邮箱
联系电话
332454185@qq.com
029-81310098
您当前的位置:
谷物加工中呕吐毒素及其衍生物迁移转化规律
来源: | 作者:陕西普隆农业 | 发布时间: 2026-10-09 | 84 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ ▶ | 分享到:
浸泡与调质:传统溶剂浸泡以水、乙醇、碳酸钠溶液等为介质。亲水性较强的DON、DON-3G易随浸泡液发生迁移,而极性较弱的3-Ac-DON、15-Ac-DON更易吸附于谷物基质的疏水性区域,迁移率低于DON和DON-3G。这类毒素的迁移依赖于DON及其衍生物的水溶性或溶剂相容性,遵循“快速浸出-反向迁移-趋于稳定”的变化规律。将浸泡与浮选或吸附剂联用,可提升DON及其衍生物的脱除效果。近年来,臭氧水、等离子体活化水(PAW)等含活性介质的浸泡液展现出优异脱毒潜力,其核心作用机制均基于活性氧物质的强氧化特性实现DON降解。

DON是一种单端孢霉烯类真菌毒素,广泛污染小麦、玉米等谷物及其制品,其不仅具有细胞毒性、免疫毒性、急性毒性、遗传毒性以及致癌性,还可与其他真菌毒素产生协同效应。DON在产品加工或生物代谢过程中可通过糖基化、氧化、乙酰化等途径转化为多种衍生物(图1),这些衍生物难以被传统检测技术识别,且部分可在消化过程中逆转为DON,或产生与DON相似的毒性作用,导致实际暴露风险被低估。


  随着谷物深加工产业的快速发展,DON及其衍生物会发生复杂的迁移与转化,不同加工方式对最终产品中毒素含量影响存在显著差异。本文围绕谷物加工环节,分析DON及其衍生物的含量变化与迁移转化,为谷物生产加工中DON及其衍生物的防控提供理论参考。


  毒性及限量


  DON及其衍生物的毒性存在差异,根据肠上皮细胞毒性排序:脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3-葡萄糖苷(DON-3G)<<3-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-Ac-DON)


  目前各国已对谷物及其制品中的DON设定相关限值(表1),但仍未对DON衍生物进行限量,导致实际膳食暴露风险被低估。


  谷物加工前处理对DON及其衍生物的脱除消减


  1、比重分选:基于污染谷物与健康籽粒的比重及质量差异,借助机械振动、气流分级实现分离。受赤霉病侵染、霉变或发芽的谷物籽粒,因内部组织疏松、胚乳结构破损,比重显著低于健康籽粒,而DON及其衍生物的分布特性进一步放大了这一差异,极性较弱、亲脂性较强的衍生物(如3-AcDON)更易富集于病粒的疏松组织中,使病粒与健康籽粒的比重差异更为突出。


  2、色选:通过光学传感器识别赤霉病谷物与正常谷物的色泽差异,结合DON及其衍生物的分布特性实现霉变籽粒的分离。


  3、表面处理与脱皮:谷物皮层是真菌毒素与微生物的主要富集区域,DON及其衍生物的迁移能力与亲水性呈正相关,如亲水性较强的衍生物易随皮层水分渗透至近皮层胚乳,而极性较弱的衍生物则主要吸附于皮层纤维结构。因此,入磨前的脱皮处理可剥离毒素富集的皮层组织,如通过柔性刮擦、蒸汽软化等脱皮工艺,可有效降低DON及其衍生物向后续加工环节的迁移风险,其脱毒效果受谷物品种间籽粒硬度和麸皮层厚度差异的影响。


  4、浸泡与调质:传统溶剂浸泡以水、乙醇、碳酸钠溶液等为介质。亲水性较强的DON、DON-3G易随浸泡液发生迁移,而极性较弱的3-Ac-DON、15-Ac-DON更易吸附于谷物基质的疏水性区域,迁移率低于DON和DON-3G。这类毒素的迁移依赖于DON及其衍生物的水溶性或溶剂相容性,遵循“快速浸出-反向迁移-趋于稳定”的变化规律。将浸泡与浮选或吸附剂联用,可提升DON及其衍生物的脱除效果。近年来,臭氧水、等离子体活化水(PAW)等含活性介质的浸泡液展现出优异脱毒潜力,其核心作用机制均基于活性氧物质的强氧化特性实现DON降解。


  谷物深加工过程中DON及其衍生物的迁移转化


  谷物深加工是提升农产品附加值、完善农业产业链的关键环节,其加工产物广泛应用于食品、饲料、医药等多个领域,但DON污染对其产品质量安全构成严重威胁。


  1、谷朊粉提取


  基于污染谷物与健康籽粒的比重及质量差异,借助机械振动、气流分级实现分离。受赤霉病侵染、霉变或发芽的谷物籽粒,因内部组织疏松、胚乳结构破损,比重显著低于健康籽粒,而DON及其衍生物的分布特性进一步放大了这一差异,极性较弱、亲脂性较强的衍生物(如3-AcDON)更易富集于病粒的疏松组织中,使病粒与健康籽粒的比重差异更为突出。


  2、玉米深加工


  玉米淀粉、麸质粉、淀粉糖等玉米深加工产品的DON污染控制已成为制约行业高质量发展的核心问题。在湿磨法生产玉米淀粉的工艺中,浸泡工序是DON脱除的关键环节,利用DON良好的水溶性,部分DON从玉米胚乳中迁移至浸泡液中,使淀粉产品中DON脱除率提高,但该过程导致浸泡液中毒素浓度显著升高,因此需强化废水处理技术的研发与支撑。为进一步提升淀粉产品的DON脱除效果,可结合化学辅助浸泡处理。


  玉米干法分离制糖技术通过脱胚、分级制粉与制糖工艺的联用,利用DON在玉米不同组织部位的分布差异,实现物料的分级与DON的分离。与湿磨法相比,该技术无需消耗大量水资源,从源头避免了高浓度DON浸泡液的污染问题,且工艺能耗显著低于湿磨法,符合绿色加工的发展趋势。在玉米深加工的发酵体系中,微生物转化技术为DON脱毒提供了新方向,如大麦酒糟的脱毒研究表明,通过基因工程技术在酿酒酵母中表达3-乙酰转移酶,利用该酶的特异性催化活性,将9.2%~55.3%的DON转化为毒性更低的3-Ac-DON,且转化过程不影响酵母的乙醇发酵效率,同时因酶促反应消耗部分代谢中间产物,还能提升乙醇产量。


  不同谷物加工工艺对DON及其衍生物的削减、转化效果差异显著,适用场景各有侧重。比重分选+色选技术具有操作简便、成本较低、无二次污染等优势,可快速降低谷物初始毒素含量,适配规模化初加工环节;浸泡、玉米湿磨等工艺依赖溶剂迁移或多级分离,能针对性解决饲料生产、淀粉加工等场景的毒素残留问题;然而,目前多数工艺对DON衍生物的关注不足,尤其是乙酰化、结合态毒素的转化机制尚未完全明确,未来需加强研究。