淺談清理設(shè)備在小麥脫氧雪腐鐮刀菌烯醇控制中的作用

◎ 吳藝卿 ，趙二霞，朱耀強 ，張曉雙

（1.中糧（鄭州）糧油工業(yè)有限公司，河南 鄭州 450016；2.鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450001）

真菌毒素是真菌在糧食、食品或飼料里生長所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。糧食中常見的真菌毒素主要包括黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素M1、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、展青霉素、赭曲霉毒素A 及玉米赤霉烯酮素等。受全球氣候變化等因素的影響，糧食受真菌毒素污染日趨嚴重，世界各地對于真菌毒素污染的報道日漸增多，在同一地區(qū)有些作物可同時檢測出多種真菌毒素，據(jù)世界糧農(nóng)組織（FAO）報告，全球每年約有25%的農(nóng)作物遭受真菌及其毒素污染，造成的經(jīng)濟損失每年達數(shù)千億美元[1]。

小麥作為我國重要的糧食作物，結(jié)合報告及各實驗室數(shù)據(jù)，近年我國小麥主要受到脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的污染，不同地區(qū)因季節(jié)氣候等影響，影響程度不同，尤其是在小麥揚花期或收割期間遭遇陰冷天氣或者陰雨天氣，極大可能導(dǎo)致脫氧雪腐鐮刀菌烯醇超標。據(jù)國家糧食局統(tǒng)計，我國每年有3 000 萬t 糧食在生產(chǎn)、儲存、運輸過程中被真菌毒素污染，占糧食年總產(chǎn)量的6.2%[2]。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇又稱嘔吐毒素（vomitoxin，DON），由禾谷鐮刀菌產(chǎn)生，常出現(xiàn)在小麥和大麥（赤霉病）上，人和動物在誤食受DON 污染糧食及其制品后可以產(chǎn)生廣泛的毒性效應(yīng)，因敏感性不同，癥狀表現(xiàn)包括嘔吐、厭食、胃腸炎、腹瀉等，因豬對該毒素表現(xiàn)尤為敏感，其食用超過一定脫氧雪腐鐮刀菌烯醇含量的食物或飼料后會引起豬嘔吐或不進食，進而得名嘔吐毒素。

小麥在收割后，無論是進入倉儲環(huán)節(jié)還是加工環(huán)節(jié)，均需要進行一定的物理清理，尤其是小麥加工企業(yè)，在加工過程配置了相對完備的清理設(shè)備。如常見清理設(shè)備包括振動篩、平面回轉(zhuǎn)篩、去石機、打麥機、色選機等，清理效果顯著，通過清理可最大程度地清除小麥雜質(zhì)及異變粒。當前，小麥清理工藝技術(shù)已取得一定的發(fā)展，在清理工藝中采用除菌、色選技術(shù)，強化風選作用可以有效去除有害微生物，為小麥安全衛(wèi)生提供基礎(chǔ)保障[3]。本文通過研究小麥加工過程中各類清理設(shè)備清理出的雜質(zhì)類型及其所含脫氧雪腐鐮刀菌烯醇量，探討清理設(shè)備在小麥脫氧雪腐鐮刀菌烯醇控制中的作用。

1 小麥加工清理工序設(shè)置

小麥加工企業(yè)清理一般分為初清、一清、二清，其中初清主要指小麥收購入倉前的清理，該環(huán)節(jié)考慮卸車效率因素，一般配置的清理設(shè)備相對簡單，主要包括滾筒篩、振動篩等；一清、二清，主要為生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)清理，即從麥倉出倉后進行第1 次清理，又稱毛麥清理；后加水潤麥入倉，潤麥完成后，再次出倉進行第2 次清理，又稱凈麥清理，2 個清理環(huán)節(jié)均為深度清理環(huán)節(jié)，配置的清理設(shè)備考慮了所有可能帶來的雜質(zhì)類型，設(shè)備相對全且多，配置的設(shè)備包括振動篩、平面回轉(zhuǎn)篩、去石機、打麥機、色選機等，以下是某一大型加工企業(yè)的清理工序配置。

小麥出倉→振動篩、循環(huán)風選器→去石機→磁選→打麥機→振動篩、循環(huán)風選器→潤麥→去石機→色選機→磁選→打麥機→平面回轉(zhuǎn)篩、循環(huán)風選器→吸風分離器→研磨加工

2 小麥生產(chǎn)加工過程中各清理設(shè)備原理及清理出雜質(zhì)類型

2.1 清理設(shè)備及其工作原理

在生產(chǎn)加工過程中，各清理設(shè)備清理效果的保障是保證小麥粉品質(zhì)的關(guān)鍵要素，對于不同類別的雜質(zhì)，選用的清理方法、清理設(shè)備均不同。小麥加工處理的除雜和分級主要是利用麥粒與雜質(zhì)在大小、形狀、懸浮速度、比重、磁性等方面的差別進行清理。包括風選法、篩選法、比重分選法、磁選法、色選法、撞擊法等[4]。

（1）清理設(shè)備循環(huán)風選器和垂直吸分離器為風選法，利用小麥與雜質(zhì)之間的空氣動力學(xué)性質(zhì)差異，去除小麥中的灰塵、稻草、空心谷物、輕籽、碎粒等輕雜。主要設(shè)備：振動篩。

（2）振動篩、圓筒篩、平面回轉(zhuǎn)篩設(shè)備是通過配置合適的篩孔，利用小麥與其他物料之間粒度（長度、寬度、厚度）的差異，篩選出與小麥大小不同的雜質(zhì)，或?qū)ξ锪线M行分級的方法，清理出篦麥、碎麥、土灰、麥糠、赤霉病粒、麥毛等雜質(zhì)。主要設(shè)備：振動篩、平面回轉(zhuǎn)篩、圓筒篩。

（3）比重去石機和重力分級去石機是根據(jù)物料間比重、容重、摩擦因素及懸浮速度等物料性質(zhì)的不同，物料在運動過程中產(chǎn)生的自動分級，從而分離出比重大于小麥粒的石子和礦渣等無機物。主要設(shè)備：去石機。

（4）磁選法是利用小麥與雜質(zhì)的導(dǎo)磁性不同，對混入小麥中磁性金屬雜質(zhì)進行分離去除的方法。主要設(shè)備：磁選器。

（5）色選法是利用光學(xué)原理，將小麥中顏色不正常的（生霉、蟲蝕）顆粒以及外來夾雜物檢出并分離出來。主要設(shè)備：色選機。

（6）撞擊法是根據(jù)小麥和雜質(zhì)的強度不同，在具有一定技術(shù)特性的工作篩筒內(nèi)，利用高速旋轉(zhuǎn)的打板對小麥進行打擊，使小麥與打板、小麥與篩筒、小麥與小麥之間反復(fù)撞擊和摩擦，從而達到使小麥表面雜質(zhì)與小麥分離的目的，主要用于清理小麥表面雜質(zhì)（麥灰）。主要設(shè)備：打麥機。

2.2 各設(shè)備清理出的雜質(zhì)分類

經(jīng)對各清理設(shè)備具體清理部位收集的雜質(zhì)進行辨識，雜質(zhì)類型如表1 所示。

表1 各清理設(shè)備清出雜質(zhì)類型表

3 小麥真菌毒素檢測方法

真菌毒素現(xiàn)有檢測方法比較多，包括生物分析法、化學(xué)分析法（薄層色譜法、高效液相色譜法）和免疫化學(xué)分析法（酶聯(lián)免疫法、熒光免疫層析法、膠體金免疫層析法）等。其中，膠體金免疫層析法、熒光免疫層析法以及酶聯(lián)免疫法作為真菌毒素快速檢測技術(shù)，因其樣品處理簡單、檢測時間短、成本低等在我國基層企業(yè)被廣泛應(yīng)用，近年國家相關(guān)部門逐步完善了相關(guān)的行業(yè)標準及國家標準。

本次研究測定方法選用酶聯(lián)免疫（ELISA）法，該法出現(xiàn)于20 世紀70 年代，該技術(shù)準確、特異、快速，且檢測成本低，在醫(yī)學(xué)臨床診斷和食品安全領(lǐng)域方面應(yīng)用廣泛[5]。其主要原理為采用抗原或抗體的特異反應(yīng)將待測物與酶連接，然后通過酶與底物產(chǎn)生顏色反應(yīng)，用于定量測定[6]。

4 材料與方法

4.1 樣品獲取

（1）在某加工企業(yè)某一生產(chǎn)線，不同批次小麥批量帶麥生產(chǎn)時，小麥連續(xù)經(jīng)過各類清理設(shè)備，收集各清理設(shè)備清出的下腳料，對其辨識并分別進行嘔吐毒素測定；對幾批次小麥加工后產(chǎn)品進行收集、檢測；每個樣品不低于100 g，為減少誤差，每個出口處間隔20 min 進行一次取樣，取樣5 次，綜合混勻后進行檢測。

（2）選用幾種小麥，一部分采用旋風磨粉碎獲得全麥粉，另一種經(jīng)過布勒實驗?zāi)ィ凑?5%出率獲得小麥粉。

4.2 嘔吐毒素測定方法：酶聯(lián)免疫（ELISA）法

（1）設(shè)備儀器：美國紐勤，設(shè)備型號：stat fax 4700 ；上海嘉定垂直旋風磨。

（2）試劑：紐勤試劑盒(8311)。

（3）測定環(huán)境：溫度25 ℃，濕度60%。

（4）試驗方法：①粉碎樣品，對獲得的樣品采用垂直旋風磨粉碎（粉碎后的樣品過1～2 mm 試驗篩）。②稱取樣品，稱取10 g 樣品，加入100 mL 蒸餾水，振蕩5 min。③制取待測液，靜置5 min 后過濾，取濾液。④向每個紅色微孔加入100 μL 藍色標簽瓶中的酶標抗原溶液。⑤前5 個紅色微孔再分別加100 μL 標準品，后邊的紅色微孔加入100 μL 的樣品濾液。⑥用12 排槍將混合的樣液混合均勻后，吸取100 μL 至白色微孔中并在避光條件下孵育5 min。⑦將白色微孔中液體傾倒出去，用去離子水清洗5 次后將白色微孔中的水排凈并松板。⑧使用12 排槍向白色微孔中加入100 μL 綠色標簽瓶中的底物，并在避光條件下孵育5 min。⑨使用12 排槍向白色微孔中加入100 μL 紅色標簽的終止液，若有氣泡必須用槍頭除去。⑩在酶標儀上讀取各樣品的吸光值，使用紐勤軟件將讀取的吸光值計算成嘔吐毒素結(jié)果（確保相關(guān)性系數(shù)≥98%）。

5 結(jié)果與分析

（1）通過對各清理設(shè)備清理后的雜質(zhì)感官分析歸類、整理、挑揀、粉碎、檢測DON，檢測結(jié)果如表2 所示。

表2 各清理設(shè)備清出雜質(zhì)DON 測定統(tǒng)計表 單位：ppb（μg/kg）

從檢測結(jié)果看，從清理設(shè)備清理出的雜質(zhì)DON 含量普遍偏高，其含量遠遠大于小麥本身所測定的數(shù)值，說明小麥中的嘔吐毒素主要依附在小麥表層、異變粒以及其隨帶的有機雜質(zhì)中；其中平面回旋篩、振動篩清理出的雜質(zhì)DON 含量最高，打麥機次之，色選機及去石頭機相對低一些；各個清理設(shè)備雜質(zhì)數(shù)量與當批次小麥質(zhì)量情況有關(guān)。

通過清理設(shè)備清理后，小麥DON 值均出現(xiàn)不同程度的降低，下降率11%～59% 不等，清理前小麥DON 值越高，清理后DON 值相對下降趨勢越明顯。

（2）小麥清理后，經(jīng)加工成不同灰分等級基粉，按照灰分由低到高分別為F1 粉、F2 粉、F3 粉及麩皮，對各基粉進行DON 檢測，結(jié)果如表3 所示。

表3 各基粉DON 檢測結(jié)果統(tǒng)計表 單位：ppb（μg/kg）

從表3 得出，產(chǎn)品越靠近皮層灰分越高，相應(yīng)DON含量越高，說明小麥中DON含量主要聚集在皮層，與皮層部位越接近，DON 含量就越高。

（3）對同一種小麥，全麥粉以及經(jīng)實驗?zāi)ブ偏@得小麥粉進行檢測，結(jié)果如表4 所示。

表4 DON 檢測結(jié)果統(tǒng)計表 單位：ppb（μg/kg）

從表4 得出，全麥粉DON 含量比小麥粉高，經(jīng)過實驗?zāi)トコ砥ず螅珼ON 含量不同程度降低。

6 結(jié)語

小麥結(jié)構(gòu)主要為皮層、糊粉層、胚乳，經(jīng)過試驗測定表明，嘔吐毒素主要分布在小麥的皮層部位。在同一批小麥中，異變粒小麥及雜質(zhì)含量也將導(dǎo)致嘔吐毒素含量提升。小麥通過各清理設(shè)備清理后，DON 值會有不同程度降低，小麥DON 值越高，清理設(shè)備清理出的雜質(zhì)DON 越高。從檢測值看，從清理設(shè)備打麥機、振動篩循環(huán)風（上下出口）雜質(zhì)DON 含量最高，其次為平面回轉(zhuǎn)篩、振動篩（下出口）的雜質(zhì)DON 含量，DON 含量的高低與清理設(shè)備清理出的雜質(zhì)類別有密切的關(guān)系。赤霉粒、篦麥、輕雜、麥毛等雜質(zhì)是導(dǎo)致DON 含量升高的直接原因。

在小麥加工過程中，各清理方法及設(shè)備的有效組合，在各清理設(shè)備性能運行良好的情況下，各類雜質(zhì)能夠有效地被清理掉，讓小麥中DON 值有效降低。近年，各加工企業(yè)持續(xù)不斷升級清理設(shè)備設(shè)施，增加清理道數(shù)反復(fù)清理，持續(xù)提高清理效果，進而保障小麥粉品質(zhì)穩(wěn)定性，獲得了較好的效果。