小麥及其饅頭制品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇含量的測定*

劉 寧，趙 佳,2，任 歌

（1.陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，西安 710021；2.西安市糧油質(zhì)量檢驗中心，西安710003）

小麥赤霉病由多種鐮刀菌引起，是全球范圍內(nèi)小麥的主要病害之一。病麥中的鐮刀菌可產(chǎn)生多種單端孢子，這種單端孢子大多可產(chǎn)毒，即為單端孢霉烯族毒素。谷物中常見的單端孢霉烯族毒素有20多種，其中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）是小麥中最主要的糧食污染毒素之一[1]。2016年，在河北抽樣調(diào)查的672份小麥樣品中，有91.5%的樣品檢出DON[2]。2020年3月，《消費者報道》整理了國家、省級市場監(jiān)督管理局以及部分省市市場和質(zhì)量監(jiān)督管理委員會公布的自2015年2月～2020年2月對小麥粉的質(zhì)量抽檢數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，近5年監(jiān)管部門共檢出235批次不合格小麥粉，其中DON超標(biāo)導(dǎo)致小麥粉不合格問題最為突出，不合格比例為76.6%。DON慢性毒性實驗發(fā)現(xiàn)，攝入DON會導(dǎo)致肝癌的發(fā)生。知名國際癌癥研究機(jī)構(gòu)IARC已將DON列為第3類致癌物質(zhì)[3]。

小麥?zhǔn)俏覈?大主食來源之一，小麥粉及其制品中的DON超標(biāo)事件屢次發(fā)生，在一次對安徽省人群膳食DON暴露量的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，饅頭、花卷和面條等小麥制品是其主要暴露來源[4]。據(jù)報道，因小麥品種的不同，毒素侵入小麥籽粒的程度有所不同，經(jīng)碾磨后，小麥制出的面粉及面制品中毒素含量也存在差異。本研究以自然污染小麥為對象，加工制成全麥粉、特制二等粉，并進(jìn)一步加工制成饅頭，探究發(fā)酵粉和添加食用堿面對饅頭中DON含量的影響，旨在為小麥制粉和饅頭加工企業(yè)對DON的控制提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

自然污染小麥：實驗室留存；甲醇：色譜純，德國默克公司；DON 標(biāo)準(zhǔn)樣品（1000 mg/kg）：色譜純，國家糧科院；硫酸：分析純，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

JFSD-70實驗室粉碎磨：上海嘉定糧油儀器有限公司；LRMM8040-3-D實驗?zāi)シ蹤C(jī)：無錫錫糧機(jī)械制造有限公司；JXFM110全自動錘式旋風(fēng)磨：鄭州中谷機(jī)械設(shè)備有限公司；JHMZ 200和面機(jī)、JXFD 12恒溫恒濕醒發(fā)箱：北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心；Z-32-HK高速冷凍離心機(jī)：德國HERMLE公司；R5901免疫親和柱：德國拜發(fā)中國子公司；Agilen 1200高效液相色譜儀：安捷倫科技（中國）有限公司；Turbovap Lv氮吹儀：拜泰齊貿(mào)易（上海）有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 全麥粉、特制二等粉和饅頭的制備

以實驗室留存自然污染小麥樣品為原料，進(jìn)行全麥粉和特制二等粉的制備。制備前挑出小麥樣品中的雜質(zhì)[5]，用濕布擦去麥粒表面灰塵并晾干，倒入錘式旋風(fēng)磨制備全麥粉。參照GB/T 20571-2006《小麥儲存品質(zhì)判定規(guī)則》[6]使用實驗室磨粉機(jī)制備特制二等粉。

使用已制得的全麥粉和特制二等粉進(jìn)行饅頭的加工，其方法參照GB/T 20571-2006附錄A《小麥蒸煮品質(zhì)評定試驗方法》。加工好后晾干，粉碎備用。

1.3.2 小麥質(zhì)量及品質(zhì)檢測

參照GB 1351-2008《小麥》[7]檢測小麥的質(zhì)量指標(biāo)，包括水分、容重、不完善粒、雜質(zhì)、色澤氣味等。參照GB/T 14614-2019《糧油檢驗 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測試 粉質(zhì)儀法》、GB/T 14615-2019《糧油檢驗小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測試 拉伸儀法》、GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》、GB/T 10361-2008《小麥、黑麥及其面粉，杜倫麥及其粗粒粉降落數(shù)值》等檢測小麥的品質(zhì)指標(biāo)，包括穩(wěn)定時間、拉伸面積、粗蛋白、降落數(shù)值、沉降值、面筋指數(shù)等。

1.3.3 全麥粉、特制二等粉質(zhì)量指標(biāo)檢測

參照 LS/T 3244-2015《全麥粉》、GB 1355-1986《小麥粉》檢測全麥粉和小麥粉的質(zhì)量指標(biāo)。

1.3.4 小麥籽粒、全麥粉、小麥粉及饅頭等制品中DON含量測定

制備全麥粉、特制二等粉、全麥粉饅頭、特制二等粉饅頭，參照GB 5009.111-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇及其乙?；苌锏臏y定》中的高效液相色譜法，進(jìn)行樣品中DON的提取、凈化、洗脫等操作，上機(jī)檢測。

1.3.5 饅頭加工影響因素實驗

根據(jù)饅頭蒸制的常用方法，以自然污染DON的小麥制備的特制二等粉為原料，設(shè)計不同酵母、食用堿面添加量進(jìn)行饅頭的蒸制，研究DON在饅頭加工過程中含量變化的有效影響因素。

（1）發(fā)酵粉添加量：設(shè)計 0.2 g、0.5 g、1.0 g、2.0 g及3.0 g酵母粉添加量，將其溶于40 mL 38℃的蒸餾水中，加入自然污染小麥加工制得的特制二等粉中進(jìn)行饅頭加工，特制二等粉的用量為200 g，研究不同發(fā)酵粉添加量對DON去除效果的影響。

（2）食用堿面添加量：將0.8 g酵母粉溶于40 mL 38℃的蒸餾水中，加入自然污染小麥加工制得的特制二等粉進(jìn)行和面，待醒發(fā)過程結(jié)束后，分別加入 0.1 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g 及 0.5 g 食用堿面， 簡單揉制壓片成型、二次醒發(fā)及蒸制，在二次醒發(fā)后和蒸制后分別取樣，研究不同食用堿面添加量對DON去除效果的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥質(zhì)量及品質(zhì)檢測結(jié)果

小麥的質(zhì)量檢測項目包括容重、不完善粒、雜質(zhì)、水分、色澤氣味等。容重是小麥質(zhì)量的綜合標(biāo)志，與籽粒的組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、籽粒形狀、含水量、比重等密切相關(guān)。以容重大小衡量小麥等級，3等容重為750～770 g/L，這是小麥允許入庫儲存的最低標(biāo)準(zhǔn)。不完善粒是指受到損傷但尚有食用價值的小麥籽粒，包括蟲蝕粒、病斑粒、破損粒、生芽粒和生霉粒。其中病斑粒、生霉粒對小麥的DON污染有正相關(guān)關(guān)系。小麥中的水分包含籽粒里的游離水和結(jié)合水，其與小麥總重量的百分比即小麥的水分含量，它是反映小麥耐儲藏性能的指標(biāo)。由表1可知，本實驗小麥屬于3等麥，不完善粒小于8.0%，雜質(zhì)總量小于1.0%，水分小于12.5%，質(zhì)量指標(biāo)均未出現(xiàn)超標(biāo)情況。

表1 小麥質(zhì)量檢測結(jié)果

小麥的品質(zhì)檢測項目包括穩(wěn)定時間、拉伸面積、降落數(shù)值、沉降值、粗蛋白及面筋指數(shù)等。其中穩(wěn)定時間反映面團(tuán)的耐攪拌程度，穩(wěn)定時間越長，說明面粉筋力越強(qiáng)，韌性越好。小麥專用粉（饅頭粉、面條粉等）質(zhì)量指標(biāo)中明確規(guī)定了穩(wěn)定時間值，以確保小麥粉品質(zhì)。拉伸面積即拉伸能量，能量越大，筋力越強(qiáng)，烘焙質(zhì)量越好，當(dāng)其小于50 cm2時，小麥粉烘焙特性較差。小麥硬度反應(yīng)小麥胚乳的質(zhì)地，是抵抗外力作用下發(fā)生破碎和變形的能力，它是評價小麥加工品質(zhì)和食用品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是小麥分類和定價的重要依據(jù)。硬度指數(shù)不低于60為硬質(zhì)小麥，硬度越高面筋含量及質(zhì)量越高。面筋指數(shù)越大，面筋筋力越強(qiáng)，反之，面筋指數(shù)越小，面筋筋力越弱。有實驗表明[8]，面筋指數(shù)為45%～65%時，最適用于饅頭的制作。面筋吸水率是小麥儲存品質(zhì)的重要指標(biāo)，當(dāng)面筋吸水率低于180%時，已為輕度不宜存小麥。

由表2可知，本實驗小麥穩(wěn)定時間處于3～5 min之間，拉伸面積大于50 cm2，沉降值處于30.0～45.0 mL之間，粗蛋白（干基）小于14%，大于11.5%，可作為中筋小麥粉的原料。降落數(shù)值大于190 s，面筋吸水量大于180%，屬于宜存小麥。硬度為68.4%，為硬質(zhì)小麥。面筋指數(shù)處于45%～65%之間，適用于饅頭的制作。綜合來看，自然污染DON的小麥質(zhì)量和品質(zhì)未出現(xiàn)降低現(xiàn)象。

表2 小麥品質(zhì)檢測結(jié)果

2.2 全麥粉、特制二等粉質(zhì)量指標(biāo)檢測

將自然污染小麥進(jìn)行全麥粉和特制二等粉的制備后，對其質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢測，實驗結(jié)果見表3、表4。由表3可知，全麥粉水分含量為10.3%，小于小麥籽粒的水分11.6%?；曳郑ㄒ愿苫嫞?.6%，總膳食纖維含量（以干基計）為23.1%，含砂量、磁性金屬物未檢出，質(zhì)量指標(biāo)全部符合國標(biāo)要求。脂肪酸值（以干基KOH計）為37.3 mg/100 g，質(zhì)量良好。

表3 全麥粉質(zhì)量檢測結(jié)果

由表4可知，特制二等粉的水分為13.4%，灰分（以干基計）為0.58%，面筋質(zhì)（以濕重計）為29.1%，脂肪酸值（以干基KOH計）為21.3 mg/100 g，含砂量、磁性金屬物未檢出。粗細(xì)度為全部通過CB30號篩，留存在CB36號篩的為0.2%，質(zhì)量指標(biāo)均符合國標(biāo)要求。由此可得，自然污染DON的小麥加工制得的全麥粉和特制二等粉的質(zhì)量不一定會降低。

表4 特制二等粉質(zhì)量檢測結(jié)果

2.3 小麥及饅頭等制品中DON含量測定

取 50 μL濃度為 0.1～1.0 μg/mL的 DON 標(biāo)準(zhǔn)工作液，按液相色譜條件進(jìn)行檢測，得到如圖1所示的DON標(biāo)準(zhǔn)工作液色譜圖。由圖1知，DON標(biāo)準(zhǔn)樣品的保留時間為6.651 min，目標(biāo)峰分離度良好，未見拖尾等不良現(xiàn)象。以DON標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度為橫坐標(biāo)，以峰面積為縱坐標(biāo)，繪制DON標(biāo)準(zhǔn)曲線?？傻玫紻ON標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=38.854x-3.0071，相關(guān)系數(shù)R2=0.9987，線性關(guān)系較好。

圖1 DON標(biāo)準(zhǔn)溶液高效液相色譜圖

全麥粉是由小麥籽粒經(jīng)清理后不脫皮進(jìn)行整籽粒磨粉后制得的，特制二等粉是小麥經(jīng)過清理、潤麥、小麥皮磨和心磨后所制得的小麥粉。兩種制粉方法的主要區(qū)別在于小麥麥皮的去除與否。由圖2可知，自然污染小麥中的DON含量為0.881 mg/kg。全麥粉DON的含量較原小麥有所升高。吳麗[9]的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，熱加工會使得DON乙?；苌镛D(zhuǎn)化為DON。本實驗中，由于小麥基質(zhì)存在復(fù)雜性，采用全自動錘式旋風(fēng)磨進(jìn)行磨粉時會產(chǎn)生摩擦熱，這可能導(dǎo)致小麥中少許DON乙?；苌镛D(zhuǎn)化成DON，從而表現(xiàn)出DON檢出水平的升高。特制二等粉DON的含量較原小麥均有所下降，其主要原因是經(jīng)過皮磨，小麥的麥皮被去除，富集在麥皮上的DON隨之被去除，從而表現(xiàn)出DON檢出水平的降低。磨粉后所得的麩皮中DON的含量較原小麥升高幅度較大，這也進(jìn)一步說明DON在污染小麥的麥皮中的分布更多。全麥饅頭中DON的含量較原小麥和全麥粉相差不大，而特制二等粉饅頭中DON的含量較原小麥和特制二等粉有一定下降。由此可得，隨著加工工序的逐步增多，小麥制品中DON含量逐步降低。

圖2 自然污染小麥及其制品中DON含量

2.4 不同因素對饅頭加工中DON的含量影響

2.4.1 發(fā)酵粉添加量的影響

饅頭加工過程中，酵母對面團(tuán)的發(fā)酵起到關(guān)鍵性作用。本實驗中，饅頭蒸制選用特制二等粉（用量為200 g），其DON含量為0.822 mg/kg。由圖3可知，當(dāng)饅頭中發(fā)酵粉的添加量為0.2 g時，發(fā)酵面團(tuán)中DON的含量為0.795 mg/kg。當(dāng)發(fā)酵粉的添加量增大為3.0 g時，DON的含量為0.781 mg/kg。與饅頭制備原料特制二等粉相比，發(fā)酵粉的添加對DON含量變化的影響不大。

圖3 不同發(fā)酵粉添加量饅頭中DON的含量

2.4.2 食用堿面添加量的影響

傳統(tǒng)的饅頭制作過程中常添加食用堿面，其主要成分是碳酸鈉。可中和面團(tuán)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸，改善口感。一般蒸制過程中，當(dāng)堿面添加量高于0.5g時（特制二等粉用量為200 g），饅頭會有明顯的堿味，影響口感。因此，本實驗研究了0.1～0.5 g食用堿面添加量對饅頭中DON去除效果的影響，結(jié)果如圖4所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，在醒發(fā)后和蒸制后取樣，隨著食用堿面添加量的增大，饅頭中DON的含量不斷降低，其去除率均不斷升高。與特制二等粉相比，經(jīng)計算，加堿醒發(fā)后DON的去除率為4.99%～8.52%，加堿蒸制后的去除率為10.10%～24.57%。隨著加堿量的增大，DON的去除率也隨之升高。當(dāng)食用堿面的添加量為0.5 g時，DON的去除率最高。由此可知，加堿和蒸制過程對饅頭中DON的去除均較為有效。

圖4 不同食用堿面添加量饅頭醒發(fā)后和蒸制后DON的含量

3 結(jié)論

自然污染DON對小麥及其制得的全麥粉、特制二等粉的品質(zhì)指標(biāo)未產(chǎn)生影響。全麥粉加工過程未去除麥皮且有摩擦熱產(chǎn)生，會導(dǎo)致部分DON乙酰基衍生物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，間接增加了全麥粉中DON的含量。特制二等粉的加工過程中，小麥的麥皮被去除，富集在麥皮上的DON隨之被去除，使得特制二等粉中的DON含量下降。一般來說，隨著加工工序的增多，制品中DON的含量逐步降低。發(fā)酵粉的添加對饅頭中DON的去除率影響不大，添加一定量的食用堿面，可有效去除饅頭中的DON。