不同加工方法對(duì)小麥粉中嘔吐毒素的影響

顧雨熹, 王 錦, 單曉雪, 廖子龍, 李 理,陳晉瑩

(中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏研究院有限公司,成都 610091)

嘔吐毒素(DON)又名脫氧雪腐鐮刀菌烯醇,是鐮刀菌的次級(jí)代謝產(chǎn)物之一,屬于單端孢霉烯族化合物。嘔吐毒素的作用機(jī)制一方面是通過與60S核糖體結(jié)合抑制蛋白質(zhì)的合成[1,2],另一方面是誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的同時(shí)抑制免疫細(xì)胞的分泌[3]。人或動(dòng)物食用被嘔吐毒素污染的谷物會(huì)導(dǎo)致劇烈嘔吐,還會(huì)引起厭食、腹瀉、發(fā)熱等癥狀,損害造血系統(tǒng),嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致死亡[4]。嘔吐毒素還有致畸、致突變、致癌等風(fēng)險(xiǎn),還被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)列為三類致癌物之一[5-8]。嘔吐毒素也是十分常見的谷物污染物,一般在大麥、小麥、玉米、燕麥中的含量較高,在黑麥、高粱、大米中的含量較低,且小麥中嘔吐毒素的檢出率和超標(biāo)率均是最高的[9]。我國(guó)也于2013年將小麥粉中嘔吐毒素的含量作為國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)計(jì)劃重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象[10]。研究發(fā)現(xiàn),小鼠實(shí)驗(yàn)中DON的最大無效應(yīng)劑量為1.0 mg/kg[11]。我國(guó)規(guī)定了谷物及制品、食品中的嘔吐毒素含量不得超過1.0 mg/kg[12]。

嘔吐毒素具有耐熱、耐壓、化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特性,通過蒸煮不能有效降低小麥中DON的含量[13]。近年來發(fā)現(xiàn),小麥中嘔吐毒素的含量會(huì)受到加工方法的影響。有研究發(fā)現(xiàn),去除小麥中的雜質(zhì)和赤霉病斑后,嘔吐毒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)降低4.6%～22.0%[13];對(duì)小麥進(jìn)行磨粉加工后,小麥粉中的嘔吐毒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為原來的49.17%～77.68%[14],也有經(jīng)過磨粉后嘔吐毒素質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到31.6%～54.9%的報(bào)道[15]。

減少小麥中嘔吐毒素含量是保障人民身體健康、減少儲(chǔ)糧經(jīng)濟(jì)損失的重要一環(huán)。本研究旨在通過對(duì)比不同加工方法(清洗、篩雜)對(duì)小麥粉中嘔吐毒素的影響,從而為降低嘔吐毒素風(fēng)險(xiǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

小麥樣品：安徽省6個(gè)糧倉(cāng)中污染嚴(yán)重的6個(gè)樣品,每個(gè)樣品2 500 g。

1.2 主要儀器與設(shè)備

1260型高效液相色譜儀帶紫外檢測(cè)器,MS104S型電子天平,1093型樣品粉碎機(jī),JJZY型糧食篩雜機(jī),JMFB70x30型實(shí)驗(yàn)室小麥磨粉機(jī),DHG9082型電烤箱,T18型數(shù)顯型分散機(jī)帶S25型分散刀頭,免疫親和柱,直徑11 cm孔徑1.5 μm玻璃纖維濾膜。

1.3 試劑

甲醇(色譜級(jí))、乙腈(色譜級(jí));聚乙二醇(分析純,相對(duì)分子質(zhì)量8 000)、氯化鈉(分析純)、磷酸氫二鈉(分析純)、磷酸二氫鉀(分析純)、氯化鉀(分析純);嘔吐毒素標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%)。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 取樣

按 GB/T 5491—1985 《糧食、油料檢驗(yàn)扦樣、分樣法》取樣。

1.4.2 樣品制備

樣品混勻后,選取約2 500 g樣品用GB/T 5491—1985中的分樣器法將樣品分成4份,每份約 550 g。4份樣品分別進(jìn)行處理：第1份樣品不篩雜、不清洗;第2份樣品不篩雜、清洗;第3份樣品篩雜、不清洗;第4份樣品篩雜、清洗。

需要清洗的樣品中加入1 000 mL 水,攪拌3 min后濾去水,重復(fù)2次。清洗完成后70 ℃干燥4 h。需要篩雜的樣品使用糧食篩雜機(jī)進(jìn)行篩雜處理,分別選擇4.5 mm和1.5 mm圓孔篩,大孔徑篩在上、小孔徑篩在下,將分取的樣品分2次倒入篩上,篩雜機(jī)順時(shí)針、逆時(shí)針各篩1 min,110～120 r/min,揀出大型雜物,去除篩下物。

4份樣品中各分出60～70 g,磨粉機(jī)研磨樣品后,得到全麥粉。剩余樣品在研磨后調(diào)整含水量至14%。樣品經(jīng)碾磨后得到4種粉末,分別為：粗麩、細(xì)麩、皮粉、芯粉。最終實(shí)驗(yàn)所需樣品如表1所示,共20種樣品。

表1 樣品制備情況匯總表

1.4.3 嘔吐毒素檢測(cè)

嘔吐毒素檢測(cè)按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.111—2016第二法執(zhí)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 出粉率

按照出粉率=(粉的質(zhì)量/小麥的質(zhì)量)×100%分別計(jì)算出全麥粉、粗麩、細(xì)麩、皮粉、芯粉5種粉的出粉率(表2)。

表2 5種小麥粉的出粉率

2.2 DON含量檢測(cè)

按照GB/T 5009.111—2016中的免疫親和層析凈化高效液相色譜法對(duì)全麥粉、芯粉、皮粉、細(xì)麩、粗麩分別進(jìn)行嘔吐毒素含量的檢測(cè),統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖1,可以看出芯粉、皮粉中的DON含量明顯低于粗麩、細(xì)麩,證明DON主要存在于麥麩中。除去麥麩,可以有效降低小麥粉中嘔吐毒素的含量。同時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明芯粉與皮粉之間的DON含量相差不大,因此進(jìn)一步除去皮粉對(duì)降低DON的效果可能并不理想。

圖1 5種小麥粉嘔吐毒素含量檢測(cè)結(jié)果

2.3 DON 在小麥中的分布情況

結(jié)合出粉率和嘔吐毒素含量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,計(jì)算得到麩皮(粗麩、細(xì)麩)和皮粉、芯粉混合粉中DON含量的比例(表3)。

表3 DON含量在麩皮和皮粉、芯粉混合粉中的比例

本研究發(fā)現(xiàn),皮粉、芯粉混合粉中DON含量比例與全麥粉中DON含量呈正相關(guān),回歸方程為：y=0.082 2x+0.379 9,R2=0.903 6;而麩皮中DON含量比例與全麥粉中DON含量呈負(fù)相關(guān),回歸方程為：y=-0.085 3x+0.625 0,R2=0.909 1。這種趨勢(shì)的出現(xiàn)很可能是由于大量病害嚴(yán)重的小麥正處于灌漿期,從而導(dǎo)致麥麩和皮粉、芯粉混合粉之間的DON含量差異逐漸縮小。

2.4 清洗、篩雜對(duì)DON的影響

根據(jù)表3中的結(jié)果,將未經(jīng)清洗、篩雜樣品的DON含量作為對(duì)照值,對(duì)不同加工方法下不同類型小麥粉的DON含量進(jìn)行檢測(cè),統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖2。清洗和篩雜均可以不同程度地降低小麥粉中的嘔吐毒素含量,清洗降低DON的含量效果比篩雜差;同時(shí)使用篩雜和清洗2種加工方法對(duì)降低DON含量的效果比單獨(dú)使用其中一種方法的效果更好。

圖2 不同加工方法下小麥中DON含量變化的情況

在僅進(jìn)行清洗的情況下,小麥粗麩、細(xì)麩中DON的減少量比皮粉、芯粉中高,說明清洗只是去除了小麥表面的部分毒素。在僅進(jìn)行篩雜的情況下,小麥粗麩、細(xì)麩中DON的減少量比皮粉、芯粉中低,可能是因?yàn)楹Y雜可以去除部分不完善粒、干癟粒和病斑粒。

因?yàn)镈ON主要分布在麩皮中,因此加工后小麥皮粉、芯粉混合粉中的DON含量明顯低于全麥粉中的DON含量。將全麥粉中DON含量與清洗和篩雜后芯粉中的DON含量進(jìn)行對(duì)照,回歸方程為：y=0.786 7x+0.229 5,R2=0.966 4。當(dāng)全麥粉中DON質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1.56 mg/kg時(shí),清洗、篩雜后的芯粉中DON質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1 mg/kg;當(dāng)全麥粉中的DON質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1.56 mg/kg時(shí),清洗、篩雜后的芯粉中的DON質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于1 mg/kg。

3 結(jié)論

DON含量在芯粉和皮粉、粗麩與細(xì)麩之間差異不大,通過進(jìn)一步加工除去皮粉或提高出粉率并不能有效降低 DON 的含量。而清洗、篩雜能不同程度地降低小麥粉中DON的含量。其原因在于篩雜可去除大部分不完善粒、干癟粒和病斑粒,從而在一定程度上能有效降低小麥粉中的嘔吐毒素含量;清洗能有效地去除小麥表面的毒素,因此清洗對(duì)麩皮中DON含量的降低更為明顯。如果分別進(jìn)行篩雜和清洗2道工序后再進(jìn)行制粉,可以更為有效地去除小麥粉中DON。

DON主要分布在麩皮中,雖然皮粉、芯粉中的DON含量隨著總體的真菌毒素感染程度的增加而增加,但是皮粉、芯粉中DON的含量明顯低于全麥粉。因此, DON在一定范圍內(nèi)超標(biāo)的小麥在經(jīng)過磨粉加工后產(chǎn)生的皮粉、芯粉混合粉是有可能達(dá)標(biāo)的,本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)當(dāng)全麥中DON質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1.56 mg/kg時(shí),經(jīng)過篩雜、清洗、磨粉后,小麥芯粉中DON的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能低于1 mg/kg的規(guī)定值。

通過研究更加科學(xué)有效的方法對(duì)毒素進(jìn)行檢測(cè)、進(jìn)一步了解存在安全隱患的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、利用不同加工方法降低糧食中真菌毒素含量,都對(duì)真菌毒素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、健全檢測(cè)體系、防控真菌毒素污染具有重要意義。