文/劉昱鑫
玉米嘔吐毒素物理脫毒實驗解析
文/劉昱鑫
據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計,全球每年約有25%的谷物受到霉菌毒素的污染。因采食霉菌毒素的飼料引起的動物中毒、疾病、死亡,造成的危害和損失數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計。玉米是飼料最主要的原料之一,是動物飼料必不可少的原料。玉米中所含的嘔吐毒素(DON)對豬產(chǎn)生毒性反應(yīng)是最大的,嘔吐毒素已經(jīng)是飼料加工企業(yè)在采購玉米原料檢測時必須檢測的項目之一。筆者運(yùn)用幾種物理方法對玉米進(jìn)行嘔吐毒素脫毒,總結(jié)分析玉米嘔吐毒素的變化情況。
嘔吐毒素(DON)易溶于水和極性溶劑甲醇、乙醇、乙腈、丙酮及乙酸乙酯,但不溶于正已烷和乙醚。研究證實DON在有機(jī)溶劑中穩(wěn)定,乙腈、乙酸、乙酯是長期儲存最適合的溶劑。DON是一種無色針狀結(jié)晶體,耐熱、耐壓,弱酸中不分解,熔點(diǎn)為151~153℃,121℃高壓加熱25min僅少量破壞。而加堿及高壓處理可以破壞其部分毒力。DON的耐藏力很強(qiáng),據(jù)報道病麥經(jīng)4年貯藏,其中的DON仍能保留原有的毒性。12,13-環(huán)氧是具有毒性的主要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),DON的環(huán)氧結(jié)構(gòu)耐煮沸,烘焙,甚至是135℃的高溫蒸汽。
中糧貿(mào)易吉林有限公司在吉林省內(nèi)選定所屬有代表性的三家糧庫(德惠新良國家糧食儲備庫、華糧集團(tuán)東豐糧食中轉(zhuǎn)庫、華糧集團(tuán)雙遼糧庫),對其收購的當(dāng)?shù)刂苓叺募Z食進(jìn)行嘔吐毒素實驗檢測。通過對玉米籽粒在外界環(huán)境變化下,分析DON在溫度變化、水分變化、時間變化、烘干流程、選篩前后等影響下,測得嘔吐毒素含量分析DON變化情況。采樣按GB/ T14699.1-2005飼料采樣方法,要求從多點(diǎn)采集具有代表性的樣品,每份樣品不少于2Kg。采集后的樣品放置于-20℃的環(huán)境保存。
DON分析方法:配體受體技術(shù)——膠體金檢測法,Charm ROSA霉菌毒素快速定量檢測系統(tǒng) 。
表1 :溫度變化影響嘔吐毒素檢測
表2 :自然降水影響嘔吐毒素檢測
表3 :時間對嘔吐毒素的影響實驗項目
原理:樣品流經(jīng)膠體金顆粒時,未結(jié)合目標(biāo)霉菌毒素的膠體金顆粒被檢測線包被的配體結(jié)合停留在檢測線并顯色;而已結(jié)合霉菌毒素的膠體金顆粒隨樣液繼續(xù)向前層析,當(dāng)?shù)竭_(dá)質(zhì)控線時,膠體金顆粒被該處包被的受體捕獲并結(jié)合,質(zhì)控線變?yōu)榧t色條帶。
溫度變化對DON變化的檢測結(jié)果與分析。從表1數(shù)據(jù)分析并結(jié)合嘔吐毒素的化學(xué)性質(zhì),分析得出嘔吐毒素不會隨著溫度變化影響其嘔吐值規(guī)律性的上升與下降。因扦樣依據(jù)GB/T14699.1-2005飼料采樣方法,檢驗樣品分樣按照GB5491方法分取檢測樣品,從表1中可以看出同一樣品檢測數(shù)值高低不一,沒有規(guī)律性。說明嘔吐毒素在每一個玉米籽粒的含量是不一的。在玉米取樣的代表性和分樣的平均度與DON檢測數(shù)值有著重要的關(guān)聯(lián)。
水分變化對DON變化結(jié)果分析。水分變化影響嘔吐毒素檢測實驗,是將扦取的10Kg潮糧綜合樣品在20℃室溫下自然干燥為安全水分,測得水分散發(fā)后DON的變化情況。依據(jù)嘔吐毒素物理化學(xué)性質(zhì)DON能溶于水,有關(guān)資料報道嘔吐毒素會在浸漬液中富集,淀粉中只含有少量的毒素。從表2數(shù)據(jù)分析得出,玉米嘔吐毒素在潮糧水分散發(fā)到安全水分過程中,玉米籽粒所含的一部分嘔吐毒素含量會隨著水分的散發(fā)過程得到降解。
時間影響DON變化結(jié)果與分析。潮糧玉米經(jīng)過烘干后達(dá)到安全水分儲存在標(biāo)準(zhǔn)房式倉內(nèi)儲存。觀測玉米嘔吐毒素的變化。實驗檢測發(fā)現(xiàn),玉米在109天,平均糧溫在-4℃儲存的環(huán)境下,嘔吐毒素值發(fā)生了下降的趨勢。但儲存玉米的水分,也發(fā)生了下降。雖然在一定時間儲存中嘔吐毒素得到了降解,但不排除烘干玉米在入倉后存在積溫入倉,在倉內(nèi)進(jìn)行緩蘇,水分下降的同時嘔吐毒素與水分反應(yīng)被降解的可能性(表1、表2可以看出水分對嘔吐毒素的影響)。但從表3數(shù)值得出,玉米通過一定時間的儲存,玉米中所含的嘔吐毒素值出現(xiàn)了下降的現(xiàn)象。
烘干機(jī)烘干過程變化對DON變化的檢測結(jié)果與分析。從表4分析得出玉米籽粒在烘干降水過程中DON沒有發(fā)生明顯的變化。DON易溶于水和極性溶劑甲醇、乙醇、乙腈、丙酮及乙酸乙酯,但不溶于正已烷和乙醚。121℃高壓加熱25min僅少量破壞。東北地區(qū)烘干塔在烘干玉米時,塔溫一般在120~150℃,理論上嘔吐毒素會發(fā)生破壞。另外根據(jù)表2中的數(shù)據(jù),玉米水分在自然散發(fā)的過程中對DON毒性有一定的降解過程。但在烘干高溫降水的過程中沒有發(fā)現(xiàn)DON降解的規(guī)律。烘干高溫急速降水對DON的脫毒存在不確定性。
篩選過程變化對DON變化的檢測結(jié)果與分析。依據(jù)嘔吐毒素在玉米籽粒結(jié)構(gòu)分布,在粉質(zhì)玉米和膠質(zhì)玉米子粒中,DON在種皮含量明顯高于其在胚與胚乳中的含量。DON主要分布在玉米種皮,主要原因是玉米種皮易與子粒外部環(huán)境中的霉素接觸而被侵染。玉米通過振動清理篩和滾動清理篩進(jìn)行清理,檢測玉米篩前與篩后DON含量的變化情況。從表5和表6數(shù)據(jù)分析,玉米通過篩選整理前后經(jīng)取樣檢測,生霉粒經(jīng)整理平均下降1.1%,經(jīng)檢測DON未發(fā)現(xiàn)有明顯的變化,但不排除將生霉粒與不完善粒同時進(jìn)行整理DON下降的可能性。
目前為止沒有有效的方法解決霉菌毒素污染問題,但已知的去除嘔吐毒素的方法有物理、化學(xué)和生物學(xué)法。本次吉林公司選用物理方法共5個環(huán)節(jié)41個試驗,分析DON在溫度、水分、時間、烘干流程、選篩等毒素的變化。表2水分實驗和表3時間實驗中檢測數(shù)值有下降趨勢,玉米水分在自然散發(fā)干燥時和長期儲存DON的毒素值會出現(xiàn)下降。其他方法測出的數(shù)值未發(fā)現(xiàn)規(guī)律性。相關(guān)資料報道降解DON毒性還可以用研磨、密度篩選、紫外光照、將污染的飼料原料按照比例稀釋、向飼料中添加霉菌毒素吸附劑。但是稀釋法容易造成二次污染,吸附法的缺點(diǎn)是吸附劑沒有選擇性,而對營養(yǎng)物質(zhì)的吸附要大于霉菌毒素。同時吸附脫毒的效率很大程度上取決于環(huán)境PH值。生物降解是一種新的脫毒方法。通過酶或者是活菌改變毒素結(jié)構(gòu),是未來脫毒的一種趨勢。而有效物理脫毒DON方法是玉米DON進(jìn)行處理最經(jīng)濟(jì),最方便的。但未發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備在干燥降水時對DON脫毒的有效規(guī)律性。相信在日后的實驗探索過程中會找到相應(yīng)的烘干機(jī)物理脫毒方法,物理脫毒法也一定會應(yīng)用到DON的降解應(yīng)用中去。
(作者單位:中糧貿(mào)易吉林有限公司)
表4 :烘干塔流程嘔吐毒素檢測
表5 :振動清理篩嘔吐毒素檢測
表6 :烘干塔出塔滾動清理篩嘔吐毒素檢測