小麥DON成因分析及防控措施

張珂嘉 劉 琴

(1 南京中儲糧糧油質監中心有限公司 211151) (2 南京財經大學食品工程學院 210023)

1 DON研究概述

1.1 研究意義

習近平總書記指出，糧食安全要“堅持數量質量并重”。隨著國內消費結構的不斷優化升級，居民膳食結構逐漸由數量溫飽型向質量營養型轉變，糧油質量安全是食品安全的重中之重，直接關系到人民群眾身體健康，影響到老百姓的獲得感、舒適感和幸福感。隨著人們生活水平的不斷提高，從“吃得飽”向“吃得好”“吃得放心”“吃得安全”和“吃得健康”轉變。

目前，中國小麥產量、種植面積和庫存量均為世界第一，早在2013年國家風險監測計劃已將小麥和面粉中嘔吐毒素含量檢測列為重點。我國食品安全國家標準規定了小麥及制品中嘔吐毒素的限量標準為1000 μg/kg，超過該標準的小麥，不得流入口糧市場，加工企業不能用于面粉生產。

1.2 DON概念及特性

嘔吐毒素(vomitoxin)學名脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,以下簡稱DON),是由禾谷鐮刀菌和黃色鐮刀菌產生的次級代謝產物，屬于B型單端孢霉烯族化合物。DON易溶于水、乙醇等溶劑，具有較強的耐酸性，堿性環境中毒性降低。有試驗表明，DON具有較強的熱抵抗力，121℃高壓加熱25 min僅有少量被破壞。

DON常出現在小麥赤霉病上，在適宜的氣溫和濕度等條件下繁殖并產毒，從小麥中DON生長部位來看，主要存在于外部果皮之中。國際癌癥研究機構(IARC)已將DON列為三類致癌物之一。我國小麥赤霉病的流行區域較廣，主要分布于長江中下游區域。小麥DON的產生與小麥赤霉病發病過程緊密相關，暖濕氣候也是影響DON發生程度的主要因素。

DON毒素的主要作用機理是抑制粒狀單核細胞增殖，具有明顯的細胞毒性，表現為抑制蛋白質、DNA和RNA的合成。DON能夠干擾免疫系統，表現為血液中免疫球蛋白數量的變化。人和動物攝取被DON污染了的小麥及其制品，易引起食欲下降、腹瀉、嘔吐、體重減輕、代謝紊亂、反應遲鈍、流產、死胎等中毒癥狀，DON為一種嚴重的“三致”(致癌、致畸、致突變)毒素，嚴重時甚至可能損害造血系統而導致死亡[1]。

通過我們近兩年大量的實驗結果表明，不同生霉粒含量的小麥中DON含量雖然不同，但生霉粒百分比與DON含量并不一定成線性關系，即生霉粒百分比高的小麥DON含量不一定高，生霉粒百分比低的小麥DON含量不一定低。孫寶勝研究表明：DON與不完善粒之間存在正相關性，DON與赤霉病粒存在顯著線性關系[2]。王慧芳等人研究海拉爾地區小麥麩中DON的含量明顯高于皮粉和心粉，在皮層呈現明顯的富集現象，含量由外層向內層呈遞減趨勢，但并不是嚴格的層層遞減[3]。

1.3 DON的檢測方法

DON國標檢測方法包括：GB/T 23503-2009《食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的測定 免疫親和層析凈化高效液相色譜法》；DON行標檢測方法LS/T 6113-2015《糧油檢測 糧食中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇測定 快速定量法》；DON商檢推薦行業標準SN/T 1571-2005《進出口糧谷中嘔吐毒素檢驗方法 液相色譜法》。目前DON常用的檢測方法主要有：高效液相色譜法、酶聯免疫法和膠體金快檢法。

表1 DON常用的檢測方法

1.3.1 酶聯免疫法 依據該方法開發出DON檢測試劑盒，可以定量檢測樣品中DON的含量，但操作步驟較多，對檢驗人員的操作熟練程度及環境要求較高，準確度一般，但價格最低，靈敏度較高。

1.3.2 膠體金法 DON最簡便的檢測方法，檢測不需配套儀器，樣品處理簡單，5 min～10 min就可以看到檢測結果。可以根據G、T線，初步確定所測樣本嘔吐毒素含量，但檢測結果往往誤差較大，易產生假陽性和假陰性。

1.3.3 高效液相色譜法 高效液相色譜法(HPLC)是目前最成熟、也最常用的DON檢測分析方法。高效液相色譜法可以有效避免樣品檢測假陽性反應，檢測結果準確度較高等特點。但用時較長，檢測成本、儀器維護成本較高。一般作為各級檢測機構和中心庫點檢化驗室的判定方法。

1.4 DON限量標準

目前，全世界37個國家針對食品或谷物中的DON有相關限量標準。按照谷物形態種類和加工用途分類進行了規定，如歐盟規定的DON限量范圍為200 μg/kg～1750 μg/kg，美國1000 μg/kg，加拿大600 μg/kg～2000 μg/kg，日本1100 μg/kg等。2015年國際食品法典委員會首次頒布了DON限量標準，規定未加工的谷物中DON限量為2000 μg/kg，谷物制品中限量為1000 μg/kg，嬰幼兒食品中限量為200 μg/kg。

我國的《食品安全國家標準食品中真菌毒素限量》(GB 2761-2011)中規定了谷物及其制品中DON的限量為1000 μg/kg。根據最新發布的《食品安全國家標準 食品中真菌毒素限量》(征求意見稿)中，對食品DON提出了新的限量建議，其中對原糧與成品糧分別制定DON限量指標。小麥中DON限量為2000 μg/kg；小麥粉中DON限量仍維持1000 μg/kg。這一限量建議基本與國際標準接軌。

2 DON的成因分析及防控措施

世界范圍內小麥DON污染多發易發、相當廣泛，主要原因是小麥在田間經常受到導致小麥赤霉病的禾谷鐮刀菌等真菌污染，在適宜的溫濕度條件下繁殖并產生毒素。當然，小麥及其制品在生長、收割、入庫、儲存、加工、運輸、銷售等諸多環節均有可能發生霉變從而產生DON。小麥DON遍布全國各地，其中以長江中下游一帶發生相對較為嚴重。長江中下游地區冬小麥生長期在4～6月雨水較多，容易引起赤霉病的流行，不僅造成小麥減產，而且會造成小麥DON含量大幅增加。DON對動物和人類健康有重大危害，要嚴防超限量DON小麥及制品流入口糧市場和飼料市場。

2.1 小麥DON生長期產生及防控

小麥DON更多的產生于開花后至成熟期，并逐步在籽粒中累積。據資料顯示：一般抽穗前與開花前小麥發病較少，而開花期、開花后的發病率顯著增加，當小麥水分含量、濕度和溫度較高時，可能產生大量的DON。

小麥是江蘇省第二大糧食作物，僅次于水稻，產量250億斤左右，是全國最大的弱筋小麥主產省份和稻麥輪作區，全國50%以上的優質弱筋小麥依賴于江蘇。江蘇小麥抽穗揚花期一般在4月中旬至5月上旬。小麥生長期尤其是抽穗、揚花、灌漿階段是DON產生、發展的關鍵時期。小麥抽穗揚花期間若遇連續陰雨，赤霉病將很可能大流行。2012～2016年連續5年小麥赤霉病在江蘇呈中等偏重流行。近3年情況來看，總體生長情況和品質質量相對較好。其中，2017年江蘇小麥品質從容重、蛋白質到穩定時間等各項指標均好于往年，主要緣于當年良好的天氣條件，尤其是灌漿乳熟到收獲期未出現連陰雨天氣；2018年，江蘇局部地區遭受連續陰雨小麥質量較差，絕大部分地區小麥質量較好；2019年前期苗情一般，但4月開始小麥揚花、灌漿和收獲期等各個關鍵生長階段總體長勢良好，加上農業部門措施有力、管控及時，未發生赤霉病的流行，所以今年江蘇小麥產量高、品質優、質量好，經有關部門測算，最高單產達733 kg/畝，創歷史最高水平。

小麥DON生長期的防控。小麥收獲前DON的控制重點是利用赤霉病的綜合治理技術，如藥劑噴霧防治是小麥DON產生和累積控制的關鍵措施。需要注意的是，有研究表明，殺菌劑嘧菌酯雖然可以有效防治小麥赤霉病，但該類藥劑有可能刺激DON毒素的產生與累積。實踐證明，采取殺菌劑混用或交替使用各類藥劑是較為有效的防控措施[4]。

2.2 嚴把小麥收購入庫關

有效控制入庫質量，就要未雨綢繆，做好產前調查，加強收購過程質量管控，采取措施，嚴把糧食入庫質量關，確保“收好糧”。

首先要做好產前調查。近幾年，我們一般從4月開始，調查小麥種植、生長、收獲等情況，及時對病蟲害防治、天氣狀況提前預警，進入成熟期，聯合省統計局和調查總隊對田間小麥開展實割實測，及時掌握質量狀況。收購入庫期間，通過烘干、清選、過程檢測等把控入庫質量。經過整曬或烘干控制好入庫小麥水分；選用合適的真菌毒素快檢設備加強入庫糧食的檢測頻次，分級存儲；發現有赤霉病粒，可通過比重篩等儀器做好糧食入庫前的篩選，選出赤霉病粒，降低糧食中DON含量[5]。嚴格入庫驗收。在整倉收購完成后，可用高效液相色譜法測定嘔吐毒素含量，作為入庫驗收的憑證。同時，建立處置機制，及時處理整倉驗收DON超標的小麥。

2.3 探討小麥DON儲存期變化規律

在淮安庫、鎮江庫、南京庫、泰州庫四個庫中隨機選取高大平房倉進行小麥樣品(2018年產)的跟蹤取樣，取樣時間點從2018年7月至2019年6月，每月取一次樣(熏蒸期除外)。小麥樣品的嘔吐毒素含量采用HPLC法進行測定，圖1為檢測得到的DON液相色譜圖，出峰時間為5.6 min。

以DON的濃度為橫坐標，峰面積積分值為縱坐標，進行回歸分析，得到的標準曲線見圖2。

圖1 DON液相色譜圖

圖2 DON的標準曲線

圖3～圖6分別為泰州庫、淮安庫、南京庫和鎮江庫2018年產小麥儲藏過程中DON含量的動態演變規律。整體上看，從2018年7月小麥進倉到2019年6月期間，所選試驗倉內小麥DON含量隨儲藏時間延長呈上升趨勢，其中DON含量在7月～10月比較穩定，這可能是由于這段時間為糧庫熏蒸期，熏蒸中的磷化氫對產DON菌株禾谷鐮刀菌的生長有一定的抑制作用。10月～12月DON含量有顯著增加，一方面可能是由于熏蒸散氣后藥效減弱所致；另一方面，通風散氣倉內溫濕度有所回升，產DON菌類生物活性增強，易于繁殖代謝。12月至次年6月期間，DON含量又逐漸趨于穩定，可能是天氣溫度經歷了一個大幅降低而后緩慢回升的過程，對應倉溫下降使得微生物活性下降，進而代謝生成DON的水平大幅降低。

圖3 泰州13號倉內小麥儲藏過程中DON含量變化情況

a 1號倉

b 2號倉

a 24號倉

b 34號倉

圖4可以看出，淮安1號倉2月取的下層樣品DON含量相比1月顯著增加，調查發現，該倉糧食下層邊角取樣點處于雜質聚集區，個別取樣點略微發熱、結露，溫度、濕度高于平均倉溫、倉濕，可能是溫度、濕度原因使得DON含量顯著增高，因而我們推斷糧堆溫度、濕度是影響倉內小麥DON含量變化的主要因素。而后庫點人員及時對異常取樣點通風散熱，后面幾個月該倉小麥的DON含量又趨于穩定。

a 4號倉

b 5號倉

2.4 加工銷售環節DON的防控

由于小麥DON穩定的化學性質、較強的熱抵抗力、耐壓、耐酸性，在加工過程中很難被除去，一直成為面粉加工企業的難題。小麥粉的DON來源主要有兩個方面：一是小麥生產加工面粉后DON未能除去的部分；二是小麥加工成面粉后自身存儲不當引起的霉變產生DON[6]。研究發現，小麥制粉后DON含量顯著降低，麩皮中DON含量顯著升高。DON在小麥籽粒內外不同粉層之間存在差異，越往籽粒內層其DON含量越低。

嚴禁DON超標小麥流入口糧市場。對于超期儲存或食品衛生指標不符合要求的庫存小麥，在糧食銷售出庫時，必須按照食品安全標準及有關規定進行檢驗并出具檢驗報告，銷售公示的糧食質量應當與檢驗報告相一致；檢驗報告隨貨同行；檢驗報告有效期為3個月，超過有效期的，應當重新檢驗并出具檢驗報告，嚴禁食品衛生指標超標的糧食流入口糧市場。

小麥的副產品麩皮作為飼料，如嘔吐毒素超標對動物危害很大。DON對動物的毒性效應包括嘔吐、不想進食、胃腸炎、腹瀉和免疫抑制，嚴重的時候會導致這些動物喪失它們的生命[7]。

3 總結及防控建議

本文對小麥生產、收儲及加工銷售過程中的DON成因及其變化規律，重點研究小麥儲存期間DON變化情況，選取長江中下游地區四個代表性糧庫中的小麥進行跟蹤采樣，取樣時間點從2018年7月至2019年6月，測定小麥樣品的DON并分析儲藏過程中DON含量的動態演變規律。得出初步結果：新小麥儲藏期間，7月至10月小麥的DON含量相對穩定，10月至12月小麥的DON含量有顯著性增長，次年1月至6月小麥的DON含量又趨于穩定，溫濕度變化和熏蒸藥劑的使用可能是影響這種演變規律的主要原因。磷化氫作為一種普遍的熏蒸劑，可能對產DON菌株的活性有一定的抑制作用，這一點還需要我們進行深入跟蹤研究分析與論證。下面提幾點建議：

3.1 研究推廣抗菌能力強的品種，是小麥產量和品質質量穩定的保障

品種抗性理論上說是最為經濟、最為有效的防治措施，利用基因工程技術培育抗赤霉病的小麥新品種，可以從源頭上減少DON危害。

3.2 強化質量監督檢測能力建設，是收好糧、儲好糧、賣好糧的手段

加強質監體系建設，統一配置衛生項目檢驗儀器設備，加快質監骨干培養，所有收儲庫點應當具備相應指標檢測能力，檢驗過程要實行扦樣、檢驗分離和盲樣檢測，維護質量檢測機構的獨立性、客觀性和權威性。

要嚴把糧食入庫質量關，加強產前調查和收購過程管控，確保“收好糧”；開展質量驗收工作，杜絕食品安全指標超標糧進入儲備，做到“驗好糧”；落實質量普查制度、提高科技儲糧水平，實現“儲好糧”；落實出庫檢驗制度，依質論價、好糧好價，努力“賣好糧”。

3.3 完善質量追溯過程管控體系，是食品安全戰略落地的根本性措施

加強“從田間到加工銷售過程”的全產業質量控制，探索運用基于區塊鏈技術的糧油質量安全可追溯的供應鏈體系。建立健全糧食入庫、儲存和出庫檢驗記錄制度，規范糧食質量檔案，根據糧食質量檔案和質量檢驗報告等線索追查糧食來源及流向，從而形成較為完善的糧食質量監測、追溯管控體系。同時，建立重大涉糧案件處置快速響應機制。