探討赤霉病、嘔吐毒素對小麥產(chǎn)業(yè)鏈的影響

曹 輝 ，李 亮 ，司開寧 ，張平孝 *，肖 鋒

（1.陜西省糧油科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，西安710082；2.陜西西瑞集團(tuán)有限公司，陜西 興平 713100；3.中央儲備糧西安直屬庫有限公司，西安 710016）

小麥?zhǔn)俏覈蠹Z食作物之一，其每年種植面積和產(chǎn)量僅次于玉米和稻谷。以小麥為原料加工而成的面制食品和以稻谷為原料加工而成的米制食品是我國居民消耗的基本熱量和營養(yǎng)來源，需求量巨大，每年有上億噸小麥被加工成面粉，同時(shí)產(chǎn)生數(shù)千萬噸的副產(chǎn)物。副產(chǎn)物中富含淀粉、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等，因而也是養(yǎng)殖業(yè)所需飼料的重要原料，通過飼養(yǎng)畜禽轉(zhuǎn)化成為肉蛋奶，最終回到人們的餐桌。小麥產(chǎn)業(yè)鏈一頭連接著農(nóng)民收入，一頭聯(lián)系著千家萬戶的食品安全、營養(yǎng)健康，中間貫穿著育種、種植、農(nóng)業(yè)機(jī)械、收儲流通、研磨制粉、檢驗(yàn)檢測、食品加工等眾多產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，橫跨農(nóng)業(yè)、商業(yè)、機(jī)械制造、食品及養(yǎng)殖等多個(gè)行業(yè)。如果將小麥產(chǎn)業(yè)鏈看作一個(gè)巨大的工廠，則毫無疑問，分布于全國各地的麥田就是第一生產(chǎn)車間，產(chǎn)出的小麥數(shù)量和質(zhì)量對整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈影響深遠(yuǎn)，必須高度重視。小麥赤霉病是發(fā)生于小麥種植期間的多種病害之一，分布范圍廣、影響面積大，不僅造成小麥減產(chǎn)，品質(zhì)下降，更為嚴(yán)重的是伴隨赤霉病而來的小麥嘔吐毒素含量異常增高；嘔吐毒素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一般的加工方法難以去除，如果控制不好會沿著以小麥為基礎(chǔ)的食物鏈傳導(dǎo)，帶來較大的食品安全風(fēng)險(xiǎn)。分析探討赤霉病，嘔吐毒素對小麥產(chǎn)業(yè)鏈的影響，對提高產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)科技水平、充分利用小麥資源、保證食品安全都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 小麥赤霉病和嘔吐毒素

1.1 小麥赤霉病

農(nóng)業(yè)種植部門對小麥赤霉病的研究較為充分，對赤霉病致病微生物，發(fā)生流行條件、防治方法都有確定的結(jié)論。赤霉病可由禾谷鐮刀菌、燕麥鐮刀菌、黃色鐮刀菌等多種鐮刀菌引起。在我國引起小麥赤霉病的優(yōu)勢菌種為禾谷鐮刀菌，其產(chǎn)生的毒素主要為脫氧雪腐鐮刀菌稀醇，即俗稱的“嘔吐毒素”。改革開放以前，赤霉病多局限于我國長江流域麥區(qū)和東北春麥區(qū)，20世紀(jì)80年代后，小麥赤霉病發(fā)病區(qū)域逐漸向北方麥區(qū)擴(kuò)展，特別是近十幾年來，受到氣候變暖，秸稈還田，小麥玉米輪作、聯(lián)合收割機(jī)跨麥區(qū)作業(yè)等因素的影響，我國小麥赤霉病的發(fā)生范圍快速擴(kuò)大，河南、河北、山東、甘肅、寧夏、山西、陜西及青海等小麥產(chǎn)區(qū)都有發(fā)生。雖然小麥生長的各階段都可能被赤霉菌感染，但農(nóng)業(yè)部門的研究發(fā)現(xiàn)：小麥抽穗揚(yáng)花期最容易感染赤霉病，一方面小麥的這個(gè)生理階段抵抗力弱；另一方面，這一時(shí)期的氣溫氣濕條件容易與赤霉病菌的生長發(fā)育所需要的溫度、濕度條件相吻合。赤霉病菌絲體生長最適溫度22～28℃、相對濕度80%～100%，如果小麥生長的田塊病原菌含量較高（以前曾發(fā)生過赤霉?。?，遇上溫暖、連陰雨天氣則易造成赤霉病流行，形成災(zāi)害。

1.2 嘔吐毒素

禾谷鐮刀菌侵染小麥后會分泌多種毒素，其中“嘔吐毒素”伴隨赤霉病的發(fā)生在小麥籽粒中檢出率最高、含量最大，對人類和動物健康構(gòu)成的威脅最嚴(yán)重，因而備受關(guān)注；最早發(fā)現(xiàn)因動物食用受其污染的食物導(dǎo)致嘔吐而得此名。嘔吐毒素化學(xué)名為脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）,分子式C12H20O6,無色針狀結(jié)晶、溶于水和極性有機(jī)溶劑、熔點(diǎn)151～153℃、沸點(diǎn)543.9℃。毒理學(xué)研究表明，嘔吐毒素可引起急性中毒、慢性中毒、具有細(xì)胞毒性、免疫毒性、胚胎毒性及致畸性，雖然嘔吐毒素的致癌性沒有直接證據(jù)，但流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在胃癌、食管癌高發(fā)地區(qū)，小麥和玉米中嘔吐毒素的檢出率、檢出量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這兩種癌癥的低發(fā)地區(qū)[1]。隨著對嘔吐毒素研究的深入，世界上很多國家都對小麥及其制品中嘔吐毒素限量制定了法規(guī)。表1為部分國家（地區(qū)）嘔吐毒素限量指標(biāo)[2]。

表1 部分國家（地區(qū)）嘔吐毒素限量指標(biāo)

從表1看，中國對于嘔吐毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)要比歐美發(fā)達(dá)國家更嚴(yán)格，這與我國居民的膳食結(jié)構(gòu)有關(guān)。小麥及其制品在我國居民食物結(jié)構(gòu)中占有更大比重，更嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)是為了控制嘔吐毒素?cái)z入總量，保護(hù)居民身體健康。我國于2017年9月公布并實(shí)施嘔吐毒素限量標(biāo)準(zhǔn)（GB 2761-2017），在此之前只規(guī)定赤霉病麥粒超過4%的小麥不能供人畜食用（GB 1351-2008）。 新標(biāo)準(zhǔn)（GB 2761-2017）實(shí)施之后，嘔吐毒素限量成為制粉企業(yè)和糧食收儲流通單位在原糧收購中嚴(yán)格控制的指標(biāo)，許多看似正常的小麥因嘔吐毒素含量超標(biāo)而被拒絕收購，據(jù)媒體報(bào)道，嘔吐毒素限量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，江蘇、安徽、河南等地常有種糧農(nóng)民的小麥因毒素超標(biāo)被拒絕收購，這會對小麥產(chǎn)業(yè)鏈的一些環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。一方面拒絕收購會嚴(yán)重挫傷農(nóng)民種糧積極性，加大種糧風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，毒素超標(biāo)小麥可能會通過非正常途徑流入食物鏈，帶來食品安全隱患。需要注意的是，雖然小麥赤霉病是造成嘔吐毒素異常升高的原因，但二者并非簡單的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系，鐮刀菌在侵染小麥時(shí)，嘔吐毒素的分泌量受許多因素的影響，與小麥品種、抗病性、地域、氣候、侵染時(shí)間及程度等有關(guān)。GB1351-2008中對不完善粒（包含：破損粒、蟲蝕粒、病斑粒、生芽粒、生霉粒）雖有規(guī)定，且生霉粒（含赤霉病粒）與DON含量有一定關(guān)聯(lián)性，但僅憑感官檢驗(yàn)或收購經(jīng)驗(yàn)估計(jì)嘔吐毒素含量存在較大風(fēng)險(xiǎn)。圖1是某制粉企業(yè)2020年4月～6月收購小麥時(shí)對353個(gè)送檢樣本中霉變粒含量與DON超標(biāo)率 （≥1 000 μg/kg）的統(tǒng)計(jì)圖，從圖中可以看出，隨著霉變粒含量的增加，DON超標(biāo)的比率大大增加，提示霉變粒含量與DON含量有趨勢性關(guān)聯(lián)。表2是某制粉企業(yè)的部分檢測記錄，即使在霉變粒含量較低的樣本中（≤1%），DON含量超標(biāo)甚至超出檢測限 （≥1 500 μg/kg）的情況也時(shí)有發(fā)生，且無規(guī)律可循。

圖1 DON超標(biāo)率與小麥霉變粒含量的關(guān)系

表2 某制粉企業(yè)小麥檢測結(jié)果（摘要）

2 嘔吐毒素的控制

2.1 種植環(huán)節(jié)控制嘔吐毒素

小麥產(chǎn)業(yè)鏈的源頭是小麥的種植，從源頭上控制嘔吐毒素事半功倍。赤霉病致病菌在適宜條件下大量生長繁殖是導(dǎo)致小麥嘔吐毒素異常增高的根本原因，農(nóng)業(yè)種植部門一直非常重視赤霉病的防治工作，也取得了一定效果。目前采用的防控技術(shù)主要有：①因地制宜選用抗病品種，但某些品種難以兼顧高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，且由于氣候土壤等條件差異其抗病能力表現(xiàn)也不一致；②適時(shí)播種，避開揚(yáng)花期遭遇連續(xù)陰雨天氣；③加強(qiáng)田間管理，科學(xué)施肥，降低田間濕度；④深耕滅茬、清除病殘?bào)w，減少田間病原體數(shù)量；⑤加強(qiáng)天氣預(yù)測預(yù)報(bào)，掌握揚(yáng)花期陰雨天氣情況，及時(shí)防控；⑥化學(xué)防治。因化學(xué)防治最容易實(shí)施，目前仍是防治的最主要手段。在小麥揚(yáng)花期間噴施多種抗菌農(nóng)藥來預(yù)防或降低赤霉病的發(fā)生，但連續(xù)多年的用藥已經(jīng)使得致病菌產(chǎn)生了耐藥性，化學(xué)防治效果有下降趨勢。采用高濃度的有益菌及其提取物可有效抑制赤霉菌的生長降低其危害且無農(nóng)藥殘留，安全性好，符合綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢，這是目前許多生物、農(nóng)藥公司重點(diǎn)研究開發(fā)的課題，具有較好的市場前景。

在育種方面，小麥的抗赤霉病育種在世界范圍內(nèi)都是研究重點(diǎn)和難題，雖然取得了一些成績，但尚未取得突破性進(jìn)展。許多在黃淮麥區(qū)主栽的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)中筋、強(qiáng)筋小麥品種如：新麥26、濟(jì)麥44、存麥8號、周麥 32、周麥 30、鄭麥 3596、淮麥 30、鄭麥 379、隆平518等對赤霉病高度或中度敏感。目前我國選育出具有高抗赤霉病的小麥品種較少，著名的有蘇麥3號、望水白等，特別適合在赤霉病高發(fā)區(qū)種植以獲得穩(wěn)定的產(chǎn)量。近年來，隨著細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用生物工程技術(shù)進(jìn)行選育高抗赤霉病品種有望成為重要途徑和手段，應(yīng)用生物工程技術(shù)可以快速有效地轉(zhuǎn)移和組合抗赤霉病基因、可以快速得到新的抗原，有效培育抗病優(yōu)良品種[3]。

2.2 小麥?zhǔn)諆α魍ōh(huán)節(jié)

小麥的各個(gè)生長階段都可以被禾谷鐮刀菌侵染，引起苗腐、桿腐、穗腐癥狀（赤霉病即是嚴(yán)重的穗腐癥狀）。小麥成熟后，因?yàn)橛蟹f殼和種皮的保護(hù)，病菌要侵染小麥籽粒已經(jīng)不容易。在小麥?zhǔn)斋@期間，如遇到多雨天氣，帶菌量多的田塊會有大量的病菌孢子和菌絲體附著在麥穗、麥稈表面上。隨著收獲的進(jìn)行，帶菌麥穗、麥秸稈與小麥籽?；旌线M(jìn)入臨時(shí)倉庫，如果沒有及時(shí)晾曬或烘干，這些輕雜上的病菌隨水氣遷移到小麥籽粒表面，孢子萌發(fā)，菌絲體生長并產(chǎn)生嘔吐毒素，這也是引起小麥籽粒嘔吐毒素升高的重要原因[4]。圖2所示為小麥從種植到加工各階段嘔吐毒素含量的變化情況，可以看出，緩慢干燥使麥粒長時(shí)間處于高水分環(huán)境中為致病菌的生長并分泌嘔吐毒素提供了條件。我國的小麥種植，雖然實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化收割，但收獲后的麥粒從種糧農(nóng)戶的田間地頭到現(xiàn)代化儲備庫仍需一段時(shí)間，有的還要經(jīng)過中間商臨時(shí)儲存，大多數(shù)農(nóng)戶和中間商缺乏烘干設(shè)備和控溫控濕的倉儲條件，自然晾曬受農(nóng)村勞動力缺乏和天氣等因素的制約也難以實(shí)現(xiàn)。更重要的是，大多數(shù)種糧農(nóng)戶和中間商對嘔吐毒素還缺乏認(rèn)知，既無檢測手段也不知如何減少嘔吐毒素，一旦收獲的小麥因毒素含量超標(biāo)被拒絕收購，往往受到很大的經(jīng)濟(jì)損失。鑒于這種情況，一些適合種糧農(nóng)戶和收購現(xiàn)場使用的快速檢測設(shè)備、清理篩選設(shè)備、小型可移動糧食烘干設(shè)備、輸送設(shè)備，具備通風(fēng)設(shè)施的小型倉儲設(shè)備具有較好的市場前景，值得開發(fā)和推廣。圖3所示為河南某機(jī)械公司與河南工業(yè)大學(xué)合作開發(fā)的用于糧食收購現(xiàn)場的移動組合式清選機(jī)，該設(shè)備清選除雜分離效果明顯，操作簡單、處理量較大，成品小麥潔凈度高，可將感染赤霉病小麥籽粒與健康麥粒初步分離，在2016年河南周口赤霉病發(fā)生地區(qū)的小麥?zhǔn)召徶腥〉昧己眯Ч鸞5]。

圖2 嘔吐毒素含量在小麥產(chǎn)業(yè)鏈上的變化

圖3 一種復(fù)式清選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

自新標(biāo)準(zhǔn)GB 2761-2017發(fā)布實(shí)施后，眾多糧庫和面粉廠對嘔吐毒素快速檢測技術(shù)需求強(qiáng)烈，市場潛力巨大。用于精確檢測嘔吐毒素含量的高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）和液相（氣相）質(zhì)譜連用（HPLC/GC-MS），因儀器昂貴、操作復(fù)雜、成本高及耗時(shí)較長等因素并不適合基層收儲單位使用。目前，適用基層糧庫和面粉廠糧食收購現(xiàn)場快速檢測嘔吐毒素的方法主要有酶聯(lián)免疫法 （ELIS）、膠體金層析法和熒光定量免疫層析法等，膠體金層析法因分辨率低，難以精確定量等原因有被淘汰的趨勢。ELIS及其改進(jìn)的分析方法((如免疫層析法）在我國逐步得到推廣。目前嘔吐毒素快速檢測市場上，進(jìn)口、國產(chǎn)儀器品牌及其耗材都有充足的供應(yīng)。如圖4（國產(chǎn)）、圖5（進(jìn)口），其檢測的準(zhǔn)確度大體相當(dāng)，主要的競爭集中在檢測成本和檢測時(shí)間方面，快速準(zhǔn)確，操作簡單、成本低廉的產(chǎn)品將成為市場主導(dǎo)。具有發(fā)展前景的真菌毒素快速檢測技術(shù)還有蛋白質(zhì)芯片技術(shù)、免疫生物傳感器技術(shù)等。光電檢測技術(shù)具有快速、簡單、低成本等優(yōu)勢，也是未來發(fā)展的方向。河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院的學(xué)者應(yīng)用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)設(shè)計(jì)了一款精度高，檢測速度快的真菌毒素檢測系統(tǒng)，為真菌毒素的檢測提供了新途徑[6]。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)，利用近紅外光譜對赤霉病小麥籽粒的嘔吐毒素含量進(jìn)行了分析測定，初步的研究表明：基于近紅外高光譜技術(shù)結(jié)合先進(jìn)的算法——區(qū)間組合優(yōu)化結(jié)合連續(xù)投影算法（ICO-SPA）進(jìn)行小麥赤霉病籽粒嘔吐毒素定量檢測是可行的[7]。

圖4 國產(chǎn)檢測儀器

圖5 進(jìn)口檢測儀器

近紅外光譜檢測技術(shù)在我國小麥及面粉品質(zhì)檢測中已經(jīng)得到較為普遍的使用，以法國肖邦、瑞典波通的近紅外光譜分析儀占據(jù)主導(dǎo)地位，國產(chǎn)的近紅外分析儀因缺乏技術(shù)創(chuàng)新而難以獲得市場青睞。但目前進(jìn)口的近紅外光譜分析儀還不能夠?qū)φ婢舅靥貏e是小麥加工收儲單位非常關(guān)注的嘔吐毒素進(jìn)行檢測，這也為國產(chǎn)分析儀器的創(chuàng)新發(fā)展留下了巨大空間。

2.3 小麥加工環(huán)節(jié)

我國絕大多數(shù)小麥都用于制粉，制粉企業(yè)和糧食儲備庫將原料小麥中DON含量嚴(yán)格控制在國家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)（1 000 μg/kg）,而對于 DON 超標(biāo)的小麥往往拒絕收購 （個(gè)別制粉企業(yè)僅僅少量收購并搭配DON含量低的優(yōu)質(zhì)小麥?zhǔn)褂茫?。DON超標(biāo)的小麥并非沒有利用價(jià)值，而是受到制粉企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)在去除DON能力方面不足的制約和出于經(jīng)濟(jì)效益及食品安全風(fēng)險(xiǎn)的考慮，不論是面粉廠或儲備庫都沒有專門針對DON的降解加工工藝。許多制粉企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐表明，小麥的研磨過程并不能降解DON，只是隨著面粉在制品重新分配。只要將經(jīng)過清理及潤麥后的入磨小麥嘔吐毒素含量控制在1 000 μg/kg以下則可以保證面粉產(chǎn)品的食用衛(wèi)生安全。以DON含量1 000 μg/kg的入磨小麥為例，經(jīng)研磨后各在制品中DON含量大致如下：F0(25%出率）450 μg/kg，F(xiàn)1(30%出率）600 μg/kg，F(xiàn)2(10%出率)700 μg/kg，F(xiàn)3(10%出率)950 μg/kg，麩皮（25%出率）1 800 μg/kg[8]，而來自安徽宿州東方面粉有限公司的測定數(shù)據(jù)表明，DON 750 μg/kg的入磨小麥，制粉后：F2 DON 含量 550 μg/kg、F3 DON 含量 600 μg/kg[9]。 DON 在小麥籽粒中的分布呈現(xiàn)一定規(guī)律，皮層和糊粉層含量較高，胚乳含量較低，由表皮到糊粉層到胚乳中心呈逐步遞減分布。因此，在工業(yè)化制粉工藝中小麥的清理工段可有效的去除部分DON。侯芮等[10]著重研究了清理和制粉工藝去除污染小麥中真菌毒素的效果，模擬工業(yè)化制粉的清理工藝：毛麥—磁選—振動篩1—垂直吸風(fēng)—比重去石 1—比重去石 2—磁選—打麥 1—振動篩 2—潤麥—磁選—比重去石3—打麥2—擦皮除菌—振動篩3—色選—磁選—凈麥。其中，擦皮處理后小麥DON從1.39 mg/kg降到1.30 mg/kg，色選后DON從 1.27 mg/kg降到 1.18 mg/kg。整個(gè)清理工藝，DON累計(jì)降低24.36%。為了提高處理感染赤霉病小麥的加工技術(shù)水平，高效利用小麥資源，河南工業(yè)大學(xué)黃乾坤[11]對小麥入磨前處理工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，取得了很多加工赤霉病超標(biāo)小麥的重要工藝參數(shù)，對制粉企業(yè)具有非常實(shí)用的參考價(jià)值。實(shí)驗(yàn)以企業(yè)常用的河北蘋樂TQSFB40比重分級去石機(jī)為主要設(shè)備，以DON削減率為指標(biāo)，確定最佳工藝參數(shù)為：喂料速度1.93～4.0 t/h，振動頻率 40 Hz，篩體橫向傾角 3.9°、縱向傾角6.3°，吸風(fēng)量9 500～11000 m3/h。在這樣的工藝條件下，DON削減率可達(dá)到58%左右；小麥色選機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代制粉企業(yè)必備設(shè)備，在凈麥入磨前進(jìn)一步清除異色雜質(zhì)具有不可替代的作用。為了提高小麥色選機(jī)降低嘔吐毒素的效率，作者以安科R3W-180色選機(jī)為實(shí)驗(yàn)機(jī)型，以兩種不同程度感染赤霉病的小麥 （DON含量分別為2.17 mg/kg、0.868 mg/kg)為研究對象，以DON最大削減率為指標(biāo)，研究了色選機(jī)主要工藝參數(shù)對DON削減率的影響，結(jié)果表明：色選機(jī)通道進(jìn)料比為20%，分選精度為70%時(shí)，DON削減率最高。DON含量2.17 mg/kg的超標(biāo)小麥，經(jīng)最佳工藝參數(shù)一次分選，可降低到標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)（1.0 mg/kg）。許多研究表明，臭氧對DON等多種真菌毒素具有良好的降解效果，而且臭氧容易制備，成本低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)，因此，作者通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)對臭氧引入小麥制粉的前處理工藝進(jìn)行了嘗試，取得了一定效果，為今后工業(yè)化臭氧處理DON超標(biāo)小麥積累了經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)一系列清理除雜后的小麥（光麥段），在潤麥16 h后進(jìn)行臭氧處理可以取得最佳效果，臭氧濃度維持 80 mg/L，處理時(shí)間8 h，可以將DON降解34.1%。雖然在實(shí)驗(yàn)室取得較好效果，但是臭氧處理工藝進(jìn)入工廠實(shí)用化階段仍有一段距離，主要問題有：①臭氧在使用濃度下對人體具有危害，環(huán)境空氣中臭氧0.3 mg/L的濃度就會人體的眼、鼻、喉產(chǎn)生刺激，大于3 mg/L時(shí)，會出現(xiàn)頭疼及呼吸困難癥狀?，F(xiàn)有潤麥倉等設(shè)備很難保證通入的臭氧氣體不會逸散到車間的空氣中；②臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，溶解于潤麥水的臭氧會隨著小麥進(jìn)入磨粉機(jī)等后續(xù)設(shè)備及管路中，會對后續(xù)設(shè)備帶來嚴(yán)重的腐蝕，大大縮短設(shè)備使用壽命。張昆[12]研究了電子束輻照對赤霉病小麥DON降解的效果，降解效果主要受被照射小麥初始DON含量和照射劑量的影響，初始DON含量越低，照射劑量越大，效果越好。DON含量1.18 mg/kg的小麥樣品，經(jīng)20 kGY劑量電子束照射后降解率34.75%，DON含量8.8 mg/kg的小麥樣品經(jīng)同等劑量電子束照射后，降解率24.57%。經(jīng)電子束照射后的小麥制成面粉后，其面粉品質(zhì)下降較大，以面粉穩(wěn)定時(shí)間為例，鄭麥7698照射前面粉穩(wěn)定時(shí)間6 min 53 s，20kGY電子束照射后，穩(wěn)定時(shí)間降為41 s。雖然蛋白質(zhì)含量沒有明顯變化，但對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)破壞較大，二硫鍵斷裂，用于形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、提供面團(tuán)彈性的高分子量麥谷蛋白被降解。還有一些研究顯示[13]，食品被一定劑量電子束照射后會產(chǎn)生異味，雖然電子束輻照技術(shù)較為成熟，并在其它領(lǐng)域（如食品、農(nóng)產(chǎn)品保鮮）得到應(yīng)用、相關(guān)成套設(shè)備也有供應(yīng)，但種種因素在小麥加工領(lǐng)域尚難以實(shí)現(xiàn)。2007年，韓國與日本的學(xué)者發(fā)表于Surface&Coatings Technology雜志上的一篇文章，揭示出低溫等離子技術(shù)在降解嘔吐毒素方面的工業(yè)化應(yīng)用前景[14]：研究團(tuán)隊(duì)采用自制的微波誘導(dǎo)氬氣等離子發(fā)生裝置，在大氣壓條件下，用裝置產(chǎn)生的等離子體處理了黃曲霉毒素B1、嘔吐毒素（DON）和鐮刀菌烯醇（NIV）三種真菌毒素，通過高效液相]色譜（HPLC）檢測結(jié)果顯示只需5秒鐘即可將毒素完全降解。常壓低溫等離子殺菌技術(shù)是本世紀(jì)2000年以后逐漸興起的高效、綠色殺菌技術(shù)，具有處理溫度低、作用時(shí)間短、無污染、無殘留等特點(diǎn)，可以最大程度保留食品原有的色、香、味、形等。對于小麥加工行業(yè)，應(yīng)用等離子技術(shù)不僅可以殺滅麥粒表面的各種微生物（細(xì)菌、真菌、蟲卵），而且可以快速降解各種真菌毒素，一舉多得。圖6為一種實(shí)驗(yàn)室常壓等離子處理裝置[15]，其結(jié)構(gòu)原理并不復(fù)雜，然而將等離子技術(shù)應(yīng)用于小麥加工制粉方面的探索試驗(yàn)未見報(bào)道。隨著食品工業(yè)的發(fā)展和人們對飲食安全要求的提高，國內(nèi)一些大型食品加工企業(yè)對食品用小麥粉的安全指標(biāo)要求越來越高 （如對微生物指標(biāo)提出了明確要求）從而衍生出低菌小麥粉的概念，這代表著小麥制粉的一種發(fā)展趨勢和未來食品工業(yè)的市場需求[16]。國產(chǎn)小麥由于初始帶菌量高，潤麥時(shí)間較長，現(xiàn)有加工技術(shù)局限等原因難以生產(chǎn)出低菌化要求的小麥粉，雖然在實(shí)驗(yàn)室采用臭氧水潤麥處理工藝取得了較好效果，但大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用仍面臨許多實(shí)際問題難以解決。如果能將等離子技術(shù)引入制粉工藝，在第二次潤麥前進(jìn)行一次等離子除菌及真菌毒素降解，或許能為企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提升、行業(yè)技術(shù)進(jìn)步開辟嶄新的途徑。

圖6 實(shí)驗(yàn)室常壓等離子處理裝置

3 嘔吐毒素含量過高小麥及副產(chǎn)物的綜合利用

在我國，受氣候、地理等因素的影響，某些年份某些地區(qū)赤霉病發(fā)生較為嚴(yán)重，嘔吐毒素超標(biāo)的小麥產(chǎn)量較大，如何充分利用消化這部分小麥仍是小麥產(chǎn)業(yè)鏈上的重要課題。谷朊粉（小麥活性蛋白）是小麥深加工的重要產(chǎn)品，是許多食品生產(chǎn)的重要功能性配料，應(yīng)用廣泛，附加值高。副產(chǎn)物小麥淀粉或淀粉漿是發(fā)酵工業(yè)用于制啤酒糖漿、酒精、味精、多種有機(jī)酸及氨基酸的基礎(chǔ)原料，銷路廣泛[17]。在谷朊粉生產(chǎn)過程中，嘔吐毒素會溶解于分離淀粉與蛋白質(zhì)的工藝用水中而被大量去除。很多測試數(shù)據(jù)表明，谷朊粉和副產(chǎn)物淀粉中的嘔吐毒素含量極低，對食物鏈安全沒有影響，而工藝用水排放后，其中的嘔吐毒素在自然環(huán)境中逐漸降解不會持續(xù)增加造成污染。小麥制粉企業(yè)對DON超標(biāo)小麥加工利用能力有限，且制粉副產(chǎn)物麩皮及次粉中富集DON影響銷路。對此，國家糧食局科學(xué)研究院的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年研究，分離篩選出可以高效降解DON等真菌毒素的優(yōu)良菌種及其酶制劑，并完善了麩皮固態(tài)發(fā)酵降解DON工藝技術(shù)，補(bǔ)上了小麥加工產(chǎn)業(yè)鏈上的重要環(huán)節(jié)[18]。采用固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，可以低成本、少投資、高效率降解麩皮中的DON，同時(shí)還可改善麩皮的營養(yǎng)品質(zhì)，提高麩皮飼用價(jià)值。經(jīng)實(shí)際檢測，麩皮DON含量從5 542 μg/kg降解到200 μg/kg，同時(shí)益生菌大量增加、蛋白質(zhì)含量從13.5%增加到15%。

4 總結(jié)

嘔吐毒素限量標(biāo)準(zhǔn)（GB 2761-2017）的頒布實(shí)施，對小麥產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，有利于小麥育種、種植、收儲、加工及檢測等環(huán)節(jié)新技術(shù)的研究與推廣，為產(chǎn)業(yè)鏈上各行業(yè)技術(shù)進(jìn)步打開了空間。新標(biāo)準(zhǔn)提出新要求也產(chǎn)生了新機(jī)遇，對于有活力的研發(fā)單位來說，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，難關(guān)與商機(jī)同在，客戶的難題就是研發(fā)單位的課題，針對行業(yè)新需求，研發(fā)推廣新技術(shù)、新裝備、新儀器，推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級同時(shí)也獲得豐厚回報(bào)。