小麥DON成因分析及防控措施

張珂嘉 劉 琴

(1 南京中儲糧糧油質(zhì)監(jiān)中心有限公司 211151) (2 南京財經(jīng)大學食品工程學院 210023)

1 DON研究概述

1.1 研究意義

習近平總書記指出，糧食安全要“堅持數(shù)量質(zhì)量并重”。隨著國內(nèi)消費結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化升級，居民膳食結(jié)構(gòu)逐漸由數(shù)量溫飽型向質(zhì)量營養(yǎng)型轉(zhuǎn)變，糧油質(zhì)量安全是食品安全的重中之重，直接關(guān)系到人民群眾身體健康，影響到老百姓的獲得感、舒適感和幸福感。隨著人們生活水平的不斷提高，從“吃得飽”向“吃得好”“吃得放心”“吃得安全”和“吃得健康”轉(zhuǎn)變。

目前，中國小麥產(chǎn)量、種植面積和庫存量均為世界第一，早在2013年國家風險監(jiān)測計劃已將小麥和面粉中嘔吐毒素含量檢測列為重點。我國食品安全國家標準規(guī)定了小麥及制品中嘔吐毒素的限量標準為1000 μg/kg，超過該標準的小麥，不得流入口糧市場，加工企業(yè)不能用于面粉生產(chǎn)。

1.2 DON概念及特性

嘔吐毒素(vomitoxin)學名脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,以下簡稱DON),是由禾谷鐮刀菌和黃色鐮刀菌產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，屬于B型單端孢霉烯族化合物。DON易溶于水、乙醇等溶劑，具有較強的耐酸性，堿性環(huán)境中毒性降低。有試驗表明，DON具有較強的熱抵抗力，121℃高壓加熱25 min僅有少量被破壞。

DON常出現(xiàn)在小麥赤霉病上，在適宜的氣溫和濕度等條件下繁殖并產(chǎn)毒，從小麥中DON生長部位來看，主要存在于外部果皮之中。國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)已將DON列為三類致癌物之一。我國小麥赤霉病的流行區(qū)域較廣，主要分布于長江中下游區(qū)域。小麥DON的產(chǎn)生與小麥赤霉病發(fā)病過程緊密相關(guān)，暖濕氣候也是影響DON發(fā)生程度的主要因素。

DON毒素的主要作用機理是抑制粒狀單核細胞增殖，具有明顯的細胞毒性，表現(xiàn)為抑制蛋白質(zhì)、DNA和RNA的合成。DON能夠干擾免疫系統(tǒng)，表現(xiàn)為血液中免疫球蛋白數(shù)量的變化。人和動物攝取被DON污染了的小麥及其制品，易引起食欲下降、腹瀉、嘔吐、體重減輕、代謝紊亂、反應遲鈍、流產(chǎn)、死胎等中毒癥狀，DON為一種嚴重的“三致”(致癌、致畸、致突變)毒素，嚴重時甚至可能損害造血系統(tǒng)而導致死亡[1]。

通過我們近兩年大量的實驗結(jié)果表明，不同生霉粒含量的小麥中DON含量雖然不同，但生霉粒百分比與DON含量并不一定成線性關(guān)系，即生霉粒百分比高的小麥DON含量不一定高，生霉粒百分比低的小麥DON含量不一定低。孫寶勝研究表明：DON與不完善粒之間存在正相關(guān)性，DON與赤霉病粒存在顯著線性關(guān)系[2]。王慧芳等人研究海拉爾地區(qū)小麥麩中DON的含量明顯高于皮粉和心粉，在皮層呈現(xiàn)明顯的富集現(xiàn)象，含量由外層向內(nèi)層呈遞減趨勢，但并不是嚴格的層層遞減[3]。

1.3 DON的檢測方法

DON國標檢測方法包括：GB/T 23503-2009《食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的測定 免疫親和層析凈化高效液相色譜法》；DON行標檢測方法LS/T 6113-2015《糧油檢測 糧食中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇測定 快速定量法》；DON商檢推薦行業(yè)標準SN/T 1571-2005《進出口糧谷中嘔吐毒素檢驗方法 液相色譜法》。目前DON常用的檢測方法主要有：高效液相色譜法、酶聯(lián)免疫法和膠體金快檢法。

表1 DON常用的檢測方法

1.3.1 酶聯(lián)免疫法 依據(jù)該方法開發(fā)出DON檢測試劑盒，可以定量檢測樣品中DON的含量，但操作步驟較多，對檢驗人員的操作熟練程度及環(huán)境要求較高，準確度一般，但價格最低，靈敏度較高。

1.3.2 膠體金法 DON最簡便的檢測方法，檢測不需配套儀器，樣品處理簡單，5 min～10 min就可以看到檢測結(jié)果?？梢愿鶕?jù)G、T線，初步確定所測樣本嘔吐毒素含量，但檢測結(jié)果往往誤差較大，易產(chǎn)生假陽性和假陰性。

1.3.3 高效液相色譜法 高效液相色譜法(HPLC)是目前最成熟、也最常用的DON檢測分析方法。高效液相色譜法可以有效避免樣品檢測假陽性反應，檢測結(jié)果準確度較高等特點。但用時較長，檢測成本、儀器維護成本較高。一般作為各級檢測機構(gòu)和中心庫點檢化驗室的判定方法。

1.4 DON限量標準

目前，全世界37個國家針對食品或谷物中的DON有相關(guān)限量標準。按照谷物形態(tài)種類和加工用途分類進行了規(guī)定，如歐盟規(guī)定的DON限量范圍為200 μg/kg～1750 μg/kg，美國1000 μg/kg，加拿大600 μg/kg～2000 μg/kg，日本1100 μg/kg等。2015年國際食品法典委員會首次頒布了DON限量標準，規(guī)定未加工的谷物中DON限量為2000 μg/kg，谷物制品中限量為1000 μg/kg，嬰幼兒食品中限量為200 μg/kg。

我國的《食品安全國家標準食品中真菌毒素限量》(GB 2761-2011)中規(guī)定了谷物及其制品中DON的限量為1000 μg/kg。根據(jù)最新發(fā)布的《食品安全國家標準 食品中真菌毒素限量》(征求意見稿)中，對食品DON提出了新的限量建議，其中對原糧與成品糧分別制定DON限量指標。小麥中DON限量為2000 μg/kg；小麥粉中DON限量仍維持1000 μg/kg。這一限量建議基本與國際標準接軌。

2 DON的成因分析及防控措施

世界范圍內(nèi)小麥DON污染多發(fā)易發(fā)、相當廣泛，主要原因是小麥在田間經(jīng)常受到導致小麥赤霉病的禾谷鐮刀菌等真菌污染，在適宜的溫濕度條件下繁殖并產(chǎn)生毒素。當然，小麥及其制品在生長、收割、入庫、儲存、加工、運輸、銷售等諸多環(huán)節(jié)均有可能發(fā)生霉變從而產(chǎn)生DON。小麥DON遍布全國各地，其中以長江中下游一帶發(fā)生相對較為嚴重。長江中下游地區(qū)冬小麥生長期在4～6月雨水較多，容易引起赤霉病的流行，不僅造成小麥減產(chǎn)，而且會造成小麥DON含量大幅增加。DON對動物和人類健康有重大危害，要嚴防超限量DON小麥及制品流入口糧市場和飼料市場。

2.1 小麥DON生長期產(chǎn)生及防控

小麥DON更多的產(chǎn)生于開花后至成熟期，并逐步在籽粒中累積。據(jù)資料顯示：一般抽穗前與開花前小麥發(fā)病較少，而開花期、開花后的發(fā)病率顯著增加，當小麥水分含量、濕度和溫度較高時，可能產(chǎn)生大量的DON。

小麥是江蘇省第二大糧食作物，僅次于水稻，產(chǎn)量250億斤左右，是全國最大的弱筋小麥主產(chǎn)省份和稻麥輪作區(qū)，全國50%以上的優(yōu)質(zhì)弱筋小麥依賴于江蘇。江蘇小麥抽穗揚花期一般在4月中旬至5月上旬。小麥生長期尤其是抽穗、揚花、灌漿階段是DON產(chǎn)生、發(fā)展的關(guān)鍵時期。小麥抽穗揚花期間若遇連續(xù)陰雨，赤霉病將很可能大流行。2012～2016年連續(xù)5年小麥赤霉病在江蘇呈中等偏重流行。近3年情況來看，總體生長情況和品質(zhì)質(zhì)量相對較好。其中，2017年江蘇小麥品質(zhì)從容重、蛋白質(zhì)到穩(wěn)定時間等各項指標均好于往年，主要緣于當年良好的天氣條件，尤其是灌漿乳熟到收獲期未出現(xiàn)連陰雨天氣；2018年，江蘇局部地區(qū)遭受連續(xù)陰雨小麥質(zhì)量較差，絕大部分地區(qū)小麥質(zhì)量較好；2019年前期苗情一般，但4月開始小麥揚花、灌漿和收獲期等各個關(guān)鍵生長階段總體長勢良好，加上農(nóng)業(yè)部門措施有力、管控及時，未發(fā)生赤霉病的流行，所以今年江蘇小麥產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、質(zhì)量好，經(jīng)有關(guān)部門測算，最高單產(chǎn)達733 kg/畝，創(chuàng)歷史最高水平。

小麥DON生長期的防控。小麥收獲前DON的控制重點是利用赤霉病的綜合治理技術(shù)，如藥劑噴霧防治是小麥DON產(chǎn)生和累積控制的關(guān)鍵措施。需要注意的是，有研究表明，殺菌劑嘧菌酯雖然可以有效防治小麥赤霉病，但該類藥劑有可能刺激DON毒素的產(chǎn)生與累積。實踐證明，采取殺菌劑混用或交替使用各類藥劑是較為有效的防控措施[4]。

2.2 嚴把小麥收購入庫關(guān)

有效控制入庫質(zhì)量，就要未雨綢繆，做好產(chǎn)前調(diào)查，加強收購過程質(zhì)量管控，采取措施，嚴把糧食入庫質(zhì)量關(guān)，確?！笆蘸眉Z”。

首先要做好產(chǎn)前調(diào)查。近幾年，我們一般從4月開始，調(diào)查小麥種植、生長、收獲等情況，及時對病蟲害防治、天氣狀況提前預警，進入成熟期，聯(lián)合省統(tǒng)計局和調(diào)查總隊對田間小麥開展實割實測，及時掌握質(zhì)量狀況。收購入庫期間，通過烘干、清選、過程檢測等把控入庫質(zhì)量。經(jīng)過整曬或烘干控制好入庫小麥水分；選用合適的真菌毒素快檢設(shè)備加強入庫糧食的檢測頻次，分級存儲；發(fā)現(xiàn)有赤霉病粒，可通過比重篩等儀器做好糧食入庫前的篩選，選出赤霉病粒，降低糧食中DON含量[5]。嚴格入庫驗收。在整倉收購完成后，可用高效液相色譜法測定嘔吐毒素含量，作為入庫驗收的憑證。同時，建立處置機制，及時處理整倉驗收DON超標的小麥。

2.3 探討小麥DON儲存期變化規(guī)律

在淮安庫、鎮(zhèn)江庫、南京庫、泰州庫四個庫中隨機選取高大平房倉進行小麥樣品(2018年產(chǎn))的跟蹤取樣，取樣時間點從2018年7月至2019年6月，每月取一次樣(熏蒸期除外)。小麥樣品的嘔吐毒素含量采用HPLC法進行測定，圖1為檢測得到的DON液相色譜圖，出峰時間為5.6 min。

以DON的濃度為橫坐標，峰面積積分值為縱坐標，進行回歸分析，得到的標準曲線見圖2。

圖1 DON液相色譜圖

圖2 DON的標準曲線

圖3～圖6分別為泰州庫、淮安庫、南京庫和鎮(zhèn)江庫2018年產(chǎn)小麥儲藏過程中DON含量的動態(tài)演變規(guī)律。整體上看，從2018年7月小麥進倉到2019年6月期間，所選試驗倉內(nèi)小麥DON含量隨儲藏時間延長呈上升趨勢，其中DON含量在7月～10月比較穩(wěn)定，這可能是由于這段時間為糧庫熏蒸期，熏蒸中的磷化氫對產(chǎn)DON菌株禾谷鐮刀菌的生長有一定的抑制作用。10月～12月DON含量有顯著增加，一方面可能是由于熏蒸散氣后藥效減弱所致；另一方面，通風散氣倉內(nèi)溫濕度有所回升，產(chǎn)DON菌類生物活性增強，易于繁殖代謝。12月至次年6月期間，DON含量又逐漸趨于穩(wěn)定，可能是天氣溫度經(jīng)歷了一個大幅降低而后緩慢回升的過程，對應倉溫下降使得微生物活性下降，進而代謝生成DON的水平大幅降低。

圖3 泰州13號倉內(nèi)小麥儲藏過程中DON含量變化情況

a 1號倉

b 2號倉

a 24號倉

b 34號倉

圖4可以看出，淮安1號倉2月取的下層樣品DON含量相比1月顯著增加，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該倉糧食下層邊角取樣點處于雜質(zhì)聚集區(qū)，個別取樣點略微發(fā)熱、結(jié)露，溫度、濕度高于平均倉溫、倉濕，可能是溫度、濕度原因使得DON含量顯著增高，因而我們推斷糧堆溫度、濕度是影響倉內(nèi)小麥DON含量變化的主要因素。而后庫點人員及時對異常取樣點通風散熱，后面幾個月該倉小麥的DON含量又趨于穩(wěn)定。

a 4號倉

b 5號倉

2.4 加工銷售環(huán)節(jié)DON的防控

由于小麥DON穩(wěn)定的化學性質(zhì)、較強的熱抵抗力、耐壓、耐酸性，在加工過程中很難被除去，一直成為面粉加工企業(yè)的難題。小麥粉的DON來源主要有兩個方面：一是小麥生產(chǎn)加工面粉后DON未能除去的部分；二是小麥加工成面粉后自身存儲不當引起的霉變產(chǎn)生DON[6]。研究發(fā)現(xiàn)，小麥制粉后DON含量顯著降低，麩皮中DON含量顯著升高。DON在小麥籽粒內(nèi)外不同粉層之間存在差異，越往籽粒內(nèi)層其DON含量越低。

嚴禁DON超標小麥流入口糧市場。對于超期儲存或食品衛(wèi)生指標不符合要求的庫存小麥，在糧食銷售出庫時，必須按照食品安全標準及有關(guān)規(guī)定進行檢驗并出具檢驗報告，銷售公示的糧食質(zhì)量應當與檢驗報告相一致；檢驗報告隨貨同行；檢驗報告有效期為3個月，超過有效期的，應當重新檢驗并出具檢驗報告，嚴禁食品衛(wèi)生指標超標的糧食流入口糧市場。

小麥的副產(chǎn)品麩皮作為飼料，如嘔吐毒素超標對動物危害很大。DON對動物的毒性效應包括嘔吐、不想進食、胃腸炎、腹瀉和免疫抑制，嚴重的時候會導致這些動物喪失它們的生命[7]。

3 總結(jié)及防控建議

本文對小麥生產(chǎn)、收儲及加工銷售過程中的DON成因及其變化規(guī)律，重點研究小麥儲存期間DON變化情況，選取長江中下游地區(qū)四個代表性糧庫中的小麥進行跟蹤采樣，取樣時間點從2018年7月至2019年6月，測定小麥樣品的DON并分析儲藏過程中DON含量的動態(tài)演變規(guī)律。得出初步結(jié)果：新小麥儲藏期間，7月至10月小麥的DON含量相對穩(wěn)定，10月至12月小麥的DON含量有顯著性增長，次年1月至6月小麥的DON含量又趨于穩(wěn)定，溫濕度變化和熏蒸藥劑的使用可能是影響這種演變規(guī)律的主要原因。磷化氫作為一種普遍的熏蒸劑，可能對產(chǎn)DON菌株的活性有一定的抑制作用，這一點還需要我們進行深入跟蹤研究分析與論證。下面提幾點建議：

3.1 研究推廣抗菌能力強的品種，是小麥產(chǎn)量和品質(zhì)質(zhì)量穩(wěn)定的保障

品種抗性理論上說是最為經(jīng)濟、最為有效的防治措施，利用基因工程技術(shù)培育抗赤霉病的小麥新品種，可以從源頭上減少DON危害。

3.2 強化質(zhì)量監(jiān)督檢測能力建設(shè)，是收好糧、儲好糧、賣好糧的手段

加強質(zhì)監(jiān)體系建設(shè)，統(tǒng)一配置衛(wèi)生項目檢驗儀器設(shè)備，加快質(zhì)監(jiān)骨干培養(yǎng)，所有收儲庫點應當具備相應指標檢測能力，檢驗過程要實行扦樣、檢驗分離和盲樣檢測，維護質(zhì)量檢測機構(gòu)的獨立性、客觀性和權(quán)威性。

要嚴把糧食入庫質(zhì)量關(guān)，加強產(chǎn)前調(diào)查和收購過程管控，確?！笆蘸眉Z”；開展質(zhì)量驗收工作，杜絕食品安全指標超標糧進入儲備，做到“驗好糧”；落實質(zhì)量普查制度、提高科技儲糧水平，實現(xiàn)“儲好糧”；落實出庫檢驗制度，依質(zhì)論價、好糧好價，努力“賣好糧”。

3.3 完善質(zhì)量追溯過程管控體系，是食品安全戰(zhàn)略落地的根本性措施

加強“從田間到加工銷售過程”的全產(chǎn)業(yè)質(zhì)量控制，探索運用基于區(qū)塊鏈技術(shù)的糧油質(zhì)量安全可追溯的供應鏈體系。建立健全糧食入庫、儲存和出庫檢驗記錄制度，規(guī)范糧食質(zhì)量檔案，根據(jù)糧食質(zhì)量檔案和質(zhì)量檢驗報告等線索追查糧食來源及流向，從而形成較為完善的糧食質(zhì)量監(jiān)測、追溯管控體系。同時，建立重大涉糧案件處置快速響應機制。