(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010338688.X
(22)申请日 2020.04.26
(71)申请人 国家食品安全风险评估中心
地址 100022 北京市朝阳区潘家园南里7号
(72)发明人 刘爱东 方海琴 章程 徐伟东
梁春来 李湖中 王起赫 屈鹏峰
张彤微 方业鑫 张明远
(74)专利代理机构 北京华进京联知识产权代理
有限公司 11606
代理人 王勤思
(51)Int.Cl.
A23L 5/20(2016.01)
A23L 5/30(2016.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及食品科学领域，具体而言，涉及
一种玉米赤霉烯酮的消减方法。该方法利用低温
技术相比，本发明具有效果好、无需高温、保留食
物营养与风味、
无残留等诸多优势。权利要求书1页 说明书7页 附图2页CN 111685259 A 2020.09.22
C N 111685259
A
1.玉米赤霉烯酮的消减方法，其特征在于，利用低温等离子体对玉米赤霉烯酮进行消减。
2.根据权利要求1所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，其特征在于，所述低温等离子体通过高压气体放电产生。 3.根据权利要求2所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，其特征在于，所述高压气体放电的气氛为空气、含氧气体、氮气、稀有气体中的任一种或多种。
4.根据权利要求2所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，其特征在于，所述高压气体放电所采用的电源输出为正弦电压。
5.根据权利要求4所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，其特征在于，在进行消减时，所述电源的电压幅值为3～8kV，频率为10～50kHz。
6.根据权利要求5所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，其特征在于，所述消减的时间≥5min。
7.根据权利要求5所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，其特征在于，所述消减的时间为4min～6min。
8.权利要求1～7任一项所述的玉米赤霉烯酮的消减方法在消减植物或植物制品、除所述植物或植物制品以外的动物来源饲料原料中的玉米赤霉烯酮中的应用。 9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：
所述植物包括谷物、豆类、椰子以及棕榈中的一种或多种；
和/或；
所述植物制品包括饲料、青贮、酒糟、植物性蛋白粉、植物油、植物榨取油后留下的残渣中的一种或多种；
和/或；
所述除所述植物或植物制品以外的动物来源饲料原料包括鱼粉、鱼油、乳清粉、鸡肉粉和骨粉中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述谷物选自：
玉米、小麦、大麦、燕麦、黑麦、青稞、水稻、粟米、高粱、薏仁米、埃塞俄比亚画眉草、千穗谷、奎藜籽、白藜、荞麦和藜麦中的任一种或其组合。
权 利 要 求 书1/1页CN 111685259 A
玉米赤霉烯酮的消减方法
技术领域
[0001]本发明涉及食品科学领域，具体而言，涉及一种玉米赤霉烯酮的消减方法。
背景技术
[0002]玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEA)，又称F-2毒素，是一种主要从患有赤霉病的玉米中分离，由镰刀菌产生、具有类雌激素样作用的真菌毒素。ZEA理化性质较为稳定，难以降解，危害严重。主要污染玉米、大麦、高粱、大米和小米等，大豆及其制品中也可以被检测到，但以玉米的检出率和含量最高。我国饲料原料以及配合饲料中ZEA的污染问题严重，王若军等从华南、华北和华中的饲料厂、仓库及客户手中抽取了109个样品，使用酶联免疫法检测ZEA发现：玉米样品和全价料中ZEA的检出率为100％，超标率20％～30％。
[0003]纯ZEA是一种白的结晶，不溶于水，能溶于碱性溶液、乙醚、乙醇、甲苯等，熔点为164～165℃。耐热性较强，120℃下加热未见分解。因此在对被污染的农产品进行进一步的加工过程中，很难随着加工工艺的改变而受到降解，从而会农产品中一直存在下去。[0004]ZEA主要作用于生殖系统，可
使家畜、家禽和实验小鼠产生雌激素亢进症。妊娠期的动物(包括人)采食含ZEN的食物可引起流产、死胎和畸胎。动物发生急性中毒时，由于体内含有过高水平的雌激素，导致神经系统过于亢奋，从而引起实质脏器(如心脏、肝脏、肾脏以及肺等)中形成大量出血点，导致动物突然发生死亡。
[0005]传统技术主要采用物理高温、物理吸附、辐射、化学脱毒或生物脱毒等方法对ZEA 进行消减，但普遍存在消减效率不理想、成本高、产生额外污染物、对粮食的品种产生不良影响等缺点。有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
[0006]本发明的目的在于克服现有技术对玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEA)消减时所存在的上述问题，提供一种消减效率高、操作方便、无污染、细胞毒性低的玉米赤霉烯酮的消减方法，能有效保证国家粮食安全。
[0007]为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0008]本发明涉及一种玉米赤霉烯酮的消减方法，所述方法包括：利用低温等离子体对玉米赤霉烯酮进行消减。
[0009]与传统ZEA消减技术相比，低温等离子体技术具有十分显著的优点，具有成本低、无废弃物、无
污染等优点；且安全性高、无药物残留、处理流程和时间短、能够保留食品营养与风味、无环境污染等优点。并且与现有技术所采用的物理、化学和生物消减法相比，本发明的消减率还更胜一筹。
[0010]因而本发明所提供的方法具有良好的应用前景。
[0011]可选的，如上所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，所述低温等离子体通过高压气体放电产生。
[0012]可选的，如上所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，所述高压气体放电的气氛为空气、
含氧气体、氮气、稀有气体中的任一种或多种。
[0013]可选的，如上所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，所述高压气体放电所采用的电源输出为正弦电压。
[0014]可选的，如上所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，在进行消减时，所述电源的电压幅值为3～8kV，频率为10～50kHz。
[0015]可选的，如上所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，所述消减的时间≥5min。[0016]可选的，如上所述的玉米赤霉烯酮的消减方法，所述消减的时间为 4min～6min。[0017]根据本发明的再一方面，本发明还涉及如上所述的方法在消减植物或植物制品、除所述植物或植物制品以外的动物来源饲料原料中的玉米赤霉烯酮中的应用。
[0018]可选的，如上所述的应用，所述植物包括谷物、豆类、椰子以及棕榈中的一种或多种；
[0019]可选的，如上所述的应用，所述植物制品包括饲料、青贮、酒糟、植物性蛋白粉、植物油、植物榨取油后留下的残渣中的一种或多种；
[0020]可选的，如上所述的应用，所述除所述植物或植物制品以外的动物来源饲料原料包括鱼粉、鱼油、乳清粉、鸡肉粉和骨粉中的一种或多种。
[0021]可选的，如上所述的应用，所述谷物选自：
[0022]玉米、小麦、大麦、燕麦、黑麦、青稞、水稻、粟米、高粱、薏仁米、埃塞俄比亚画眉草、千穗谷、奎藜籽、白藜、荞麦和藜麦中的任一种或其组合。
[0023]与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0024]本发明选取低温等离子体处理为核心技术，利用高压气体放电产生低温等离子体，开展消解真菌毒素的实验研究，降解ZEA浓度，并减低ZAE毒性作用。为构建高效、安全和绿的ZEA毒素消减技术提供了全新的路径和科学依据。
[0025]本发明对ZEA的消减率能够达到99％以上。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本发明一个实施例中ZEA 16μg/ml经等离子体处理后的细胞生长状态比较；[0028]图2为本发明一个实施例中ZEA 16μg/ml经等离子体处理后细胞毒性剂量效应曲线；
[0029]图3为本发明一个实施例中16ug/ml的ZEA溶液处理的3T3细胞细胞凋亡实验结果，以及经低温等离子体处理后的结果。
具体实施方式
[0030]现将详细地提供本发明实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本发明进行多种修改和变化而不背离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部
分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
[0031]因此，旨在本发明覆盖落入所附权利要求的范围及其等同范围中的此类修改和变化。本发明的其它对象、特征和方面公开于以下详细描述中或从中是显而易见的。本领域普通技术人员应理解本讨论仅是示例性实施方式的描述，而非意在限制本发明更广阔的方面。
[0032]本发明涉及一种玉米赤霉烯酮的消减方法，其包括：利用低温等离子体对玉米赤霉烯酮进行消减。
[0033]物质存在的状态一般会随着温度的上升呈现出固态、液态、气态的转化过程，这三种物质的基本形态被称为物质的三态。对于处于气态的物质，如果温度升到几千摄氏度或更高时，物质的分子由于热运动加剧，相互间的激烈碰撞会使气体分子发生电离，这时物质就变成由自由电子与正离子组成的混合物，这种物质状态被称为物质的第四态，即等离子体状态。
[0034]低温等离子体生成过程中产生的紫外线、高能带电粒子、活性物质(分子、激发态原子、亚稳态原子、自由基)等多种成分能够综合作用于ZEA及其衍生物，从而起到消减毒素的作用。与传统减毒技术相比，本发明具有效果好、无需高温、保留食物营养与风味、无残留等诸多优势。
[0035]在一些实施方式中，所述低温等离子体通过高压气体放电产生。
[0036]用于高压气体放电产生等离子体处理工艺的气体，可为例如，含氧气体，如O2、H2O、NO2，氮
气和空气，或惰性气体(例如氦、氖、氩、氪、氙)；或上述气体的混合气体。优选含氧气体，特别是O2和空气。气压可为大气压或更低。
[0037]在一些实施方式中，所述高压气体放电所采用的电源输出为高频交流电压，优选正弦电压，也可采用脉冲电压和脉冲直流电压。
[0038]在一些实施方式中，在进行消减时，所述电源的电压幅值为3～8kV，频率为10～50kHz。
[0039]在一些实施方式中，在进行消减时，所述电源的电压幅值还可以选择2、5、 6或7kV，频率还可以选择15、20、25、30、35、40或45kHz，优选25～35kHz。
[0040]在一些实施方式中，所述消减的时间≥5min，例如6min、7min、8min、9min、 10min、11min、12min、13min、14min、15min或20min。
[0041]低温等离子体技术虽然不需高温、高压、添加化学试剂等苛刻的操作条件，但由于其在高压放电条件下产生，电耗较高，从而使该技术处理废水的成本相对较高；本发明发现，在对ZEA进行消减时，当消减时间≥5min时，消减较为理想，但在5min的基础上再增加处理时间消减作用增长也不会出现明显加强。故而为提高本发明的能量利用率，减少能耗，降低处理成本，在一个更优选的实施方式中，所述消减的时间为4min～6min，最优选约5min。[0042]本发明还涉及如上所述的方法在消减植物或植物制品、除所述植物或植物制品以外的动物来源饲料原料中的玉米赤霉烯酮中的应用。
[0043]通常，术语“植物”涉及通过细胞分裂而特征性地生长的植物界的任何各种光合作用的、真核的、单细胞的或多细胞的生物，含有叶绿体，并且具有由纤维素组成的细胞壁。植物包括单子叶植物和双子叶植物。具体而言，植物旨在包括但不限于被子植物和裸子植物，例如金合欢、苜蓿、苋菜、苹果、杏、朝鲜蓟、白蜡树、芦笋、鳄梨、香蕉、大麦、豆类、甜菜、桦
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