小麥中嘔吐毒素含量與質量的關系及其在加工過程中的變化研究

吳麗華，趙勝娟，趙晶晶

（1.西安市糧油質量檢驗中心，陜西 西安 710003；2.河南科技大學 食品與生物工程學院，河南 洛陽 471000）

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON），是由小麥赤霉病菌禾谷鐮刀菌復合群產生的單端孢霉烯族毒素，普遍存在于糧食作物及其制品中[1-3]。由于能夠引起動物嘔吐等中毒癥狀，故又稱為嘔吐毒素（Vomiting toxin）。近年來，小麥赤霉病爆發頻率增加，嘔吐毒素已經成為小麥增產與質量安全的主要威脅。目前，國內部分糧庫在收糧時應用膠體金快速檢測方法對嘔吐毒素進行監測，但由于目前快速檢測設備生產廠家很多、質量差異較大，有些儀器檢測結果穩定性差、存在假陽性，進口的設備試紙條較貴、如果收糧時每車都進行檢驗成本太大，根本無法實現，因此有些學者研究了嘔吐毒素含量與赤霉病粒含量的相關性，引入赤霉病粒作為指導收購的參照指標[4]。現有的研究模擬嘔吐毒素小麥樣品過于理想化，結論表明嘔吐毒素含量和赤霉病粒含量相關性較為顯著[5]，在實際檢測工作中發現小麥中嘔吐毒素含量和赤霉病粒含量的相關性并不顯著，受其它因素影響，因此，本研究綜合分析了嘔吐毒素含量與小麥赤霉病粒、不完善粒、容重等質量指標的關系。

2019年，國家發布《食品安全國家標準 真菌毒素限量標準》（征求意見稿）[6]，征求意見稿中將小麥嘔吐毒素限量從原標準的 1 000 μg/kg提高到2 000 μg/kg，小麥粉及其制品中嘔吐毒素限量依然保持在1 000 μg/kg[7]。有研究顯示小麥在加工成小麥粉和制品過程中嘔吐毒素含量會減少[8-9]，本研究在大量嘔吐毒素陽性小麥樣品檢測數據的基礎，綜合分析了嘔吐毒素在小麥籽粒中分布及制粉過程中、饅頭加工過程中含量的變化，希望對于小麥及其制品中嘔吐毒素最高限量值的設定、風險評估，以及采用適當的加工措施減少嘔吐毒素殘留量給予數據支持[10-11]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥（硬質小麥，三等），每份樣品2～4 kg：西安市儲備糧抽檢樣品；嘔吐毒素標準物質：100 μg/mL，青島普瑞邦公司生產；嘔吐毒素免疫親和柱：美國ROMER公司。

1.2 儀器設備

SERIESⅡMILL二次取樣研磨機：美國Romer公司；LRMM8040-3-D實驗磨粉機：中國無錫錫糧機械制造有限公司；HY-T調速多用振蕩器：國華電器有限公司；Z32HK高速冷凍離心機：德國賀默公司；TurboVap LV Biotage氮吹濃縮儀：美國ciliper公司；固相萃取裝置：博納艾杰爾；醒發箱：北京東方孚德技術發展中心；Agilent1200高效液相色譜儀配紫外檢測器、C18色譜柱（Agilent Eclipse XDB -C18 型，250 mm×4.6 μm，5 μm）：美國安捷倫儀器公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 質量指標檢測方法

小麥中不完善粒、赤霉病粒及病斑粒的檢驗參考 GB/T 5494—2019[12]；小麥容重檢驗參考GB/T 5494—2019《糧油檢驗 容重測定》；小麥粉的制備參考GB/T 20571—2006《小麥儲存品質判定規則》附錄A[13]；饅頭的制作參考GB/T 20571—2006《小麥儲存品質判定規則》附錄 A，為防止小麥粉間交叉污染，本試驗采用手工方法和面、壓片和成型；全麥粉制備及樣品中嘔吐毒素含量的檢測參考GB 5009.111《食品安全國家標準食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇及其乙酰化衍生物的測定》第二法[14]。

1.3.2 試驗設計

采用 2.1方法檢測小麥樣品中容重、色澤、不完善粒、赤霉病粒、嘔吐毒素含量，試驗結果進行相關性分析；去除小麥樣品中的雜質、病斑粒，比較凈麥處理前后樣品中嘔吐毒素含量的變化；分別檢測整粒小麥、麩皮及小麥粉中嘔吐毒素含量，了解嘔吐毒素在小麥籽粒不同部位的分布規律；將小麥粉制成饅頭，比較小麥粉及饅頭中嘔吐毒素的含量，比較不同蒸煮時間饅頭中嘔吐毒素的含量，了解饅頭加工過程對嘔吐毒素含量的影響。

1.4 數據分析

采用Excel 2003進行嘔吐毒素與容重、赤霉病粒、不完善粒的相關性、小麥籽粒不同部位嘔吐毒素的分布、小麥赤霉病粒與凈麥前后嘔吐毒素降低率之間關系的分析。

2 結果與分析

2.1 小麥嘔吐毒素含量與小麥赤霉病粒含量的關系

小麥中赤霉病粒、不完善粒、容重及嘔吐毒素含量見表 1，進行不完善粒和嘔吐毒素含量相關性分析，得出小麥中不完善粒含量與嘔吐毒素含量不具有相關性，R2=0.19，因為大部分小麥的不完善粒以破損粒為主，破損粒是在小麥機械收割時產生的，與嘔吐毒素沒有直接關系；進行赤霉病粒和嘔吐毒素含量相關性分析，發現小麥中赤霉病粒的含量與嘔吐毒素含量具有一定的正相關，R2=0.675 2，這是因為赤霉病是產生嘔吐毒素的原因；之所以不具有顯著的相關性，這與赤霉病產生的時期及赤霉病粒的形成有關，小麥的揚花期和灌漿期是赤霉病感染的重要節點，如果在揚花期感染，常常導致小麥難以發育成熟而導致呆白粒、病死粒等赤霉病粒，這樣的小麥赤霉病粒越多，嘔吐毒素含量越高；如果在灌漿期也常常因連續陰雨或高濕度導致赤霉病爆發，但籽粒發育較好，如沒有趕上陰雨天氣，病菌并不會產生色素，這樣的小麥雖然小麥籽粒中嘔吐毒素含量很高，但外觀卻不明顯。另外如果是收獲季節遇到陰雨天氣導致小麥發生霉變產生赤霉病粒，這時赤霉病并不一定產生大量毒素，如果后期及時晾曬干燥，在合適條件下儲存，并不會導致嘔吐毒素含量增加[15-16]。

表1 小麥樣品容重、色澤、赤霉病粒、不完善粒含量及嘔吐毒素含量Table 1 Unit weight, color, Gibberella damaged kernels, imperfect kernels, and vomiting-toxin content of wheat sample

由圖1可以看出：小麥容重與嘔吐毒素含量呈一定負相關，這是因為小麥感染赤霉病后，外觀形態發生變化，如籽粒皺縮等，導致容重下降。在實際工作中發現少量小麥質量較好、容重較高，但是仍然有嘔吐毒素檢出，這是因為如果小麥在灌漿期或接近收獲時期遇到陰雨天氣，從而感染霉菌毒素，這時小麥籽粒已經長成，所以赤霉病不會引起籽粒的皺縮，所以對于容重影響不大。圖1可以看出容重差異較大的小麥之間，一般容重高的嘔吐毒素含量低，而容重差異較小的小麥容重與嘔吐毒素含量負相關性不明顯，這是因為小麥容重除了受籽粒飽滿度、籽粒大小影響外，還受到水分、雜質等其他因素的影響[17-18]。

圖1 容重與嘔吐毒素含量的關系Fig.1 Relationship between unit weight and vomiting toxin content

2.2 篩理凈化對小麥嘔吐毒素含量的影響

從表 2、圖 2可以看出，小麥在去除雜質、病斑粒后，嘔吐毒素含量會降低 4.6%～22%，赤霉病粒含量越高的小麥在去除赤霉病粒后，嘔吐毒素降低的程度越大。但經凈化處理，小麥樣品中嘔吐毒素去除率有限，這是因為凈化處理只是去除了赤霉病粒，但實際上正常的小麥籽粒中也已經侵染了嘔吐毒素[19]。

表2 凈麥前后嘔吐毒素的含量變化Table 2 Changes of vomiting toxin content of wheat before and after purifying and screening

圖2 赤霉病粒含量與凈麥后嘔吐毒素降低率的關系Fig.2 Relationship between scab grain content and vomiting toxin reduction rate of purified and screened wheat

2.3 嘔吐毒素在小麥籽粒中的分布

從圖 3、表 3可以看出，小麥皮層較胚和胚乳中嘔吐毒素含量高 6.5%～29%，小麥制成小麥粉時，去除了大量皮層和雜質等，嘔吐毒素含量會降低5%～25%。

圖3 小麥籽粒不同部位嘔吐毒素含量比較Fig.3 Comparison of vomiting toxin content in different parts of wheat grain

表3 小麥粉加工過程嘔吐毒素含量的變化Table 3 Changes of vomiting toxin content in wheat flour during processing

2.4 饅頭加工過程對嘔吐毒素含量的影響

把小麥粉制成饅頭，分別測定小麥粉及饅頭中的嘔吐毒素含量，每個樣品重復三次測定去平均值，結果見表4、表5。如表中所示，小麥粉制成饅頭的過程中，無論蒸煮時間長短，嘔吐毒素含量都不會發生變化，說明嘔吐毒素穩定性很好，在小麥粉發酵、醒發及蒸煮等加工過程中不會發生降解。

表4 小麥粉及小麥粉饅頭中嘔吐毒素的含量比較Table 4 Comparison of vomiting toxin content in wheat flour and wheat flour steamed buns

表5 不同蒸煮時間小麥粉饅頭中嘔吐毒素的含量Table 5 Contents of vomiting toxin in wheat flour steamed buns with different cooking times

3 結論

小麥中嘔吐毒素含量與赤霉病粒具有一定的正相關、與容重具有一定的負相關。通常，如果小麥樣品中赤霉病粒為未檢出，則此小麥中嘔吐毒素含量小于 200 μg/kg；一些感官檢測色澤均勻、光澤度好、氣味正常、顆粒飽滿且容重大于790 g/L、無霉變粒、赤霉病粒小于0.5%的小麥，嘔吐毒素含量均會低于 200 μg/kg或未檢出；因此，在小麥收儲現場，對于赤霉病粒未檢出、不完善粒低于3.0%、容重高于780 g/L的小麥可以不進行嘔吐毒素檢測，判其嘔吐毒素為合格；對于赤霉病粒含量高于3.0%、不完善粒高于5.0%、容重低于750 g/L、色澤灰暗的小麥應重點關注其嘔吐毒素含量，其嘔吐毒素含量一般會超標。在收糧現場采用膠體金法進行嘔吐毒素快速篩查時，有時會因為環境溫度、人員操作熟練度等原因等造成結果偏差，如果結合本試驗總結的規律參考質量指標再進行判讀可以提高結果的準確度。

由于篩理凈化能去除小麥中大部分赤霉病粒，嘔吐毒素在小麥籽粒中的含量皮層高于胚和胚乳層，因此目前先進的小麥制粉工藝，通過風選、次選、色選等過程可以大大降低嘔吐毒素含量。但是由于小麥赤霉病已經侵染了正常小麥籽粒，所以降低程度是有限的。由于嘔吐毒素性質穩定，在小麥粉加工成饅頭等制品中過程中嘔吐毒素不會降解，“國家食品安全標準 真菌毒素限量標準”征求意見稿中將小麥中嘔吐毒素限量值調整到2 000 μg/kg，建議進一步增加生產過程中的研究數據，保障小麥加工制品中嘔吐毒素質量安全。

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