毫 菊
亳菊为菊科植物菊的干燥头状花序，朵大、色白，主产于安徽省亳州市。亳菊是《中国药典》冠以“亳”字的道地药材，与滁菊、贡菊、杭菊一道并称为“四大名菊”。
2014年7月28日，原农业部批准对“亳菊”实施农产品地理标志登记保护。
毫菊及毫菊酵素
菊花是菊科菊属的多年生宿根草本植物，气味清香，味甘、微苦。
亳菊花富含多酚等多种活性成分，以其头状花序入药，其主要药理成分包含花色素、绿原酸、菊苷、菊花萜二醇等，是安徽省道地药材，也是国家公布的药食同源植物。具有散风清热，平肝明目等功能，因此，毫菊是制作植物酵素的理想原料。
酵素的制备工艺中易出现的一系列生物及化学性食品安全问题，能对酵素的效果产生极大的影响。例如由于器具消毒不彻底、发酵过程密封不严等，造成感染杂菌，甚至感染有毒杂菌。目前通过纯种培养和技术改进基本能够克服上述问题。近年来由于工农业污染严重，化学食品危害逐渐重视，在一些发酵植物酵素的原材料中存在化学试剂、重金属离子和农药残留等问题。
为此，本研究以亳菊为原料，在微生物发酵制备酵素的过程中检测各种重金属含量的变化，以明确重金属在发酵过程中的动态变化规律，为菊花酵素的食品安全性提供理论依据。
材料和方法
材料
巴氏醋酸菌AS1.41、酵母菌、双歧杆菌7菌型。酵母粉、葡萄糖。亳菊。
培养基
酵母菌种子培养基：葡萄糖10g/L、新鲜马铃薯200g/L。醋酸菌种子培养基：葡萄糖10g/L、酵母粉10g/L、pH5.5。双歧杆菌7菌混合种子培养基：蛋白胨10g/L、牛肉10g/L、酵母粉5g/L、磷酸氢二钾2g/L、柠檬酸二铵2g/L、乙酸钠5g/L、葡萄糖20g/L、吐温801g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸锰0.25g/L、pH6.2。
试验方法
包括酵母菌和醋酸菌种子培养、制备酵母菌泥和醋酸菌菌泥、双歧杆菌等7菌混合种子培养、酵素发酵及金属元素检测。
结果与分析
液体样品中金属离子浓度变化
表1 亳菊发酵液中金属离子浓度变化
如表1所示，酵素在好氧发酵过程中酵液中铜、镉、砷、铬、铅五种离子的离子含量都有小幅度下降。铬离子含量由0.00576mg/L降至0.00424mg/L；铜离子含量由0.0827mg/L降至0.0506mg/L；砷离子含量由0.00175mg/L降至0.00124mg/L；镉离子含量由0.000504mg/L降至0.000351mg/L；铅离子含量由0.00699mg/L降至0.00373mg/L。
酵素在密闭静置发酵过程中铜、砷、镉三种离子的离子含量有所上升，铜离子含量由0.0506mg/L升至0.0683mg/L；砷离子含量由0.00124mg/L升至0.00219mg/L；镉离子含量由0.00351mg/L升至0.000927mg/L。铬、铅两种离子的含量有小幅度下降，铬离子含量由0.00424mg/L降至0.00422mg/L；铅离子含量由0.00373mg/L降至0.00356mg/L。
亳菊样品中金属离子浓度变化
表2 亳菊干物质样品中金属离子浓度变化
如表2所示，菊花样品在好氧发酵过程中镉、铬、砷、铜、铅五种离子含量都有上升，镉离子含量由0.126mg/kg升至0.131mg/kg；铬离子含量由0.523mg/kg升至0.552mg/kg；砷离子含量由0.135mg/kg升至0.141mg/kg；铜离子含量由6.28mg/kg升至6.50mg/kg；铅离子含量由0.801mg/kg升至0.825mg/kg。
菊花样品在密闭静置发酵过程中铬离子的离子含量有上升，铬离子含量由0.552mg/kg升至0.748mg/kg。铜、砷、镉，铅四种离子的离子含量有小幅度下降，铜离子含量由6.50mg/kg降至5.51mg/kg；砷离子含量由0.141mg/kg降至0.0816mg/kg；镉离子含量由0.131mg/kg降至0.0899mg/kg；铅离子含量由0.825mg/kg降至0.771mg/kg。
讨论
本实验发酵过程中，大部分重金属离子含量发酵过程中呈现上升趋势，一方面可能是菊花本身的金属离子溶出，另一方面微生物发酵过程中，菌体能通过代谢促进菊花重金属的释放，另外添加菌体发酵后菌体自身的重金属离子也会溶出。铜、碘、镉金属离子有下降阶段，这可能由于菌体生长过程中能吸收部分金属元素，从而导致下降。
金属离子从营养学的角度，可分为必需元素、非必需元素和有毒元素三类。铬、铜、砷、镉、铅是重金属元素，如食用对人体有很大危害。各国饮料标准和法规对重金属限量的规定均在通用标准中，涉及的指标主要有铅、铜、砷、镉。
对饮料中铜离子含量CAC、韩国、中国规定一致，均设置为小于10mg/kg，澳大利亚、新西兰和加拿大等国设置为小于20mg/kg，欧盟最为严格设置为小于5mg/kg；对饮料中镉、砷离子含量，由于饮料不是镉、砷膳食暴露的主要来源，其限量值仅少数国家规定。韩国在液体茶、果蔬汁饮料、碳酸饮料和其他饮料中设置了镉指标，加拿大在普通饮料、果汁、果肉饮料中设置了砷指标，但其他国家均未作规定；对饮料中铅离子含量，中国对果蔬汁类及其饮料规定较其他饮料严格，并按照是否浓缩进行分类，由于涉及浓缩率，对非浓缩的果蔬汁饮料设置更严格，另对含乳饮料、固体饮料的铅指标单独规定。固体饮料中要求1mg/kg，浓缩果蔬汁(浆)中要求0.5mg/kg；饮料类(包装饮用水、果蔬汁及其饮料、含乳饮料、固体饮料除外)中要求0.3mg/kg，果蔬汁类及其饮料(浓缩果蔬汁(浆)除外)含乳饮料中要求0.05mg/kg。
在本实验酵素发酵过程中，发酵液中铜离子含量为0.0827mg/kg，铅离子含量为0.00356mg/kg均符合国家标准。由此可见，亳菊发酵酵素饮料不存在重金属超标问题。