一種快速有效降解糧食中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了本發(fā)明涉及一種快速有效降解糧食中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的方法，屬于食品安全技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法步驟如下：(1)將污染的糧食原料倒入容器中，按1:5?1:6加入水浸潤(rùn)，然后通入臭氧氣體形成臭氧水體系反應(yīng)，所述臭氧濃度為50mg/L。(2)將反應(yīng)殘余的臭氧氣體由一管道通過硫代硫酸鈉溶液，硫代硫酸鈉溶液能將臭氧氣體吸收從而不會(huì)造成環(huán)境污染。本發(fā)明方法采用臭氧水降解嘔吐毒素，方法簡(jiǎn)單，能快速安全有效的降解嘔吐毒素，降解率可以達(dá)到80％以上。
【專利說明】
一種快速有效降解糧食中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種快速有效降解糧食中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的方法，屬于食品安全
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 全球每年的糧食總產(chǎn)量約為25億噸，有近25 %的農(nóng)作物被霉菌污染，約2 %的農(nóng)作 物因污染嚴(yán)重而失去營(yíng)養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，造成數(shù)千億美元的經(jīng)濟(jì)損失，中國(guó)每年也約有3100 萬(wàn)噸的糧食受到污染。霉菌污染常見的有禾谷鐮刀菌和黃色鐮刀菌，禾谷鐮刀菌是自然環(huán) 境中小麥赤霉病的主要致病菌，在生長(zhǎng)和侵染作物過程中產(chǎn)生脫氧雪腐鐮刀菌烯醇。
[0003] 嘔吐毒素(vomitoxin)，又稱脫氧雪腐鐮刀菌稀醇(deoxynivalenol，D0N)，是由鐮 刀菌屬等產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，由于它可以引起豬的嘔吐而得名，對(duì)人體有一定危害作用， 歐盟分類標(biāo)準(zhǔn)為三級(jí)致癌物。它對(duì)糧谷類的污染非常普遍，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組 織將DON定義為"最危險(xiǎn)的自然發(fā)生食品污染物"。我國(guó)多次對(duì)小麥、玉米及相關(guān)制品的真菌 毒素污染調(diào)查結(jié)果顯示，樣品中DON毒素污染率較高。
[0004] 嘔吐毒素的性質(zhì)非常穩(wěn)定，耐熱、耐壓，在弱酸中部不分解，一般的方法很難破壞 其化學(xué)結(jié)構(gòu)。目前，嘔吐毒素降解的方法有物理法、化學(xué)法和生物法，但是由于成本、環(huán)境污 染、原料營(yíng)養(yǎng)成分破壞等原因，無(wú)法高效推廣。因此，尋找一種安全快速有效的方法來(lái)降解 污染糧食中的嘔吐毒素是十分必要的。
[0005] 臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，在食品貯藏、殺菌保鮮等方面得到很好應(yīng)用，在降解真菌 毒素和殺滅糧食中的有害微生物也有應(yīng)用，臭氧在降解毒素時(shí)，以其強(qiáng)氧化性快速有效的 與毒素反應(yīng)，從而破壞其結(jié)構(gòu)。此外，臭氧自身的消解速率快，能迅速分解成氧氣，不會(huì)造成 環(huán)境污染，可以作為一種安全有效的方法推廣。
[0006] 目前，臭氧在糧食真菌毒素降解中如黃曲霉毒素、嘔吐毒素和赭曲霉毒素等都有 應(yīng)用。已有報(bào)道采用不同濃度〇-l〇〇mg/L的臭氧去降解小麥中的嘔吐毒素，處理時(shí)間為2h， 降解率為80 %。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種快速有效降解糧食中嘔吐毒素的方法，本發(fā)明方法采用 臭氧水處理降解污染糧食中的嘔吐毒素，工藝簡(jiǎn)單、參數(shù)明確，降解率高，降解時(shí)間短、降解 效果均一，穩(wěn)定且安全有效無(wú)污染，對(duì)三種污染糧食中毒素的降解率均在75%以上。
[0008] 本發(fā)明提供了一種快速有效降解糧食中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的方法，所述方法步 驟如下：
[0009] (1)將受污染的糧食原料倒入容器中，糧食原料與水按1:5_1:6的比例混合，pH為 8.2~8.5,浸潤(rùn)糧食；
[0010] (2)打開臭氧發(fā)生器，將臭氧通入料液中，維持臭氧濃度為50mg/L，使臭氧與受污 染的糧食原料在密閉環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng);廢氣經(jīng)過輸出管道通過硫代硫酸鈉溶液吸收殘余的 臭氧氣體。
[0011] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(1)浸潤(rùn)是靜置10分鐘浸潤(rùn)。
[0012] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，臭氧發(fā)生器出氣口的皮管在有排風(fēng)系統(tǒng)裝置下預(yù)排 放1~2min，確保臭氧發(fā)生器在敞開通風(fēng)的環(huán)境。
[0013] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(2)的廢氣用硫代硫酸鈉溶液吸收后再排 放。由于廢氣中也含有臭氧，廢氣經(jīng)過硫代硫酸鈉溶液后吸收殘余的臭氧氣體再排放。過程 為：3Na 2S2〇3+4〇3+3H2〇 = 6NaHS〇4。
[0014] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(2)的反應(yīng)時(shí)間為7min。
[0015] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述糧食原料為玉米、麩皮或者小麥。
[0016] 臭氧通入容器料液中，先生成臭氧水體系，然后與糧食中的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇 反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，廢氣經(jīng)過輸出管道通過硫代硫酸鈉溶液吸收殘余的臭氧氣體。
[0017]臭氧通入料液中后，臭氧在水中是不穩(wěn)定的，時(shí)刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生十分活潑 的、具有強(qiáng)烈氧化作用的單原子氧(〇)，在產(chǎn)生瞬時(shí)，對(duì)水中細(xì)菌、微生物有機(jī)物質(zhì)及毒素進(jìn) 行分解作用。過程為:〇3-〇2+(0) (0) +H20-2H0。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：
[0019] (1)本發(fā)明方法與其他物理、化學(xué)和生物降解嘔吐毒素方法相比，臭氧水體系更容 易制備，處理時(shí)間短，降解效果均一，需要的臭氧濃度低(臭氧濃度為50mg/L)且制備成本低 廉，廣泛推廣經(jīng)濟(jì)有效。
[0020] (2)本發(fā)明方法降解了糧食中的嘔吐毒素后，殘余的臭氧經(jīng)過硫代硫酸鈉吸收液 可被吸收處理，糧食中殘留的少量也會(huì)分解為氧氣，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，屬于環(huán)保無(wú)危害 降解方法。
[0021] (3)本發(fā)明方法中通過臭氧水來(lái)降解污染糧食中的嘔吐毒素，操作方法簡(jiǎn)便，可控 性強(qiáng)，糧食經(jīng)過臭氧水處理后，不但降解了毒素，同時(shí)也經(jīng)過了消毒殺菌處理，對(duì)后期的保 藏也有幫助。
[0022] (4)本發(fā)明方法對(duì)嘔吐毒素的降解效率高，毒素降解率達(dá)到80%，處理糧食過后， 其毒素含量低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)，從而使其可以進(jìn)行再利用。
【附圖說明】：
[0023]圖1為本發(fā)明臭氧降解三種糧食中嘔吐毒素的降解率。
【具體實(shí)施方式】 [0024]毒素檢測(cè)方法：
[0025] 25g糧食樣品放入250ml三角瓶中，加入100ml甲醇：水(8:2)提取液，以150轉(zhuǎn)/分震 蕩30分鐘，提取液過濾后取5ml再通過DON免疫親和柱凈化，然后將凈化液3ml以氮?dú)獯蹈桑?用lml流動(dòng)相甲醇:水(8:2)復(fù)溶，然后用UPLC進(jìn)行檢測(cè)。
[0026]實(shí)施例1:臭氧水降解糧食中毒素
[0027]將受污染的糧食原料倒入容器中，糧食原料與水按1:5的比例混合，料液pH為8.2 ~8.5,在容器中靜置10分鐘浸潤(rùn)。如取100g玉米加入500ml水，料液pH控制為8.2~8.5。 [0028] (1)臭氧水系統(tǒng)的形成
[0029] 在敞開通風(fēng)的環(huán)境里，打開臭氧發(fā)生器，將連接發(fā)生器出氣口的皮管在有排風(fēng)系 統(tǒng)裝置下預(yù)排放1~2min，然后將臭氧通入實(shí)施例1的浸潤(rùn)好的料液中，維持水溶液中臭氧 濃度為50mg/L。臭氧在水中是不穩(wěn)定的，時(shí)刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生十分活潑的、具有強(qiáng)烈氧 化作用的單原子氧(〇)，在產(chǎn)生瞬時(shí)，對(duì)水中細(xì)菌、微生物有機(jī)物質(zhì)及毒素進(jìn)行分解作用。過 程為：〇3-〇2+(0) (0)+H2〇-2HO。
[0030] (2)臭氧水體系降解污染糧食中的嘔吐毒素
[0031] 形成的臭氧水系統(tǒng)作用于污染的糧食，反應(yīng)時(shí)間為7min，結(jié)束后對(duì)處理過的糧食 用HPLC進(jìn)行毒素含量檢測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)品DON的含量為5mg/L，玉米、麩皮和小麥中DON的初始濃度 分別為2 · 93mg/kg、3 · 7mg/kg、2 · 18mg/kg。結(jié)果見表1 和圖 1。
[0032]表1糧食樣品的降解效果
[0033]
[0034] 此外，發(fā)明人還比較了其他實(shí)驗(yàn)條件下的降解效果。具體是:控制料液比1:7-1:8、 pH 6,臭氧濃度80mg/L，處理7min。其中玉米、麩皮和小麥中DON的初始濃度分別為2.93mg/ kg、3 · 7mg/kg、2 · 18mg/kg。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，降解7min后，10mg/L DON標(biāo)準(zhǔn)品的降解率為83%，玉 米、麩皮和小麥中DON的降解率分別是70.65%，76.21 %和74.86%。由此可見，采用本發(fā)明 的實(shí)驗(yàn)條件(臭氧濃度50mg/L，pH 8.2-8.6，料液比1: 5-1:6)，可以在短的降解時(shí)間內(nèi)保持 降解效果均一，而且在本發(fā)明的條件下，臭氧容易分解釋放出氧化性更強(qiáng)的0H ·(羥基自由 基），此時(shí)臭氧氧化效果較好，使得污染的糧食可以以一種方法規(guī)范化處理。
[0035]實(shí)施例2:臭氧廢氣的吸收處理
[0036]臭氧氣體屬于有害氣體，濃度為6.25Xl(T6m〇l/L(0.3mg/L)時(shí)會(huì)刺激和損害眼睛、 呼吸系統(tǒng)等黏膜組織，對(duì)人體健康產(chǎn)生負(fù)面作用，并且對(duì)環(huán)境也會(huì)造成破壞。降解反應(yīng)中殘 余的臭氧氣體若不處理會(huì)溢出到空氣中，設(shè)計(jì)是將實(shí)驗(yàn)殘余的臭氧氣體由導(dǎo)管經(jīng)過硫代硫 酸鈉溶液處理后排出，硫代硫酸鈉溶液可以將臭氧氣體吸收處理，而不會(huì)污染環(huán)境。糧食中 殘留的少量臭氧則會(huì)分解為氧氣，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，屬于環(huán)保無(wú)危害降解方法。過程 為：3Na 2S2〇3+4〇3+3H2〇 = 6NaHS〇4。
[0037]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技 術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速降解糧食中嘔吐毒素的方法，其特征包括如下步驟： (1) 將受污染的糧食原料倒入容器中，糧食原料與水按1:5-1:6的比例混合，pH為8.2~ 8.5,浸潤(rùn)糧食； (2) 打開臭氧發(fā)生器，將臭氧通入料液中，維持臭氧濃度為50mg/L，使臭氧與受污染的 糧食原料在密閉環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng);廢氣經(jīng)過輸出管道通過硫代硫酸鈉溶液吸收殘余的臭氧 氣體;將臭氧發(fā)生器連接的皮管通入容器水中與污染的糧食反應(yīng)，所述臭氧濃度為50mg/L。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)的反應(yīng)時(shí)間為7min。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述糧食原料為玉米、麩皮或者小麥。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)浸潤(rùn)是靜置10分鐘浸潤(rùn)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)的臭氧發(fā)生器出氣口的皮管 在有排風(fēng)系統(tǒng)裝置下預(yù)排放1~2min，確保臭氧發(fā)生器在敞開通風(fēng)的環(huán)境。
【文檔編號(hào)】A23L5/20GK106071661SQ201610403531
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】孫秀蘭, 孫超, 孫嘉笛, 張銀志, 紀(jì)劍
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)