Μελέτη φυσικών και χημικών χαρακτηριστικών κελυφωτών φιστικιών με στόχο τη μείωση της αφλατοξίνης
Authors: Γεωργιάδου Μαρία 
Published: August 2021

Οι αφλατοξίνες είναι μυκοτοξίνες οι οποίες παράγονται από ορισμένα είδη μυκήτων της ομάδας Aspergillus section Flavi και μολύνουν διάφορα είδη τροφίμων, μεταξύ αυτών και τα κελυφωτά φιστίκια. Εμφανίζουν υψηλή τοξικότητα, καρκινογόνο και μεταλλαξιογόνο δράση στον άνθρωπο και τα ζώα. Μία καλή πρακτική που εφαρμόζεται ως προληπτικό μέτρο για τη μείωση της συγκέντρωσης της αφλατοξίνης σε μια παρτίδα είναι ο διαχωρισμός των ελαττωματικών καρπών, με αυτόματα μηχανικά συστήματα ή χειροδιαλογή. Ωστόσο, η διαλογή αυτή δε βασίζεται σε δείκτες μόλυνσης, χαρακτηριστικούς της παρουσίας της αφλατοξίνης, με αποτέλεσμα οι απορρίψεις παρτίδων κελυφωτών φιστικιών λόγω υπέρβασης των νομοθετικών ορίων αφλατοξίνης, να αποτελεί το πιο συχνό πρόβλημα στα σημεία εισαγωγής. Συνεπώς, η αναζήτηση των κατάλληλων εργαλείων διαλογής των μολυσμένων με αφλατοξίνη φιστικιών αποτελεί το βασικό σκοπό της παρούσας εργασίας. Η βασική ιδέα στηρίζεται στο ότι τα αποτελέσματα της μόλυνσης και της παρουσίας της αφλατοξίνης, πιθανόν να αποτυπώνονται στο τρόφιμο μέσω μεταβολών στις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες, με τέτοιο τρόπο και σε τέτοιο βαθμό, ώστε να γίνονται αντιληπτές. Προς αυτή την κατεύθυνση μελετήθηκαν συγκριτικά, τα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά υγιών, μολυσμένων με αφλατοξίνη και ελαττωματικών καρπών, ώστε να προσδιοριστούν οι τυχόν διακριτές διαφορές και να διερευνηθεί η δυνατότητα χρήσης τους, ως «δείκτες» διαλογής. Στο πλαίσιο αυτό, μελετήθηκε το πτητικό προφίλ των κελυφωτών φιστικιών σε τέσσερις ομάδες δειγμάτων: υγιή, μολυσμένα με αφλατοξίνη με φυσικό και τεχνητό τρόπο και με μη-τοξικογόνα στελέχη της ομάδας Aspergillus sc Flavi. Οι αναλύσεις των πτητικών πραγματοποιήθηκαν με τη μέθοδο της HS-SPME και ανάλυση σε GC-FID και GC-MS, ενώ η μέτρηση της συγκέντρωσης της αφλατοξίνης στα μολυσμένα δείγματα έγινε με HPLC. Αντίστοιχα, μελετήθηκαν τα χημικά χαρακτηριστικά (πρωτεΐνη, τέφρα, λίπος, λιπαρά οξέα, πτητικές ουσίες) των κελυφωτών φιστικιών σε τρεις ομάδες δειγμάτων: υγιή, μολυσμένα με αφλατοξίνη και ελαττωματικά. Ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνη, τέφρα και λίπος πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τις σχετικές επίσημες μεθόδους του AOAC, ενώ η ανάλυση των λιπαρών υλών πραγματοποιήθηκε σε αεριοχρωματογράφο (GC-FID), αφού είχε προηγηθεί η μετατροπή τους στους αντίστοιχους μεθυλ-εστέρες. Η μελέτη των φυσικών ιδιοτήτων εστιάστηκε στην κατασκευή της ισόθερμης καμπύλης υγρασίας ολόκληρου του καρπού με κέλυφος ακολουθώντας τη βαρυμετρική μέθοδο, στην αποτύπωση των τυπικών φυσικών χαρακτηριστικών των κελυφωτών φιστικιών της ποικιλίας «Αιγίνης» (σχήμα, μέγεθος, μάζα, όγκος, πυκνότητα, υγρασία, χρώμα, θερμική αγωγιμότητα, υφή) σε συνάρτηση με την υγρασία του καρπού και στον προσδιορισμό τους σε ελαττωματικούς καρπούς. Το μέγεθος και το σχήμα του καρπού προσδιορίστηκε βάσει των χαρακτηριστικών του διαστάσεων και των σχετικών εξισώσεων που περιγράφονται στη βιβλιογραφία. Ο προσδιορισμός της μάζας έγινε σε αναλυτικό ζυγό ακριβείας, ενώ για τον υπολογισμό του όγκου και της πυκνότητας χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος εκτόπισης στερεού με τη χρήση μικρών γυάλινων σφαιριδίων. Για τη μέτρηση της υγρασίας ακολουθήθηκε η επίσημη μέθοδος AOAC 925.40. Το χρώμα του κελύφους μετρήθηκε με χρωματόμετρο Minolta και η θερμική αγωγιμότητα του σπέρματος του φιστικιού με αγωγιμόμετρο. Για τον προσδιορισμό των παραμέτρων της υφής, χρησιμοποιήθηκε η συσκευή Instron σε δοκιμή διάτρησης στο σπέρμα του φιστικιού. Η επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων βασίστηκε στην πολυμεταβλητή στατιστική ανάλυση (ανάλυση σε συστάδες, ανάλυση κύριων συνιστωσών και διακριτική ανάλυση), ώστε να αξιολογηθεί η δυνατότητα ταξινόμησης και διαχωρισμού των υγιών φιστικιών από τα μολυσμένα και ελαττωματικά, βάσει των διαφορών που προέκυψαν από τη μελέτη των χαρακτηριστικών τους. Η μέθοδος της ανάλυσης διακύμανσης κατά ένα κριτήριο (One-way ANOVA), οι δοκιμές Tukey και LSD εφαρμόστηκαν για να διερευνηθεί αν υπάρχουν σημαντικές διαφορές στις μέσες τιμές των χαρακτηριστικών που μετρήθηκαν μεταξύ και εντός των ομάδων των δειγμάτων. Οι επεξεργασίες πραγματοποιήθηκαν με το στατιστικό λογισμικό πακέτο STATGRAPHICS® Centurion XV.II.Από τη μελέτη του πτητικού προφίλ απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 72 πτητικές ουσίες συνολικά, με χαρακτηριστική την παρουσία αλκοολών, κετονών, αλδεϋδών, εστέρων, υδρογονανθράκων και μονοτερπενίων. Οι ενώσεις οι οποίες σχετίζονταν κυρίως με τα μολυσμένα δείγματα ήταν οι C-8 αλκοόλες-κετόνες-αλδεΰδες, ορισμένα σεσκιτερπένα και οι ουσίες, 1-πεντανόλη, 1-επτανόλη, επτανάλη, 2-επτενάλη, 2-δεκενάλη, βενζαλδεΰδη και βενζακεταλδεΰδη. Όσον αφορά το χημικό προφίλ, δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των υγιών, των μολυσμένων και των ελαττωματικών φιστικιών, συγκρίνοντας κάθε ένα επιμέρους χημικό χαρακτηριστικό, με εξαίρεση την περιεκτικότητα σε ολικό λίπος, του οποίου η εκατοστιαία περιεκτικότητα ήταν ελαφρώς μειωμένη στα μολυσμένα με αφλατοξίνη δείγματα και σε μια κατηγορία ελαττωματικών φιστικιών. Επισημάνθηκε επίσης, μια τάση αύξησης της περιεκτικότητας σε ακόρεστα λιπαρά οξέα, τόσο στα μολυσμένα με αφλατοξίνη δείγματα, όσο και στα ελαττωματικά. Προσδιορίζοντας το εύρος της τιμής της κάθε φυσικής ιδιότητας στους κανονικούς καρπούς καθορίστηκαν τα κριτήρια αποδοχής για τη διαλογή διαφόρων κατηγοριών ελαττωματικών καρπών. Ωστόσο, εφαρμόζοντας πολυμεταβλητή στατιστική ανάλυση των δεδομένων, τα δείγματα των υγιών φιστικιών διαχωρίστηκαν σαφώς από τα μολυσμένα και ελαττωματικά φιστίκια χρησιμοποιώντας ως δείκτες μόλυνσης είτε τις παραπάνω πτητικές ενώσεις είτε το σύνολο των χημικών ιδιοτήτων που μετρήθηκαν, με το προφίλ των λιπαρών οξέων να αποτελεί την κύρια αιτία της υπάρχουσας παραλλακτικότητας. Τα δεδομένα αυτά δείχνουν ότι ο συνδυασμός της παρουσίας κάποιων πτητικών ενώσεων με το προφίλ των λιπαρών οξέων, θα μπορούσε να αποτελεί ένα ενδεχόμενο κριτήριο ή δείκτη διαχωρισμού των υγιών από τα μολυσμένα με αφλατοξίνη και δευτερευόντως από τα ελαττωματικά φιστίκια.