赤霉病小麦中脱氧雪腐镰刀菌烯醇臭氧降解抑制因素及作用机理研究

Fusarium Head Blight (FHB) is a severe wheat disease frequently occurred worldwide. In recent years, the incidence trend of FHB and threats to human and animal health becoming more and more serious. Deoxynivalenol (DON) is the main mycotoxin exist in scabby wheat which is difficult to be degraded during the food processing, there is no economical, effective and non-pollution solution is applied to actual production at present. In this project, scabby wheat was supposed to be chosen as research object, gaseous ozone was chosen to degrade DON in scabby wheat, the effect of ozone on degradation rate of DON will be studied, and the regularity will be analyzed. The interaction of wheat matrix and DON during the ozone degradation was studied by using liquid chromatograph/mass spectrometer combined with proteomics analysis software, dual-wavelength spectrophotometry, x-ray crystal diffraction, scanning electron microscope combined with laser confocal microscope and isotopic tracer notation, besides, the influencing factors such as the diffusivity of ozone, conjugation and inhibiting effect of degrading DON were also analyzed. Based on the above results we can elucidate the inhibited factors and its mechanism of degrading DON in scabby wheat by ozone, and improve ozone degradation rate of DON, which will provide basic theory support for application of gaseous ozone in the field of wheat storage and processing.

小麦赤霉病是全世界范围内广泛发生的小麦病害。近些年来，赤霉病发病趋势和对人畜健康造成的威胁日益严峻。病麦中含有真菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON），在食品加工过程中难以被降解破坏，目前尚无经济、高效且无污染的降解技术应用于实际生产中。本项目以赤霉病小麦作为研究对象，拟采用气态臭氧降解病麦中的DON，考察不同臭氧处理条件对DON降解效果的影响，并分析其规律。采用液质联用仪结合蛋白组学分析软件、双波长分光光度法、X-射线结晶衍射法、扫描电镜结合激光共聚焦显微镜、同位素示踪标记法等技术分析臭氧处理前后小麦籽粒中主要组分与DON之间发生的反应，并探讨臭氧的扩散性、组分结合作用及组分抑制作用对DON臭氧降解率的影响。通过以上研究阐明赤霉病小麦中DON的臭氧降解抑制因素及其作用机理，优化提高赤霉病小麦中DON的臭氧降解率，为气态臭氧在小麦存储加工领域中的推广应用提供基础理论支撑。

小麦赤霉病是全世界范围内广泛发生的小麦病害。近些年来，赤霉病发病趋势和对人畜健康造成的威胁日益严峻。病麦中含有真菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON），在食品加工过程中难易被降解破坏，目前尚无经济、高效且无污染的降解技术应用于实际生产中。.本项目以赤霉病小麦作为研究对象，采用臭氧处理不同状态下的DON标品、赤霉病小麦及其组分，研究了臭氧对不同基质中DON的降解效果及规律；其次，将小麦进行组分分离，探究了小麦麸皮、淀粉和蛋白质对臭氧降解赤霉病小麦中DON的阻碍作用；最后，明确影响臭氧降解赤霉病小麦中DON的主要组分，并借助粒度分析、聚丙烯酰胺凝胶电泳以及扫描电镜等技术解释其阻碍原因，从而为提高臭氧对赤霉病小麦中DON的降解效果提供理论支撑。.研究结果表明，低浓度的臭氧均能在短时间内显著降解水溶液和无水状态下的DON标准品，且臭氧对DON标品的降解率随臭氧浓度和处理时间的增加而升高，接触面积和水分含量与赤霉病小麦中DON的臭氧降解率呈正相关。在臭氧浓度为10 mg/L、处理时间为60 s时，固态DON降解率可达90%左右；当臭氧浓度同为6 mg/L时，同样处理时间下臭氧对水溶液中DON的降解率可达83.4%。将麸皮、淀粉和蛋白质分别加入DON溶液中，加入淀粉的样品中DON降解率最高，麸皮次之，蛋白质最低。将小麦中的四种蛋白进行分离提取，分别添加到DON标准品中进行臭氧降解，臭氧对DON降解率的大小依次为：球蛋白＞清蛋白＞麦谷蛋白＞麦醇溶蛋白，即麦醇溶蛋白的阻碍作用最大；对麦醇溶蛋白进一步研究发现，臭氧可以降低麦醇溶蛋白的粒度，增大蛋白分子之间的团聚作用，并且会使不可溶蛋白质的含量增多。.通过以上研究，阐明了赤霉病小麦中DON的臭氧降解抑制因素及其作用机理，为气态臭氧在小麦存储加工领域中的推广应用提供了基础理论支撑。