淺析臭氧對小麥嘔吐毒素的抑制

◎ 趙光濤，蓋 倩，劉 旭，雒 芳

（1.中央儲備糧臨沂直屬庫有限公司沂水分公司，山東 臨沂 276400；2.中央儲備糧臨沂直屬庫有限公司，山東 臨沂 276400；3.山東中儲糧糧油質(zhì)監(jiān)中心有限公司，山東 濟(jì)南 250000；4.中儲糧云南分公司糧油質(zhì)量監(jiān)督檢查中心，云南 昆明 650000）

1 臭氧概述

臭氧分子式為O?，是氧氣（O?）的同素異形體，臭氧分子由三個氧原子組成，其中一個氧原子與另外兩個氧原子以單鍵的形式連接。臭氧被譽(yù)為“綠色化學(xué)品”，屬強(qiáng)氧化劑，它具有殺菌、脫色、氧化、除臭四大功能及無殘留、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是環(huán)保型綠色工業(yè)原料之一。

臭氧被人體吸入后會刺激眼、鼻、喉、呼吸器官，引起咳嗽、頭疼、喉痛，人接觸20 mg·kg-1（約40 mg·m-3）以下不超過2 h，對人體無永久性傷害。臭氧的應(yīng)用歷史已有100 多年，至今沒有發(fā)現(xiàn)一例因臭氧中毒而死亡的報道。

臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌毒素。臭氧能破壞分解細(xì)菌的細(xì)胞壁和病毒衣體殼，氧化分解其內(nèi)部的活性酶、脫氧核糖核酸（DNA）、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等，達(dá)到滅菌目的。

1.1 臭氧的物理性質(zhì)

臭氧是一種具有刺激性氣味的不穩(wěn)定氣體，在常溫常壓下，臭氧為藍(lán)色氣體，不過藍(lán)色并不明顯，除非是相當(dāng)高濃度的氣體。臭氧的密度為2.144 kg·m-3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），比空氣和氧氣重。臭氧微溶于水，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，其溶解度比氧大13 倍，比空氣大25 倍。氧氣和臭氧的主要性質(zhì)比較見表1。

表1 臭氧與氧氣的比較表

1.2 臭氧的化學(xué)性質(zhì)

臭氧的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，在空氣和水中都會分解成氧氣，其反應(yīng)式如式（1）。

含量為1%以下的臭氧，在常溫常壓的空氣中分解半衰期為16 h 左右。隨著溫度的升高分解速度加快，35 ℃時分解速度明顯加快，超過100 ℃時，分解非常劇烈，270 ℃時，可立即轉(zhuǎn)化為氧氣，臭氧在水中的分解速度比在空氣中快，在含有雜質(zhì)的水溶液中臭氧迅速分解成氧氣，如水中臭氧濃度為6.25×105mol·L-1（3 mg·L-1）時，其半衰期為5 ～30 min，在二次蒸餾水中，經(jīng)過85 min后臭氧只分解10%，若水溫接近0 ℃，臭氧會更加穩(wěn)定。

2 試驗(yàn)材料

2.1 試驗(yàn)倉房

2#倉，為高大平房倉，設(shè)計倉容均為3 959 t。倉內(nèi)長41.73 m、寬20.73 m，存糧線高6.0 m。倉頂為菱鎂板屋面隔熱，倉內(nèi)無吊頂、內(nèi)外門窗、內(nèi)環(huán)流，糧面鋪設(shè)走道板為田字格鏡子面。

2.2 試驗(yàn)糧食

實(shí)驗(yàn)糧食的具體情況見表2。

表2 試驗(yàn)糧食情況表

2.3 風(fēng)道布置

一機(jī)兩道，4 組地上籠U 型排列，主風(fēng)道和支風(fēng)道橫截面積均為0.55 m×0.65 m，通風(fēng)途徑比為1 ∶1.12。

3 試驗(yàn)方法與結(jié)果

3.1 實(shí)驗(yàn)條件

2020 年1 月1—5 日， 氣 溫-5 ～6 ℃， 氣 濕46%～75%；倉溫2 ℃，糧溫1 ～15 ℃，平均糧溫8 ℃；天氣晴。符合臭氧機(jī)室外操作運(yùn)行。

倉房內(nèi)外密閉，內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)出風(fēng)口敞開，臭氧出氣口放置倉房正中距糧面30 cm 處。

利用磷化氫濃度檢測箱，在倉內(nèi)的四角、中間、內(nèi)環(huán)流出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口設(shè)置臭氧濃度檢測軟管。

按照標(biāo)準(zhǔn)扦樣法取5 個點(diǎn)進(jìn)行嘔吐毒素檢測，西南角為1，南墻邊共用點(diǎn)2，中間的3 個共用點(diǎn)分別為3、4、5，并扦取上、中、下3 層以及全倉小麥樣品進(jìn)行嘔吐毒素檢測。

3.2 臭氧機(jī)運(yùn)行控制

2020 年1 月1—7 日，臭氧機(jī)連續(xù)運(yùn)行7 天，每天連續(xù)運(yùn)行6 h（臭氧機(jī)最長連續(xù)運(yùn)行時間為6 h），開關(guān)機(jī)前后檢測倉內(nèi)臭氧濃度；2020 年1 月8 日停機(jī)一天，扦取樣品檢測DON。結(jié)果如表3。

2020 年1 月9—15 日，臭氧機(jī)連續(xù)運(yùn)行7 天，每天連續(xù)運(yùn)行6 h，開臭氧機(jī)時同時打開內(nèi)環(huán)流，關(guān)閉臭氧機(jī)時關(guān)閉內(nèi)環(huán)流，開關(guān)機(jī)前后檢測O?濃度，數(shù)據(jù)見表4，分別于2020 年1 月1 日、7 日、15 日扦取小麥樣品檢測DON，結(jié)果如表5。

表3 開臭氧機(jī)前后臭氧濃度表

表4 開臭氧機(jī)前后臭氧含量表

表5 檢測小麥嘔吐毒素含量表/（mg·kg-1）

3.3 混流風(fēng)機(jī)通風(fēng)

2020 年1 月15 日關(guān)閉臭氧機(jī)后，利用混流風(fēng)機(jī)通風(fēng)（吸出式）降溫蓄冷，把多余的臭氧全部排出，防止臭氧分解出氧氣。

4 結(jié)論

臭氧是一種殺菌劑，可殺滅真菌，可用于殺滅小麥中的真菌毒素，達(dá)到滅菌目的。

通過表3 可以看出，小麥糧堆糧溫1 ～15 ℃時，臭氧滲透力較強(qiáng)，但只限于糧堆的上層。

通過表3 和表5 對比，在內(nèi)環(huán)流的輔助下，臭氧快速滲透糧堆中下層，但是糧堆底部臭氧濃度較低。

通過表5 分析出，通過臭氧的殺菌后，該倉小麥DON 由原來的950 mg·kg-1左右，變?yōu)?50 mg·kg-1左右，實(shí)驗(yàn)得出，臭氧對小麥的嘔吐毒素具有抑制作用。