2013年粮食公益性行业科研专项项目“粮食中真菌毒素脱除
与卫生污染物监控技术研究”形成多项研究成果
2017年08月15日 【字号:
     

“粮食中真菌毒素脱除与卫生污染物监控技术研究”由国家粮食局科学研究院牵头,湖南省粮油产品质量监督中心、河南工业大学等单位参与实施。项目组根据真菌毒素危害规律、污染粮食的特点,以及粮食不同品种的用途及相应的工艺,通过4年的研究,建立试验基地8个,中试线4条,生产线2条,示范点6个;研发新装置4项;获得授权发明专利9项,获得软件著作权2项,提出行业标准6项;发表学术论文54篇,解决了粮食行业部分急需和关键问题,相关成果已在国内多家企业开展了应用示范推广。

项目成果一呕吐毒素污染小麦全组分、封闭式安全利用成套技术。以生物技术为主,理化技术相辅,开发了DON高效专一降解菌剂,在此基础上集成开发了小麦清理、制粉和谷朊粉生产过程及麸皮生物发酵脱毒技术。首次完成4000吨规模的呕吐毒素超标小麦工业化应用示范。测试研究出DON在面粉、谷朊粉和酒精生产过程中分布、迁移规律。提出了现行工艺条件下,制备符合国家限量标准面粉和谷朊粉的小麦原料DON含量安全值,为细化完善粮食行业质量安全法规、标准,推动污染粮食分级合理利用,提供了有力的数据支持。开发了呕吐毒素超标小麦加工副产物固态发酵脱毒处理技术,并对发酵脱毒产物开展了细胞毒性和仔猪饲喂试验,获得的制品不仅毒素含量符合限量要求,而且可以改善部分营养品质,相关技术已在国内部分企业转让使用。

项目成果二粮食质量安全监测技术平台。针对粮食中真菌毒素等污染物发生规律,该技术平台具备自动形成监测布点方案、GIS样品采集技术、样品检测技术、快检产品评价技术、风险分析预警技术、风险地图绘制技术等功能,可实现扦样任务管理、扦样定位、检测结果直报、扦样及检测结果数据合成展示,实现了采样方案设计方便,数据上传、数据分析、风险展示自动化。

项目成果三卫生污染点GIS(地理信息)管理系统。一是可通过基础数据的输入,形成各地区稻米卫生污染数据库。该数据库可查询不同地区各地市(州)、各县市、各乡镇及各村组历年的卫生污染数据及稻米的相关种植收获条件。二是可通过基础数据的输入,形成各地区粮食收储企业的库存粮食卫生污染数据。三是可通过基础数据输入,绘制各地区稻米主要卫生污染地区标志性地图。四是可实现稻米卫生污染点管理的科学化以及地理可视化。以地理信息系统(GIS)形式实现指定区域内的粮食收获村组采样站点、收储库点稻米卫生污染情况的精确展示,不仅能显示具体的污染数据,还能使用不同颜色直观反映各地区的污染程度。通过改变底层地图,该软件技术可在全国推广。目前该管理系统已经应用到湖南省稻米管理中。

项目成果四赤霉病小麦籽粒分选去除工艺技术及装备。利用赤霉病害小麦籽粒与正常小麦籽粒之间的比重差异,设计开发出赤霉病小麦籽粒重力分选专用设备,并完成了工艺优化和试验效果分析。通过分析感病程度不同的赤霉病小麦籽粒近红外光谱特征信息及差异,构建赤霉病小麦籽粒的识别模型,利用近红外光谱分析技术对赤霉病小麦籽粒进行识别,开发出光电分选设备样机,完成了采用60Co-γ射线辐照技术对赤霉病小麦中真菌毒素DON辐照降解技术的研究实验,发现利用洗脱-辐照削减的共同作用,处理赤霉病小麦中的DON毒素,在辐照剂量不高于10KGy时,赤霉病小麦中DON毒素的最大削减量可达55.8%。

项目成果五:真菌毒素臭氧脱毒设备、在线监测设备。臭氧脱毒成套装备,通过旋转搅拌与臭氧偶联以消减真菌毒素,克服粮库粮食堆垛臭氧无法有效快速渗透均匀的难题,实现了真菌毒素污染的玉米和小麦(毒素含量≤国家限量标准3倍),经脱毒装置脱毒不超过120分钟后,毒素含量符合国家限量标准,毒素消减百分比大于75.0%,消减效率超过500 kg/小时,消减成本不超过100元/吨。臭氧消减后粮食中主要营养素改变在国家允许范围内,安全性经毒性评价,毒性较消减前显著降低超过90%。真菌毒素在线检测仪采用荧光分光光度测量的基本原理,将在线测定结果予以快速量化和直接表达。通过研究在紫外线下样品荧光强度积与样本中的真菌毒素含量之间的关系,建立了相应的工作曲线。结合图像识别分析软件,优化检测系统的光路设计和荧光信号处理系统,采用滤光,取样积分、锁相放大等相关技术提高信噪比,降低其他荧光物质干扰,提高了检测的灵敏度和稳定性。

项目成果六真菌毒素污染小麦的气流分级装置。该装置用于小麦清理工序中,可以将小麦中的真菌毒素污染小麦按一定的比例分离,从而减少小麦中真菌毒素含量。同时可按粒径大小将小麦分级,分为重质、轻质和轻杂等,研究提出了分级加工的真菌毒素污染小麦的清理新工艺:在传统的小麦清理工艺中使用了气流分级、擦皮除菌和激光色选三道专门用于清除真菌毒素小麦的工序。

项目各任务的研究工作,基本实现了任务书规定的技术指标,研究成果为粮食真菌毒素污染监控及脱除消减提供了新的技术手段,为保障我国粮食质量安全提供了技术支撑。

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