一种湿法臭氧降低小麦粒呕吐毒素的方法与流程

本发明涉及一种粮食安全加工领域，特别涉及一种湿法臭氧降低小麦粒呕吐毒素的方法。

背景技术：

长期以来，由于小麦赤霉毒素爆发频率增加，呕吐毒素成为小麦增产与质量安全的主要威胁，尤其对中国长江流域、黄淮流域等重要冬麦区构成重大危害。呕吐毒素主体成分为don（deoxynivalenol,脱氧雪腐镰刀菌烯醇），属于单端孢霉烯族化合物，呕吐毒素在食品加工中非常稳定，烘焙温度210℃，油煎温度140℃、或煮沸，都难以除去。呕吐毒素的污染广泛存在于全球各国，中国、日本、美国、前苏联、南非等均有发现。呕吐毒素主要污染小麦、大麦、燕麦、玉米等谷类作物，也污染粮食制品，如面包、饼干、麦制点心等。另外，在动物的奶、蛋中均有发现呕吐毒素残留。呕吐毒素对于粮谷类的污染状况与产毒菌株、温度、湿度、通风、日照等因素有关。小麦赤霉病主要分布在潮湿的温带地区，中国大部分地区又恰恰处于这一地带，这是中国呕吐毒素污染较严重的原因之一，在多雨年份呕吐毒素的污染状况则更为严重，赤霉病麦中毒也是中国最主要的真菌性食物中毒之一，这也越来越引起了人们的重视。

对于小麦粒而言，其呕吐毒素主要存于小麦粒的麸皮层中，传统的脱除小麦呕吐毒素有采用洗麦的方式，这会造成小麦的水分含量较高，后期干燥能耗较大。

经检索目前国际和国内对小麦的去除的研究不及其它农产品产品，特别是在采用绿色物理方法脱除小麦呕吐毒素的方面，基本属于空白。现有的关于小麦中呕吐毒素的研究基本上集中在饲料中呕吐毒素的危害及测定及方面，曹宇,党萌,王明阐述了脱氧雪腐镰刀菌烯醇的化学性质、毒性作用以及生物脱毒方面的研究进展。杨信，李布勇等对饲料中隐蔽呕吐毒素的形成机制、检测方法、污染分布情况、毒性机理、以及体外和体内的毒性进行了综述。周灿，隆雪明，杨昆等对呕吐毒素的污染情况、毒性作用、国内外限量情况进行了阐述，为呕吐毒素进一步研究提供理论基础。袁克，龚燕，王俊双等通过谷物及其制品中呕吐毒素的检测试验，将检测呕吐毒素的2种免疫技术(金标试纸法和酶联免疫法)进行了比较，考察2种方法的符合率。王毅谦、陈君义、龙云凤等建立一种准确度高、重复性优的快速检测粮谷中呕吐毒素(don)的管式化学发光免疫分析法(clia)。徐存宽，薛云才等以胶体金快速定量法对收购粮食过程中呕吐毒素的现场快速检测，控制好入库小麦的呕吐毒素含量。所以现在国内研究基本都集中在饲料中呕吐毒素的危害及测定及方面。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术中的不足，提供一种湿法臭氧降低小麦粒呕吐毒素的方法。

首先采用短时浸泡手段，将小麦粒在水中浸泡1-1.5min，仅对小麦粒表面的麸皮层进行润湿，浸泡后沥干,再使用臭氧对其处理，一方面提高处理效率，另一方面可以使小麦粒整体水分含量较低，便于后续干燥。

将沥干后的小麦粒尽快采用臭氧处理，臭氧处理器采用床式熏蒸方式对小麦粒进行处理，臭氧浓度控制在105-125mg/l，处理时间为30-40min。

处理后小麦置于沸腾式干燥机中，在不破坏小麦胚乳理化性质的基础上将小麦粒水分降低至12%以下，便于长期库存。经本发明处理的小麦呕吐毒素含量可降低60%-70%，可以符合《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》（gb2761—2011）食品中小麦粉：呕吐毒素限量指标为1000（μg/kg）的相关标准，含水量低于12%，可以长期库存，应用范围十分广阔。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种湿法臭氧降低小麦粒呕吐毒素的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）在电子称上称取呕吐毒素超标的小麦粒，按照小麦粒﹕水=1﹕1—1.5左右加入水中，浸泡时间为1-1.5min，浸泡后沥干,控制其水分含量在14%-14.5%；

由于小麦粒中呕吐毒素主要存在于小麦粒表面,水分含量对小麦粒中don降解影响较大，水分较大可以减慢臭氧在物料层的运动，相当于延长了臭氧与毒素的接触时间。因为小麦的水分含量一般约为12%左右，小麦粒表面的水分含量也在12%左右，过低的水分造成小麦颗粒表面的呕吐毒素不能与臭氧发生充分反应，单纯提高小麦粒整体的水分含量会影响后续的干燥，造成能耗增加。本发明采用短时浸泡手段，将小麦粒在水中浸泡1-1.5min，仅对小麦粒表面的麸皮层进行润湿，浸泡后沥干,再使用臭氧对其处理，一方面提高处理效率，另一方面可以使小麦粒整体水分含量较低，便于后续干燥。

（2）将沥干后的小麦粒尽快采用臭氧处理，臭氧处理器采用床式熏蒸方式，臭氧气体从熏蒸器底部进入，从顶端排出。熏蒸器的底部按每平方厘米开有2个直径为0.2厘米的小孔，目的是使臭氧气体分布均匀。熏蒸器的上部分有三层筛网，筛网上放置待处理的小麦粒。臭氧流速根据熏蒸器的直径进行确定，一般控制在1-1.2l/min/cm²，臭氧浓度控制在105-125mg/l，处理时间为30-40min。

本发明针对大批量小麦粒处理的特征，设计一种床式熏蒸器，能够保证臭氧与物料充分接触。设计臭氧气流从底部进入熏蒸器，与物料作用后从顶部流出。熏蒸器和臭氧发生器之间装有转子流量计，用于控制臭氧流速。臭氧发生器出口后端和反应器出口后端的主管路上分别并联臭氧浓度检测器，用于监测流入流出熏蒸器的臭氧浓度。

呕吐毒素结构中存在着双键组成的内脂环，don结构中c9和c10位的双键正是臭氧氧化的位点，通过氧化后，可将don降解为酸、醛、酮等更加简单的分子。臭氧作为一种氧化剂和漂白剂，过度的臭氧处理会引起粮食本身理化成分的改变。本发明经过多次试验，臭氧浓度控制在105-125mg/l，处理时间为30-40min。在不影响小麦理化性质的基础上，可以使呕吐毒素降解60%-70%左右。

（3）脱毒后小麦置于沸腾式干燥机中，控制温度40℃，风量6000-7000m/h，处理15min，将小麦粒水分降低至12%以下。

由于一般小麦库存的水分含量要低于12%，臭氧处理后小麦粒的水分还在13%-14%，本发明采用沸腾干燥机对小麦粒进行处理，沸腾干燥机是将洁净的热风经阀板分配进入床体内，从加料器进入的湿物料被热风形成沸腾状态，由于热风与物料广泛接触，增强了传热传质的过程，因此在较短时间内就可干燥。这样可以在低温条件下，不影响小麦理化性质的基础上，除去小麦粒的水分。

由于采用了上述技术方案，使得本发明具有如下优点：

（1）本发明采用的臭氧在常温下除去破坏呕吐毒素（don）结构中存在的双键组成的内脂环以达到脱毒目的同时保持小麦粒的本质性质。

（2）本发明针对大批量小麦颗粒处理的特征，设计一种床式熏蒸器，能够保证臭氧与物料充分接触，降解呕吐毒素，应用范围十分广阔。

附图说明

图1是本发明采用的臭氧熏蒸器的结构示意图；

图2是本发明采用的臭氧熏蒸器中出气孔分布图。

具体实施方式

以下所述四个实施例中有关小麦粒水分的测定、呕吐毒素的测定的具体操作步骤如下：

1、小麦粒水分测定

将小麦粒粉碎，混匀，过60目筛网，采用四分法对小麦粉进行缩分处理，取2-3g置于已恒重的称量瓶（w1）中，于电子天平（精确至0.1mg）称量其重量（w2）。将称量瓶置于烘箱中，温度调制105℃进行干燥处理，干燥至恒重后，取出称量瓶置于干燥器中冷却至室温，于电子天平（精确至0.1mg）称量其重量（w3）。

小麦粒水分=w2-w3／w2-w1

2、小麦粒呕吐毒素测定-酶联免疫法

①将小麦粒粉碎后混匀过筛，筛网为20目，在电子天平上称取5g，用50ml水振荡15min，用定性滤纸过滤，取滤液用试剂盒进行测量；

②)检测参数设置

样品经酶联免疫试剂盒反应后于酶标仪上检测，检测波长450nm。

实施例一：

一种湿法臭氧降低小麦粒呕吐毒素的方法，其制备方法包括以下步骤：

（1）测定小麦粒呕吐毒素的含量为1340μg/kg，在电子称上称取呕吐毒素超标的小麦粒50kg，加入50kg水，浸泡时间为1min，搅拌浸泡后沥干,测定其水分含量为14.2%；

（2）如图1所示，将沥干后的小麦粒置于臭氧熏蒸器，熏蒸器底部圆的设计直径为2米，圆面积为31400平方厘米，熏蒸器的底部圆形隔板进气按每隔20厘米左右开有直径为2厘米的小孔，臭氧气体从熏蒸器底部进入，小麦粒置于熏蒸器的上部分三层筛网上，小麦粒厚度为1-1.5厘米，开启臭氧发生器，臭氧浓度调节在100mg/l，流速控制在3140l/min，控制处理时间为30min。

（3）脱毒后小麦置于沸腾式干燥机中，控制温度40℃，风量6000m/h，处理15min，测定小麦粒的水分含量为11.8%，呕吐毒素含量为520μg/kg，脱除率为61.2%。符合《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》（gb2761—2011）食品中小麦粉：呕吐毒素限量指标为1000（μg/kg）的相关标准。

实施例二：

一种湿法臭氧降低小麦粒呕吐毒素的方法，其制备方法包括以下步骤：

（1）测定小麦粒呕吐毒素的含量为1340μg/kg，，在电子称上称取呕吐毒素超标的小麦粒50kg，加入75kg水，搅拌浸泡时间为1.5min，浸泡后沥干,测定其水分含量为14.4%；

（2）将沥干后的小麦粒置于臭氧熏蒸器，熏蒸器底部圆的设计直径为2米，圆面积为31400平方厘米，熏蒸器的底部进气按每隔20厘米开有直径为2厘米的小孔，臭氧气体从熏蒸器底部进入，小麦粒置于熏蒸器的上部分三层筛网上，小麦粒厚度为1-1.5厘米，开启臭氧发生器，臭氧浓度调节在120mg/l，流速控制在3140l/min，控制处理时间为40min。

（3）脱毒后小麦置于沸腾式干燥机中，控制温度40℃，风量7000m/h，处理15min，测定小麦粒的水分含量为11.2%，呕吐毒素含量为410μg//kg，脱除率为69.4%。符合《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》（gb2761—2011）食品中小麦粉：呕吐毒素限量指标为1000（μg/kg）的相关标准。

实施例三：

一种湿法臭氧降低小麦粒呕吐毒素的方法，其制备方法包括以下步骤：

（1）测定小麦粒呕吐毒素的含量为1340μg//kg，，在电子称上称取呕吐毒素超标的小麦粒500kg，加入600kg水，搅拌浸泡时间为1.2min，浸泡后沥干,测定其水分含量为14.4%；

（2）将沥干后的小麦粒置于臭氧熏蒸器，熏蒸器底部圆的设计直径为2米，圆面积为31400平方厘米，熏蒸器的底部进气按每隔20厘米开有直径为2厘米的小孔，臭氧气体从熏蒸器底部进入，小麦粒置于熏蒸器的上部分三层筛网上，小麦粒厚度为1-1.5厘米，开启臭氧发生器，臭氧浓度调节在120mg/l，流速控制在3140l/min，控制处理时间为35min。

（3）脱毒后小麦置于沸腾式干燥机中，控制温度40℃，风量6500m/h，处理15min，测定小麦粒的水分含量为11.6%，呕吐毒素含量为430μg/kg，脱除率为67.9%。符合《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》（gb2761—2011）食品中小麦粉：呕吐毒素限量指标为1000（μg/kg）的相关标准。

实施例四：

一种湿法臭氧降低小麦粒呕吐毒素的方法，其制备方法包括以下步骤：

（1）测定小麦粒呕吐毒素的含量为1340μg/kg，，在电子称上称取呕吐毒素超标的小麦粒500kg，加入700kg水，搅拌浸泡时间为1.5min，浸泡后沥干,测定其水分含量为14.5%；

（2）将沥干后的小麦粒置于臭氧熏蒸器，熏蒸器底部圆的设计直径为2米，圆面积为31400平方厘米，熏蒸器的底部进气按每隔20厘米开有直径为2厘米的小孔，臭氧气体从熏蒸器底部进入，小麦粒置于熏蒸器的上部分三层筛网上，小麦粒厚度为1-1.5厘米，开启臭氧发生器，臭氧浓度调节在100mg/l，流速控制在3140l/min，控制处理时间为40min。

（3）脱毒后小麦置于沸腾式干燥机中，控制温度40℃，风量7000m/h，处理15min，测定小麦粒的水分含量为11.3%，呕吐毒素含量为420μg/kg，脱除率为68.6%。符合《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》（gb2761—2011）食品中小麦粉：呕吐毒素限量指标为1000（μg/kg）的相关标准。