干燥方式、储存温度和品种对玉米中伏马毒素B1的影响

苑学霞 丁照华 董燕婕 梁京芸 范丽霞 王 磊 赵善仓

(山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所；山东省食品质量与安全检测技术重点实验室1，济南 250100)(山东省农业科学院玉米研究所2，济南 250100)

伏马毒素(Fumonisin)是串珠镰刀菌(Fusariummoniliforme)、轮状镰孢菌(F.verticillioides)、多誉镰刀菌(F.proliferatum)和其他一些镰孢菌种在一定温度和湿度条件下产生的水溶性次级代谢产物，是一类由不同的多氢醇和丙三羧酸组成的结构类似的双酯类化合物，是一种具有毒性及致癌性的真菌毒素[1-2]。到目前为止，已发现的A、B、C和P四大类共28种伏马毒素，其中FB1、FB2、FB3三种最为常见，FB1含量最高(约占70%)、毒性最强、对谷物的污染最为严重[3]。2001年美国食品与药品监督管理局(FDA)发布公告规定人类食用玉米中伏马毒素最高限量为2 mg/kg，欧盟规定玉米中伏马毒素限量为4 mg/kg，瑞典规定人类食物中伏马毒素限量为1 mg/kg[4-5]。我国对食品中黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素M1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、展青霉素、玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素A等真菌毒素含量均有限量标准[6]，但对伏马毒素限量未作规定。

伏马毒素对食品的污染在世界范围内普遍存在，主要污染玉米及玉米制品。在波兰，高于77%的玉米制品中含有伏马毒素(平均含量为0.574 mg/kg)[7]；对贵州、四川和甘肃的玉米进行研究发现，39.7%的玉米中污染伏马毒素，平均含量为0.497 mg/kg，其中3.4%超过FDA规定的最高限量(2 mg/kg)[8]。郭聪聪等[9]对甘肃225份玉米样品研究发现，2011和2012年伏马毒素污染率分别为30.5%、50.9%，平均含量分别为0.175、0.224 mg/kg。伏马毒素污染已成为玉米及其玉米制品质量安全的重要危害因子，应引起足够的重视。

玉米真菌毒素的产生及污染在生产过程的种植、收获和储藏运输等各个环节均有可能发生。受气候条件和储藏条件等因素的影响，仅山东省每年受真菌毒素污染造成的粮油损失累计约3 100万t[10]。关于玉米中黄曲霉毒素、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素等真菌毒素的研究较多[11]，但玉米收储过程中对伏马毒素的污染控制研究鲜有报道。本实验选取玉米为研究对象，研究不同干燥方式(烘干、晒干和晾干)和不同储藏温度(4、15、25 ℃、常温)对山东省23个主导品种玉米中伏马毒素B1的影响，分析伏马毒素B1发生风险隐患产生的重点环节以及产生原因，旨在明确玉米在储藏过程中伏马毒素B1污染关键控制点。

1 材料与方法

1.1 实验材料与设计

玉米品种：选择山东省23个主导品种：鲁单2016、鲁单5103、鲁单818、鲁单9066、鲁单3091、鲁单1108、鲁单9088、蠡玉16、蠡玉37、蠡玉35、天泰33、天泰16、伟科702、聊玉23、登海3622、先玉335、鑫研218、齐单1号、LD5103、浚单20、隆平206、郑单958、德利农988。所有玉米经过挑选，去掉不完整籽粒或颜色不正常籽粒。

不同干燥方式对不同品种玉米中伏马毒素B1的影响：将23个品种的玉米分别进行烘干(65 ℃)、晒干和晾干，装入纺织袋中，室温置于实验室中，3个月后采集样品，测定伏马毒素B1含量。每个处理3个重复。

不同储存温度对不同品种玉米中伏马毒素B1的影响：将23个品种的玉米室内晾干后，装入灭菌的牛皮纸袋中，分别置于4、15、25 ℃、室温(温度范围为13～24 ℃)培养3个月，采集样品，测定伏马毒素B1含量。每个处理3个重复。

1.2 伏马毒素B1测定方法

参照SN/T1958—2007《进出口食品中伏马毒素B1残留量检测方法酶联免疫吸附法》测定伏马毒素B1[12]。本方法的检出限为0.012 mg/kg。

1.3 数据分析

数据采用EXCEL2013对实验数据进行分析处理，采用SPSS 22.0判断显著性差异(P<0.05)和极显著性差异(P<0.01)。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对不同品种玉米中伏马毒素B1的影响

由图1可知，23个品种玉米进行烘干、晒干和晾干后放置3个月后伏马毒素B1含量由小到大为烘干<晒干<晾干。综合23个玉米品种分析，烘干、晒干和晾干3种干燥方式玉米中伏马毒素B1含量分别为0～1.39 mg/kg(平均值为0.40 mg/kg)、0.07～8.13 mg/kg(平均值为2.57 mg/kg)和0.79 ～9.28 mg/kg(平均值为3.85 mg/kg)，统计发现干燥方式对玉米中伏马毒素B1含量影响显著。

在烘干的玉米中，伏马毒素B1含量最低的品种为鲁单818、蠡玉16、聊玉23和鑫研218，最高的品种为先玉335。在晒干的玉米中，伏马毒素B1含量最低的品种为鲁单818，最高的品种为天泰16。在晾干的玉米中，伏马毒素B1含量最低的品种为LD5103，最高的品种为天泰16。本实验中，统计发现品种对玉米中伏马毒素B1含量影响显著。

注：玉米品种1～23分别为：1 鲁单2016、2 鲁单5103、3 鲁单818、4 鲁单9066、5 鲁单3091、6 鲁单1108、7 鲁单9088、8 蠡玉16、9 蠡玉37、10 蠡玉35、11 天泰33、12 天泰16、13 伟科702、14 聊玉23、15 登海3622、16 先玉335、17 鑫研218、18 齐单1号、19 LD5103、20 浚单20、21 隆平206、22 郑单958、23 德利农988，余同。图1 不同干燥方式对玉米中伏马毒素B1含量的影响

图2 不同干燥方式对玉米中水分含量的影响

注：**表示在0.01水平上显著相关。图3 玉米中初始含水量与伏马毒素B1含量之间相关性

不同干燥方式干燥后玉米水分含量见图2。对干燥后玉米水分含量与伏马毒素B1含量进行相关性分析发现，二者在0.01水平上显著相关(r=0.678)(图3)。

2.2 不同储存温度对不同品种玉米中伏马毒素B1的影响

由图4可知，所有23个品种玉米在不同温度中放置3个月后伏马毒素B1含量由小到大为4 ℃<15 ℃<25 ℃<室温。综合23个玉米品种分析，4、15、25 ℃、室温4个储存温度玉米中伏马毒素B1含量分别为0.08～1.60 mg/kg(平均值为0.78 mg/kg)、0.56～9.28 mg/kg(平均值为2.82 mg/kg)、1.26～11.08 mg/kg(平均值为5.00 mg/kg)和1.83～17.83 mg/kg(平均值为7.34 mg/kg)。统计发现4种储存温度之间差异显著。

图4 不同储存温度玉米中伏马毒素B1含量

在4 ℃储存的玉米中，伏马毒素B1含量最低的品种为鲁单1108，最高的品种为隆平206。在15 ℃储存的玉米中，伏马毒素B1含量最低的品种为蠡玉16，最高的品种为先玉335。在25 ℃储存的玉米中，伏马毒素B1含量最低的品种为聊玉23，最高的品种为登海3622。在室温储存的玉米中，伏马毒素B1含量最低的品种为聊玉23，最高的品种为浚单20。本实验中，统计发现品种对玉米中伏马毒素B1含量影响显著。

3 讨论与结论

真菌毒素的产生与真菌的菌株、环境的温湿度有关，只要有真菌适宜生长的环境，真菌毒素在田间或储藏期间都有可能发生[10]。气候条件及温湿度是影响真菌毒素污染的主要因素[13～14]。连续三年的研究发现，在田间，产伏马毒素的镰刀菌侵染玉米的最适宜温度为28.97～32.14 ℃，最适宜的最小空气湿度为27.29%～32.14%[13]。尽管玉米生产者无法控制天气条件，但是由于田间感染的霉菌在适宜的条件下也会在储存过程中继续生长，因此收储过程中温湿度的控制显的尤为重要。

本实验中，烘干的玉米中伏马毒素B1含量最少，所有品种均低于美国FDA规定的最高限量(2 mg/kg)，其次是晒干和晾干。这主要是因为烘干的玉米中含水量低，而晾干的玉米水分含量最高。进一步的玉米中水分含量与伏马毒素B1的相关性分析也印证了这一点。有研究认为储藏期间的玉米水分若在18%～23%时，最适宜产生伏马毒素的串珠镰刀菌的生长繁殖[4]，推荐的谷物储存最佳湿度为低于14%[15]。其次，65 ℃烘干处理可杀灭部分玉米中镰刀菌，进而减少伏马毒素B1的产生。Giorni等[16]研究发现，70 ℃×24 h和95 ℃×9 h两个处理均可减少玉米中85%以上的镰刀菌发生；Kristensen等[17]采用29～79 ℃多个不同温度鼓风干燥4.5～15 min后，黑麦中镰刀菌污染均有不同程度降低。另外，光照也会影响镰刀菌的生长及伏马毒素的产生[18]。在玉米晒干过程中，太阳光照射具有一定的杀菌作用，这也是晒干的玉米中伏马毒素B1普遍低于晾干的玉米中的一个原因。

不同的镰刀菌产生伏马毒素的最适温度并不统一。Gendoya等对三株多誉镰刀菌在15、25、30 ℃ 3个培养温度下产生伏马毒素的研究发现，其中2株菌在15 ℃产生伏马毒素最高，而另一株菌在25 ℃产毒最高[14]；而Martín等[19]研究发现，在7、10、15、20、25、30、37 ℃7个培养温度下，多誉镰刀菌在15 ℃产生伏马毒素最高，而串珠镰刀菌在30 ℃产生毒最高。2株真菌在7 ℃均未产生伏马毒素。本试验中室温储存玉米中伏马毒素B1含量最高，4 ℃储存最低，这与已有的报道有所不同。因此，应针对某一地区玉米中优势镰刀菌进行详细的调查研究，提出玉米中伏马毒素最佳防控措施。本实验所用玉米籽粒为山东省主导品种，且均来自山东省内，因此可以为制定山东省玉米中伏马毒素防控技术提供参考。

不同基因型的玉米籽粒在抵抗串珠镰刀菌时基因表达会存在差异，因此可以通过改变玉米籽粒的基因型，筛选抗伏马毒素B1的玉米品种进行培育，进而减少伏马毒素对玉米的污染[20]。本实验中发现品种对玉米中伏马毒素B1含量影响显著，但是不同处理条件下品种对玉米中伏马毒素B1含量的影响趋势并不一致。这可能是因为23个品种产于山东省不同地区，不同的种植方式、病虫害发生、气候条件等都会影响镰刀菌的发生和种类[10, 21]。不同品种所携带的产伏马毒素真菌不同，从而对不同的影响因素产生不同的响应。但筛选抗镰刀菌的玉米品种是控制伏马毒素B1有效且可行的重要措施。