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粮食与饲料中玉米赤霉烯酮控制技术研究进展

时间:2010-10-03 07:11来源:未知 作者:华盈农牧 点击:
粮食与饲料中玉米赤霉烯酮控制技术研究进展,玉米赤霉烯酮主要污染小麦、大麦、燕麦和玉米等农作物及动物饲料,玉米赤霉烯酮不仅降低农产品和饲料品质,使经济遭受巨大的损失,而且还可通


  联合国粮农组织( FAO) 2002年资料显示,世界约有25 010的谷物不同程度地受到霉菌毒素的污染,而对饲料危害最严重的有黄曲霉菌,镰刀菌和青霉菌3种,其中,黄曲霉菌产生的毒素主要侵害肝,而对家畜繁殖性能产生影响的主要是镰刀菌产生的玉米赤霉烯酮毒素,玉米赤霉烯酮( Zearalenone,ZEN) 又称F-2毒素,是对人类和动物危害大的真菌毒素之一,玉米赤霉烯酮最初由stob等(1962)从污染了禾谷镰刀菌的发霉玉米中分离得到,是由玉米赤霉菌、禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌、粉红镰刀菌、三线镰刀菌和木贼镰刀菌等多种镰刀菌所产生的具有雌激素作用的真菌毒素,主要污染小麦、大麦、燕麦和玉米等农作物及动物饲料,玉米赤霉烯酮不仅降低农产品和饲料品质,使经济遭受巨大的损失,而且还可通过污染或残留ZEN的肉和乳等动物源性食品进入人体,对人类健康造成威胁。
1  国内外ZEN污染现状
路戈等测定了81份小麦,大米和玉米样品,这些采集的样品主要来自北京,河北和东北地区,检测结果,ZEN的检出率为100%,但多数样品的ZEN 含量较低,其中76个样品含量低于30μg/kg,占 95 010.只有2个来自天津和张家口的大米样品中 ZEN含量较高,分别为102.3和125.8μg/kg.ZEN 的最适生长温度在24~32℃,最适湿度为40%.我国多数地区雨量允沛,相对湿度较高,玉米等谷物饲料极易在生产,收获,加工,运输和贮存等环节受到霉菌污染。王若军等( 2003)从华南,华北和华中的饲料厂,仓库及客户手中采集的109个样品使用酶联免疫法测定,结果发现,在玉米饲料和全价料中,ZEN的检出率都高达100%,分别超标30.8% 和21.4%。在蛋白质饲料中ZEN的检出率高达 92.9%,超标严重.李荣涛等(2004)从全国48个地区采集小麦样本48份和玉米样本33份,采用单克隆抗体生物免疫技术和荧光光度仪测定,结果表明,小麦中ZEN阳性率为100 010,浓度范围0.014— 0.470 mg/kg,玉米中ZEN阳性率为100%,浓度范围0.018~ 0.730 mg/kg。
百奥明在2003年10月-2005年9月对亚洲饲料中所含霉菌毒素进行调查,其中,涉及1000个区域,包括中国和韩国、马来西亚、菲律宾、泰国和越南、印度、孟加拉和巴基斯坦及澳大利亚和新西兰,选取的样品共970个、包括饲料原料(如玉米、豆粕、麦,稻米和花生粕等)及饲料,以ZEN含量大于 70 μg/mg为阳性标准,亚洲与大洋洲不同地区阳性检出率分别为南非32010、北非44%、东南亚24% 和大洋洲39%。E M Binder在欧洲和地中海地区取1507个饲料和原样品进行分析,北欧ZEN阳性检测率26%,中欧46%,南欧和地中海地区23%. 粮食与饲料中ZEN的控制通过检测技术的提高,限量标准和去毒技术研究方面对粮食与饲料中ZEN含量进行控制。
2.1检测
目前,检测ZEN的方法有薄层层析法,气相色谱法,高效液相色谱法,高效液相色谱一质谱联用法,微生物检测法和免疫学检测法等.
2.1.1薄层色谱法
样品用三氯甲烷提取,用色谱硅胶柱层析净化,甲醇一三氯甲烷(3:97)洗脱ZEN,展开剂使用乙酸一三氯甲烷,乙醇一三氯甲烷或乙酸乙酯一苯,其检出限为300 ng/g.
2.1.2 ELISA法
ZEN的ELISA检测方法,1994年首次通过, 1997年最后作为AOAC法定方法,可检测玉米,小麦和猪饲料中≥800 ng/g的ZEN,样品用甲醇一水 (70:30)提取,振荡3min,过滤并分析,酶标板用 ZEN单克隆抗体包被检测加样时需在微孔中混匀液体,较为费时费力,免疫反应在常温下进行。
2.1.3  液相色谱法(LC法)
LC法用250 mL三氯甲烷提取50 g样品中的 ZEN后,用液一液分配法将毒素分配到2010的氢氧化钠中净化,用柠檬酸中和后,ZEN被分配到二氯甲烷中,在硫酸钠中干燥,此过程可有效去除提取物中杂质的干扰,纯化的残渣重新溶于0.5 mL的流动相,即样品浓缩20倍,这可检测玉米中较低浓度的ZEN,其最低检出限为50 ng/g。
2.1.4 气相色谱串联质谱法(GC - MS法)
Schwadorf等(1992)研究的GC - MS法灵敏度可达1ng/g.。
2.2 全程控制
在粮食生产和饲料生产中,控制和降低ZEN对粮食和饲料的污染水平,降低ZEN对人和动物的危害风险。
2.2.1 粮食中ZEN的控制
在农业生产中,防制粮食被真菌毒素污染,可包含2个方面的内容:1)收割前防止真菌对种子的感染.2)收割后对谷物的良好保存,或对轻度污染作物进行去毒处理.
2.2.1.1 收割前后控制ZEN污染玉米
适时收割可适当减少最终毒素污染水平,且较早收割可降低ZEN污染程度,联合收割机的合理设置也可避免毒素的污染,由于土壤中含有镰刀菌孢子,故增高收割高度可有效降低此菌污染的威胁,风扇速度优化可有效进行田间净化,不收割倒伏的作物等措施都可一定程度地避免ZEN的污染,贮藏前后粮食水分湿度的控制,真菌的生长条件水分活度必须大于0. 65,故尽可能降低水分湿度,可控制毒素对粮食的再污染,贮藏温度的控制也非常重要,将收割的粮食保存在一个绝热性良好的地窖里,地窖温度与收割温度保持接近,定时对堆积的粮食上下倒翻,既可避免温度局部过热,又可降低湿度,从而减少ZEN污染水平。
2.2.1.2 已污染玉米的去毒方法
降解粮食中ZEN的方法有物理方法,化学方法和生物技术:
1) 物理方法
对已污染ZEN谷物的物理处理方法有:剔除(剔除外表有损害的部分),水洗、脱壳、热处理、碾磨、辐照、吸附剂吸附和压煮等。
Frank(1970)已证实,γ射线对受污染的种子,食品和饲料中的真菌孢子有清除作用.Aziz利用7射线对水果中真菌毒素照射,水果中普遍存在青霉酸,展开青霉素,环匹阿尼酸,桔霉素,赫曲毒素a和黄曲霉毒素Bi等有害物质,在辐照剂量为 1.5-3.5 kGy时,辐照样比未辐照样中毒素显著降低,当剂量达到5 kGy时,辐照样未毒素检出,在贮藏28 d后,未辐照样毒素浓度远高于辐照样,进而研究了辐照对种子中烟曲霉毒素及其产毒菌串珠镰刀菌的影响,辐照剂量在4~6 kGy时,小麦和玉米中的镰刀菌生长受到抑制,在5 kGy的辐照剂量下,小麦、玉米和大麦中烟曲霉毒素分别降解96.6%,87.1%和100 010,而在7 kGy的剂量条件下,小麦和玉米中的烟曲霉毒素可完全降解。
2) 化学方法
毒素是一种化合物,可用活性强或能与之发生化学反应的物质来将其转变成其他物质,从而达到降解或除毒目的,用化学方法对毒素处理已有很多文献报道,对ZEN的化学降解方法有臭氧处理,双氧水处理和碳酸钠浸泡等。这些处理方法对已污染的粮食作物中ZEN的清除效果明显,McKenzie用臭氧对ZEN进行降解用HPLC方法检测,在15 s的时间里可100%的降解ZEN(低于高效液相检测限),并通过毒素生物感应器得知,降解后的混合物的毒性显著降低,Abd Alla等用不同浓度的双氧水对含ZEN的玉米进行处理,结果发现,双氧水的浓度,温度和处理时间影响其降解效果,在80℃的条件下,浓度10%的双氧水对含ZEN的玉米进行处理,16 h后其降解率最高,可达83.9 010;同样条件下,处理8h降解率则为75%,Faifer提出,用碳酸钠处理谷物中的ZEN,效果明显。


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