本發(fā)明涉及一種操作簡單、制作成本低的利用堿性電解水消降小麥等谷物嘔吐毒素的方法。
背景技術(shù)：
：嘔吐毒素，學(xué)名脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，簡稱don，是由小麥赤霉病菌禾谷鐮刀菌復(fù)合群產(chǎn)生的單端孢霉烯族毒素，具有較強的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。don可以干擾核糖體肽基轉(zhuǎn)移酶的活性，阻礙核糖體循環(huán)、抑制蛋白質(zhì)的合成，引起頭疼、頭暈、嗜睡、嘔吐、食欲喪失、腸道損傷、腹瀉、中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、共濟失調(diào)、皮膚壞死、胃腸功能障礙、免疫功能障礙等癥狀。嘔吐毒素被聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世衛(wèi)組織定位最危險的自然發(fā)生污染物，被列入國際研究的優(yōu)先地位，嚴重危害人畜的安全。小麥赤霉病是引起谷物嘔吐毒素污染的主要原因，廣泛分布于溫暖潮濕地區(qū)。在我國赤霉病發(fā)生區(qū)域過去主要集中于長江中下游地區(qū)、華南冬麥區(qū)和東北春麥區(qū)，近年來在黃河流域及其附近區(qū)域也有發(fā)生，逐漸向北拓展蔓延。每年因赤霉病危害損失的小麥產(chǎn)量200-300萬噸，造成巨大的經(jīng)濟損失，并嚴重危害人和動物的健康。為了嚴格控制食品安全，保障人和動物的健康，并且減少巨大的經(jīng)濟損失，研發(fā)和改進消降嘔吐毒素的方法一直是學(xué)者研究的重大課題?；诮陙韺I吐毒素的生物合成、發(fā)病過程、病理研究和檢測方法等方面的大量研究，目前發(fā)展起來的用于嘔吐毒素消降的方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法等。1物理法物理法主要包括機械加工法、高溫滅菌、低溫滅菌以及輻照法，其中機械加工法對嘔吐毒素的脫除效果較小。輻照法是利用電子束照射或γ射線照射引發(fā)的分子內(nèi)部反應(yīng)，進而實現(xiàn)對毒素的脫除。高溫和低溫滅菌法的原理相似，都是通過改變溫度，促進毒素的降解。2化學(xué)法化學(xué)法一般是利用化學(xué)試劑對麥粒進行洗滌，從而對嘔吐毒素進行消降解。比較常用到的化學(xué)試劑有碳酸鈉、亞硫酸氫鈉、臭氧、雙氧水或石灰水，這種方法脫除毒素不完全，而且可能會造成二次污染，影響谷物食用品質(zhì)。3生物法生物法包括微生物防治、轉(zhuǎn)基因法和生物酶解法。微生物防治法一般在田間進行，主要是利用細菌或者真菌對嘔吐毒素產(chǎn)生抑制作用。轉(zhuǎn)基因法是基于基因工程技術(shù)的一種方法，對小麥進行基因轉(zhuǎn)錄，從而產(chǎn)生抗嘔吐毒素的基因，從根本上防止毒素的產(chǎn)生。但是轉(zhuǎn)基因食品對人體的研究尚未明了，轉(zhuǎn)基因食品安全目前受到人們的擔(dān)憂。酶解法主要是選用特種酶，利用其降解作用，使得嘔吐毒素受到破壞或降低其毒性，具備有效性、專一性等優(yōu)點。但是其費用高，效果不穩(wěn)定制約著該方法的廣泛應(yīng)用，且酶解后的產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)不明了、無法定性嘔吐毒素降解酶的降解效率、生物發(fā)酵法生產(chǎn)的降解酶活性不高，有待進一步研究。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種利用堿性電解水消降小麥籽粒中嘔吐毒素的方法，具有簡單可行、處理成本低、安全無毒、無污染殘留、不改變谷物食品品質(zhì)等優(yōu)點。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種利用堿性電解水消降作物中嘔吐毒素的方法，其特征在于：將堿性電解水與嘔吐毒素污染谷物以質(zhì)量比例為2-10:1的比例混合接觸后，去除堿性電解水得到消降嘔吐毒素的谷物；所述堿性電解水的制備方法為：在隔膜為陽離子交換膜的電解槽中，陰陽兩極均為惰性電極，從電解槽的入水口連續(xù)通入濃度為0.04-0.1kg/lnacl水溶液，流速為4.7-6.7l/min，設(shè)定電解槽電流為8.4-8.7a，施加電壓9v，電解nacl水溶液，通過調(diào)配陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的混合量，收集ph值范圍在8.5-12.5的陰極產(chǎn)物即為所述堿性電解水。進一步，本發(fā)明所述調(diào)配陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的混合量可通過調(diào)節(jié)陰極產(chǎn)物出水閥或陽極產(chǎn)物出水閥的流速實現(xiàn)。進一步，本發(fā)明采用上述堿性電解水的制備方法制得的堿性電解水的氧化還原電位為1097-1109mv，有效氯濃度為30-80ppm，ph8.5-ph12.5。進一步，本發(fā)明所述嘔吐毒素污染谷物為嘔吐毒素污染的小麥、大麥或玉米。進一步，本發(fā)明所述嘔吐毒素污染谷物所述嘔吐毒素為脫氧雪腐鐮刀菌烯醇。進一步，本發(fā)明所述嘔吐毒素污染谷物所述嘔吐毒素包括但不限于脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，還可為3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇或雪腐鐮刀菌烯醇等單端孢霉烯族毒素。進一步，本發(fā)明所述堿性電解水與嘔吐毒素污染谷物的混合接觸時間為5-75min。進一步，本發(fā)明的利用堿性電解水消降作物中嘔吐毒素的方法為:將堿性電解水與嘔吐毒素污染谷物以質(zhì)量比例為2-10:1的比例混合接觸后，去除堿性電解水得到嘔吐毒素消降的谷物去除堿性電解水得到嘔吐毒素消降的谷物，再將得到嘔吐毒素消降的谷物再用所述堿性電解水混合接觸，去除堿性電解水，重復(fù)1-3次，最終得到目標產(chǎn)物嘔吐毒素消降的谷物。進一步，本發(fā)明所述堿性電解水與所述嘔吐毒素污染谷物的混合方式為浸泡或?qū)A性電解水對有毒作物籽粒進行持續(xù)的淋洗。更進一步，所述堿性電解水與嘔吐毒素污染谷物浸泡過程采用立式三葉旋槳式攪拌裝備攪拌。進一步，本發(fā)明所述堿性電解水的制備方法中：電解槽為樹脂材料，居于槽中間的隔膜將其分成陽極和陰極兩部分，隔膜材料為陽離子交換膜，只允許陽離子通過，而陰離子不能通過，即只有氫離子(h+)和鈉離子(na+)可以通過，而氯離子(cl-)和氫氧根離子(oh-)則不能通過，這樣可以避免陰陽兩極的離子溶液混合。陽極和陰極均為惰性電極，電極材料均為在鈦板上面燒結(jié)含鉑、銥和釕等重金屬成分。電解時陰、陽極發(fā)生如下的電化學(xué)反應(yīng)：陽極：2h2o→o2+4h++4e-2cl-→cl2+2e-cl2(aq)+h2o→hcl+hcloh2o→h++·oh+e-·oh+·oh→h2o2h2o2→o2+2h++2e-陰極：2h2o+2e-→h2+2oh-進一步，所述電解劑nacl水溶液通過外置的一個脈沖計量泵從電解劑箱泵入后與過濾軟化后的自來水混合在一起，混合溶液中濃度為nacl濃度為0.04-0.1kg/l，并通過電解槽下端的入水口同時到達陰極和陽極并進行電解制備。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：1、本發(fā)明提供一種利用堿性電解水消降小麥等谷物嘔吐毒素的方法，操作簡單可行、處理成本低、堿性電解水安全無毒、無污染殘留，不會對人體造成任何傷害等優(yōu)點。2、本發(fā)明中用堿性電解水處理后的小麥籽粒，沒有出現(xiàn)破皮等外觀變化的情況，且其水分含量、脂肪含量、蛋白質(zhì)含量等主要品質(zhì)指標無變化，小麥籽粒中嘔吐毒素的消降率達到70以上％。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此。以下實施例所用自來水皆先經(jīng)過砂濾、碳濾，過濾棉進行過濾，從而去除自來水中細小的顆粒雜質(zhì)和游離氯，然后經(jīng)過反滲透膜凈化，去除掉自來水中鈉、鎂、鈣等金屬離子和其它陽離子，去除氟、氯、硝酸根、亞硝酸根、硫酸根等陰離子。實施例1在電壓9v、電流8.7a、nacl電解劑溶液濃度0.09kg/l的條件下，控制電解劑溶液進入電解槽的總流速為4.7l/min，通過調(diào)配電解槽中陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的混合量,調(diào)節(jié)堿性電解水出水閥(即陰極產(chǎn)物出水閥)流速為2.5l/min，酸性電解水出水閥(即陽極產(chǎn)物出水閥)流速為2.2l/min，得到氧化還原電位1109mv、有效氯濃度70ppm、ph為8.5的堿性電解水。實施例2在電壓9v、電流8.7a、nacl電解劑溶液濃度0.094kg/l的條件下，控制電解劑溶液進入電解槽的總流速為4.8l/min，通過調(diào)配電解槽中陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的混合量,調(diào)節(jié)堿性電解水出水閥流速為2.9l/min，酸性電解水出水閥流速為1.9l/min，得到氧化還原電位1104mv、有效氯濃度75ppm、ph為9.5的堿性電解水。實施例3在電壓9v、電流8.4a、nacl電解劑溶液濃度0.1kg/l的條件下，控制電解劑溶液進入電解槽的總流速為4.9l/min，通過調(diào)配電解槽中陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的混合量,調(diào)節(jié)堿性電解水出水閥流速為3.3l/min，酸性電解水出水閥流速為1.6l/min，得到氧化還原電位1097mv、有效氯濃度80ppm、ph為10.5的堿性電解水。實施例4在電壓9v、電流8.6a、nacl電解劑溶液濃度0.09kg/l的條件下，控制電解劑溶液進入電解槽的總流速為6.0l/min，通過調(diào)配電解槽中陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的混合量,調(diào)節(jié)堿性電解水出水閥流速為4.8l/min，酸性電解水出水閥流速為1.2l/min，得到氧化還原電位1100mv、有效氯濃度80ppm、ph為11.5的堿性電解水。實施例5在電壓9v、電流8.5a、nacl電解劑溶液濃度0.085kg/l的條件下，控制電解劑溶液進入電解槽的總流速為6.7l/min，通過調(diào)配電解槽中陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的混合量,調(diào)節(jié)酸性電解水出水閥流速為6.0l/min，堿性電解水出水閥流速為0.7l/min，得到氧化還原電位1099mv、有效氯濃度65ppm、ph為12.5的堿性電解水。實施例6：(1)準備材料：已經(jīng)霉變的小麥、按照實施例2制備的ph為9.5堿性電解水與自來水(對照)。(2)實驗步驟：稱取3組霉變小麥籽粒，每組3個重復(fù)，每個重復(fù)30g，都均勻地放置在相同的三角錐形瓶中。3組小麥樣品分別進行處理為：未處理、以自來水與小麥籽粒質(zhì)量比為6:1的比例加入自來水、以實施例2制得ph為9.5的堿性電解水與小麥籽粒質(zhì)量比為6:1的比例加入堿性電解水，放置在室溫下浸泡45min，然后將小麥籽粒在45℃的烘箱中烘干，采用國標sn/t1571-2005測定小麥籽粒中嘔吐毒素的含量，其結(jié)果見表1。表1堿性電解水對小麥籽粒的嘔吐毒素消降效果由表1可知，未任何處理的小麥籽粒，其嘔吐毒素的含量為2.63mg/kg±0.02mg/kg，而經(jīng)過自來水浸泡后的小麥籽粒中嘔吐毒素含量為2.14mg/kg±0.04mg/kg，毒素含量略有減少，效果不顯著。經(jīng)過ph為9.5的堿性電解水處理的小麥籽粒中嘔吐毒素含量1.01mg/kg±0.04mg/kg，毒素含量減少大，說明堿性電解水對嘔吐毒素有一定的消降效果。實施例7對嘔吐毒素污染小麥籽粒與堿性電解水的作用ph、料液比、作用時間與期間換水頻率進行嘔吐毒素的消降效果檢測。準備材料：嘔吐毒素污染小麥籽粒、按照上述實施例1、2、3、4、5分別制備的ph為8.5、9.5、10.5、11.5和12.5的堿性電解水。實驗步驟：(1)將嘔吐毒素污染小麥籽粒分成5組，每組3個重復(fù)，每個重復(fù)30g，分別裝進相同的15個錐形瓶中，然后按照液料比為6:1向每組分別添加實施例1、2、3、4、5分別制備的ph為8.5、9.5、10.5、11.5和12.5的堿性電解水，在室溫下浸泡45min，其結(jié)果見下表2。表2不同ph對小麥籽粒嘔吐毒素的消降效果由表2可知，堿性電解水的ph在8.5至12.5范圍內(nèi)，當ph小于9.5時，消降率隨著ph的增大而增大，但是當ph大于9.5時，消降率隨著ph的增大而逐漸減小，因而得到ph為9.5時的堿性電解水對小麥籽粒中嘔吐毒素的消降效果最佳，達到61.60mg/kg±0.02mg/kg。(2)將嘔吐毒素污染小麥籽粒分成5組，每組三個重復(fù)，每個重復(fù)30g，然后在室溫條件下，將實施例2制得的ph為9.5的堿性電解水按照液料比為6:1置于裝有小麥籽粒的錐形瓶中混合，其混合時間分別為15、30、45、60、75min，結(jié)果見下表3。表3堿性電解水與小麥籽粒不同混合時間對嘔吐毒素的消降效果時間(min)1530456075消降率(％)50.38±0.0255.51±0.0266.35±0.0265.97±0.0378.87±0.02由表3可知，隨著堿性電解水與小麥籽?；旌系臅r間延長，其對嘔吐毒素污染小麥籽粒的嘔吐毒素消降效果增強，但是在45min時，消降率達到最高，后面隨著時間的延長，消降率并沒有顯著增大，因而得出時間在45min時，其消降效果最佳。(3)將嘔吐毒素污染小麥籽粒分成5組，每組3個重復(fù)，每個重復(fù)30g，然后在室溫條件下，將實施例2制得的ph為9.5的堿性電解水按照液料比為2:1、4:1、6:1、8:1和10:1與嘔吐毒素污染小麥籽粒混合，混合時間45min，結(jié)果見下表4。表4堿性電解水與小麥籽粒不同混合料液比對嘔吐毒素的消降效果料液比1:21:41:61:81:10消降率(％)24.53±0.0153.61±0.0164.83±0.0165.59±0.0164.83±0.02由表4可知，在液料比在2:1-6:1的范圍內(nèi)，隨著堿性電解水和小麥籽?；旌系囊毫媳鹊脑龃?，其消降率也在不斷增加，其后液料比增大，消降效果并不會持續(xù)地顯著增強，因而得出，在料液比為6:1時，其消降效果最佳。(4)將嘔吐毒素污染小麥籽粒分成3組，每組3個重復(fù)，每個重復(fù)30g，在室溫條件下，將實施例2制得的ph為9.5的堿性電解水置于裝有小麥籽粒的錐形瓶中混合45min，料液比為1：6，期間三份分別調(diào)換新配置的堿性電解水1次、2次、3次，結(jié)果見下表5.表5堿性電解水與小麥籽?；旌蠒r不同換水次數(shù)對嘔吐毒素的消降效果次數(shù)123消降率(％)64.83±0.0170.15±0.0172.06±0.01由表5可知，堿性電解水與嘔吐毒素污染小麥籽?；旌?5min期間，隨著更換新配置的堿性電解水的次數(shù)增大，其對嘔吐毒素的消降率也增大，但是換水次數(shù)為3時，其消降率并沒有顯著增強，因而得出，更換電解水次數(shù)為2時，其對嘔吐毒素的消降效果最佳。當前第1頁12