一种降低谷物中玉米赤霉烯酮毒性的方法技术

本发明专利技术公开了一种降低固体谷物中玉米赤霉烯酮毒性的方法，属于食品安全技术领域。本发明专利技术的降低玉米赤霉烯酮降解毒性的方法，包括：在H型电解池中，电解池用质子膜隔开，阳极池中的溶液为含有ZEN的电解质溶液，阴极池中的溶液为电解质溶液，采用电化学氧化法控制恒定电压降解溶液中的ZEN。通过电化学氧化的方法，对ZEN进行降解处理，不仅能够实现高效降解的目的，达到残留标准，而且还能大幅度降低降解产物的毒性。该方法操作简便，条件温和，具有巨大的应用潜力。巨大的应用潜力。巨大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种降低谷物中玉米赤霉烯酮毒性的方法


[0001]本专利技术涉及一种降低固体谷物中玉米赤霉烯酮毒性的方法，属于食品安全


技术介绍

[0002]玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEN)是由禾谷镰刀菌、禾秆镰刀菌、串珠镰刀菌等产生的次级代谢产物，广泛存在于谷物、饲料及食品中。研究表明，由间苯二酚和14元大环内酯环组成的ZEN结构具有特异的毒性。由于其结构与天然雌激素相似，ZEN具有可导致某些雌激素效应，包括生育障碍、假孕和死胎。除生殖毒性外，ZEN还显示出肝毒性、免疫毒性、致畸性和致癌性。因此，许多国家和地区制定了ZEN在各种农产品中的最大残留限量，范围为1～200μg/kg。根据一项全球调查，ZEN是玉米和小麦中最常观察到的真菌毒素之一，在74000多份样本中，有45％的样品被检出含ZEN。此外，ZEN也会经污染的饲料转移到动物食品中，从而危害人体健康。
[0003]近年来，物理方法如加热、辐射和低压冷等离子体，化学方法包括氧化和碱处理，生物方法包括微生物或酶处理逐渐发展起来以降解ZEN。化学方法因其高效、易操作而受到广泛关注。Xu等人使用60mL/min的臭氧水溶液在90分钟内降解了受污染玉米粉中95.1％的ZEN，得到了低毒产品。不过目前存在的臭氧产量低，成本高等问题限制其大规模应用。也有研究表明用焦亚硫酸钠和氢氧化钙结合水热处理处理ZEN污染的玉米粉，在90分钟内降解89％。但此方法添加了额外的化学物质，且耗能较多。
[0004]与常规化学方法相比，电化学方法具有一些额外的优势，如不添加有害化学物质、没有额外污染以及易于自动化等。有研究表明电化学氧化法可在30分钟后将多柔比星完全降解，仅需添加10mmol/L NaCl；电化学还原能将高盐度水中98％的硝酸盐在1小时内转化为氮气；可见，电化学能够使物质快速发生降解，并且达到较高的降解率；但现有技术中并未涉及到采用电化学对谷物中玉米赤霉烯酮降解毒性的研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有技术中玉米赤霉烯酮存在的毒性大、降解效率低、降解方式复杂且容易产生化学污染等问题；提供了一种降低固体谷物中玉米赤霉烯酮降解毒性的方法，通过采用电化学氧化法对玉米赤霉烯酮进行降解，不仅能够使玉米赤霉烯酮降解完全，而且降解产物无毒性；该方法操作简单方便、无化学残留污染。
[0006]具体地，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术的目的是提供一种降低玉米赤霉烯酮降解毒性的方法，所述方法包括：在H型电解池中，电解池用质子膜隔开，阳极池中为含有ZEN的电解质溶液，阴极池中为电解质溶液，采用电化学氧化法控制恒定电压降解溶液中的ZEN。
[0008]在一种实施方式中，所述电解质溶液为含NaOH的NaCl溶液；所述NaOH浓度为5～10μmol/L。
[0009]在一种实施方式中，所述电解质溶液NaCl的浓度为0.05～0.25mol/L；优选为0.15～0.20mol/L。
[0010]在一种实施方式中，所述阳极池中的阳极为铂片电极，阴极池中的阴极为石墨片电极。
[0011]在一种实施方式中，所述恒定电压为1.0～9.0V，处理时间为1～90min；优选恒定电压为9.0V。
[0012]在一种实施方式中，所述ZEN的浓度为0.5～1.0mg/L。
[0013]本专利技术的第二个目的是提供一种降低固体谷物中玉米赤霉烯酮降解毒性的方法，所述方法包括：阴阳极平行放置在电解池中，固定电极间的距离，待处理的固体谷物籽粒润湿后置于电解池底部，使固体谷物籽粒与阳极接触，加入电解液，使用直流电源保持恒电压输出，电解时产生的羟基自由基和氯基氧化剂作为氧化剂，氧化降解谷物中的玉米赤霉烯酮。
[0014]在一种实施方式中，所述固体谷物包括小麦或玉米。
[0015]在一种实施方式中，所述阳极为氯电极，阴极为不锈钢片。
[0016]在一种实施方式中，所述固体谷物籽粒润湿是在固体谷物中加入固体谷物质量分数为10％的水，充分搅拌润湿。
[0017]在一种实施方式中，所述电解液为NaCl溶液。
[0018]在一种实施方式中，所述电解液为0.10～0.25mol/L的NaCl溶液。
[0019]在一种实施方式中，所述电解液为0.20mol/L NaCl溶液，电解质与固体谷物的体积质量比为15～20:1，mL/g。
[0020]在一种实施方式中，所述氧化降解条件为：电压9.0～27.0V，时间为1～4h。
[0021]在一种实施方式中，所述电极间的距离为3.0～6.0cm。
[0022]本专利技术的第三个目的是提供一种由上述所述的降低玉米赤霉烯酮降解毒性的方法或上述所述的一种降低固体谷物中玉米赤霉烯酮降解毒性的方法在玉米赤霉烯酮毒性降解中的应用。
[0023]有益效果
[0024](1)本专利技术通过电化学氧化的方法，对ZEN污染的如小麦这类固体谷物进行处理，将小麦中超过92％的ZEN得到氧化降解，实现了高效降解的目的，达到残留标准。该方法操作简便，条件温和，具有巨大的应用潜力。
[0025](2)通过对产物的结构与毒性分析，本专利技术采用氧化降解过程中ZEN的降解产物毒性远远低于ZEN，大幅度降低了毒性，达到了无细胞毒性级别。
附图说明
[0026]图1为ZEN电化学氧化降解和电化学还原降解的示意图；
[0027]图2为电化学降解装置示意图；其中(a)为含有ZEN溶液降解的装置示意图；(b)为小麦中ZEN的降解的装置示意图；
[0028]图3为实施例1和实施例2不同降解条件下的降解效果图；(a)为氧化法采用的不同电压和时间产生的降解效果图；(b)为还原法采用的不同电压和时间产生的降解效果图；(c)为氧化法采用的不同NaCl浓度产生的降解效果图；(d)为还原法采用的不同NaCl浓度产
生的降解效果图；
[0029]图4为实施例1溶液中ZEN在不同电压下电化学氧化产物的质谱图；
[0030]图5为实施例2溶液中ZEN在不同电压下电化学还原产物的质谱图；
[0031]图6为溶液中ZEN在不同电压下的降解产物化学结构式；
[0032]图7为实施例1和实施例2溶液中ZEN在不同的电压下完全降解后的溶液产生的细胞毒性效果数据图；
[0033]图8为实施例3中小麦经电化学氧化降解前后ZEN及其降解产物的质谱图；(a)降解前；(b)降解后；(c)降解产物变化。
具体实施方式
[0034]下文将通过实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的实施方式不限于此。根据下述实施例，可以更好的理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。
[0035]实施例1
[0036]一种基于电化学氧化法降低溶液中ZEN毒性的方法，所述方法包括如下：
[0037]在H型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低玉米赤霉烯酮降解毒性的方法，其特征在于，所述方法包括：在H型电解池中，电解池用质子膜隔开，阳极池中为含有玉米赤霉烯酮的电解质溶液，阴极池中为电解质溶液，采用电化学氧化法控制恒定电压降解溶液中的玉米赤霉烯酮。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质溶液为含NaOH的NaCl溶液；所述NaOH浓度为5～10μmol/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质溶液NaCl的浓度为0.05～0.25mol/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒定电压为1.0～9.0V，处理时间为1～90min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ZEN的浓度为0.5～1.0mg/L。6.一种降低固体谷物中玉米赤霉烯酮降解毒性的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓芳，於铭航，庞月红，杨成，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：