GOROMBA KORPA

FINOM KORPA 9,9%

63,6%

26,5%

4 fokozatú hámozás és őrlés

LISZT

GOROMBA KORPA

FINOM KORPA

héj 4.

héj 3.

héj 2.

héj

13,3%

9,3%

61,0%

3,1%

4,6%

3,6%

5,1%

A liszthozam közel azonos.

A goromba korpa mennyisége kb. a felére csökkent.

A finom korpa mennyisége nem változott.

A hámozási és őrlési frakciók DON toxin tartalma

6,16

4,43

3,42

2,43

1,16 1,00

0,31 2,39

1,48

0,58

0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000

1. fokozat 2. fokozat 3. fokozat 4. fokozat goromba korpa

finom korpa liszt

DON (mg/kg)

4 fokozatú hámozás+őrlés hámozatlan búza őrlése

HÁMOZÁS ŐRLÉS

• Az 1. hámozási fokozatban leválasztott héj frakció DON toxin tartalma kimagasló: 6,16mg/kg

(a búza kezdeti DON tartalma: 1,15 mg/kg, azaz határérték alatti volt!)

• A további fokozatoknál csökkent a szennyezettség, ami a toxin külső héjrétegekbe való koncentrálódását bizonyítja.

• Őrlés során a liszt toxin tartalma a hámozott búza esetében alacsonyabb értéket mutat, bár mindkettő megfelel az előírásnak.

• A korpa frakciók DON szennyezettsége is csökkent, de egyik sem felel meg a 0,75 mg/ kg határértéknek.

0,75 mg/kg DON étkezési őrlemények

EU határértéke

Kummulált mennyiség (%)

Kummulált mennyiség (%)

hámozás nélkül

4 fokozatú hámozással

A búzaszem DON toxin szennyezettségének változása a hámozás és őrlés során

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Leválasztott mennyiségek (%)

DON (mg/kg)

búza (DON: 1,15 mg/kg) 1. hámozás

2. hámozás 3. hámozás

4. hámozás

1. őrlés (goromba korpa kivétele)

2. őrlés (finom korpa kivétele) LISZT (DON: 0,31 mg/kg)

búza EU határértéke: 1,25 (mg/kg) DON

őrlemények EU határértéke: 0,75 (mg/kg) DON

A búzaszem DON toxin szennyezettségének változása a hámozatlan búza őrlése során

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Leválasztott mennyiségek (%)

DON (mg/kg)

búza (DON: 1,15 mg/kg)

1. őrlés (goromba korpa kivétele)

2. őrlés (finom korpa kivétele) LISZT (DON: 0,58 mg/kg)

búza EU határértéke: 1,25 (mg/kg) DON

őrlemények EU határértéke: 0,75 (mg/kg) DON

A búza DON toxin szennyezettségének változása a hámozás és őrlés során

A kapott eredmények alapján megállapítható:

• Az őrlés főtermékének, a lisztnek toxin szennyezettsége bár mindkét esetben határérték alatti, de hámozás utáni őrléskor lényegesen alacsonyabb.

• A hámozás következtében a korpa frakciók toxin szennyezettsége is csökkent (takarmányozás!). Étkezési célra azonban így sem felelnek meg!

• A határérték alatti DON toxin szennyezettségű (DON: 1,15 mg/kg) búza

felületének hámozása során az első fokozatban leválasztott héj igen magas toxinszennyezettséget mutat (6,16 mg/kg) ! Veszélyes hulladék!

• Az egymást követő fokozatoknál a DON tartalom csökkent, ami igazolja a toxin külső héjrétegekbe koncentrálódását.

• Minimum 10 % héjrész eltávolításával a határérték közeli DON szennyezettségű búzából akár teljes kiőrlésű liszt is gyártható.

A PeriTec eljárás jó megoldást jelenthet az őrléstechnológiában az őrlemények toxintartalmának mérséklése, ez által az élelmiszerbiztonság fokozására, egészségünk védelmére.

ÖSSZEFOGLALÁS

Köszönöm a figyelmet!