浅谈清理设备在小麦脱氧雪腐镰刀菌烯醇控制中的作用

◎ 吴艺卿 ，赵二霞，朱耀强 ，张晓双

（1.中粮（郑州）粮油工业有限公司，河南 郑州 450016；2.郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450001）

真菌毒素是真菌在粮食、食品或饲料里生长所产生的代谢产物。粮食中常见的真菌毒素主要包括黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素M1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、展青霉素、赭曲霉毒素A 及玉米赤霉烯酮素等。受全球气候变化等因素的影响，粮食受真菌毒素污染日趋严重，世界各地对于真菌毒素污染的报道日渐增多，在同一地区有些作物可同时检测出多种真菌毒素，据世界粮农组织（FAO）报告，全球每年约有25%的农作物遭受真菌及其毒素污染，造成的经济损失每年达数千亿美元[1]。

小麦作为我国重要的粮食作物，结合报告及各实验室数据，近年我国小麦主要受到脱氧雪腐镰刀菌烯醇的污染，不同地区因季节气候等影响，影响程度不同，尤其是在小麦扬花期或收割期间遭遇阴冷天气或者阴雨天气，极大可能导致脱氧雪腐镰刀菌烯醇超标。据国家粮食局统计，我国每年有3 000 万t 粮食在生产、储存、运输过程中被真菌毒素污染，占粮食年总产量的6.2%[2]。脱氧雪腐镰刀菌烯醇又称呕吐毒素（vomitoxin，DON），由禾谷镰刀菌产生，常出现在小麦和大麦（赤霉病）上，人和动物在误食受DON 污染粮食及其制品后可以产生广泛的毒性效应，因敏感性不同，症状表现包括呕吐、厌食、胃肠炎、腹泻等，因猪对该毒素表现尤为敏感，其食用超过一定脱氧雪腐镰刀菌烯醇含量的食物或饲料后会引起猪呕吐或不进食，进而得名呕吐毒素。

小麦在收割后，无论是进入仓储环节还是加工环节，均需要进行一定的物理清理，尤其是小麦加工企业，在加工过程配置了相对完备的清理设备。如常见清理设备包括振动筛、平面回转筛、去石机、打麦机、色选机等，清理效果显著，通过清理可最大程度地清除小麦杂质及异变粒。当前，小麦清理工艺技术已取得一定的发展，在清理工艺中采用除菌、色选技术，强化风选作用可以有效去除有害微生物，为小麦安全卫生提供基础保障[3]。本文通过研究小麦加工过程中各类清理设备清理出的杂质类型及其所含脱氧雪腐镰刀菌烯醇量，探讨清理设备在小麦脱氧雪腐镰刀菌烯醇控制中的作用。

1 小麦加工清理工序设置

小麦加工企业清理一般分为初清、一清、二清，其中初清主要指小麦收购入仓前的清理，该环节考虑卸车效率因素，一般配置的清理设备相对简单，主要包括滚筒筛、振动筛等；一清、二清，主要为生产加工环节清理，即从麦仓出仓后进行第1 次清理，又称毛麦清理；后加水润麦入仓，润麦完成后，再次出仓进行第2 次清理，又称净麦清理，2 个清理环节均为深度清理环节，配置的清理设备考虑了所有可能带来的杂质类型，设备相对全且多，配置的设备包括振动筛、平面回转筛、去石机、打麦机、色选机等，以下是某一大型加工企业的清理工序配置。

小麦出仓→振动筛、循环风选器→去石机→磁选→打麦机→振动筛、循环风选器→润麦→去石机→色选机→磁选→打麦机→平面回转筛、循环风选器→吸风分离器→研磨加工

2 小麦生产加工过程中各清理设备原理及清理出杂质类型

2.1 清理设备及其工作原理

在生产加工过程中，各清理设备清理效果的保障是保证小麦粉品质的关键要素，对于不同类别的杂质，选用的清理方法、清理设备均不同。小麦加工处理的除杂和分级主要是利用麦粒与杂质在大小、形状、悬浮速度、比重、磁性等方面的差别进行清理。包括风选法、筛选法、比重分选法、磁选法、色选法、撞击法等[4]。

（1）清理设备循环风选器和垂直吸分离器为风选法，利用小麦与杂质之间的空气动力学性质差异，去除小麦中的灰尘、稻草、空心谷物、轻籽、碎粒等轻杂。主要设备：振动筛。

（2）振动筛、圆筒筛、平面回转筛设备是通过配置合适的筛孔，利用小麦与其他物料之间粒度（长度、宽度、厚度）的差异，筛选出与小麦大小不同的杂质，或对物料进行分级的方法，清理出篦麦、碎麦、土灰、麦糠、赤霉病粒、麦毛等杂质。主要设备：振动筛、平面回转筛、圆筒筛。

（3）比重去石机和重力分级去石机是根据物料间比重、容重、摩擦因素及悬浮速度等物料性质的不同，物料在运动过程中产生的自动分级，从而分离出比重大于小麦粒的石子和矿渣等无机物。主要设备：去石机。

（4）磁选法是利用小麦与杂质的导磁性不同，对混入小麦中磁性金属杂质进行分离去除的方法。主要设备：磁选器。

（5）色选法是利用光学原理，将小麦中颜色不正常的（生霉、虫蚀）颗粒以及外来夹杂物检出并分离出来。主要设备：色选机。

（6）撞击法是根据小麦和杂质的强度不同，在具有一定技术特性的工作筛筒内，利用高速旋转的打板对小麦进行打击，使小麦与打板、小麦与筛筒、小麦与小麦之间反复撞击和摩擦，从而达到使小麦表面杂质与小麦分离的目的，主要用于清理小麦表面杂质（麦灰）。主要设备：打麦机。

2.2 各设备清理出的杂质分类

经对各清理设备具体清理部位收集的杂质进行辨识，杂质类型如表1 所示。

表1 各清理设备清出杂质类型表

3 小麦真菌毒素检测方法

真菌毒素现有检测方法比较多，包括生物分析法、化学分析法（薄层色谱法、高效液相色谱法）和免疫化学分析法（酶联免疫法、荧光免疫层析法、胶体金免疫层析法）等。其中，胶体金免疫层析法、荧光免疫层析法以及酶联免疫法作为真菌毒素快速检测技术，因其样品处理简单、检测时间短、成本低等在我国基层企业被广泛应用，近年国家相关部门逐步完善了相关的行业标准及国家标准。

本次研究测定方法选用酶联免疫（ELISA）法，该法出现于20 世纪70 年代，该技术准确、特异、快速，且检测成本低，在医学临床诊断和食品安全领域方面应用广泛[5]。其主要原理为采用抗原或抗体的特异反应将待测物与酶连接，然后通过酶与底物产生颜色反应，用于定量测定[6]。

4 材料与方法

4.1 样品获取

（1）在某加工企业某一生产线，不同批次小麦批量带麦生产时，小麦连续经过各类清理设备，收集各清理设备清出的下脚料，对其辨识并分别进行呕吐毒素测定；对几批次小麦加工后产品进行收集、检测；每个样品不低于100 g，为减少误差，每个出口处间隔20 min 进行一次取样，取样5 次，综合混匀后进行检测。

（2）选用几种小麦，一部分采用旋风磨粉碎获得全麦粉，另一种经过布勒实验磨，按照65%出率获得小麦粉。

4.2 呕吐毒素测定方法：酶联免疫（ELISA）法

（1）设备仪器：美国纽勤，设备型号：stat fax 4700 ；上海嘉定垂直旋风磨。

（2）试剂：纽勤试剂盒(8311)。

（3）测定环境：温度25 ℃，湿度60%。

（4）试验方法：①粉碎样品，对获得的样品采用垂直旋风磨粉碎（粉碎后的样品过1～2 mm 试验筛）。②称取样品，称取10 g 样品，加入100 mL 蒸馏水，振荡5 min。③制取待测液，静置5 min 后过滤，取滤液。④向每个红色微孔加入100 μL 蓝色标签瓶中的酶标抗原溶液。⑤前5 个红色微孔再分别加100 μL 标准品，后边的红色微孔加入100 μL 的样品滤液。⑥用12 排枪将混合的样液混合均匀后，吸取100 μL 至白色微孔中并在避光条件下孵育5 min。⑦将白色微孔中液体倾倒出去，用去离子水清洗5 次后将白色微孔中的水排净并松板。⑧使用12 排枪向白色微孔中加入100 μL 绿色标签瓶中的底物，并在避光条件下孵育5 min。⑨使用12 排枪向白色微孔中加入100 μL 红色标签的终止液，若有气泡必须用枪头除去。⑩在酶标仪上读取各样品的吸光值，使用纽勤软件将读取的吸光值计算成呕吐毒素结果（确保相关性系数≥98%）。

5 结果与分析

（1）通过对各清理设备清理后的杂质感官分析归类、整理、挑拣、粉碎、检测DON，检测结果如表2 所示。

表2 各清理设备清出杂质DON 测定统计表 单位：ppb（μg/kg）

从检测结果看，从清理设备清理出的杂质DON 含量普遍偏高，其含量远远大于小麦本身所测定的数值，说明小麦中的呕吐毒素主要依附在小麦表层、异变粒以及其随带的有机杂质中；其中平面回旋筛、振动筛清理出的杂质DON 含量最高，打麦机次之，色选机及去石头机相对低一些；各个清理设备杂质数量与当批次小麦质量情况有关。

通过清理设备清理后，小麦DON 值均出现不同程度的降低，下降率11%～59% 不等，清理前小麦DON 值越高，清理后DON 值相对下降趋势越明显。

（2）小麦清理后，经加工成不同灰分等级基粉，按照灰分由低到高分别为F1 粉、F2 粉、F3 粉及麸皮，对各基粉进行DON 检测，结果如表3 所示。

表3 各基粉DON 检测结果统计表 单位：ppb（μg/kg）

从表3 得出，产品越靠近皮层灰分越高，相应DON含量越高，说明小麦中DON含量主要聚集在皮层，与皮层部位越接近，DON 含量就越高。

（3）对同一种小麦，全麦粉以及经实验磨制获得小麦粉进行检测，结果如表4 所示。

表4 DON 检测结果统计表 单位：ppb（μg/kg）

从表4 得出，全麦粉DON 含量比小麦粉高，经过实验磨去除表皮后，DON 含量不同程度降低。

6 结语

小麦结构主要为皮层、糊粉层、胚乳，经过试验测定表明，呕吐毒素主要分布在小麦的皮层部位。在同一批小麦中，异变粒小麦及杂质含量也将导致呕吐毒素含量提升。小麦通过各清理设备清理后，DON 值会有不同程度降低，小麦DON 值越高，清理设备清理出的杂质DON 越高。从检测值看，从清理设备打麦机、振动筛循环风（上下出口）杂质DON 含量最高，其次为平面回转筛、振动筛（下出口）的杂质DON 含量，DON 含量的高低与清理设备清理出的杂质类别有密切的关系。赤霉粒、篦麦、轻杂、麦毛等杂质是导致DON 含量升高的直接原因。

在小麦加工过程中，各清理方法及设备的有效组合，在各清理设备性能运行良好的情况下，各类杂质能够有效地被清理掉，让小麦中DON 值有效降低。近年，各加工企业持续不断升级清理设备设施，增加清理道数反复清理，持续提高清理效果，进而保障小麦粉品质稳定性，获得了较好的效果。