小麦及其馒头制品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇含量的测定*

刘 宁，赵 佳,2，任 歌

（1.陕西科技大学食品与生物工程学院，西安 710021；2.西安市粮油质量检验中心，西安710003）

小麦赤霉病由多种镰刀菌引起，是全球范围内小麦的主要病害之一。病麦中的镰刀菌可产生多种单端孢子，这种单端孢子大多可产毒，即为单端孢霉烯族毒素。谷物中常见的单端孢霉烯族毒素有20多种，其中脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）是小麦中最主要的粮食污染毒素之一[1]。2016年，在河北抽样调查的672份小麦样品中，有91.5%的样品检出DON[2]。2020年3月，《消费者报道》整理了国家、省级市场监督管理局以及部分省市市场和质量监督管理委员会公布的自2015年2月～2020年2月对小麦粉的质量抽检数据。结果显示，近5年监管部门共检出235批次不合格小麦粉，其中DON超标导致小麦粉不合格问题最为突出，不合格比例为76.6%。DON慢性毒性实验发现，摄入DON会导致肝癌的发生。知名国际癌症研究机构IARC已将DON列为第3类致癌物质[3]。

小麦是我国的3大主食来源之一，小麦粉及其制品中的DON超标事件屡次发生，在一次对安徽省人群膳食DON暴露量的调查发现，馒头、花卷和面条等小麦制品是其主要暴露来源[4]。据报道，因小麦品种的不同，毒素侵入小麦籽粒的程度有所不同，经碾磨后，小麦制出的面粉及面制品中毒素含量也存在差异。本研究以自然污染小麦为对象，加工制成全麦粉、特制二等粉，并进一步加工制成馒头，探究发酵粉和添加食用碱面对馒头中DON含量的影响，旨在为小麦制粉和馒头加工企业对DON的控制提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

自然污染小麦：实验室留存；甲醇：色谱纯，德国默克公司；DON 标准样品（1000 mg/kg）：色谱纯，国家粮科院；硫酸：分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司。

1.2 主要仪器与设备

JFSD-70实验室粉碎磨：上海嘉定粮油仪器有限公司；LRMM8040-3-D实验磨粉机：无锡锡粮机械制造有限公司；JXFM110全自动锤式旋风磨：郑州中谷机械设备有限公司；JHMZ 200和面机、JXFD 12恒温恒湿醒发箱：北京东方孚德技术发展中心；Z-32-HK高速冷冻离心机：德国HERMLE公司；R5901免疫亲和柱：德国拜发中国子公司；Agilen 1200高效液相色谱仪：安捷伦科技（中国）有限公司；Turbovap Lv氮吹仪：拜泰齐贸易（上海）有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 全麦粉、特制二等粉和馒头的制备

以实验室留存自然污染小麦样品为原料，进行全麦粉和特制二等粉的制备。制备前挑出小麦样品中的杂质[5]，用湿布擦去麦粒表面灰尘并晾干，倒入锤式旋风磨制备全麦粉。参照GB/T 20571-2006《小麦储存品质判定规则》[6]使用实验室磨粉机制备特制二等粉。

使用已制得的全麦粉和特制二等粉进行馒头的加工，其方法参照GB/T 20571-2006附录A《小麦蒸煮品质评定试验方法》。加工好后晾干，粉碎备用。

1.3.2 小麦质量及品质检测

参照GB 1351-2008《小麦》[7]检测小麦的质量指标，包括水分、容重、不完善粒、杂质、色泽气味等。参照GB/T 14614-2019《粮油检验 小麦粉面团流变学特性测试 粉质仪法》、GB/T 14615-2019《粮油检验小麦粉面团流变学特性测试 拉伸仪法》、GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》、GB/T 10361-2008《小麦、黑麦及其面粉，杜伦麦及其粗粒粉降落数值》等检测小麦的品质指标，包括稳定时间、拉伸面积、粗蛋白、降落数值、沉降值、面筋指数等。

1.3.3 全麦粉、特制二等粉质量指标检测

参照 LS/T 3244-2015《全麦粉》、GB 1355-1986《小麦粉》检测全麦粉和小麦粉的质量指标。

1.3.4 小麦籽粒、全麦粉、小麦粉及馒头等制品中DON含量测定

制备全麦粉、特制二等粉、全麦粉馒头、特制二等粉馒头，参照GB 5009.111-2016《食品安全国家标准食品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其乙酰化衍生物的测定》中的高效液相色谱法，进行样品中DON的提取、净化、洗脱等操作，上机检测。

1.3.5 馒头加工影响因素实验

根据馒头蒸制的常用方法，以自然污染DON的小麦制备的特制二等粉为原料，设计不同酵母、食用碱面添加量进行馒头的蒸制，研究DON在馒头加工过程中含量变化的有效影响因素。

（1）发酵粉添加量：设计 0.2 g、0.5 g、1.0 g、2.0 g及3.0 g酵母粉添加量，将其溶于40 mL 38℃的蒸馏水中，加入自然污染小麦加工制得的特制二等粉中进行馒头加工，特制二等粉的用量为200 g，研究不同发酵粉添加量对DON去除效果的影响。

（2）食用碱面添加量：将0.8 g酵母粉溶于40 mL 38℃的蒸馏水中，加入自然污染小麦加工制得的特制二等粉进行和面，待醒发过程结束后，分别加入 0.1 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g 及 0.5 g 食用碱面， 简单揉制压片成型、二次醒发及蒸制，在二次醒发后和蒸制后分别取样，研究不同食用碱面添加量对DON去除效果的影响。

2 结果与分析

2.1 小麦质量及品质检测结果

小麦的质量检测项目包括容重、不完善粒、杂质、水分、色泽气味等。容重是小麦质量的综合标志，与籽粒的组织结构、化学成分、籽粒形状、含水量、比重等密切相关。以容重大小衡量小麦等级，3等容重为750～770 g/L，这是小麦允许入库储存的最低标准。不完善粒是指受到损伤但尚有食用价值的小麦籽粒，包括虫蚀粒、病斑粒、破损粒、生芽粒和生霉粒。其中病斑粒、生霉粒对小麦的DON污染有正相关关系。小麦中的水分包含籽粒里的游离水和结合水，其与小麦总重量的百分比即小麦的水分含量，它是反映小麦耐储藏性能的指标。由表1可知，本实验小麦属于3等麦，不完善粒小于8.0%，杂质总量小于1.0%，水分小于12.5%，质量指标均未出现超标情况。

表1 小麦质量检测结果

小麦的品质检测项目包括稳定时间、拉伸面积、降落数值、沉降值、粗蛋白及面筋指数等。其中稳定时间反映面团的耐搅拌程度，稳定时间越长，说明面粉筋力越强，韧性越好。小麦专用粉（馒头粉、面条粉等）质量指标中明确规定了稳定时间值，以确保小麦粉品质。拉伸面积即拉伸能量，能量越大，筋力越强，烘焙质量越好，当其小于50 cm2时，小麦粉烘焙特性较差。小麦硬度反应小麦胚乳的质地，是抵抗外力作用下发生破碎和变形的能力，它是评价小麦加工品质和食用品质的重要指标，也是小麦分类和定价的重要依据。硬度指数不低于60为硬质小麦，硬度越高面筋含量及质量越高。面筋指数越大，面筋筋力越强，反之，面筋指数越小，面筋筋力越弱。有实验表明[8]，面筋指数为45%～65%时，最适用于馒头的制作。面筋吸水率是小麦储存品质的重要指标，当面筋吸水率低于180%时，已为轻度不宜存小麦。

由表2可知，本实验小麦稳定时间处于3～5 min之间，拉伸面积大于50 cm2，沉降值处于30.0～45.0 mL之间，粗蛋白（干基）小于14%，大于11.5%，可作为中筋小麦粉的原料。降落数值大于190 s，面筋吸水量大于180%，属于宜存小麦。硬度为68.4%，为硬质小麦。面筋指数处于45%～65%之间，适用于馒头的制作。综合来看，自然污染DON的小麦质量和品质未出现降低现象。

表2 小麦品质检测结果

2.2 全麦粉、特制二等粉质量指标检测

将自然污染小麦进行全麦粉和特制二等粉的制备后，对其质量指标进行检测，实验结果见表3、表4。由表3可知，全麦粉水分含量为10.3%，小于小麦籽粒的水分11.6%。灰分（以干基计）为1.6%，总膳食纤维含量（以干基计）为23.1%，含砂量、磁性金属物未检出，质量指标全部符合国标要求。脂肪酸值（以干基KOH计）为37.3 mg/100 g，质量良好。

表3 全麦粉质量检测结果

由表4可知，特制二等粉的水分为13.4%，灰分（以干基计）为0.58%，面筋质（以湿重计）为29.1%，脂肪酸值（以干基KOH计）为21.3 mg/100 g，含砂量、磁性金属物未检出。粗细度为全部通过CB30号筛，留存在CB36号筛的为0.2%，质量指标均符合国标要求。由此可得，自然污染DON的小麦加工制得的全麦粉和特制二等粉的质量不一定会降低。

表4 特制二等粉质量检测结果

2.3 小麦及馒头等制品中DON含量测定

取 50 μL浓度为 0.1～1.0 μg/mL的 DON 标准工作液，按液相色谱条件进行检测，得到如图1所示的DON标准工作液色谱图。由图1知，DON标准样品的保留时间为6.651 min，目标峰分离度良好，未见拖尾等不良现象。以DON标准工作液浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制DON标准曲线。可得到DON标准曲线方程为y=38.854x-3.0071，相关系数R2=0.9987，线性关系较好。

图1 DON标准溶液高效液相色谱图

全麦粉是由小麦籽粒经清理后不脱皮进行整籽粒磨粉后制得的，特制二等粉是小麦经过清理、润麦、小麦皮磨和心磨后所制得的小麦粉。两种制粉方法的主要区别在于小麦麦皮的去除与否。由图2可知，自然污染小麦中的DON含量为0.881 mg/kg。全麦粉DON的含量较原小麦有所升高。吴丽[9]的相关研究发现，热加工会使得DON乙酰基衍生物转化为DON。本实验中，由于小麦基质存在复杂性，采用全自动锤式旋风磨进行磨粉时会产生摩擦热，这可能导致小麦中少许DON乙酰基衍生物转化成DON，从而表现出DON检出水平的升高。特制二等粉DON的含量较原小麦均有所下降，其主要原因是经过皮磨，小麦的麦皮被去除，富集在麦皮上的DON随之被去除，从而表现出DON检出水平的降低。磨粉后所得的麸皮中DON的含量较原小麦升高幅度较大，这也进一步说明DON在污染小麦的麦皮中的分布更多。全麦馒头中DON的含量较原小麦和全麦粉相差不大，而特制二等粉馒头中DON的含量较原小麦和特制二等粉有一定下降。由此可得，随着加工工序的逐步增多，小麦制品中DON含量逐步降低。

图2 自然污染小麦及其制品中DON含量

2.4 不同因素对馒头加工中DON的含量影响

2.4.1 发酵粉添加量的影响

馒头加工过程中，酵母对面团的发酵起到关键性作用。本实验中，馒头蒸制选用特制二等粉（用量为200 g），其DON含量为0.822 mg/kg。由图3可知，当馒头中发酵粉的添加量为0.2 g时，发酵面团中DON的含量为0.795 mg/kg。当发酵粉的添加量增大为3.0 g时，DON的含量为0.781 mg/kg。与馒头制备原料特制二等粉相比，发酵粉的添加对DON含量变化的影响不大。

图3 不同发酵粉添加量馒头中DON的含量

2.4.2 食用碱面添加量的影响

传统的馒头制作过程中常添加食用碱面，其主要成分是碳酸钠。可中和面团发酵过程中产生的酸，改善口感。一般蒸制过程中，当碱面添加量高于0.5g时（特制二等粉用量为200 g），馒头会有明显的碱味，影响口感。因此，本实验研究了0.1～0.5 g食用碱面添加量对馒头中DON去除效果的影响，结果如图4所示。可以发现，在醒发后和蒸制后取样，随着食用碱面添加量的增大，馒头中DON的含量不断降低，其去除率均不断升高。与特制二等粉相比，经计算，加碱醒发后DON的去除率为4.99%～8.52%，加碱蒸制后的去除率为10.10%～24.57%。随着加碱量的增大，DON的去除率也随之升高。当食用碱面的添加量为0.5 g时，DON的去除率最高。由此可知，加碱和蒸制过程对馒头中DON的去除均较为有效。

图4 不同食用碱面添加量馒头醒发后和蒸制后DON的含量

3 结论

自然污染DON对小麦及其制得的全麦粉、特制二等粉的品质指标未产生影响。全麦粉加工过程未去除麦皮且有摩擦热产生，会导致部分DON乙酰基衍生物结构发生变化，间接增加了全麦粉中DON的含量。特制二等粉的加工过程中，小麦的麦皮被去除，富集在麦皮上的DON随之被去除，使得特制二等粉中的DON含量下降。一般来说，随着加工工序的增多，制品中DON的含量逐步降低。发酵粉的添加对馒头中DON的去除率影响不大，添加一定量的食用碱面，可有效去除馒头中的DON。