浅析粮油加工副产物中真菌毒素消减技术研究进展

李娜 陈郝

黄曲霉毒素、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮等真菌毒素会对粮油加工副产物带来许多影响，在严重威胁人体健康的同时，还会导致饲料产生色泽变化、营养成分丢失等影响口感的情况，使畜禽出现采食欲望降低、免疫能力减退、神经功能障碍等问题，从而造成严重的经济损失。因此，正确认知粮油加工副产物中真菌毒素消除技术，成为迫切需要重视的内容。

一、研究背景分析

真菌毒素这一次级代谢产物是真菌在合适温湿度下出现的，具备生物活性，其在粮食领域和饲料卫生学领域的别称是霉菌毒素。现阶段已知的真菌毒素种类超过300种，从污染范围角度来说，除黄曲霉毒素和伏马毒素之外，还有脱氧雪腐镰刀菌烯醇及玉米赤霉烯酮。据联合国的粮食和卫生组织估计，在世界范围内，被真菌毒素污染的谷物在谷物总量中占比25%，在霉变影响下丧失营养价值及经济价值的农产品在总量中占比达到2%，给农业经济造成了严重影响。

在我国，粮油的主要原料是水稻、小麦、玉米与大豆，就粮油原料加工时出现的副产物来说，除了玉米加工副产物、胚芽、豆渣之外，还有麸皮和麸质等，其重要的使用途径是饲料。粮油原料如果被真菌毒素所污染，不但很难通过工业生产而破坏和分解，而且在浓缩干燥深加工过程与精加工时有很高的概率会导致真菌毒素伴随清液富集于副产物内部。饲料遭到真菌毒素污染之后，适口性会不断降低，导致动物采食量持续降低，对动物的生长性能造成显著影响。真菌毒素能够导致动物的繁殖功能逐渐紊乱，使其繁殖性能不断下降。真菌毒素会使机体免疫细胞的活性有所下降，引发免疫抑制问题，阻止蛋白质与酶进行合成，对组织的细胞结构造成破坏，不但伤害动物的肝脏和肠道，还会使其神经受到损伤。除动物外，饲料内部的真菌毒素能够利用食物链存在于动物产品内部，人类在长时间食用之后，其健康情况也将受到危害。

二、真菌毒素限量控制标准

在国家食品卫生标准中，不但规定了玉米、玉米加工制品、小麦、小麦加工制品、大豆、大豆加工制品的真菌毒素限量控制标准，而且规定了稻谷、稻谷加工制品、花生、花生加工制品的真菌毒素限量控制标准。依据饲料卫生标准，针对饲料真菌霉素允许量和原料真菌毒素允许量制定限制标准。在最新标准中，饲料原料和产品的毒素限量得到细化，除使用环节外，此标准能够使原料管控工作具有法律依据。以玉米深加工的副產物为例，相关标准在考虑具体加工时的浓缩效应之后，除了使玉米皮和喷浆玉米皮产品中的玉米赤霉烯酮限量增长到玉米原料3倍外，还令玉米浆干粉和玉米酒糟产品的玉米赤霉烯酮增加到玉米原料的3倍，在每千克玉米原料中，玉米赤霉烯酮含量不得超过1.5毫克。

三、粮油加工副产物

的真菌毒素消减技术研究

就具体生产来说，粮油加工副产物的真菌毒素含量经常会高过我国的限量标准，所以相关学者在粮油加工副产物相应真菌毒素消减技术方面投入了很多的精力。现阶段，人们主要使用的真菌毒素消减方法包括生物法、化学法和物理法等。

1.生物法。生物法利用微生物毒株清除和降解真菌毒素，使得粮油加工副产物中的真菌毒素能够得到有效控制。生物法是以微生物毒株作为主要媒介，在消减真菌毒素方面效果良好，效率也比较高，但是由于目前粮油加工副产物中的已知真菌毒素在300种以上，必须不断进行技术研发与完善，这样才能达到应对多种真菌毒素的目的。

生物法主要分为生物吸附与生物降解两种类型，其中生物吸附是利用特定的菌体将真菌毒素进行针对性吸附，从而形成结构稳定且不易发生反应的复合物。比如在处理黄曲霉毒素B1时，想要达到充分吸附的目的，乳酸菌、双歧杆菌等是较好的选择，能够显著降低真菌毒素产生的影响。生物降解主要依赖降解菌、降解酶和生物发酵液，通过去乙酰化、环氧化、脱酸、脱氨等方式来达到降解真菌毒素的目的，在具体应用时应当根据实际情况采取针对性策略。比如，真菌毒素不仅会影响畜禽的采食欲望，还会引发肠胃、神经系统等方面的疾病，此时可利用降解菌来解决，详细方法是在畜禽采食前将已经选择的微生物放入饲料中，畜禽进食后，这些具备代谢真菌毒素能力的微生物能够凭借自身特性发生降解反应并形成可以排出体外的无毒代谢物。以厌氧优杆菌属细菌BBSH797为例，可以在畜禽进食后有效降解消化道内的DON真菌毒素、单端孢霉烯族类真菌毒素，并形成DOM-1等无毒代谢产物。利用降解酶降解真菌毒素时，往往对酶有着较高的要求，主要原因是真菌毒素种类繁多，而且降解酶易受温度影响，高温制粒时发生失活的概率较高，因此，降解酶的方法仍然存在较大的提升空间。生物发酵液是将融入微生物的饲料置于特定生长环境下进行发酵，待达到发酵反应后，真菌毒素便会被降解为无毒或者毒性较低的代谢物。

2.化学法。化学法将化学试剂和毒素分子在指定条件下进行化学反应，将毒素分子的特定官能团和指定化学键去除，还可以将指定官能团添加到毒素分子中，从而降低或去除毒素分子的生物毒性。除臭氧和氨之外，亚硫酸和双氧水均为研究比较频繁的化学试剂。

（1）酸碱处理。酸碱处理是最常用的化学消减真菌毒素的方法，能够促使真菌毒素的结构发生变化并转化为毒性较低或无毒的物质。例如，可以利用碱性处理的方式来清除黄曲霉毒素，具体原理是碱处理时所使用的无机碱能够充分破坏AFT的内酯环，促使其发生水解，形成能够与皂脚共同分离出去的邻位香豆素钠盐，该物质具备较好的水溶性且无毒，处理后再进行清洗便可完全清除。花生毛油中含有较多的AFB1，极易在提炼过程中携带相应的真菌毒素，此时可以利用碱处理的方法予以清除。经研究，花生毛油中的AFB1初始含量在812μg/kg时，碱处理后的含量仅剩14μg/kg，碱处理去除真菌毒素的效果可以达到98%以上。然而，酸碱处理也存在许多弊端且易受许多因素影响，比如，上述针对花生毛油的消除方法中，若运用环境为酸性，无机碱对内酯环的破坏也会引起新的问题，即被破坏的内酯环会在酸性条件下关闭，再次产生真菌毒素AFB1。另外，在利用碱性电解水处理花生油时，虽然碱性电解水能够在较短时间内完成脱毒处理，但是能否达到最终目的，还需要提高对碱性电解水的体积、特性等方面的关注，并根据实际情况进行针对性的优化。

（2）乙醇提取法。乙醇提取法主要是利用乙醇良好的溶解性來达到溶解、分离、提纯的目的。以提取花生油中的AFT为例，可以利用不同的乙醇来实现。当花生油的比例为13时，利用海地产乙醇能够将黄曲霉毒素的含量从185μg/kg降低到11μg/kg，真菌毒素的消减率可在94%以上;若油品比例为15时，消减率也能不低于93%。如果类型为无水乙醇时，真菌毒素消减率能达到91%以上。虽然运用乙醇提取法脱毒能够取得较好的效果，但该方法也存在较多的问题，比如不同类型的乙醇应用成本较高且回收再利用的难度较大，资源浪费情况比较严重。

3.物理法。（1）吸附法。吸附法主要是利用活性炭、有机物类和硅铝酸盐类等吸附剂来达到吸附真菌毒素的目的。其中，活性炭是将木屑、谷壳等物质经过碳化、物理活化和化学等方法处理后，成为一种具备较强吸附作用的吸附剂。经过处理形成的活性炭比表面积大，孔隙明显，整体吸附容量可以得到显著提升，实际应用时可以将活性炭加入到畜禽的饲料中，消化吸收后通过血液检测可以发现畜禽体内的伏马毒素等含量均已控制在限量范围内，甚至已经检测不到各类真菌毒素的存在。在处理玉米毛油时，可以运用油重2%的活性炭来消除AFB1毒素，经研究，具体毒性数值已经由39.28μg/kg下降至1.68μg/kg，达到国家规定的限量标准。不过，活性炭在处理T-2毒素时，其自身特性和效果相对较低，最重要的是，活性炭的吸附功能不具备可选择性，极易在脱毒过程中同时吸附饲料中的有益成分等，因此应当对活性炭的功能进行合理改进，提高吸附法的应用范围和质量。有机物类吸附剂的主要原理是将多糖吸附中心与离子键、氢键等相互结合，达到非特异性吸附的目的，此类吸附剂主要包括果胶、交联聚维酮、甘露聚糖等。硅铝酸盐类吸附剂主要由氧化铝、二氧化硅的矿物质组成，具备孔隙结构良好、化学结构稳定等特性，能够在脱毒方面发挥良好的作用。硅铝酸盐类吸附剂以吸附AFT等高极性基团毒素为主，对于ZEN等低极性基团毒素的吸附效果并不明显。常见的硅铝酸盐类吸附剂包括沸石、蒙脱土和硅藻土等。

（2）光催化法。光催化法是利用微波、电子束、紫外线等不同类型的光波来达到降解真菌毒素的目的，主要原理是利用各类光波的波长来改变真菌毒素的结构，即真菌毒素也具有吸收光波波长的特性，但只有部分波长能够被吸收，剩余部分会促使真菌毒素出现化学反应，整体结构也会随之破坏，当光波引起的反应消失时，毒性也会被清除。例如，经过辐照的花生油能够在较短的照射时间内将真菌毒素清除，脱毒率可达99%以上。

（3）其他方法。利用重力分选的方法可以清除小麦籽粒中的赤霉病，具体环节主要依赖于重力分选设备。经研究，原始小麦中DON毒素含量达到1448μg/kg时，经过重力分选后，毒素比例下降67.5%，含量仅有470μg/kg。热降解也是能够取得较好效果的脱毒方法，以消除植物油中的AFT为例，由于其只有在237℃-306℃的环境下才能被充分分解，可以通过灌入水蒸汽蒸馏的方法进行脱臭处理。

4.复合脱毒法。复合脱毒法是指配合使用不止一种脱毒剂和脱毒办法。比如，除了将防霉剂、免疫增强剂和降解菌增添至饲料之中，还可将铝硅酸盐和真菌毒素的降解酶增添到饲料之中，上述原料经过合理复配和有效的工艺处理，能够使脱毒效果具有高效、稳定和广谱的特点。因此，复合脱毒剂同样拥有较为广泛的应用范围。

作者简介：李娜（1989-），女，汉族，湖北襄阳人，讲师，大学本科，研究方向为植物油脂及蛋白。