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(qiáng) ，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(jì)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(yán)重，世界各地對于真菌毒素污染的報(bào)道日漸增多，在同一地區(qū)有些作物可同時(shí)檢測出多種真菌毒素，據(jù)世界糧農(nóng)組織（FAO）報(bào)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(jì)損失每年達(dá)數(shù)千億美元[1]。

小麥作為我國重要的糧食作物，結(jié)合報(bào)告及各實(shí)驗(yàn)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(yáng)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(biāo)。據(jù)國家糧食局統(tǒng)計(jì)，我國每年有3 000 萬t 糧食在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)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?。┥?，人和動(dòng)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(huì)引起豬嘔吐或不進(jìn)食，進(jìn)而得名嘔吐毒素。

小麥在收割后，無論是進(jìn)入倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)還是加工環(huán)節(jié)，均需要進(jìn)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(dòng)篩、平面回轉(zhuǎn)篩、去石機(jī)、打麥機(jī)、色選機(jī)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(dāng)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(qiáng)化風(fēng)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?zhǔn)召徣雮}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(dòng)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(jìn)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(jìn)行第2 次清理，又稱凈麥清理，2 個(gè)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(dòng)篩、平面回轉(zhuǎn)篩、去石機(jī)、打麥機(jī)、色選機(jī)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(dòng)篩、循環(huán)風(fēng)選器→去石機(jī)→磁選→打麥機(jī)→振動(dòng)篩、循環(huán)風(fēng)選器→潤麥→去石機(jī)→色選機(jī)→磁選→打麥機(jī)→平面回轉(zhuǎn)篩、循環(huán)風(fēng)選器→吸風(fēng)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(jí)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(jìn)行清理。包括風(fēng)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(fēng)選器和垂直吸分離器為風(fēng)選法，利用小麥與雜質(zhì)之間的空氣動(dòng)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(dòng)篩。

（2）振動(dòng)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(jìn)行分級(jí)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(dòng)篩、平面回轉(zhuǎn)篩、圓筒篩。

（3）比重去石機(jī)和重力分級(jí)去石機(jī)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(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的自動(dòng)分級(jí)，從而分離出比重大于小麥粒的石子和礦渣等無機(jī)物。主要設(shè)備：去石機(jī)。

（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(jìn)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(jī)。

（6）撞擊法是根據(jù)小麥和雜質(zhì)的強(qiáng)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(jìn)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(dá)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(jī)。

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(jìn)行辨識(shí)，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(shí)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(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)。

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(jì)70 年代，該技術(shù)準(zhǔn)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(shí)，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(shí)并分別進(jìn)行嘔吐毒素測定；對幾批次小麥加工后產(chǎn)品進(jìn)行收集、檢測；每個(gè)樣品不低于100 g，為減少誤差，每個(gè)出口處間隔20 min 進(jìn)行一次取樣，取樣5 次，綜合混勻后進(jìn)行檢測。

（2）選用幾種小麥，一部分采用旋風(fēng)磨粉碎獲得全麥粉，另一種經(jīng)過布勒實(shí)驗(yàn)?zāi)?，按?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(hào)：stat fax 4700 ；上海嘉定垂直旋風(fēng)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(yàn)方法：①粉碎樣品，對獲得的樣品采用垂直旋風(fēng)磨粉碎（粉碎后的樣品過1～2 mm 試驗(yàn)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(gè)紅色微孔加入100 μL 藍(lán)色標(biāo)簽瓶中的酶標(biāo)抗原溶液。⑤前5 個(gè)紅色微孔再分別加100 μL 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)簽的終止液，若有氣泡必須用槍頭除去。⑩在酶標(biāo)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(jì)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(jì)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jī)雜質(zhì)中；其中平面回旋篩、振動(dòng)篩清理出的雜質(zhì)DON 含量最高，打麥機(jī)次之，色選機(jī)及去石頭機(jī)相對低一些；各個(gè)清理設(shè)備雜質(zhì)數(shù)量與當(dāng)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(jí)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(jìn)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(jì)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(shí)驗(yàn)?zāi)ブ偏@得小麥粉進(jìn)行檢測，結(jié)果如表4 所示。

表4 DON 檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)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(shí)驗(yàn)?zāi)トコ砥ず?，DON 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(yàn)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(huì)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(jī)、振動(dòng)篩循環(huán)風(fēng)（上下出口）雜質(zhì)DON 含量最高，其次為平面回轉(zhuǎn)篩、振動(dòng)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(yùn)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(jí)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(jìn)而保障小麥粉品質(zhì)穩(wěn)定性，獲得了較好的效果。