摘要：目的为了解在不同环境条件下粮食及其制品真菌毒素含量的变化趋势，为食品安全风险评估、标准制定、修订及跟踪评价提供真菌毒素含量数据。方法采用同位素稀释超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）测定小麦、玉米不同环境条件下 16种真菌毒素含量。结果小麦低温密闭的储存条件仅对伏马菌素（FB，包括FB₁、FB₂和FB₃）含量有影响，在30天FB含量变化不显著，在90天后显著提高2.1-34.0倍，对脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）含量稳定；小麦干燥通风条件下，16种真菌毒素含量30天无显著性差异，DON在90天时显著下降1.4倍，在其它时间含量变化不显著，180天DON小幅升高至0天水平，FB₂在90天和180天分别显著上升6.4倍和11.5倍，FB₃在180天显著上升2.1倍；高温高湿条件下3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-ADON)、雪腐镰刀菌烯醇(NIV)和FB₁在30天，DON、ZEN在90天时均显著降低，分别降低1.2-4.6倍，AFB₁在30天、FB₂在90天、FB₃在180天分别显著升高3.8、11.0和3.9倍；不同粮食状态贮存365天后低温麦粒和低温小麦粉除FB₂有显著性差异，DON、ZEN、FB₁以及FB₃均无显著性差异；不同包装材料真菌毒素密闭低温和干燥贮存时纸袋与塑料袋DON、玉米赤霉烯酮（ZEN）以及FB均无显著差异。玉米及其制品在不同贮存条件对DON和ZEN含量的影响无显著差异性，15-AC在3个贮存条件下都显著升高，在180天和365天黄曲霉毒素B₁(AFB₁)含量降低，黄曲霉毒素B₂(AFB₂)含量升高（除在365天低温密闭和干燥通风降低外），FB₁、FB₂和FB₃在3个贮存条件储存180天后含量均下降，至365天又有小幅回升。结论粮食及其制品中DON含量相对较稳定，小麦FB含量在三个储存条件下均有不同程度的升高，对于已经存在的真菌毒素，三种储存方式下其含量变化趋势不同，应根据不同的粮食种类选择合适的储存条件和储存时间，总体来看真菌毒素稳定存在，因此从源头控制是最好的措施，粮食储存环节也是至关重要的环节。

关键词: 粮食；小麦；玉米；储存；真菌毒素

Trends of mycotoxins in grain and its products under different environmental conditions

LI Junling

(Anyang Center for Disease Control and Prevention, Henan Anyang 455000, China)

Abstract: Objective In order to understand the changing trend of mycotoxins content in grain and its products under different environmental conditions, and to provide mycotoxins content data for grain safety risk assessment, standard formulation, revision and follow-up evaluation. Methods The contents of 16 mycotoxins in wheat and maize under different environmental conditions were determined by UPLC-MS /MS. Results The contents of Fumonisin (FB, including FB₁, FB₂ and FB₃) in wheat were only affected by the storage conditions under low temperature and airtight storage conditions. FB content was not significantly changed at 30 days, but increased by 2.1-34.0 times at 90 days, especially for the content of deoxynivalenol (DON) was stable. Under dry and ventilated conditions, there was no significant difference in the contents of 16 mycotoxins at 30 days, DON decreased 1.4 times at 90 days, and FB₂increased 6.4 times and 11.5 times at 90 and 180 days, respectively. FB₃ increased 2.1 times in 180 days. At high temperature and high humidity, 3-acetyl deoxynivalenol (3-ADon), NIvalenol (NIV) and FB₁significantly decreased at 30 days, DON and ZEN significantly decreased by 1.2-4.6 times at 90 days, respectively. AFB₁ at 30 days, FB₂ at 90 days and FB₃ at 180 days were significantly increased by 3.8, 11.0 and 3.9 times, respectively. There were significant differences between low temperature wheat grains and low temperature wheat flour except FB₂, but no significant differences between DON, ZEN, FB₁ and FB₃. There was no significant difference between paper bag and plastic bag DON, zelalenone (ZEN) and FB when the mycotoxins of different packaging materials were stored in sealed low temperature and dry. There was no significant difference in the effects of maize and its products on DON and ZEN contents under different storage conditions, 15-AC increased significantly under three storage conditions, aflatoxin B₁(AFB₁) content decreased on 180 days and 365 days, aflatoxin B₂(AFB₂) content increased (except low temperature airtight and dry ventilation decreased on 365 days). The contents of FB₁, FB₂ and FB₃ decreased after 180 days of storage, and then increased slightly after 365 days. Conclusion DON content in grain and its products is relatively stable, FB content of wheat under the condition of the three storage has the varying degree to rise, to the already existing mycotoxins, three storage mode its content change trend is different, should according to different types of grai to choose the appropriate storage conditions and storage time, overall mycotoxins are stable, So control at source is the best measure, and grain storage is also crucial.

Key words: grain; Wheat; Corn; Storage; mycotoxin

真菌毒素是由真菌产生的具有生物毒性的次级代谢产物。粮食及其制品在生长、收割、贮存、运输及加工中都会暴露或接触到产毒真菌。常见的产毒真菌有曲霉属，青霉属，镰刀菌属，目前已知的真菌毒素多达400多种，广泛存在于世界各地的粮食及其制品中，不仅造成产品品质下降、经济损失，而且对人类健康产生极大地危害。由于霉菌毒素是小分子有机化合物，不是复杂的蛋白质分子，所以在机体中无法产生抗体，也不能免疫，而且其化学性质稳定，各毒素的毒性大小、毒作用机理、毒素作用的器官、系统不尽相同。各种毒素既可引起急性中毒，但更多是长期低剂量摄入引起的慢性中毒，主要表现为肝脏、肾脏、神经系统、生殖系统、消化系统损害和免疫抑制、细胞毒性等。多数真菌毒素同时也是致癌、致畸和致突变的物质，如黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、单端孢霉烯族化合物等都被证明具有较强的致癌性，各真菌毒素之间还可产生协同作用而加强毒性，目前已被联合国粮农组织和世界卫生组织确定为最危险的自然发生食品污染物之一^[1-6]。

我国主要粮食受镰刀菌毒素污染较严重，据化学结构不同，镰刀菌毒素分为单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮、伏马菌素等类型，脱氧雪腐镰刀菌烯醇属于单端孢霉烯族化合物B类化合物^[7]。针对以上高毒性真菌毒素和我国的污染情况，为了解粮食及其制品中真菌毒素污染情况,也为监管部门制定政策及国家卫生标准提供理论及数据支持，于2018-2019年连续在收获季节对河南省田间地头新收获的小麦、玉米同时进行16种真菌毒素暴露风险及不同环境条件下变化趋势的研究，16种真菌毒素分别为黄曲霉毒素(aflatoxin,AF)包括AFB₁、AFB₂、AFG₁、AFG₂，伏马菌素(fumonisins,FB)包括FB₁、FB₂和FB₃，脱氧雪腐镰刀菌烯醇 (deoxynivalenol,DON) 及其乙酰化衍生物3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-ADON)和15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-ADON)，雪腐镰刀菌烯醇(nivalenol,NIV)、玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)、赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)、杂色曲霉素(sterigmatocytin,ST)、T-2毒素、HT-2毒素。这些毒素也是主要贸易国(地区)食品中重点关注和监控的真菌毒素以及粮食及其制品中常见的易被污染危害人类健康的十几种真菌毒素^[8-10]，以期望为真菌毒素研究提供初步调查和参考。

小麦储存是小麦原料向小麦加工制品转变中不可避免的环节。如田间未感染，收获后遇潮湿环境会使毒素增加。储存环境不当会使镰孢菌毒素继续增加。为探讨不同的贮藏环境、贮藏时间、粮食状态以及包装材料对真菌毒素含量的影响。本实验拟将小麦及其制品、玉米及其制品分别储存在高温高湿、低温密封、干燥通风三种常见环境下，在不同储存时间、储存小麦粒和小麦粉以及不同包装材料下，对其真菌毒素含量变化进行研究。

1 材料与方法

1.1 材料

1.%2.%3 样品来源 2019年，在河南省范围内采集小麦和玉米，在主产区采样，采集当地农户当年生产的小麦粒样品和玉米及其制品。采样工作由相关地市级粮食部门承担。采样后我们按照检测要求先测定小麦粒和玉米中16种真菌毒素含量，再选取有代表性的16份样品，模拟在高温高湿、低温密封、干燥通风三种常见环境下，分别对其储存30天、90天、180天和365天（玉米及其制品分别在180天和365天）后的真菌毒素含量进行测定；测定小麦粉分别在两种包装（聚乙烯袋、牛皮纸袋）中真菌毒素的含量；对存放小麦籽粒和小麦粉真菌毒素含量变化等进行深入研究。

1.1.2 主要仪器与试剂： TQ-S超高效液相色谱-串联质谱仪(美国Waters)，电子天平(感量0.001g)，高速粉碎机，多位试管涡旋振荡器，漩涡混匀器。Multitoxin 标准物质(QCM7C1)，16种真菌毒素标准品AFB₁(L18204A)、AFB₂(L18204A)、AFG₁(L18204A)、AFG₂(L18204A)、DON(L17012M)、3-ADON(L17012M)、15-ADON(L17012M)、NIV(L17012M)、ZEN(L16165M)、OTA(L18304B)、FB₁(L18025M)、FB₂(L18025M)、FB₃(L18415C)、ST(18325S)、T-2毒素(L19302M)和HT-2毒素(L19302M)，以及相应的15种¹³C同位素内标标准溶液(无15-ADON)均购自美国ROMER；乙腈(CH₃CN,色谱纯)。

2.%2 方法

1.2.1 储存条件

高温高湿：通过四分法分别选取样品各500g，放置于恒温培养箱中，温度设为35℃，湿度控制在75%左右。低温密封：通过四分法分别选取样品各500g，装入干净的自封袋中，密封后，放入4℃冰箱中。干燥通风：通过四分法分别选取样品各500g，用干净的自封袋盛装放于实验室，自封袋敞口以保持空气流通，通过空调将实验室温度控制在20℃上下，湿度50%左右。

1.2.2 真菌毒素检测、质控以及评价和统计方法

采用同位素稀释超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)法测定16种真菌毒素含量，通过全过程空白、平行、加标回收、标准物质对照实验、超标样品及时复测等措施，进行质量控制，保证数据的准确性。AFB₁、AFB₂、AFG₁的检测限均为0.1μg/kg，AFG₂为0.5μg/kg，OTA和T-2毒素均为1.0μg/kg，DON、3-ADON、15-ADON、ZEN、ST和HT-2毒素均为5.0μg/kg，FB₁、FB₂均为0.5μg/kg，FB₃为1.2μg/kg，NIV为2.9μg/kg。

按照GB2761-2017《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》进行评价^[1¹^]，所测数据全部输入Excel数据库，采用PEMS3.1统计软件进行计量资料统计学分析，来计算集中趋势指标。

2 结果与分析

2.1 不同储存条件下小麦样品真菌毒素含量测定

除表1所列毒素外，其它毒素AFG₁、AFG₂、T-2、HT-2和ST在三个储存条件下含量均小于检出限，故没统计其变化量。结果见表1。

表1 不同储存条件下小麦样品真菌毒素含量测定(μg/kg)
储存条件	储存时间（天）	DON	3-AC	15-AC	NIV	ZEN	FB₁	FB₂	FB₃	AFTB₁	AFTB₂	OTA
低温密封	0	1180.00	11.52	14.90	20.90	19.50	8.89	0.25	0.60	0.12	0.05	0.76
	30	1457.00	11.00	16.60	17.90	21.10	7.20	1.62	1.15	0.05	0.05	0.50
	90	1119.00	4.68	16.90	9.14	17.50	18.3*	8.51*	7.44*	0.05	0.05	0.84
	180	1213.00	14.10	16.60	17.00	13.30	11.2*	3.44*	2.44*	0.22	0.05	1.02
	365	1110.60	2.50	6.36	1.45	15.70	20.8*	5.14*	3.41*	0.20	0.05	0.61
干燥通风	0	1180.00	11.52	14.90	20.90	19.50	8.89	2.50	0.60	0.12	0.05	0.76
	30	1179.00	2.50	9.61	25.90	7.44	5.37	2.50	0.60	0.24	0.05	0.79
	90	830.00*	15.90	15.90	1.45	17.70	11.30	1.59*	0.10	0.20	0.05	1.08
	180	1087.00	10.20	5.88	0.45	12.20	7.75	2.87*	1.28*	0.10	0.05	0.92
	365	1262.30	17.00	17.80	1.45	24.70	21.00	3.94	1.76	0.05	0.05	1.90
高温高湿	0	1180.00	11.52	14.90	20.90	19.50	8.89	0.25	0.60	0.10	0.05	0.76
	30	1000.00	2.5*	8.54	9.6*	11.20	4.58*	0.55	0.60	0.38*	0.10	0.90
	90	924.00	3.28	2.50	1.45	7.14*	10.10	2.76*	1.15	0.10	0.05	1.03
	180	765.00	3.14	5.08	1.45	19.74	13.10	2.50	2.32*	0.05	0.05	0.86

注：*表示和0天同种污染项目有显著性差异(P<0.05)

2.1.1小麦低温密闭真菌毒素测定结果

与0天相比：低温密闭的储存条件仅对FB有影响，其它真菌毒素随贮存时间的延长会引起含量变化，但无显著差异性。尤其对于DON 在平均值超标的情况下放30天、90天、180天和365天均无显著变化，含量很稳定；小麦在30天FB₁、FB₂和FB₃含量变化均不显著，在90天后均显著提高2.1-34.0倍。低温密闭条件下利于FB的生长。

2.1.2小麦干燥通风真菌毒素测定结果

和0天比较：16种真菌毒素含量30天无显著性差异，DON在90天时显著下降1.4倍，其它时间含量变化不显著，180天DON也会小幅升高至0天水平。FB₂在90天和180天分别显著上升6.4倍和11.5倍，FB₃在180天显著上升2.1倍。

2.1.3小麦高温高湿真菌毒素测定结果

与0天相比：3-AC、NIV和FB₁在30天，DON、ZEN在90天时均显著降低，分别降低1.2-4.6倍，AFB₁在30天、FB₂在90天、FB₃在180天分别显著升高3.8、11.0和3.9倍。

2.2 不同粮食状态贮存365天测定真菌毒素结果

由表2看出：低温麦粒和低温小麦粉除FB₂有显著性差异，DON、ZEN、FB₁以及FB₃均无显著性差异，其它真菌毒素均未检出。

表2 不同包装材料和粮食状态小麦样品真菌毒素含量测定(μg/kg)
真菌毒素	储存条件	包装材料		粮食状态
真菌毒素	储存条件	纸袋	塑料袋	小麦粒	小麦粉
DON	低温	1154.40	1110.60	404.20	438.39
DON	干燥	990.60	1070.29	445.72	571.30
ZEN	低温	18.61	21.25	4.94	8.61
ZEN	干燥	14.64	20.28	5.12	2.50
FB₁	低温	21.36	20.76	7.84	12.49
FB₁	干燥	14.51	18.62	7.58	5.18
FB₂	低温	4.82	4.92	0.37	2.49*
FB₂	干燥	3.47	3.91	1.57	1.48
FB₃	低温	3.00	2.97	0.60	1.60
FB₃	干燥	2.90	3.12	0.60	0.60
注：*表示小麦粉和小麦粒有显著性差异(P<0.05)

2.3 不同包装材料真菌毒素结果

由表2看出密闭低温和干燥贮存时纸袋与塑料袋DON、ZEN以及FB均无显著差异。

2.4 玉米真菌毒素测定结果

由表3看出，贮存条件对玉米及其制品DON和ZEN含量的影响无差异性，其它表中所列的毒素在180天内均受低温、干燥和高温等贮存条件的影响，15-AC在3个贮存条件下都显著升高，180天和365天AFB₁含量降低，AFB₂含量升高（除在365天低温密闭和干燥通风降低外），可能是AFB₁转化为AFB₂导致其含量升高，FB₁、FB₂和FB₃在3个贮存条件下储存180天后含量均下降，至365天又有小幅回升。其它7种在0天时含量小于检出限，放365天仍小于检出限。

表3 不同储存条件下玉米及其制品真菌毒素含量测定(μg/kg)
储存条件	储存时间（月）	ZEN	DON	15-AC	AFB₁	AFB₂	FB₁	FB₂	FB₃
低温密封	0天	100.00	149.00	10.00	2.44	0.05	2604.00	475.00	435.00
	180天	90.70	222.00	28.6*	2.16	0.19*	708.00*	128.00	189.00
	365天	45.00	170.00	28.1*	1.87	0.05	1626.60	347.00	319.70
干燥通风	0天	100.00	149.00	10.00	2.44	0.05	2604.00	475.00	435.00
	180天	107.00	208.00	24.00	1.67*	0.16*	676.00*	175.00	181.00
	365天	55.70	167.00	22.90	1.22*	0.05	1555.00	317.80	311.20
高温高湿	0天	100.00	149.00	10.00	2.44	0.05	2604.00	475.00	435.00
	180天	99.80	184.00	22.6*	0.99*	0.11*	540.00*	145.00*	140.20*
	365天	83.90	152.50	23.8*	0.48*	0.10*	1219.00	256.00	237.00
注：*表示和0天有显著性差异(P<0.05)

3 讨论

国外对粮食中真菌毒素污染调查也表明，真菌毒素检出率高，部分地区超标严重，据联合国粮农组织估算，全球每年约有25%的粮食受到不同程度真菌毒素污染，造成数千亿元损失，严重影响经济、贸易和社会发展^[¹²^-1³^]。无论是发展中国家，还是美国、加拿大、法国、英国、澳大利亚等发达国家都存在严重的真菌毒素污染问题，粮食及其制品中真菌毒素污染问题是世界各国高度关注的食品安全热点问题。中国是受真菌毒素污染比较严重的国家之一，每年因真菌毒素污染粮油造成的直接经济损失达680亿~850亿元，2010年在西班牙的91份婴儿谷物食品中黄曲霉毒检出率为66%^[¹⁴^]；2010年江淮地区一些省份新收获小麦DON污染严重，封存了170余万吨毒素超标粮食。我们于2016年就对河南省小麦粉及其制品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其衍生物进行了监测，共监测生面制品和馒头182份，监测食品包括小麦粉、生湿面制品面条、生干面制品挂面，发酵面制品馒头等，DON检出普遍，检出率为100%，含量范围15.5-4664.0μg/kg，平均检测值575.0μg/kg，P₅₀为331.2μg/kg，有健康风险。共监测面包饼干样品90份，监测食品类别包括烘焙面制品面包、饼干类，DON检出率为100%，总体超标率为8.9%，有健康风险。紧接几年也做了真菌调查，发现DON普遍存在，寻找不含DON空白小麦粉都很难。有时候只凭肉眼是看不出的，像玉米发白部分不一定真菌毒素含量高，但磨成粉后，感官肉眼看不出来的，有可能是含量很高。真菌毒素污染可分为农作物收获前、收获后、储存运输及加工过程的污染，从源头控制是最好的措施。。源头控制好了，粮食储存环节也是至关重要的环节，由于磨粉过程使面粉与镰刀菌充分混合，在贮藏过程中易导致小麦粉的营养物质被真菌利用，从而使DON等真菌毒素大量增加。

三个储存条件真菌毒素基本稳定或者个别稍有变化，含量显著升高的真菌毒素在储存条件下适宜真菌存在和毒素稳定，降低可能是发生化学转化，如FB₁向FB₂和FB₃转化，也可能转化为隐蔽型真菌毒素、与蛋白质、淀粉结合或者我们没有监测的毒素项目。FB含量的降低可能不仅是由于高温下发生的美拉德反应使伏马毒素发生了化学降解，还可能是由于FB与其他成分的相互作用而导致毒素结构发生改变。尽管高温处理可降低毒素含量，但大多数可稳定存在，热稳定性较强。所以要想控制真菌毒素的生长，就要保证粮食储存在良好的条件下（水分<14%）同时还要控制虫害，产毒菌不适于生长了，可以尽可能地降低有毒真菌的毒性进一步表达。此外，如果粮食已经成熟，应尽快储存在适宜的环境，真菌毒素就不会进一步积累了。小麦收割后和贮存中含水量过高，被霉菌污染发生霉变进而产生毒素也是重要的原因。

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