李鵬程,肖俊江
(1.中央儲備糧青島直屬庫有限公司,山東青島 266111;2.新鄉(xiāng)白鷺投資集團(tuán)有限公司,河南新鄉(xiāng) 453011)
中央儲備糧青島直屬庫有限公司組織收儲黑龍江寶泉嶺地區(qū)的玉米,其中萊西分公司通過汽車運輸入庫的形式已收儲完成3 口倉的計劃目標(biāo)。以單車檢測報告為基礎(chǔ),對常見的真菌毒素,如脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、黃曲霉毒素和玉米赤霉烯酮檢測結(jié)果進(jìn)行分析。
脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON),又名嘔吐毒素(Vomitoxin)。主要產(chǎn)自禾谷鐮刀菌,部分產(chǎn)自黃色鐮刀菌[1]。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇屬于B型單端孢霉烯族類毒素,在陰冷潮濕的環(huán)境下更容易繁殖生長[2]。玉米是容易被DON 污染的主要作物之一[3]。鐮刀菌主要依靠上一季散落于農(nóng)田的糧食顆粒存活,從而為下一季的繁殖提供了種菌。分生孢子通過風(fēng)進(jìn)入玉米須污染玉米。溫度24~32 ℃,濕度40%是鐮刀菌的最佳繁殖條件,收獲的新鮮玉米控制水分低于14%可有效降低其生長與毒素積累[4]。人類食用被DON 污染的糧食及其加工制品(含量高于1 000 μg/L) 后會產(chǎn)生頭暈、腹痛和惡心等癥狀[5]。
黃曲霉毒素(Aflatoxin,AF) 一直是廣受關(guān)注的真菌毒素,其中與DON 喜歡潮濕陰冷環(huán)境不同,黃曲霉毒素易生成于高溫炎熱的環(huán)境下[6]。AF 很容易污染玉米,特別是伴隨蟲蝕:一方面,昆蟲運送AF的分生孢子;另一方面,AF 直接進(jìn)入被破壞的玉米胚中[7]。黃曲霉毒素B1(AFQ) 因其分布廣、穩(wěn)定性好、毒性強而被國際癌癥研究組織(IARC) 列為人類和動物致癌的首要因素[8]。AFQ 是本研究所檢測的毒素。AF 是造成人和動物肝中毒肝損傷的首要因素,尤其是毒性最強的AFQ[9]。AFQ 通過干擾細(xì)胞中DNA 和RNA 的代謝合成,影響了蛋白質(zhì)的表達(dá),進(jìn)而對機體造成嚴(yán)重?fù)p害[10]。
玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEAR),與DON一樣由禾谷鐮刀菌產(chǎn)生。其生長環(huán)境、污染方式與DON 相同。ZEAR 往往在收獲前就污染了玉米籽粒。ZEAR 可以引起人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒[11]。
對世界上約20 個國家的以小麥、玉米等為代表谷物和動物飼料中真菌毒素的調(diào)查研究表明,均受到不同程度真菌毒素的污染[12]。2006—2007 年,意大利的翁布里亞地區(qū)受DON 污染嚴(yán)重,玉米中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇含量最高達(dá)14.00 mg/kg[13]。2019—2020 年奧地利部分玉米樣品中的DON 含量超過了歐盟的指導(dǎo)劑量水平[14-15]。2010 年,德國發(fā)現(xiàn)油籽樣品7 種油籽的AFQ 含量超過了最大限值。在我國,雨水充足的地區(qū),相對濕度較高,使得玉米、稻谷等谷物在生產(chǎn)、收獲和貯存過程中易受霉菌污染。
根據(jù)GB 5491—1985《糧食、油料檢驗 扦樣、分樣法》進(jìn)行扦樣。對每車玉米進(jìn)行扦樣,獲得單車樣本;當(dāng)倉容達(dá)到滿倉容積1/3、1/2、2/3、1 時在倉內(nèi)扦樣,得到的樣本分別記作1/3 預(yù)警、1/2 預(yù)警、2/3 預(yù)警和滿倉等綜合樣本。以上玉米樣本過3.0 mm篩子去除雜質(zhì)后,通過粉碎機粉碎制得待測樣本。
綜合樣本扦樣時間見表1。
表1 綜合樣本扦樣時間
水(娃哈哈純凈水,500 mL GR 級甲醇),上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。
ROSA-m 型真菌毒素5 min 定量檢測系統(tǒng),美國Charm Biotech 公司產(chǎn)品。
3 種毒素的檢測采用基于競爭性受體- 配體免疫層析的膠體金快速定量法。樣本內(nèi)特定的被檢測毒素與試紙條上檢測線和控制線上包被物質(zhì)發(fā)生免疫反應(yīng)顯紅色。讀數(shù)儀根據(jù)檢測線和控制線顏色深淺對比和內(nèi)置曲線自動算出樣本中毒素含量。
(1) 脫氧雪腐鐮刀菌烯醇。稱取10.00 g 待測樣本,置于100 mL 管內(nèi)并加入50 mL 水。搖勻后于漩渦混流器上振蕩1.5 min 后靜置1 min,取1 mL上清液以轉(zhuǎn)速5 000 r/min 離心1 min。再次取上清液100 μL 加入1 000 μL DON 緩沖液,漩渦混勻10 s后取300 μL 加入茶色DON 檢測條內(nèi)。DON 檢測條在ROSA 孵育器內(nèi)恒溫45 ℃加熱5 min。將ROSA-m讀數(shù)儀調(diào)至DON 擋,插入檢測條,讀數(shù)。安全指標(biāo)為DON≤1 000 ppb。
(2) 黃曲霉毒素和赤霉烯酮。稱取10.00 g 待測樣本,置于100 mL 管內(nèi)并加入體積分?jǐn)?shù)為70%的甲醇- 水溶液20 mL。其他步驟與脫氧雪腐鐮刀菌烯醇一致,檢測條對應(yīng)的更換為紫色AFQ 黃曲霉毒素檢測條和黃色ZEAR 赤霉烯酮檢測條,ROSA-m 讀數(shù)儀擋位分別是AFLA SL 和ZEAR。安全指標(biāo)分別為:AFQ≤20 μg/L,ZEAR≤60 μg/L。
從每一口倉的每天單車檢驗結(jié)果中,通過SPSS 25 單因素ANOVA(事后比較:鄧肯) 計算單日毒素含量水平,以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。以p<0.05 評價差異是否顯著,a、b、c、d 等不同字母代表不同水平的差異。檢測結(jié)果如下:
1 號倉毒素檢測水平見表2。
表2 1 號倉毒素檢測水平
1 號倉的DON 含量水平范圍是250~700 μg/L,AFQ 含量水平范圍是0~6 μg/L,ZEAR 含量水平范圍是0~36 μg/L,均低于上文提到的安全指標(biāo)。從毒素含量角度來說,1 號倉玉米合格,可以收儲。從含量水平來說,DON 含量水平可分為6 個層次,差異較為明顯,而AFQ 差異并不明顯。ZEAR 的差異主要可以分為ab 和cd 兩級水平,即<10 μg/L 與>10 μg/L之間存在明顯差異,說明ZEAR 在同一批次玉米中的存在并不穩(wěn)定,結(jié)合ZEAR 存在于收獲前的玉米籽粒的研究,可以推斷1 號倉所收儲的玉米在種植期間受到ZEAR 的污染存在明顯不同。
2 號倉毒素檢測水平見表3。
表3 2 號倉毒素檢測水平
與1 號倉不同,2 號倉的DON 含量水平較為一致,不存在較為明顯的差異。含量范圍是250~600 μg/L。AFQ 的含量范圍是0~25 μg/L,存在一定的差異,以12 月中下旬樣本含量低,其他存在一定差異。剛開始收儲的12 月上旬的樣本中出現(xiàn)含量最高點,最低點出現(xiàn)在收儲末期的12 月下旬。ZEAR 含量水平表現(xiàn)出較為明顯的差異,但是從含量范圍5~21 μg/L 來看,這種差異是正常的,遠(yuǎn)低于安全指標(biāo)60 μg/L。2 號倉毒素含量水平符合收儲安全指標(biāo)的要求。
3 號倉毒素檢測水平見表4。
表4 3 號倉毒素檢測水平
3 號倉的DON 含量水平(100~450 μg/L) 情況與1 號倉類似,表現(xiàn)出較為明顯的梯度。較低DON水平出現(xiàn)在收儲末期的1 月上旬。較高DON 水平分布較為分散。ZEAR(5~22 μg/L) 和AFQ(0~6 μg/L)的含量水平,在不同日期樣本內(nèi)的差異并不明顯。3 號倉毒素含量水平符合收儲安全指標(biāo)的要求。
對于預(yù)警和滿倉樣本毒素檢驗的結(jié)果。
綜合樣本毒素檢驗水平見圖1。
圖1 綜合樣本毒素檢驗水平
檢驗綜合樣本的目的主要有2 個:①由于堆積效應(yīng),玉米通過傳送帶卷揚機在倉庫內(nèi)較為均勻分布。有些非法糧商將不合格玉米集中于車內(nèi)一處躲避入庫單車檢驗。通過檢驗綜合樣本可有效阻止此類事件進(jìn)一步發(fā)生。②掌握入庫玉米實時物理化學(xué)指標(biāo)水平,做到知根知底。
對于脫氧雪腐鐮刀菌烯醇,1 號倉和3 號倉DON 含量水平均隨著入庫玉米的增加,時間的推移而產(chǎn)生一定的增加趨勢。在2/3 預(yù)警后,隨著較低DON 水平玉米的入庫,有效降低了DON 總體含量水平。滿倉時,DON 含量分別為350 μg/L 和200 μg/L。2 號倉總體來看,變化不大,從1/3 預(yù)警的400 μg/L增加到滿倉的450 μg/L,可能與2 號倉相對穩(wěn)定的單日DON 含量有關(guān)。
對于黃曲霉毒素,2 號倉由于開始時AFQ 含量水平較高,在1/3 預(yù)警時達(dá)到13 μg/L,表現(xiàn)出較高的水平,但依舊沒有超過預(yù)定安全指標(biāo)(20 μg/L)。后期隨著較低AFQ 含量玉米的入庫,總體AFQ 水平下降。其中,1/3 預(yù)警到1/2 預(yù)警期間下降最為明顯,其他時間段由于存在部分較高AFQ 水平玉米入庫,下降趨勢減緩。1 號倉和3 號倉表現(xiàn)出相同的平緩趨勢,可能與較為平均的單日AFQ 水平有關(guān),沒有出現(xiàn)單日AFQ 水平異常高的樣本。
對于赤霉烯酮,1 號倉由1/3 預(yù)警的13 μg/L,降低至1/2 預(yù)警的8 μg/L,隨后穩(wěn)定在11 μg/L。2 號倉和3 號倉總體均出現(xiàn)一定的下降趨勢,其中2 號倉ZEAR 水平降低較快。與表3 中在12.12 后ZEAR水平較大程度的降低有關(guān)。
結(jié)合表1 綜合樣本扦樣時間,由圖1 可知,隨著時間推移,3 種毒素含量水平大部分呈現(xiàn)出一定的下降。其中,3 號倉黃曲霉毒素略微升高,1 號倉赤霉烯酮略微升高,但是變化不明顯,可以在一定程度上認(rèn)為是系統(tǒng)誤差。對比表2、3、4 的單日毒素水平,可以發(fā)現(xiàn)較高或較低的單日水平會帶動毒素水平趨勢的上升或者下降,但綜合樣本不是單日水平的計算平均。
玉米毒素的產(chǎn)生伴隨從收取、貯存、機械熱風(fēng)烘干、運輸?shù)日麄€加工過程,與溫度、濕度、通風(fēng)條件等密切相關(guān)。3 種毒素從產(chǎn)生來源來說,。對于他們之間是否存在相關(guān)性,由圖1 可知,可以發(fā)現(xiàn)AFQ 和ZEAR 趨勢走向存在一定的相似。通過SPSS皮爾遜相關(guān)性分析可知,1 號倉ZEAR 和DON 含量(p=0.008<0.01)、ZEAR 和AFQ(p=0.000<0.01) 含量均存在極顯著相關(guān)性;2 號倉ZEAR 和AFQ 含量(p=0.000<0.01) 存在極顯著相關(guān)性;3 號倉3 種毒素含量間不存在顯著相關(guān)性。1 號倉ZEAR 和DON 極顯著相關(guān)證實了引言中禾谷鐮刀菌產(chǎn)生這2 種真菌毒素的結(jié)論,即兩者可能是由禾谷鐮刀菌同時產(chǎn)生。其他2 個號倉并沒有類似發(fā)現(xiàn),對于玉米ZEAR 和AFQ 之間的顯著相關(guān)性,目前尚未有理論研究。
由萊西分公司所收儲3 號倉的玉米在食品質(zhì)量安全,真菌毒素方面均合格。3 號倉DON、AFQ 和ZEAR 的含量水平既存在一定的相近又存在一定的不同。隨著收儲時間的推移,總體變化趨勢是一致的,均表現(xiàn)出一定程度的下降。3 種毒素之間相關(guān)性分析與真菌生長繁殖存在不同,可能是因為:①不同霉變粒所含真菌毒素并不相同、同種霉變程度的玉米粒中不同真菌毒素含量又不相同,單粒極端偏高的現(xiàn)象可能存在;②玉米加工貯藏過程中真菌毒素變化體系并不完備,需要結(jié)合多方面進(jìn)一步分析。因此,對于入倉玉米,每一種真菌毒素均應(yīng)該做到應(yīng)測盡測。