小麥中嘔吐毒素的影響因素和污染特性分析

邵亮亮，杜京霖，盛林霞，房 芳，寧 暉，應(yīng)美蓉，趙美鳳

（1.浙江省糧油產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心，浙江 杭州 310012；2.浙江省糧食局直屬糧油儲(chǔ)備庫(kù)，浙江 杭州 311100）

真菌毒素污染是威脅世界各國(guó)糧食質(zhì)量安全的重要因素[1-3]，其中嘔吐毒素，也稱脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON），是小麥中污染最為普遍的一種真菌毒素，其屬單端孢霉烯族化合物，主要是禾谷鐮刀菌、黃色鐮刀菌等鐮刀菌屬的次級(jí)代謝產(chǎn)物[4]。DON有細(xì)胞毒性、免疫抑制和致畸作用，已被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)列為第3類致癌物，人和動(dòng)物在誤食被該毒素污染的食物后會(huì)導(dǎo)致各類急性中毒癥狀[5-7]。因此，世界上多個(gè)國(guó)家和地區(qū)均對(duì)DON限量作規(guī)定[8-9]。GB 2761—2017《食品中真菌毒素限量》[10]規(guī)定小麥、麥片和小麥粉中DON的限量均為1 000 μg/kg，DON超標(biāo)的小麥及其制品不能作為儲(chǔ)備糧，同時(shí)禁止流入市場(chǎng)。

小麥DON污染是世界性難題，因此有許多針對(duì)DON污染特征的研究。Yoshida等[11]研究小麥不同生長(zhǎng)時(shí)期感染赤霉病后，籽粒中DON的積累情況，Hernandez[12]和Anne[13]等研究小麥生長(zhǎng)發(fā)育期間的環(huán)境因素對(duì)DON的影響，張娜娜等[14]研究小麥重要生育期和入倉(cāng)階段的DON積累情況，趙美鳳等[15]研究小麥加工過程中DON的污染和分布規(guī)律，Delwiche[16]和Salgado[17]等研究DON污染的防控和降解措施。

小麥赤霉病粒含量通過感官檢驗(yàn)得出，但DON含量必須通過前處理、儀器檢測(cè)才能得出，因此以小麥籽粒宏觀的赤霉病粒含量反映微觀的DON含量存在爭(zhēng)議。鞏性濤等[18]認(rèn)為小麥赤霉病與DON沒有必然的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不能通過小麥赤霉病判斷DON含量。謝茂昌等[19]認(rèn)為小麥赤霉病粒含量與DON含量呈極顯著相關(guān)，可通過小麥赤霉病粒含量判斷DON含量。因此本實(shí)驗(yàn)研究不完善粒、赤霉病粒含量與DON含量的關(guān)系。此外，針對(duì)小麥赤霉病粒、破損粒、蟲蝕粒等不同粒型以及不同粒徑籽粒的DON污染特征，不同籽粒中DON含量的定量分析，及籽粒各部位和加工組成中DON分布的差異性[20-21]研究鮮見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)研究影響DON污染的相關(guān)因素，研究赤霉病粒與未染病粒、破損籽粒與完整籽粒、不同粒徑和蟲蝕類型的籽粒DON污染特性及籽粒胚部與胚乳、粒面與內(nèi)部、籽粒不同結(jié)構(gòu)中DON含量分布差異，分析小麥中DON的污染差異和分布規(guī)律，旨在為制定DON的防控措施和DON污染小麥的加工利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥：浙江2018—2020年每年6月份新收獲小麥，主要品種包括揚(yáng)麥系列（揚(yáng)麥3、10、13、14、16、17、18、19、20、23、24）共137 份，鎮(zhèn)麥系列（鎮(zhèn)麥9、12、168）共6 份，寧麥系列（寧麥13、18）共4 份，由浙江嘉興、湖州、紹興等地小麥生產(chǎn)農(nóng)戶提供。根據(jù)GB 2761—2017[10]的DON限量要求與所測(cè)含量，將小麥分為輕度污染（DON含量≤1 000 μg/kg）、中度污染（DON含量1 000～2 000 μg/kg）、重度污染（DON含量＞ 2 000 μg/kg）共3 個(gè)水平。

DON標(biāo)準(zhǔn)溶液（CAS：51481-10-8，質(zhì)量濃度（199±10）mg/L） 上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；甲醇、乙腈（均為色譜純） 德國(guó)Merck公司；聚乙二醇（分析純） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

1260型高效液相色譜儀 美國(guó)Agilent公司；LM3100型錘式實(shí)驗(yàn)室粉碎磨 瑞典Perten公司；MOULIN CD1型實(shí)驗(yàn)室磨粉機(jī) 法國(guó)Chopin技術(shù)公司；PL202-L型分析天平 瑞士Mettler Toledo公司；DON免疫親和柱 北京華安麥科生物技術(shù)有限公司；玻璃纖維濾紙 英國(guó)Whatman公司；ZORBAX Eclipse Plus C18柱 美國(guó)Agilent公司；WS-150D型搖床 德國(guó)Wiggens公司； XW-80A型渦旋振蕩器 上海醫(yī)科大學(xué)儀器廠；4204型電動(dòng)分樣器 美國(guó)Gamet公司。

1.3 方法

1.3.1 DON提取與測(cè)定

小麥樣品的制備參考文獻(xiàn)[22]，前處理方法參考GB 5009.111—2016《食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇及其乙?；苌锏臏y(cè)定》[23]第二法：免疫親和層析凈化高效液相色譜法。將小麥樣品清雜后，通過實(shí)驗(yàn)室粉碎磨粉碎成全麥粉，過20 目曬網(wǎng)，準(zhǔn)確稱取25.00 g（若樣品量較少，按比例適當(dāng)縮減）固體粉末樣品于250 mL具塞三角瓶中，加入5.0 g聚乙二醇、100 mL去離子水，于搖床250 r/min振蕩20 min，快速定性濾紙過濾后再用玻璃纖維濾紙過濾，收集濾液，取2.0 mL濾液（DON含量較高時(shí)按比例適當(dāng)稀釋或縮減）通過免疫親和柱凈化，用去離子水淋洗免疫親和柱2 次，每次10 mL，排干后用1.0 mL甲醇洗脫，洗脫液中加入0.5 mL去離子水，混合均勻后用0.22 μm微孔濾膜過濾，收集濾液通過高效液相色譜儀測(cè)定。

高效液相色譜條件：ZORBAX Eclipse Plus C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相：A相水-B相乙腈（8∶2，V/V）；柱溫35 ℃；流速1.0 mL/min；進(jìn)樣量50 μL；檢測(cè)波長(zhǎng)218 nm。

1.3.2 不完善粒含量測(cè)定

按GB/T 5494—2019《糧油檢驗(yàn) 糧食、油料的雜質(zhì)、不完善粒檢驗(yàn)》[24]要求，將小麥樣品清雜后，縮分得到約50.0 g小樣，挑出其中的蟲蝕粒、病斑粒、破損粒、生芽粒和生霉粒，稱量并計(jì)算不完善粒含量。

1.3.3 赤霉病粒含量測(cè)定

按GB/T 22504.1—2008《糧油檢驗(yàn) 糧食感官檢驗(yàn)輔助圖譜 第1部分：小麥》[25]，挑出1.3.2節(jié)中籽粒皺縮、呆白，粒面呈紫色，或有明顯的粉紅色霉?fàn)钗?，間有黑色子囊殼的病斑粒，稱量并計(jì)算赤霉病粒含量。

1.3.4 小麥制粉

小麥清雜后，按GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》[26]測(cè)定水分含量，并調(diào)節(jié)水分至15%，潤(rùn)麥24 h，使胚乳各部分水分達(dá)到平衡，通過實(shí)驗(yàn)室磨粉機(jī)進(jìn)行制粉，收集大麩、小麩、皮磨粉和心磨粉。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2019軟件和SPSS 24.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。正態(tài)分布數(shù)據(jù)以±s表示，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)以中位數(shù)（下四分位數(shù)，上四分位數(shù)）表示，數(shù)據(jù)差異分析通過t檢驗(yàn)，單因素方差分析或非參數(shù)檢驗(yàn)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過Graph Pad Prism軟件進(jìn)行分析和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥赤霉病粒與DON污染特性分析

2.1.1 小麥不完善粒、赤霉病粒對(duì)DON污染的影響

檢測(cè)1.1節(jié)中137 個(gè)浙江本地生產(chǎn)小麥樣品中的不完善粒、赤霉病粒含量，并測(cè)定樣品DON含量（表1），測(cè)定結(jié)果分布見圖1。對(duì)小麥不完善粒、赤霉病粒含量和DON含量進(jìn)行相關(guān)性分析。

表1 小麥樣品不完善粒、赤霉病粒含量與DON含量Table 1 DON content and percentages of imperfect and gibberella damaged grains in wheat samples

圖1 不完善粒（A）、赤霉病粒（B）含量與DON含量分布Fig. 1 Distribution of DON content in imperfect (A) and gibberella damaged (B) grains

137 個(gè)小麥樣品不完善粒、赤霉病粒含量及DON含量均非正態(tài)分布，因此通過Spearman相關(guān)進(jìn)行指標(biāo)間的相關(guān)性分析，由表2可知，DON含量與不完善粒含量間存在顯著的弱正相關(guān)（P＜0.01、r＜0.4），與赤霉病粒含量存在顯著的強(qiáng)正相關(guān)（P＜0.01、r＞0.6）。

表2 不完善粒、赤霉病粒含量與DON含量相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis between DON content and percentages of imperfect and gibberella damaged grains

通過SPSS回歸分析得到赤霉病粒含量（ω）對(duì)DON含量（C）的影響程度。一元線性回歸方程為C=38 011.31ω+425.43，回歸方程極顯著（P＜0.01，回歸系數(shù)＞0，且回歸系數(shù)顯著性P＜0.01），因此赤霉病粒含量能顯著正向影響DON含量，回歸模型的決定系數(shù)R2為0.411，可知其對(duì)DON含量變化的影響比例達(dá)41.1%，因此赤霉病粒含量是影響DON含量的主要因素之一。此外，DON含量可能還受其他因素影響，如未染病小麥籽粒DON水平、小麥破碎程度、籽粒粒徑、DON在籽粒不同部位和結(jié)構(gòu)的分布等。

為進(jìn)一步研究小麥赤霉病粒對(duì)DON污染的影響程度，本實(shí)驗(yàn)對(duì)9 份不同污染水平（輕、中、重）的小麥樣品（包括揚(yáng)麥14、20、23）進(jìn)行赤霉病粒檢驗(yàn)，將籽粒分別歸入未染病粒和染病粒（赤霉病粒），分別測(cè)定其DON含量，并與原始混合籽粒DON含量進(jìn)行比較，結(jié)果見表3。在輕度、中度和重度污染水平下，小麥赤霉病粒的DON含量遠(yuǎn)高于原始混合籽粒和未染病粒，分別達(dá)到小麥原始樣對(duì)應(yīng)水平約30～60 倍。重度污染組中赤霉病粒DON含量幾乎達(dá)到GB 2761—2017[10]規(guī)定限量的100 倍。未感染籽粒DON含量?jī)H占原始樣60%～70%，其含量顯著低于赤霉病粒。中度、重度污染組中未感染籽粒的DON含量顯著低于混合籽粒。隨著小麥整體污染程度的加劇，未感染粒中DON污染程度也逐漸增加。可見小麥不同籽粒中DON含量和分布差異極大，赤霉病粒中DON含量異常高，對(duì)小麥整體DON污染影響顯著，未感染赤霉病的小麥籽粒也可能不同程度地受到DON污染。因此，生產(chǎn)中可通過分選操作去除感染赤霉病的小麥顆粒，能有效降低小麥DON含量。圖2為13 個(gè)小麥樣品經(jīng)分選操作后DON含量變化，通過分選操作可使DON平均含量從2 015.7 μg/kg降低至1 313.9 μg/kg，平均降幅達(dá)到33.1%，小麥赤霉病粒分選前后兩組小麥DON含量具有極顯著差異（P＜0.01，表4）。

圖2 小麥分選前后DON含量差異Fig. 2 Difference in DON content in wheat before and after sorting

表3 赤霉病、未染病、混合粒中DON含量差異Table 3 Difference in DON content among gibberella damaged, uninfected and mixed grains μg/kg

表4 小麥分選前后DON含量差異Table 4 Difference in DON content in wheat before and after sorting

2.1.2 小麥赤霉病粒含量與DON含量的關(guān)系

小麥籽粒中赤霉病粒含量一般并不高，如表1中 137 個(gè)小麥樣品赤霉病粒含量中位數(shù)為1.90%，GB 1351—1999《小麥》[27]曾規(guī)定赤霉病粒最大允許含量為4.0%。雖然小麥籽粒中赤霉病粒含量不高，但由表4可知，其影響小麥分選前DON總含量的三分之一左右（701.8 μg/kg）， 其余DON含量由未染病粒引起。未染病粒中的DON在小麥灌漿后期受鐮刀菌感染并累積而來(lái)，所以籽粒在外觀上并無(wú)明顯差異[28]。因此，小麥赤霉病粒和未染病粒均影響DON含量，DON含量與赤霉病粒含量按Y＝[m×X×C1+m×（1－X）×C2]/m＝（C1－C2）X+C2計(jì)算，式中：Y為樣品中DON含量/（μg/kg），表示小麥樣品整體DON污染水平；m為試樣質(zhì)量；X為樣品赤霉病粒含量/%；C1為赤霉病粒DON含量/（μg/kg）；C2為未染病粒DON含量/（μg/kg），表示小麥樣品的未發(fā)?。ㄕ＃┳蚜ON污染水平。

產(chǎn)地、等級(jí)、品種、收獲時(shí)間完全相同的小麥樣品或同一倉(cāng)儲(chǔ)藏均勻扦樣并充分混合而獲得的小麥樣品，其赤霉病粒、未染病粒中DON污染水平確定，因此式中C1、C2均為常數(shù)，此時(shí)DON含量與赤霉病粒含量應(yīng)具有線性相關(guān)性。本實(shí)驗(yàn)對(duì)DON含量與赤霉病粒含量的線性相關(guān)性進(jìn)行驗(yàn)證，選擇1 個(gè)DON陽(yáng)性樣品（揚(yáng)麥23中DON含量為3 050.22 μg/kg、赤霉病粒含量為1.0%）分離出其中的赤霉病粒，將剩余的未染病粒分為6 份，按比例加入混勻的赤霉病粒，配制成赤霉病含量分別為0.0%、1.0%、2.0%、4.0%、6.0%、10.0%的樣品，測(cè)定該系列樣品的DON含量，結(jié)果見表5。

表5 赤霉病粒含量對(duì)應(yīng)樣品中DON含量Table 5 DON contents in wheat samples with different percentages of gibberella damaged grains

通過擬合DON含量與赤霉病粒含量的關(guān)系，得到回歸方程為Y=703.7X+2 332.1，R=0.999 9，可見兩者具有很強(qiáng)的相關(guān)性，這與韓建平等[29]的發(fā)現(xiàn)一致?；貧w方程中C2=2 332.1，即小麥未染病粒中DON含量為2 332.1 μg/kg；C1=703.7，即赤霉病粒含量浮動(dòng)1%時(shí)，DON含量的變化幅度達(dá)到703.7 μg/kg。當(dāng)X=1.0時(shí)，可知小麥樣品DON含量Y=3 035.8 μg/kg；當(dāng)X=100時(shí)，可知赤霉病籽粒DON含量為72 702.1 μg/kg，理論結(jié)果與實(shí)測(cè)值相符。因此，理論上相同產(chǎn)地、等級(jí)、品種、收獲時(shí)間或籽粒分布均勻的小麥樣品可通過赤霉病粒含量預(yù)測(cè)DON污染水平。

實(shí)際工作中，不同小麥之間赤霉病粒含量與DON污染水平不呈特定的線性關(guān)系，如圖3所示。16 個(gè)小麥樣品（包括揚(yáng)麥、鎮(zhèn)麥、寧麥系列不同品種）的DON含量與赤霉病粒含量未呈良好線性關(guān)系，其原因?yàn)椴煌←準(zhǔn)墚a(chǎn)地、等級(jí)、品種、收獲時(shí)間等因素影響，不同籽粒DON污染程度并不同，所以C1、C2不同造成回歸方程的差異，因此不同產(chǎn)地、等級(jí)、品種、收獲時(shí)間的小麥不能僅通過赤霉病粒含量預(yù)測(cè)DON污染程度。

圖3 小麥DON含量與赤霉病粒含量關(guān)系Fig. 3 Relationship between DON content and percentage of gibberella-damaged grains in wheat samples

此外，通過本節(jié)公式也能分析省外或進(jìn)口DON含量較低的白小麥（如澳麥），小麥赤霉病粒含量X很低，未染病粒DON含量C2也很低，通過樣品中DON含量的計(jì)算公式也可得出整體DON污染水平較低的結(jié)論，理論值與實(shí)測(cè)值相符。

2.2 小麥破損粒與DON污染特性分析

小麥在收獲、烘干、運(yùn)輸清理、入庫(kù)、儲(chǔ)藏等過程都可能發(fā)生籽粒壓扁、破碎的情況，因此小麥不完善粒中破損粒占相當(dāng)大比例。本實(shí)驗(yàn)研究小麥完整粒與破損粒中DON的差異，從而進(jìn)一步揭示DON的污染規(guī)律。由上述研究可知，小麥不完善粒中的赤霉病粒對(duì)DON影響極大，即使是幾顆赤霉病粒也會(huì)對(duì)樣品DON產(chǎn)生極大影響，為在DON與破損粒關(guān)系的研究中消除這一影響因素，實(shí)驗(yàn)采用未染病小麥（揚(yáng)麥20）的正常籽粒，在不同的DON污染水平下，測(cè)定樣品中完整粒與破損粒中DON含量，結(jié)果見表6。

表6 混合、破損粒與完整粒中DON含量Table 6 DON contents in lightly, moderately and heavily polluted samples of mixed, broken and intact grains μg/kg

隨著小麥DON污染程度的加深，小麥完整、破損籽粒的DON污染程度也逐漸升高，在同一污染水平的完整、破損籽粒DON含量有顯著差異，完整籽粒DON含量?jī)H占總樣本DON含量的50%～70%，而破損籽粒中DON含量顯著偏高。本實(shí)驗(yàn)中中度污染的小麥樣品DON含量超過GB 2761—2017[10]中DON限量值，其完整籽粒DON含量并未超標(biāo)，而輕度污染小麥樣品的破損籽粒DON含量接近GB 2761—2017[10]中DON限量值的3 倍。小麥的破損程度越大，DON污染越嚴(yán)重，其原因可能為小麥破損籽粒由于胚或胚乳遭到破壞而失去表皮保護(hù)，暴露在外的干物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分為真菌等微生物提供了良好的生長(zhǎng)、繁殖條件，并產(chǎn)生真菌毒素，從而積聚了DON含量，而完整粒由于外果皮和種皮的保護(hù)，真菌活性較低，且不容易入侵內(nèi)部。生產(chǎn)中也可基于這一發(fā)現(xiàn)而對(duì)小麥分級(jí)，去除大部分破損粒，從而降低小麥DON含量。

2.3 小麥籽粒粒徑與DON污染特性分析

小麥不同穗位和粒位的穎花分化、發(fā)育順序、開花時(shí)間等方面存在很大差異，強(qiáng)勢(shì)粒開花早、胚乳充實(shí)度好，而弱勢(shì)粒開花晚、胚乳充實(shí)度差[30]。因此，小麥?zhǔn)斋@時(shí)的籽粒粒徑不同。一般小麥籽粒粒徑在1.5～4.5 mm之間，因此通過1.5、4.5 mm的粒徑篩選掉大樣雜質(zhì)，而孔徑在1.5～4.5 mm之間的篩網(wǎng)能進(jìn)一步分離粒徑不同的籽粒。通過比較粒徑不同的小麥籽粒中DON含量，可反映小麥強(qiáng)勢(shì)、弱勢(shì)粒受DON污染程度的差異，并為籽粒的分級(jí)分選提供參考。本實(shí)驗(yàn)選取9 個(gè)已知DON含量的小麥樣品（揚(yáng)麥23），通過3.0 mm篩進(jìn)行篩選，可分別得到篩下的小顆粒樣品和篩上的大顆粒樣品，并分析其中DON含量的差異，結(jié)果見表7。

表7 不同類型籽粒的DON含量Table 7 DON contents in lightly, moderately and heavily polluted grains with different sizes μg/kg

從表7可知，粒徑不同的籽粒DON污染存在差異，同一污染水平內(nèi)，小顆粒樣品DON含量普遍高于樣品整體，結(jié)果約為混合籽粒的1.4～1.6 倍。大顆粒樣品中DON含量均小于混合籽粒，其含量占試樣整體的80%～94%。中度、重度污染水平的小顆粒DON含量顯著高于混合顆粒和大顆粒小麥，隨著小麥DON污染程度的加深，不同顆粒中的DON污染程度均逐漸升高。其原因有3 方面：1）大部分小顆粒在小麥生長(zhǎng)階段屬弱勢(shì)粒，其穗位、粒位在背陰、潮濕的環(huán)境更容易感染赤霉病等病害；2）由于小麥籽粒受果皮、種皮保護(hù)，真菌產(chǎn)生DON等次級(jí)代謝產(chǎn)物常分布在外表皮上，小麥灌漿后，大顆粒小麥胚乳充實(shí)度好，內(nèi)部胚乳質(zhì)量占比大，而小顆粒胚乳充實(shí)度差，胚乳質(zhì)量占比小，質(zhì)量相等時(shí)，籽粒越大，總樣本DON含量越低；3）小麥不完善粒中的赤霉病粒由于皺縮，其體積、粒徑也會(huì)縮小，更可能通過3.0 mm篩孔，使得小顆粒樣品中DON含量進(jìn)一步升高?？梢姡a(chǎn)中通過分級(jí)作業(yè)，將粒徑較小的顆粒去除嗎，也能一定程度上降低小麥中的DON含量。

2.4 小麥籽粒不同部位DON的污染特性分析

小麥籽粒主要由胚、胚乳組成。胚是小麥籽粒最重要的結(jié)構(gòu)之一，在小麥儲(chǔ)藏過程中仍保持生命活性，適宜條件能萌發(fā)，生長(zhǎng)出新的植株，呼吸作用加速小麥胚部微生物的多種生命活動(dòng)。為研究小麥不同部位DON污染的差異性，本實(shí)驗(yàn)選取9 個(gè)未染病的小麥樣品（包括揚(yáng)麥20、23、24）為分離出胚部與胚乳，分別測(cè)定DON含量，并與小麥籽粒整體進(jìn)行比較，結(jié)果見表8。

表8 小麥籽粒部位的DON含量Table 8 DON contents in different parts of lightly, moderately and heavily polluted wheat grains μg/kg

從表8可知，籽粒不同部位DON污染程度并不同，同一污染水平的小麥胚部和胚乳DON含量具有顯著差異，胚部的DON含量比籽粒整體要高，而胚乳比整體低，隨著小麥DON污染程度的加深，小麥各部位中的DON污染程度也逐漸升高。小麥胚部DON污染更為嚴(yán)重的原因可能跟胚芽的生命活動(dòng)有關(guān)，如孫寶勝[20]發(fā)現(xiàn)DON含量存在隨小麥生芽粒含量升高而增大的趨勢(shì)。由于胚是生命體，營(yíng)養(yǎng)成分豐富，在胚萌動(dòng)、生芽等過程，種皮會(huì)隆起和破裂，相比籽粒其他種皮和果皮緊密覆蓋的部分，胚部營(yíng)養(yǎng)豐富，生命活動(dòng)旺盛，真菌等微生物生長(zhǎng)繁殖較快，更易積累DON等次級(jí)代謝產(chǎn)物，因此DON含量比胚乳部位更高。不同污染水平下，污染更嚴(yán)重的小麥籽粒，表面可能有更多產(chǎn)毒真菌群和更持久、旺盛的微生物活動(dòng)，因此胚部受到更嚴(yán)重污染。小麥籽粒因微生物活動(dòng)、外力作用而嚴(yán)重?fù)p害胚部，胚部掉落后，暴露的胚乳加劇真菌的感染。由此可見，應(yīng)考慮安全因素，如果小麥整體DON含量較高，胚芽中的DON含量不應(yīng)忽視，制成胚芽粉或?qū)⑵渥鳛槊娣凵a(chǎn)原料會(huì)增加產(chǎn)品DON超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 小麥蟲蝕粒中DON的污染特性分析

小麥在儲(chǔ)藏過程中可能受到不同蛀蝕性害蟲侵害，主要害蟲有麥蛾、玉米象、谷蠹等[31]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小麥籽粒在受到害蟲蛀蝕初期1 個(gè)月內(nèi)的籽粒損害如圖4所示。表9為相同的小麥樣品（揚(yáng)麥14）在同一時(shí)期內(nèi)被麥蛾（幼蟲）、玉米象分別蛀蝕后DON含量變化。被麥蛾幼蟲蛀蝕的小麥顆粒，胚幾乎全被蛀蝕或掉落，蛀蝕后DON含量顯著降低，而被玉米象蛀蝕的小麥顆粒，胚乳受損而胚部普遍完好，蛀蝕后DON含量變化不明顯。

圖4 2 種蟲蝕粒類型Fig. 4 Two types of injured grains

表9 小麥蛀蟲蝕粒的DON含量Table 9 DON contents in different types of injured grains

不同小麥蛀蟲蝕粒中DON污染有不同的變化趨勢(shì)，但目前鮮見小麥不同蟲蝕粒中DON污染特性的相關(guān)研究，張玉榮等[32]研究玉米象侵害后小麥的品質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)水分含量略微升高，小麥感染玉米象前45 d小麥千粒質(zhì)量與無(wú)蟲小麥相比略有下降，其可能導(dǎo)致小麥?zhǔn)苡衩紫笄治g初期DON變化不明顯。由于玉米象主要蛀蝕胚乳，其中DON污染水平比小麥整體DON污染水平低，雖然DON隨一部分胚乳損失而減少，但千粒質(zhì)量的略微降低使DON變化趨勢(shì)并不明顯；而受到麥蛾幼蟲侵害的小麥籽粒，由于首先侵害胚部，其中DON污染水平顯著高于胚乳，胚部蛀蝕而缺失后，造成整體DON污染水平顯著降低。此外，小麥也可能受其他種類的害蟲蛀蝕，而蟲蛀后期隨著蟲蛀程度進(jìn)一步加深，蟲口密度增加，千粒質(zhì)量呈進(jìn)一步下降趨勢(shì)，胚和胚乳大量損失，麩皮相對(duì)含量增加，真菌在水分含量升高、胚乳暴露時(shí)活動(dòng)加劇，這些因素可能導(dǎo)致DON含量增加。

2.6 小麥籽粒粒面與內(nèi)部DON含量分析

小麥籽粒外部有表皮、下表皮、種皮等結(jié)構(gòu)包裹和覆蓋，真菌污染時(shí)，先附著在外表皮，因此外表皮是保護(hù)胚乳的第一道防線。外表皮中DON含量的高低可反映小麥籽粒整體的污染程度。由于外表面直接與外界接觸，因此可通過水提法提取粒面DON，而表皮內(nèi)側(cè)、下表皮、胚乳等內(nèi)部組織中DON由于跟水隔絕，并不能被有效提取。本實(shí)驗(yàn)選取不同污染水平的小麥樣品（揚(yáng) 麥13），去除破損粒和蟲蝕粒后得到樣品A、B、C，測(cè)定DON含量，并通過顆粒直接水提法測(cè)定DON含量，小麥籽粒粒面與內(nèi)部DON的污染數(shù)據(jù)如表10所示。

表10 小麥籽粒粒面與內(nèi)部DON含量Table 10 DON contents in the surface and interior of wheat grains μg/kg

小麥籽粒粒面DON含量占籽粒整體DON含量的35.2%～52.1%，且隨著小麥整體DON污染程度加深，粒面DON含量占比升高。說明隨著真菌污染程度的加深，DON在表面的積累速度超過了向內(nèi)污染的速度。雖然籽粒內(nèi)部DON污染無(wú)法通過物理手段有效降低，但通過水洗就可快速將粒面DON去除，達(dá)到DON防控和降低DON含量的目的。樣品A、B的DON含量均已超過GB 2761—2017[10]規(guī)定限量要求，但水洗后，剩余部分DON含量均在限量范圍之內(nèi)，二者DON降幅可達(dá)35.2%～46.0%。

2.7 小麥胚乳結(jié)構(gòu)中DON污染特性分析

小麥籽粒表皮不宜直接食用，主要可食用部分是呈粉質(zhì)的胚乳，所以小麥傳統(tǒng)的使用方式是加工成面粉。小麥制粉時(shí)外層的表皮、胚進(jìn)入麩皮，靠近表皮部分的胚乳形成皮磨粉，靠近中心的胚乳則成為心磨粉，因此通過小麥制粉后測(cè)定各組成的DON含量可反映小麥胚乳各結(jié)構(gòu)中DON的污染特征。本實(shí)驗(yàn)選取不同污染水平的小麥樣品（包括揚(yáng)麥13、14、20、23、24），分別測(cè)定磨粉制得大麩、小麩、皮磨粉、心磨粉中DON含量，結(jié)果見表11。

表11 小麥制粉后各組分DON含量Table 11 DON contents in milling fractions from lightly, moderately and heavily polluted wheat grains μg/kg

比較小麥和制粉加工后各組分DON的含量可知，胚乳不同結(jié)構(gòu)中DON污染具有明顯差異，大麩中DON含量均比小麥高，小麩中DON含量與小麥差異不明顯，而皮磨粉和心磨粉中DON含量均比小麥低，心磨粉與皮磨粉相比DON含量更低。皮磨粉DON含量為小麥的47.3%～83.8%，平均為64.9%；心磨粉DON含量為小麥的43.3%～69.7%，平均為58.1%。大麩中DON含量為全麥粉的1.1～1.6 倍，平均為1.3 倍，小麩中DON含量與小麥基本持平。小麥粉各組成中DON含量差異也反映小麥胚乳中DON的污染規(guī)律，越靠近外層，DON污染越嚴(yán)重，越靠近籽粒中心，DON污染越輕。從表11可知，DON中度污染的小麥樣品磨粉后得到的小麥粉DON含量可降至限量值1 000 μg/kg附近，因此實(shí)際生產(chǎn)中可通過制粉加工處理DON輕度污染的小麥，以降低DON含量[33]。

2.8 多種因素共同影響小麥DON污染特性的探討

小麥的DON污染是動(dòng)態(tài)過程，其影響機(jī)制十分復(fù)雜，外界氣候、環(huán)境、蟲害、病害發(fā)生情況，小麥的品種、產(chǎn)地、籽粒生長(zhǎng)發(fā)育情況及儲(chǔ)藏方式等因素均能對(duì)DON污染結(jié)果產(chǎn)生影響。限于篇幅，本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)浙江生產(chǎn)的常見小麥品種在籽粒感染不同病蟲害、破損粒型、籽粒粒徑、部位、結(jié)構(gòu)、內(nèi)外層次等因素作用下DON污染特性進(jìn)行分析，關(guān)于不同產(chǎn)地、品種小麥的污染差異、儲(chǔ)藏條件的DON污染特性另作研究。針對(duì)特定產(chǎn)地和品種的小麥DON影響因素和污染規(guī)律可為小麥產(chǎn)區(qū)和小麥品種的推廣選育提供一定參考。我國(guó)不同小麥生產(chǎn)區(qū)、不同的小麥品種DON污染特性可能也存在差異，因此實(shí)驗(yàn)對(duì)浙江本地常見小麥品種（揚(yáng)麥）DON污染特性的研究結(jié)論可能并不適用于其他小麥產(chǎn)區(qū)或小麥品種，本實(shí)驗(yàn)研究成果的適用范圍有待進(jìn)一步研究。

本實(shí)驗(yàn)關(guān)于小麥不同粒型、粒徑、部位、結(jié)構(gòu)和內(nèi)外層次等因素影響的DON污染特性研究是基于控制相關(guān)變量，如研究破損粒中DON污染特性需控制赤霉病粒的影響，研究籽粒不同部位DON污染差異以正常顆粒的完整籽粒為對(duì)照組進(jìn)行研究。但實(shí)際生產(chǎn)受多種因素共同影響，最終結(jié)果可能會(huì)產(chǎn)生偏差。如正常情況下，胚乳DON含量比胚部低，但由于胚乳體積更大，更易發(fā)生赤霉病感染或破損，從而也可能造成DON含量高于胚部。因此實(shí)際檢測(cè)需綜合各因素對(duì)小麥DON污染結(jié)果的影響。

此外，關(guān)于小麥污染特性的研究結(jié)論是通過比較相同DON污染水平（輕度、中度、重度）的樣品而得出，但實(shí)際檢測(cè)的未知樣品DON含量未知，則不能使用前述研究結(jié)論直接判斷。如相同污染水平的小麥大顆籽粒DON含量顯著低于小顆籽粒，但不同污染水平的高污染水平大顆籽粒DON含量仍有可能高于低污染水平的小顆籽粒。對(duì)于相同麥田、品種、收割時(shí)間的整倉(cāng)小麥可適用于本研究結(jié)論進(jìn)行判斷。對(duì)于未知樣品，通過DON整體污染水平的初篩，確定污染水平，并判斷不同籽粒、不同部位的污染大致范圍，以決定是否需要通過降低赤霉病粒、破損粒、小顆籽粒進(jìn)行DON減控作業(yè)或留胚加工等。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)研究浙江生產(chǎn)小麥的DON污染影響因素、污染特性，結(jié)果表明影響小麥DON含量的因素有多種，其中赤霉病粒對(duì)DON具有顯著影響；籽粒破損、顆粒粒徑、蟲蛀類型對(duì)DON污染程度也有影響，籽粒的不同部位和組成中，DON污染具有明顯差異。DON含量與不完善粒含量呈顯著的弱正相關(guān)，與赤霉病粒含量呈顯著的強(qiáng)正相關(guān)，但不同小麥DON含量與不完善粒、赤霉病粒含量并不具有特定的線性關(guān)系；小麥赤霉病粒DON含量顯著高于未染病粒。相同污染水平的破損粒DON含量顯著高于完整粒，小顆粒DON含量顯著高于大顆粒，胚部DON含量顯著高于胚乳部分。小麥籽粒越靠近外層，污染越嚴(yán)重，越靠近胚乳中心，污染越輕。與小麥相比，制粉后麩皮中DON含量升高，而可食用的小麥粉中DON含量降低。

本實(shí)驗(yàn)將小麥劃分為輕度、中度、重度污染水平進(jìn)行分類研究，并系統(tǒng)地從不同粒型（完善粒與不完善粒，包括赤霉病粒、破損粒、蟲蝕粒），不同粒徑（大顆粒、小顆粒），不同部位（胚部、胚乳），不同結(jié)構(gòu)（內(nèi)、外部），內(nèi)外層次（大麩、小麩、皮磨粉、心磨粉）對(duì)DON污染特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)研究，特別是對(duì)赤霉病粒、蟲蝕粒等不完善粒及不同粒徑DON污染情況進(jìn)行全新的研究和探討，并通過統(tǒng)計(jì)分析，作出更全面、科學(xué)的結(jié)論。

小麥不同粒型、籽粒各部位DON的污染差異可以為毒素污染的防控和加工提供參考，生產(chǎn)中通過分級(jí)、分選操作，篩除赤霉病粒、破損粒、部分小顆粒能有效降低DON污染水平。通過水洗操作能大幅降低籽粒粒面的DON污染程度。制粉加工可獲得污染程度較輕的小麥粉，而胚、麩皮等部位DON污染水平較高，應(yīng)充分評(píng)估污染風(fēng)險(xiǎn)后加以合理利用。