Ngô là một trong những loại thực phẩm chủ yếu được sử dụng để sản xuất thức ăn cho người hoặc động vật. Một trong những vấn đề chính đối với việc sử dụng ngô là sự hiện diện của độc tố nấm mốc, trong đó aflatoxin B1 là chất có hại nhất đối với sức khỏe con người và động vật. Các phương pháp hóa học như bổ sung chất chống nấm và chất cô lập được sử dụng để kiểm soát chất gây ô nhiễm này trong thực phẩm. Tuy nhiên, những phương pháp này có thể để lại nhiều chất phụ gia nguy hiểm. Xử lý bằng phướng pháp chiếu tia gamma trên ngô gần đây đã được đánh giá tính hiệu quả trong việc kiểm soát aflatoxin B1. Với liều chiếu xạ 6 kGy, phương pháp này có hiệu quả rõ rệt khi làm giảm được lượng aflatoxin B1.
Ngô là một trong những loại ngũ cốc được con người tiêu thụ nhiều nhất từ thời cổ đại và là một trong những loại thực phẩm được trồng nhiều nhất trên toàn thế giới. Ngô cũng là loại ngũ cốc đứng đầu về sản lượng trên một ha và thứ hai về tổng sản lượng sau lúa mì. Sự thích nghi dễ dàng của ngô đã cho phép trồng được ở các vùng nhiệt đới và ôn đới, với năng suất cao. Theo Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc (FAO), nhu cầu về sản phẩm này đến năm 2030 sẽ tăng thêm 60 triệu tấn dành cho người và 235 triệu tấn cho thức ăn chăn nuôi. Trong giai đoạn 2014-2015, sản lượng ngô đạt giá trị vượt một tỷ tấn, với mức tăng trưởng trung bình hàng năm là 3,5% kể từ năm 2004 trên toàn thế giới.
Ở người, độc tố nấm mốc xâm nhập vào cơ thể thông qua việc ăn phải thức ăn bị ô nhiễm, tiếp xúc với da và hít phải bào tử. Do tính hòa tan trong mỡ cao, những chất độc này được hấp thụ qua thành ruột và tạo ra các enzym ở microsome được chuyển hóa trong gan. Độc nhất là Aflatoxin B1, chất gây ảnh hưởng nhất đối với sức khỏe cộng đồng vì có liên quan đến sự phát triển của ung thư biểu mô tế bào gan gây suy dinh dưỡng protein ở hơn 118 triệu trẻ em ở các nước đang phát triển.
Nhu cầu về bảo quản các sản phẩm thực phẩm với các đặc tính cảm quan, có tuổi thọ cao và vô hại, đã thúc đẩy việc áp dụng công nghệ thay thế để xử lý thực phẩm sau thu hoạch và một phương pháp chiếu xạ là một trong số đó.
Đường di chuyển của Afatoxin đến cơ thể người
So sánh chiếu xạ gamma với phương pháp sử dụng thuốc chống nấm để kiểm soát Aflatoxin B1 trong ngô
Ba phương pháp xử lý khác nhau được so sánh để kiểm soát aflatoxin B1: Phương pháp xử lý hóa học (S-A) bao gồm việc bổ sung thuốc kháng nấm (axit propionic, amoni propionat và natri clorua); xử lý vật lý (S-I) trong chiếu xạ ngô với liều lượng đã chọn là 6 kGy; phương pháp kết hợp (A + I) tương ứng với việc áp dụng thuốc kháng nấm thương mại, sau đó là chiếu xạ gamma.
Phương pháp chiếu xạ ngô sử dụng Co-60, có hoạt tính là khoảng 1.310,2 Ci. Các túi hạt ngô được đặt cách nguồn 30 hoặc 40 cm. Các nhà khoa học đã tiến hành các thử nghiệm và đánh giá để chọn liều bức xạ tốt nhất. Dữ liệu được phân tích thông qua phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm tra đa phạm vi của Fisher (LSD), với độ tin cậy 95%, trong chương trình Statgraphics Centurion phiên bản XV.II. Đối với xử lý hóa học và xử lý kết hợp, hỗn hợp 50:40:10 của axit propionic, amoni propionat và natri clorua được sử dụng để chống nấm, với tỷ lệ 1,3 kg/tấn. Tất cả các mẫu được bảo quản ở nhiệt độ phòng ở 25 ° C, trong suốt 45 ngày.
Thời gian chiếu xạ cần thiết với liều 6 kGy là 69 giờ 42 phút bao gồm cả thời gian đảo hạt để đảm bảo sự đồng đều cao. Thử nghiệm đa phạm vi bằng phương pháp Fisher (LSD), cho thấy liều lượng 6 kGy giảm aflatoxin B1 là 89,59 ± 4,81 (%). Liều bức xạ tốt nhất được chọn ở giá trị 6 kGy, do hiệu quả cao và thời gian tiếp xúc ngắn với khoảng cách 30 cm từ nguồn Co-60.
Biểu đồ đo lường (Fisher, 95%) ảnh hưởng của bức xạ trong việc giảm aflatoxin B1
Trong thông số độ ẩm, ANOVA xác định ảnh hưởng đáng kể của các nghiệm thức được sử dụng đến độ ẩm trong ngô (p <0,05). Tuy nhiên, kiểm tra nhiều dải bằng phương pháp Fisher (LSD) cho phép các nghiệm thức S-I, S-A và A + I thuộc cùng một nhóm đồng nhất và được duy trì giá trị độ ẩm từ 12,13% đến 12,20%. Trong mọi trường hợp, độ ẩm của ngô là từ 12 đến 13%, đây là phạm vi được khuyến nghị để giảm thiểu sự hư hỏng của hạt trong quá trình bảo quản. Tuy nhiên, duy trì độ ẩm cao hơn trong phạm vi an toàn này sẽ có lợi kinh tế, vì hạt được bán trên thị trường theo trọng lượng của hạt.
Sự hiện diện của côn trùng sống trong các mẫu ngô của mỗi nghiệm thức và mẫu thử nghiệm đã được phân tích, kết quả là các nghiệm thức chỉ chiếu xạ (S-I) và xử lý kết hợp (A + I) ức chế 100% sự sống sót của côn trùng trong ngô, trong suốt 45 ngày bảo quản. Việc chiếu xạ với liều lượng thấp cũng được thực hiện để kiểm tra tính hiệu quả vì côn trùng chết với liều lượng này trong tất cả các giai đoạn phát triển của chúng, bao gồm cả trứng nằm trong hạt. Ngoài ra, phương pháp xử lý này làm thay đổi DNA của côn trùng, khiến chúng không thể sinh sản và do đó, không có rủi ro liên quan đến sự phát triển tính kháng thuốc, không giống như việc sử dụng thuốc diệt côn trùng.
Trong nghiệm thức kháng nấm duy nhất (S-A), côn trùng xuất hiện ở cuối thời kỳ bảo quản. Sự xuất hiện của những loài côn trùng này cho thấy côn trùng đẻ ra nhiều trứng bên trong hoặc trên bề mặt của ngô. Đặc biệt, sâu đục bẹ ngô (Prostephanus truncatus) đẻ khoảng 400 trứng trong suốt thời gian sinh sản, thời gian phát triển ước tính từ 4 đến 6 tuần. Sự phá hoại trong quá trình bảo quản ngô có thể gây ra thất thoát. Đầu tiên, côn trùng ăn ngũ cốc, ảnh hưởng đến chất lượng và trọng lượng của sản phẩm, trong khi những loài khác ăn mầm làm giảm tỷ lệ nảy mầm và khả năng sống nếu sử dụng làm hạt giống. Ngoài ra, côn trùng còn làm ô nhiễm ngô bằng phân, xác chết. Chúng làm tăng nguy cơ nhiễm trùng do vi khuẩn hoặc nấm, vì chúng mang bào tử và tạo ra vết thương trong ngũ cốc, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các vi sinh vật. Cuối cùng, sự hiện diện của côn trùng có thể làm tăng nhiệt độ của sản phẩm, dẫn đến độ ẩm cao hơn và tạo điều kiện thuận lợi hơn cho sự phát triển của nấm.
Bức xạ ion hóa có thể làm thay đổi thành phần và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm; Phạm vi của những thay đổi này phụ thuộc vào bản chất, loại, sự đa dạng và thành phần của sản phẩm, liều lượng và loại chiếu xạ được áp dụng và các điều kiện môi trường trước và sau quá trình. Kết quả thu được trong cuộc điều tra này cho thấy rằng liều lượng bức xạ gamma được thử nghiệm không tạo ra những thay đổi đáng kể; không có sự thay đổi về chất lượng dinh dưỡng.
Phân tích aflatoxin B1 được thực hiện ở tất cả các nghiệm thức và đối chứng, kết quả cho thấy các nghiệm thức được áp dụng có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng aflatoxin (p <0,05). Thử nghiệm nhiều phạm vi, của phương pháp Fisher (LSD), cho thấy có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng aflatoxin B1.
Biểu đồ đo lường (Fisher, 95%) ảnh hưởng của phương pháp chiếu xạ áp dụng đối với hàm lượng aflatoxin B1
Trong khi đó, không có sự khác biệt đáng kể nào giữa ba nghiệm thức: Chiếu xạ ở 6 kGy (S-I), với trung bình 8,75 ppb và xử lý kết hợp (A + I), với trung bình 15,30 ppb, có hiệu quả hơn đáng kể trong việc kiểm soát aflatoxin B1 so với việc không chiếu xạ. Sự suy giảm aflatoxin này trong quá trình chiếu xạ có thể là do sự phân giải phóng xạ của nước có trong ngũ cốc, trong đó các gốc tự do phản ứng cao được hình thành và có thể tấn công vòng furan tận cùng của AFB1, tạo ra các sản phẩm có hoạt tính sinh học thấp. Trong các nghiên cứu tương tự, mức giảm AFB1 được xác định là 75% và 100% sau khi chiếu xạ trong bột đậu phộng bị ô nhiễm.
Giá trị aflatoxin tính bằng ppb, của hai nghiệm thức có hiệu quả cao hơn đáng kể, thay đổi trong suốt quá trình thử nghiệm; trong trường hợp xử lý chiếu xạ (S-I), hiệu quả từ 90% đến 100% sau khi chiếu xạ cho đến 45 ngày bảo quản; trong trường hợp điều trị kết hợp (A + I), giá trị hiệu quả thay đổi, kết thúc với 77,03% sau 45 ngày bảo quản.
Đánh giá chúng
Liều chiếu xạ ngô là 6 kGy, cho phép giảm trung bình 89,58% aflatoxin B1. Phương pháp này có hiệu quả nhất so với các phương pháp truyền thống trước đây trong việc giảm aflatoxin B1 có trong ngô, với giá trị cuối cùng là 0 ppb sau 45 ngày bảo quản. Ngoài ra, chiếu xạ gamma còn loại bỏ hoàn toàn côn trùng trong vòng 45 ngày bảo quản và ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh (Enterobacteriaceae và Salmonella) mà không ảnh hưởng đến hàm lượng protein.
Người ta xác định rằng một bao 40 kg thức ăn cho gà thịt từ ngô chiếu xạ sẽ có giá 22,56 USD, cao hơn 1,8% so với chi phí thức ăn hiện tại bao gồm việc bổ sung chất chống nấm và chất cô lập trơ. Mặc dù ngô được xử lý bằng chiếu xạ sẽ có chi phí cao hơn, nhưng nó có lợi thế hơn so với ngô không được xử lý, đặc biệt là liên quan đến việc loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh và côn trùng, đây là một vấn đề khi hạt được bảo quản trong thời gian dài. Ngoài ra, quá trình chiếu xạ không để lại dư lượng trong ngô được xử lý.
Từ khóa: chiếu xạ gamma; thức an gia cầm; ngô;
– CMD&DND –
