孫寶勝

泰州市糧油質(zhì)量監(jiān)測所 (泰州 225300)

小麥生長及收獲過程中，受環(huán)境等因素影響會出現(xiàn)蟲蝕粒、病斑粒(黑胚粒、赤霉病粒)、生芽粒、生霉粒和破損粒等籽粒，國標(biāo)統(tǒng)稱之為不完善粒[1]。不同類型籽粒其誘因不同，外觀亦呈現(xiàn)不同特點，同時其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成成分也相應(yīng)改變，進而引起其他綜合質(zhì)量指標(biāo)的變化[2-5]。嘔吐毒素 (Deoxynivalenol .DON)主要由禾谷鐮刀菌和粉紅鐮刀菌等產(chǎn)生，為小麥常受污染真菌毒素之一。DON 對人類以及動物有著廣泛毒性，可引起細(xì)胞凋亡進而對機體多個系統(tǒng)產(chǎn)生毒害作用，如神經(jīng)毒性、生殖毒性、免疫毒性以及“三致”作用等[6-9]。相關(guān)研究表明，小麥中DON含量與其籽粒外觀特征具有明顯關(guān)系[10-11]。文章在本人及相關(guān)學(xué)者研究基礎(chǔ)上，通過不同年份連續(xù)監(jiān)測方式，對小麥DON含量與小麥籽粒規(guī)律進行研究，考察小麥中DON含量與籽粒特性關(guān)系，并進一步揭示DON與ZEN兩種小麥真菌毒素的伴生情況。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

2016～2019年泰州地區(qū)新收獲小麥，于收獲時采集；嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮免疫親和柱 (1 mL/支，北京華安麥科生物技術(shù)有限公司)；DON、ZEN標(biāo)準(zhǔn)品(純度99.90%)；甲醇(色譜純，美國天地有限公司)；聚乙二醇(分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司)；娃哈哈純凈水。

1.2 主要儀器

高效液相色譜儀(Agilent 1260)；3100型高速粉碎機，波通瑞華科學(xué)儀器(北京)有限公司；谷物選篩、容重器(HGT-1000A)、電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱； AL104型萬分之一電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；BF-2000型氮氣吹干儀，北京八方世紀(jì)科技有限公司。小麥容重器、烘箱及其它小麥質(zhì)量檢測常用儀器。

1.3 試驗方法

批量采集新收獲小麥樣品，分別檢測其各質(zhì)量指標(biāo)，主要包括容重、水分和不完善粒，其中不完善粒按照不完善?？偭?，赤霉病粒、黑胚粒、生芽粒和生霉粒分別檢驗，容重、水分檢測為儀器檢測，小麥不完善粒檢測為人工感官檢測。同時，采用高效液相色譜儀分別測定對小麥樣品中DON和ZEN含量。根據(jù)檢測結(jié)果，以小麥中主要真菌毒素DON為依據(jù)，考察小麥在不同DON含量下其籽粒特點。

1.4 測定方法

小麥各指標(biāo)檢測方法以國標(biāo)為準(zhǔn)，主要參照GB 5494—2008《糧油檢驗 糧食、油料的雜質(zhì)、不完善粒檢驗》，GB 5009.111—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇及其乙?；苌锏臏y定》第二法和 GB 5009.209—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中玉米赤霉烯酮的測定》等標(biāo)準(zhǔn)。

DON檢測儀器參數(shù)：Agilent HPLC-1260液相色譜儀，色譜柱：Eclipse XDB C185 μm 4.6×250 mm;流動相：15%甲醇+85%水;流速1.0 mL/min;柱溫箱溫度35.0 ℃；檢測器：可變波長紫外檢測器，檢測波長218 nm;進樣量50 μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 嘔吐毒素檢測圖譜

在1.4 DON檢測儀器參數(shù)檢測條件下，DON標(biāo)準(zhǔn)色譜圖如圖1所示。

圖1 DON標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)色譜圖(2.0 μg/mL)

2.2 質(zhì)量衛(wèi)生指標(biāo)檢測結(jié)果

監(jiān)測指標(biāo)主要為不完善粒、赤霉病粒、黑胚粒、生芽粒、破損粒、蟲蝕粒、容重、水分和雜質(zhì)等質(zhì)量指標(biāo)和DON、ZEN兩種真菌毒素。取各指標(biāo)年度檢測結(jié)果平均值，并以嘔吐毒素指標(biāo)值由小到大排列，分別呈現(xiàn)2019、2017、2018、2016數(shù)據(jù)，以更為直觀的考察嘔吐毒素與籽粒特征之間的關(guān)系，需要說明的事，為更好的考察污染嚴(yán)重的小麥籽粒特性，2016年產(chǎn)小麥樣品為高污染樣品針對性采樣，檢測結(jié)果均值如表1所示。

表1 2016～2019年度小麥質(zhì)量衛(wèi)生指標(biāo)檢測結(jié)果

2.3 不同DON含量下小麥籽粒特點

分析表1檢測數(shù)據(jù)可知，隨各年份DON含量值依次增大，不完善粒、赤霉病粒、破損粒和生芽粒等類型均呈現(xiàn)增多趨勢，而黑胚粒則無明顯變化。為更直觀反映不同DON含量下小麥類粒型變化趨勢，以DON指標(biāo)值為橫坐標(biāo)、不完善?？偭亢推渌姆N類型籽粒為縱坐標(biāo)做帶平滑線和數(shù)據(jù)標(biāo)記的散點圖，如圖2所示。顯然，隨DON含量逐漸增大，不完善粒、赤霉病粒、生芽粒和破損粒比重隨之增大，均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，而前三種相對于破損粒變化更為明顯。因蟲蝕粒和生霉粒在該四年新收獲小麥中檢出結(jié)果極低或者無檢出，故未列入分析研究對象。

圖2 不同DON含量小麥粒型比重趨勢圖

樣品采集地小麥近年品種主要是楊麥、寧麥系列，盡管近年種植結(jié)構(gòu)和管理方式整體相近，但不同年份必然存在差異。宏觀上或者從“縱向”分析，在諸多因素影響下，DON含量與小麥籽粒依然存在明顯規(guī)律趨勢。為更為全面分析二者之前關(guān)系，因每年小麥質(zhì)量不完善粒等籽粒類型不同，針對2016～2017年新收獲小麥不同質(zhì)量特點，筆者根據(jù)同年份小麥做過專項分析[10-11]，分別考察DON與赤霉病粒、不完善粒、生芽粒和黑胚粒之間關(guān)系，分別如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

圖3 2016年赤霉病粒與DON線性關(guān)系圖

圖4 2017年產(chǎn)不完善粒與DON關(guān)系圖

圖5 2017年產(chǎn)生芽粒和DON線性關(guān)系圖

圖6 2017年產(chǎn)黑胚粒與DON折線圖

從單獨年份的DON與赤霉病粒相應(yīng)數(shù)據(jù)的來看，隨著赤霉病粒含量的增大，相應(yīng)的DON含量也在增大，二者呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系，線性方程為y=621.4x-249.7，相關(guān)系數(shù)R2=0.969。也就是說赤霉病粒對DON含量起決定性作用，這與前期研究結(jié)果一致[2-5]。由公式反推，當(dāng)DON含量在1 000 μg/kg國家限值時，此時對應(yīng)的赤霉病粒為2.01%。DON含量增大，不完善粒呈增大趨勢，二者線性回歸方程y=52.78x+95.77，相關(guān)系數(shù)R2為0.736，相關(guān)系數(shù)低于赤霉病粒。DON含量與發(fā)芽粒存在正相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)相對較低。

值得注意的是，如圖6顯示黑胚粒與DON之間依舊不存在關(guān)系，與表1所示不同年份監(jiān)測結(jié)果保持一致。

容重、水分和雜質(zhì)，屬小麥籽粒特征的宏觀表現(xiàn)。從表1數(shù)值上來看，隨著DON不斷增大，小麥容重、水分有稍微增大趨勢但不夠明顯，雜質(zhì)則無規(guī)律?；诮陙碓摰貐^(qū)產(chǎn)后烘干體系的完善，小麥?zhǔn)斋@后后期處理情況不盡不同，對該三種小麥指標(biāo)在收獲后人為影響較大。

2.4 DON 和ZEN伴生特點

小麥籽粒中兩種真菌毒素均由鐮刀菌產(chǎn)生，考察兩種真菌毒素之間的相關(guān)性亦存在較高價值。從表2 2016年度針對性采樣小麥質(zhì)量數(shù)據(jù)(當(dāng)年新收獲小麥數(shù)據(jù)梯度均值)來看，二者存在明顯正相關(guān)性。以DON和ZEN做曲線，擬合曲線結(jié)果如圖7所示，曲線方程為y=49.24x+567.4，相關(guān)系數(shù)達R2=0.936。

表2 2016小麥赤霉病粒和DON、ZEN均值表

圖7 ZEN與DON相關(guān)性

3 結(jié)論

自然生長條件下，所監(jiān)測地區(qū)不同DON含量新收獲小麥其籽粒特點不同。DON含量增大各類型籽粒呈現(xiàn)如下特點：赤霉病粒比重增大，相關(guān)系數(shù)R2在0.9以上，存在顯著正相關(guān)關(guān)系；不完善粒含量增大，存在正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2為0.736；DON與不完善粒相關(guān)性相對較低原因應(yīng)與小麥不完善粒的構(gòu)成有關(guān)，當(dāng)不完善粒中以赤霉病粒為主時，不完善粒與DON含量相關(guān)性更高，若小麥不完善粒主要以與DON含量相關(guān)性低的不完善粒類型構(gòu)成時(比如黑胚粒)，則小麥不完善粒與DON含量則相關(guān)性變低；發(fā)芽粒呈現(xiàn)增大趨勢，存在一定正相關(guān)性，這可能與發(fā)芽粒較高反映小麥生長期間水量較大，有利于真菌繁殖進而產(chǎn)生DON有關(guān)。破損粒增大，這與真菌繁殖導(dǎo)致小麥種皮及籽粒內(nèi)部孔隙較多、胚乳疏松有關(guān)[12]。

DON含量隨黑胚粒增加無明顯變化趨勢，不存在直接因果關(guān)系。DON與ZEN兩種真菌毒素之間的存在伴生和較高的線性關(guān)系。