浅析臭氧对小麦呕吐毒素的抑制

◎ 赵光涛，盖 倩，刘 旭，雒 芳

（1.中央储备粮临沂直属库有限公司沂水分公司，山东 临沂 276400；2.中央储备粮临沂直属库有限公司，山东 临沂 276400；3.山东中储粮粮油质监中心有限公司，山东 济南 250000；4.中储粮云南分公司粮油质量监督检查中心，云南 昆明 650000）

1 臭氧概述

臭氧分子式为O₃，是氧气（O₂）的同素异形体，臭氧分子由三个氧原子组成，其中一个氧原子与另外两个氧原子以单键的形式连接。臭氧被誉为“绿色化学品”，属强氧化剂，它具有杀菌、脱色、氧化、除臭四大功能及无残留、无二次污染等优点，是环保型绿色工业原料之一。

臭氧被人体吸入后会刺激眼、鼻、喉、呼吸器官，引起咳嗽、头疼、喉痛，人接触20 mg·kg-1（约40 mg·m-3）以下不超过2 h，对人体无永久性伤害。臭氧的应用历史已有100 多年，至今没有发现一例因臭氧中毒而死亡的报道。

臭氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素。臭氧能破坏分解细菌的细胞壁和病毒衣体壳，氧化分解其内部的活性酶、脱氧核糖核酸（DNA）、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等，达到灭菌目的。

1.1 臭氧的物理性质

臭氧是一种具有刺激性气味的不稳定气体，在常温常压下，臭氧为蓝色气体，不过蓝色并不明显，除非是相当高浓度的气体。臭氧的密度为2.144 kg·m-3（标准状态下），比空气和氧气重。臭氧微溶于水，标准状态下，其溶解度比氧大13 倍，比空气大25 倍。氧气和臭氧的主要性质比较见表1。

表1 臭氧与氧气的比较表

1.2 臭氧的化学性质

臭氧的化学性质极不稳定，在空气和水中都会分解成氧气，其反应式如式（1）。

含量为1%以下的臭氧，在常温常压的空气中分解半衰期为16 h 左右。随着温度的升高分解速度加快，35 ℃时分解速度明显加快，超过100 ℃时，分解非常剧烈，270 ℃时，可立即转化为氧气，臭氧在水中的分解速度比在空气中快，在含有杂质的水溶液中臭氧迅速分解成氧气，如水中臭氧浓度为6.25×105mol·L-1（3 mg·L-1）时，其半衰期为5 ～30 min，在二次蒸馏水中，经过85 min后臭氧只分解10%，若水温接近0 ℃，臭氧会更加稳定。

2 试验材料

2.1 试验仓房

2#仓，为高大平房仓，设计仓容均为3 959 t。仓内长41.73 m、宽20.73 m，存粮线高6.0 m。仓顶为菱镁板屋面隔热，仓内无吊顶、内外门窗、内环流，粮面铺设走道板为田字格镜子面。

2.2 试验粮食

实验粮食的具体情况见表2。

表2 试验粮食情况表

2.3 风道布置

一机两道，4 组地上笼U 型排列，主风道和支风道横截面积均为0.55 m×0.65 m，通风途径比为1 ∶1.12。

3 试验方法与结果

3.1 实验条件

2020 年1 月1—5 日， 气 温-5 ～6 ℃， 气 湿46%～75%；仓温2 ℃，粮温1 ～15 ℃，平均粮温8 ℃；天气晴。符合臭氧机室外操作运行。

仓房内外密闭，内环流风机出风口敞开，臭氧出气口放置仓房正中距粮面30 cm 处。

利用磷化氢浓度检测箱，在仓内的四角、中间、内环流出风口和进风口设置臭氧浓度检测软管。

按照标准扦样法取5 个点进行呕吐毒素检测，西南角为1，南墙边共用点2，中间的3 个共用点分别为3、4、5，并扦取上、中、下3 层以及全仓小麦样品进行呕吐毒素检测。

3.2 臭氧机运行控制

2020 年1 月1—7 日，臭氧机连续运行7 天，每天连续运行6 h（臭氧机最长连续运行时间为6 h），开关机前后检测仓内臭氧浓度；2020 年1 月8 日停机一天，扦取样品检测DON。结果如表3。

2020 年1 月9—15 日，臭氧机连续运行7 天，每天连续运行6 h，开臭氧机时同时打开内环流，关闭臭氧机时关闭内环流，开关机前后检测O₃浓度，数据见表4，分别于2020 年1 月1 日、7 日、15 日扦取小麦样品检测DON，结果如表5。

表3 开臭氧机前后臭氧浓度表

表4 开臭氧机前后臭氧含量表

表5 检测小麦呕吐毒素含量表/（mg·kg-1）

3.3 混流风机通风

2020 年1 月15 日关闭臭氧机后，利用混流风机通风（吸出式）降温蓄冷，把多余的臭氧全部排出，防止臭氧分解出氧气。

4 结论

臭氧是一种杀菌剂，可杀灭真菌，可用于杀灭小麦中的真菌毒素，达到灭菌目的。

通过表3 可以看出，小麦粮堆粮温1 ～15 ℃时，臭氧渗透力较强，但只限于粮堆的上层。

通过表3 和表5 对比，在内环流的辅助下，臭氧快速渗透粮堆中下层，但是粮堆底部臭氧浓度较低。

通过表5 分析出，通过臭氧的杀菌后，该仓小麦DON 由原来的950 mg·kg-1左右，变为550 mg·kg-1左右，实验得出，臭氧对小麦的呕吐毒素具有抑制作用。