改性稻草作为吸附剂材料去除黄曲霉毒素B₁从水媒体和非诺面包作为纤维来源

文摘

当前工作的目的在很大程度上的稻草作为吸附剂材料和天然的纤维来源非诺面包。稻草受到高温的修改过程和化学成分进行了本机稻草纤维素含有约41.15%,半纤维素20.46%,和3.91%的木质素改性稻草有42.10,8.65和5.81%,分别。碱进行了测试和显示增加碱消费由于修改的过程。不同浓度的改性稻草,黄曲霉毒素B₁,pH检测黄曲霉毒素B₁从水介质和最大最好的去除是改性稻草5%,5 ng / mL黄曲霉毒素B₁,pH值7。修改后的稻草被添加到非诺面包的5,10,和15%,化工、流变,烘烤质量,老化,感官性状进行了研究。改性稻草诱导增加保质期和生产非诺面包有更好的一致性。

1。介绍

黄曲霉毒素对人类和动物健康造成急性和慢性的风险。接触黄曲霉毒素污染的食品消费会导致严重的疾病,可能导致死亡。接触黄曲霉毒素导致肝癌和撒哈拉以南非洲每年造成26000人死亡。此外,黄曲霉毒素对动物健康造成不利影响,增长,生产力(1]。

减少暴露在真菌毒素生物利用度必须减少和天然吸附剂已在这方面进行评估。值得一提的是,吸附霉菌毒素吸附剂材料是稳定在胃肠道和mycotoxin-adsorbent复杂保持稳定在消化和防止毒素的解吸出的粪便或粪便。物理和化学性质的天然吸附剂和清除毒素的霉菌毒素有重要作用。一些天然吸附剂去除黄曲霉毒素及其对组织的影响评估以及血的生化性质(2]。活性炭是一种常用的材料,但其高昂的价格是一个使用障碍(3,4]。

最近,已经有相当大的兴趣在使用自然吸着剂代替传统的吸附剂(3,4]。农业副产品的吸附剂对各种污染物的去除废水由于可用性和低成本(5]。

水稻是最主要的谷类作物之一,以及主食,对于大多数的世界人口,特别是亚洲国家(6]。全球每年大约6亿吨是收获(7]。赖斯是在埃及最丰富的农作物之一,200万年feddans [8),平均每年生产约612万吨,2005年(每公顷9.5吨9]。在埃及,尼罗河三角洲的加工大米的产量大量的稻草残渣。约20%被用于其他用途,如乙醇,纸,化肥生产以及题材(10),其余部分的字段燃烧一段时间的30天内快速去除残留的碎片。由此产生的排放大大有助于空气污染称为“黑色的云”(11]。

膳食纤维是植物的可食用部分或碳水化合物的消化和吸收人类小肠完全或部分发酵的大肠。膳食纤维包括多糖和低聚糖和松弛等重要的是促进了有益的生理效应,降低血液中胆固醇和葡萄糖衰减(12,13]。膳食纤维对人体健康的有利影响是非常广泛的14),建议消费30至45克/天(15]。

所以我们目前的工作目的是准备从埃及稻草吸附剂材料使用简单的方法用于空军基地₁从水媒体以及研究添加面粉o面包夫人质量的影响关于流变特性,烘焙质量、颜色特征、感官属性和老化的效果。

2。材料和方法

2.1。材料

2.1.1。提取小麦面粉(WF) (72%)

这是来自北开罗面粉厂公司,埃及。

2.1.2。稻草(RS)

这是购买从农业面积位于卡利亚,埃及。

2.1.3。化学物质

空军基地₁已经获得Sigma-Aldrich(美国)作为一种结晶性粉末。所有的溶剂用于分析空军基地₁得到来自默克(达姆施塔特,德国)和高效液相色谱法(HPLC)等级。

在所有分析的步骤,去离子水由微孔生成水净化系统使用(美国贝德福德,MA)。免疫亲和柱AflaTest™高效液相色谱法是获得VICAM(水镇、马、美国)。

高效液相色谱法(HPLC)系统是由1525年水二元泵模型,模型水域1500 Rheodyne手动喷射器,水域2475多波长荧光检测器,一个数据工作站软件的微风。Phenomenex列C₁₈尺寸:250×4.6毫米,粒子大小:5μ米,水域公司(美国)以及超细纤维过滤器,11厘米,产品编号:31955年,VICAM公司(瑞典),是使用。

2.2。方法

2.2.1。制备改性稻草粉(夫人)

稻草的改造是实现根据中描述的方法(16]。清洗,清洗稻草被暴露在高温如下:干稻草200 g在薄层扩散在铝盘约2厘米;然后托盘放在电炉在150°C, 8小时。转换时期后,稻草是尽可能迅速冷却以防止overconversion。稻草是粒度后,混合,并保存在粉。

2.2.2。测定碱数量的稻草

碱的稻草决心根据本地和修改(17]。干土著和改性稻草粉500毫克被转移到一个干净的干Pyrex瓶子。10毫升蒸馏水补充道,内容被轻轻动了一下是湿的。氢氧化钠溶液25毫升0.4 N是补充道。最后,65毫升95 - 100°C添加蒸馏水。涨跌互现,瓶子被关闭和内容放在沸水浴1小时,冬季供暖期结束时瓶子立即放入冷水洗澡和50毫升蒸馏水补充道。解决方案被转移到一个400毫升烧杯和硫酸滴定pH值8 0.2 N,和大约100毫升蒸馏水与硫酸滴定。碱数量计算如下: 。

2.2.3。空军基地的准备₁工作方案

股票的解决方案是由解决1毫克的空军基地₁在10毫升的甲醇。准备浓度上升5、10、15、20、25 ng / mL的空军基地₁标准通过添加5、10、15、20、25μL到100毫升磷酸缓冲盐(PBS)。

2.2.4。PBS的准备

磷酸缓冲盐是由溶解氯化钾(0.2 g),磷酸二氢钾(0.24 g),无水磷酸氢二钠(1.44 g),和氯化钠(8 g)。从800毫升蒸馏水溶解盐。调整pH值与HCl 7.4。添加蒸馏水,1升的总量。

2.2.5。空军基地₁去除试验与受污染的PBS

改性稻草(夫人)粉末粘合剂在五个不同浓度进行了测试(1、2、3、4和5%)W / V的空军基地结合的能力₁在受污染的PBS。夫人加入100毫升PBS的标准工作溶液污染的空军基地₁在不同浓度5、10、15、20、25 ng / mL。样本动摇为30分钟25°C。所有实验进行了一式三份。

2.2.6款。空军基地的提取和检测₁通过高效液相色谱法

黄曲霉素是用描述的方法(18)如下:(1)10毫升稀释过滤提取完全穿过Afla-Test®- p亲和柱的速度1 - 2滴/秒,直到空气来自列。(2)10毫升的纯净水通过列2滴/秒的速度。(3)洗提亲和柱通过高效液相色谱级1.0毫升甲醇通过列1 - 2滴/秒的速度和收集所有的样品洗出液(1毫升)在一个玻璃试管。(4)执行下干燥氮气流,然后用高效液相色谱法测定。

2.2.7。高效液相色谱法测定AFs

衍生化。样品和标准的衍生品进行如下:100μL(三氟乙酸(组织)添加到样品和混合30年代,和混合代表15分钟。900年μL水:乙腈(9:1 v / v)和混合添加了通过涡30年代,和混合物用于高效液相色谱分析。

高效液相色谱系统由1525年水二元泵模型,模型水域1500 Rheodyne手动喷射器,水域2475多波长荧光检测器和数据工作站软件的微风2。Phenomenex列C₁₈尺寸:250×4.6毫米,粒子大小:5μ米,水域公司(美国)以及一个权力平等主义的系统与水:甲醇:乙腈的比例240:120:40使用。分离了在环境温度在1.0毫升/分钟的流量。注射量是20μL标准解决方案和样本提取。荧光检测器是在波长360纳米的切除和排放的440海里。

2.2.8。准备面粉混合物

小麦面粉(WF)的72%提取与夫人生产个人混合物充分混合包含0,5、10和15%人口更替水平,非诺制造面包。所有样本存储在密闭容器和保持在3 - 4°C,直到需要。

2.2.9。流变特性

面团的流变特性,评估使用淀粉测定记录仪和伸长曲线仪根据(19]。

淀粉测定记录仪测试。样本测试Brabender淀粉测定记录仪(型号178507)确定水吸收,到达时间,面团开发时间,面团稳定性,混合公差指数和程度的削弱。三百克的样品被测试仪器的肠和充足的水补充道这面团的一致性达到最优混合曲线形式,集中在500 Brabender单位的最大发展。

伸长曲线仪测试。可扩展性()、抗扩展(),比例数量(),和面团能源由Brabender伸长曲线仪仪器(型号7724584)。伸长曲线仪测试进行了如下:淀粉测定记录仪的正常运行是为了估计面粉的吸水能力。面团准备从300年通用面粉和6克氯化钠溶于水的数量由淀粉测定记录仪(估计)。制作面团混合了一分钟之后,增加了足够的盐溶液给500 - brabender单位线的一致性(淀粉测定记录仪测试);混合5分钟的休息后,恢复,直到达到完整的farinogram的开发时间。面团被撤机,切成两部分,每150克。在伸长曲线仪圆面团是圆的。面团球然后仔细地集中在塑造单位和卷成圆柱测试块,这是夹在盆中取出面团持有人。测试片是存储在湿润室45分钟的整形手术。调查样本被放置在平衡臂伸长曲线仪和记录笔的调整。 At exactly 45 minutes from the end of the shaping operation, the stretching hook was started and stopped when the test piece was broken; dough was removed after the first test, reshaped, allowed a rest period of 45 minutes, and then stretched again and, by repeating such procedure, the dough was tested at 45, 90, and 135 minutes.

2.2.10。非诺制作面包

不同的非诺准备的面包混合使用WF(72%提取)和夫人成立为0%,5%,10%和15%的浓度。活性干酵母(1.5%)、生理盐水(1.5%)、糖(2%)、起酥油(1%)、面包改良剂(1%),和所需的水量达到500 Brabender单位(BU)的一致性被添加到每个样品在试验工厂,国家研究中心(NRC), Dokki,埃及。非诺面包制作是根据(20.),在一个电炉(全世界范围的行为4 t, 40/60,意大利)。首先,酵母是溶解在温水(35°C)这是添加到干燥的成分和缩短;然后混合揉捏。面团发酵在30°C发酵30分钟的内阁在80 - 85%相对湿度后然后面团分为80 g金币和放置在托盘和橡皮在相同条件下了45分钟。面包面团面包烤在325°C 10 - 15分钟后蒸10年代。提高褐变过程的蛋白质面包,面团块刷了一点融化的黄油或奶油烘焙或中途发酵之前。从来不刷融化人造奶油或黄油面包面团在烘烤之前,作为一个适当的地壳不会形式;也避免使用太多的不成熟的面包,或寒冷的地壳会皱。烤面包在室温下冷却了60分钟。重量,体积,和锅面包的比容确定中描述(19]。

. 2.2.11。新鲜的面包

面包的新鲜样品测试在1、3和5天的存储在室温下通过碱性水保持能力(AWRC)的方法21]。

2.2.12。分析方法

水分、灰分、纤维、蛋白质和脂肪的原材料,不同的非诺面包测定根据(22]。猎人的变化颜色参数(L, a, b)原材料和不同的非诺面包随访使用三色色彩分析仪(猎人,LabScan XE,莱斯顿,弗吉尼亚州)与标准白色瓷砖。

2.2.13。非诺面包的感官

非诺面包样本评价15埃及品尝小组成员判断外部和内部面包的特点。新鲜的样品交付给小组成员烘烤后2小时内。这些特征是得分的味道(20),香气(20),口感(10)碎屑纹理(15),瓤色(10),破坏和分解(10),外壳颜色(10)和对称形状(5)根据中描述的方法(19]。

2.2.14。统计分析

用方差分析进行统计学上的结果进行了评估报告(23]。

3所示。结果与讨论

3.1。夫人的化学性质

化学成分和碱的夫人被检查。我们研究了夫人的重要有效的浓度等因素,浓度的空军基地₁和pH值。化学分析的结果表明,正常的稻草纤维素含有约41.15%,20.46%,半纤维素和木质素3.91%,虽然改性稻草有42.10,8.65,分别为和5.81%(干重、表1)。从我们获得的化学成分表明稻草可以作为膳食纤维的来源。我们的结果是类似的研究的作者(24,25];他们发现稻草包含约43%,26%,和16%的纤维素,半纤维素和木质素。在埃及有数百万吨的大米每年稻草烧,可能影响当地和区域空气质量(26]。在我们的研究中半纤维素减少,主要原因是由于温度较高,因为债券将半纤维素可能受到影响27]。木质素含量略有增加可能是由于降低含水率的稻草后热解过程。

丰富水稻吸管将是一个潜在的廉价天然biosorbent减少环境风险相比,传统的吸附剂。此外,由于其低成本,一生结束时,他们可以没有昂贵的再生处理28]。回收大量的水稻秸秆生产代表处理和潜在的环境问题。利用稻草作为吸附剂材料将有助于增加价值的输出。它可以解决一些环境问题,也在很大程度上得益于埃及通过生产生物活性化合物的稻草。

碱数量测量表明纤维素链的化学变化。碱数字索引的终端醛含量的结束单元构建的分子链;即增加碱的消耗数量表示增加纤维素分子的末端;即纤维素链变短。数据表中给出1表明,碱的本地和夫人和结果了,修改过程使用干燥的热诱导增加碱的数量从8 36对本地和改性稻草,分别。碱的增加是由于夫人修改过程(29日]。据报道,修改过程增加碱数量衡量的减少末端。然而,这些结果的变化可以归因于aldehydic碱性反应条件下的分子。

最近,有自然的特殊趋势使用吸附剂作为替代传统的吸附剂(3]。所以我们的调查集中在大夫人的好处自然吸附剂生产安全的删除一些污染物从水媒体和准备很好夫人作为吸附剂材料的去除能力的空军基地₁达到95%和最佳pH值和吸附剂浓度7和5%,分别。改性稻草的能力的空军基地₁在水媒体研究(表2)和结果是承诺自还原达到95%高浓度5%改性稻草太太一直在尝试5的水平,也就是说,1,2,3,4,和5%,夫人的浓度之间的直接联系,减少空军基地₁。的夫人在一个水平的1,2,3,4,5%上升水媒体与空军基地₁导致减少毒素所提到的22.6,58.6,66.8,79.4,分别为和94.3%(图1)。夫人有价值的报告,可以成功地用作吸附剂材料去除的空军基地₁从水媒体。

也表2演示了最具影响力的夫人5%浓度的不同浓度的空军基地₁,因为5%的夫人是检测的空军基地₁在不同浓度5、10、15、20、25 ng / mL。结果表明,有一个逆关系增加空军基地₁,因为减少是94.3,92.3,88.3,85.05,和84.6,分别。

相同的表(表2和图2夫人)显示的效果5%的空军基地₁在不同的pH值5 ng / mL。从获得的所有数据我们选择最好的夫人的浓度和空军基地₁测试在不同博士酸性4,中性7和9碱性pH值测试和去除率为87.6,94.3和86.2,分别;很明显,中性pH值是最好的去除和减少空军基地的条件之一₁在水介质中使用夫人。黄曲霉毒素B₁是最负责任的污染物几个疾病,如急性、慢性毒性,cinogenicity,致畸性,基因毒性、肝毒性、免疫毒性。文献[30.)分类黄曲霉毒素B₁作为一个群体1致癌物[31日]。文献[32)报道,45亿年的世界人口是黄曲霉毒素暴露。因此,原因之前我们有兴趣的消除,消除或缓和空军基地₁使用简单和容易的方法,所以我们准备好的材料作为吸附剂去除夫人空军基地₁夫人和获得的结果表明,有能力为空军基地₁从水媒体特别是在5%的水平。

3.2。原材料的化学成分和非诺面包

表3总结了平均的水分、蛋白质、脂肪、粗纤维、和火山灰的小麦面粉(WF)提取72%,夫人,和非诺面包生产各级(0%,5%,10%,15%)。水分、蛋白质、脂肪和碳水化合物总量的WF高于夫人,夫人虽然纤维和灰分含量高于WF。合成的蛋白质含量(%)o面包从WF和夫人夫人从10.56到8.85,比的增加而减少。这可能是由于低蛋白质含量的太太虽然是减少与夫人代替样品的蛋白质含量,显著增强纤维含量0.65 ~ 8.12的范围。除了夫人也导致增加0.80到2.30%的灰分含量复合非诺面包。脂肪含量降低了夫人从2.05到1.75%比例增加。这可能是由于低脂肪含量(0.91%)的碳水化合物含量的复合非诺面包夫人从85.62下降到77.86%表明低碳水化合物的内容包含在WF夫人太太的5,10,15%导致纤维和灰分含量显著增加和减少蛋白质的内容。

3.3。小麦淀粉测定记录仪的特点Flour-MRS面团

数据在表4和5显示的效果增加各级夫人(0、5%、10%、15%)对面团的流变特性评价淀粉测定记录仪和伸长曲线仪。如表所示4夫人,吸水率增加的水平增加。这一增长是由于高纤维含量的太太纤维的特点是其高持水量。到达时间的增加和面团开发时间的程度高的WF和夫人混合而成的。面团稳定性,这表明面团强度,显著降低从9到5分钟,如果夫人水平增加混合从WF和夫人这下降可能是由于低蛋白质和纤维含量的国会议员和MCS WF相比,蛋白质和纤维往往绑定更多的水。混合纤维可能与WF交互成分和水;因此面团的稳定性增加。更大的影响被观察到在混合宽容索引值。另一方面,面团弱化和混合公差指数增加了添加小麦面粉夫人各级替换。稀释的面筋面粉制定减少淀粉和蛋白之间的相互作用,导致了更高的混合公差指数(33]。

数据表中给出5显示的效果增加各级夫人(0%,5%,10%,15%)对面团的流变特性评估伸长曲线仪。如表所示5比例、可扩展性、抗扩展,数字,和能量都随着夫人级别的增加而减少。这种效应在夫人与纤维的存在,稀释面团的面筋含量。粘弹性性质的小麦面团取决于面筋质量和数量。面筋含量增加,粘弹性性能得到改善。这个衰减率可能是由于缺少麦胶蛋白和麦谷蛋白在太太太太补充说在不同级别(0、5%、10%、15%)对小麦面粉和面团的流变特性是评价淀粉测定记录仪和吸水率增加夫人水平增加。这一增长是由于太太纤维的纤维含量高的特征是其高持水量在报道33]。文献[34]表明吸水wheat-and-oat混合物增加燕麦麸中占有的比重越来越大。本产品显示了水结合能力高于小麦面粉,因为它包含更多的noncellulose多糖(β葡聚糖和戊聚糖)。介绍了麦麸面团配方提高了吸水能力(35)、黑麦麦麸(36),并通过氢键米糠(37]。这可能是造成更多的羟基(38]。到达时间的增加和面团开发时间的程度高的WF和夫人混合而成的。面团稳定性,这表明面团强度,显著降低从9到5分钟,如果夫人水平增加混合从类似的研究结果报道在WF和夫人36),添加黑麦麦麸。另一方面,面团弱化和混合公差指数增加了添加夫人各级小麦面粉替代品。面团可扩展性和阻力测量伸长曲线仪下降后的5,10,WF和15%的夫人。据调查人员在39,40),削弱WF-MRS面团可能是由于酶活性在太太这样的调查结果中观察到的39,40]。特定的面包体积的非诺决心并指出,包含10 - 15%的面包夫人值较低。保水能力混合非诺面包增加与控制。这样可以增加与更高的亲水蛋白的性质(41,42)和纤维。

3.4。烘焙混合非诺面包的质量

的物理特性产生非诺面包展示在表6。面包体积随着夫人级别的增加而减少,而面包重量增加夫人水平增加。这种效应可能是由于高纤维含量纤维夫人以其更高的持水量。最高减少体积在面包小麦面粉制成的混合与夫人在15%的水平。面包体积的下降可能是由于蛋白的稀释效应由于添加面粉WF和少夫人保留有限公司₂气体可以贡献43]。从同一个表,具体体积的非诺面包含有10 - 15%夫人值与较低的控制样本。

3.5。新鲜的混合非诺面包

表7显示结果为零,3天,7天。很明显,非诺面包夫人(5、10和15%)比控制新鲜在相同条件下由于其较高的保水能力和后续改进的老化速率。这可能是由于更高的纤维相比,强化非诺面包夫人内容控制。的o面包夫人10 - 15%相比有更高的保水能力控制。这样可以增加与更高的亲水蛋白的性质。这是夫人注意到10 - 15%的设防水平产生非诺面包更好的一致性和高纹理特征。

3.6。混合非诺面包的感官属性

数据表中给出8显示非诺面包的感官评价的函数替换WF夫人三个层次为5%,10%,15%。关于味道,香气,口感,团粒结构,瓤的颜色,打破和分解,外壳颜色和对称性,和形状,它可以注意到非诺面包WF之间没有明显差异(控制)和非诺面包夫人从混合物的WF和破坏和分解,对称的形状。显著差异观察小麦面粉时替换为夫人o面包的味道,香气,口感,团粒结构、瓤的颜色,和外壳的颜色。随着更替水平的增加,外壳颜色分数增加。夫人的样本含有低水平的蛋白质和水分含量较高,这有助于减少美拉德反应(44]。也发现面包皮颜色值降低蛋白质含量下降。的总色差()之间的控制非诺面包和包含夫人的o面包,所有样品展示值低于对照试样。这意味着所有人都深比的控制非诺面包,有低的L值和高值b和a。这样的结果一致45- - - - - -47]。

4所示。结论

稻草是非常丰富和值得推荐的膳食纤维,可以成功地作为吸附剂材料去除空军基地₁从水介质和作为非诺的良好来源面包补充膳食纤维。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

承认

这项工作是实现国家研究中心,Dokki,吉萨金字塔,埃及。

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