小麦真菌毒素在加工过程中的消解、转移规律研究

【摘要】真菌毒素是危害食品安全的重要污染物之一，为减少毒素对粮食的污染，同时为受毒素污染的小麦作为口粮食用的风险评估奠定基础，对受赤霉病（Fusariumheadbligh，FHB）侵染的小麦中真菌毒素的含量进行了调查，深入研究了赤霉病发生程度与真菌毒素含量之间的相关性，同时对毒素在小麦磨粉、制品加工、贮藏环节的转化机制及降解规律，以及微生物对真菌毒素的清除机制和能力做了研究，主要结论如下：1．2012年对我国四个省份赤霉病小麦真菌毒素含量的调查结果显示，小麦赤霉病的发生通常都会伴随着真菌毒素的污染，同时，赤霉病的发生与毒素的产生受天气条件影响较大。此次调查的发病小麦中污染的主要是脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）及其两种衍生物15-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇（15-acetyldeoxynivalenol，15-ADON）、3-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇（3-acetyldeoxynivalenol，3-ADON），以及玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）和杂色曲霉素（Sterigmatocystin，SMC）等。DON超标率达67.11%，ZEN超标率为28.95%，无论是从毒素检出率、超标率还是含量水平，都以A省的污染情况最为严重。2．小麦赤霉病发生程度与DON及其代谢物脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3-葡萄糖苷（Deoxynivalenol-3-glucoside，D3G）含量之间存在显著的正相关，线性回归方程分别为YDON=257.78XDI+2315.61（r=0.96）和YD3G=41.81XDI-43.79（r=0.96）。根据回归方程对赤霉病麦中DON和D3G的估测值分别比实测值高59%和低42%，这可能是由于自然条件下赤霉病的发生与产毒受小麦品种、镰刀菌菌种类型以及天气条件等一系列复杂因素的影响，因而难以根据赤霉病的发生情况准确预测真菌毒素的污染水平。3．小麦经磨粉加工后，粗麸皮中DON和D3G的含量分别达小麦籽粒的1.2～2.2倍和2.9～4.4倍，细麸皮中的毒素含量稍低于粗麸皮。与小麦籽粒相比，面粉中DON和D3G的含量分别降低了79～90%和23～39%。磨粉后DON总量降低，而D3G总量升高，粗麸皮、细麸皮、面粉中DON的量分别为小麦籽粒的35%、27%和9%，D3G的量分别为小麦籽粒的77%、58%和37%，这可能是由于DON在磨粉过程的高温和磨辊的摩擦力与剪切力作用下与淀粉结合，转化为D3G。4．经加工制作，馒头和面包中DON的含量比面粉增高了大约1倍，而D3G的含量显著降低，这可能是由于发酵过程中使用的酵母产生的水解酶作用于面粉中的D3G，使其释放出DON，导致馒头和面包中DON含量升高，而D3G含量降低。面条加工过程中，部分毒素向水中发生了迁移，因此熟面条中DON与D3G的含量仅分别约为面粉的50%和20%。5．小麦磨粉后，85%以上的ZEN残留在粗麸皮和细麸皮中，不到15%的ZEN残留在面粉中；粗麸皮和细麸皮中ZEN的含量达小麦籽粒的2倍以上，面粉中ZEN的含量比籽粒降低46～89%。面粉加工成馒头和面包后，ZEN的含量升高近1倍，而加工成面条后因ZEN在煮制过程中部分迁移至水中而降低50%以上。6．粮食状态对贮藏过程中DON和D3G的含量变化有显著影响，而贮藏温度、贮藏时间和包装材料等对DON及D3G的含量没有影响。小麦籽粒在不同的温度条件及包装材料中贮藏时，随着贮藏时间的延长，DON的含量呈降低趋势，贮藏30～90天时DON含量降低幅度最大，平均约为40%；面粉在不同的温度条件及包装材料中贮藏时，DON的含量随着贮藏时间的延长而逐渐升高。小麦籽粒在不同温度条件及不同包装材料贮藏180天后，绝大多数贮藏条件下籽粒D3G的含量有所升高，平均升高约31.76%；面粉在不同的温度条件及包装材料中贮藏时，D3G的含量基本随着贮藏时间的延长逐渐升高。7.乳酸菌对DON有清除作用，其作用机制是物理吸附，而非降解为其他代谢物。戊糖乳杆菌Lp23130、鼠李糖乳杆菌Lr23119和戊糖片球菌Pp23190对液体环境中DON的吸附率都达到了80%以上，脱毒效果明显。热处理及酸处理能够显著提高乳酸菌对DON的吸附能力，热处理后融合魏斯氏菌Wc23465对DON的吸附能力比活菌细胞提高40%以上，碱处理的作用不明显。
【作者】张慧杰；
【导师】王步军；
【作者基本信息】中国农业科学院，农产品质量与食物安全，2014，博士
【关键词】真菌毒素；赤霉病；小麦；加工；贮藏；乳酸菌；

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