[发明专利]降解黄曲霉毒素的方法与装置

说明书

本发明提供了一种降解黄曲霉毒素的方法，包括将含黄曲霉毒素的固体物料粉碎后使其处于流化状态的步骤，以及在至少70％的湿度环境下对处于流化状态的物料进行等离子体处理的步骤；所述等离子体处理通入的气体为臭氧和NOx。本发明还包括一种降解黄曲霉毒素的装置，包括流化床和等离子体设备；所述流化床设有喷雾单元和湿度控制单元，所述喷雾单元可以向流化床内部喷入雾化水，所述湿度控制单元与喷雾单元连接，通过湿度控制单元可控制喷雾单元的喷水量；所述等离子体设备与流化床连接，可向流化床内部通入臭氧和NOx气体。本发明可以破坏黄曲霉毒素的结构，达到彻底消杀的目的，同时还能消杀其他污染物，如细菌、霉菌、孢子、呕吐毒素等。

技术领域

本发明涉及降解黄曲霉毒素的方法与装置。

背景技术

黄曲霉素(aflatoxin)，又称黄曲毒素，是一类化学结构类似的化合物，二氢呋喃香豆素的衍生物，由黄曲霉及寄生曲霉等几种霉菌在霉变的谷物中产生。黄曲霉毒素主要由基因同源的黄曲霉和寄生曲霉等真菌在一定的环境条件下发生的复杂酶促反应生物合成的次级代谢产物。目前鉴定出的共有18种，分为B族和G族两大类，在动物体内代谢可产生黄曲霉毒素M1、M2等多种同源衍生物。它给粮食及饲料造成严重污染，其中黄曲霉毒素B1是黄曲霉毒素中毒性最强的物质。黄曲霉毒素主要作用于肝脏，引起肝脏病变。食用了含黄曲霉毒素的食物，可引起人畜急性中毒从而引发疾病，且黄曲霉毒素有强致癌、导致基因突变和畸形作用，严重威胁动物及人类健康，如何除去粮食及饲料中的黄曲霉毒素被人们广泛关注。

目前，含有黄曲霉毒素的物料的脱毒方法主要是物理吸附，如研究人员对蒙脱石、活性炭、硅藻土等各类吸附剂和改性吸附剂在花生粕中的黄曲霉毒素的脱除效果和机理进行了深入的研究。如Youjun Deng等，证实了蒙脱石吸附黄曲霉毒素的有效性，并深入分析了蒙脱石与黄曲霉毒素分子间的结合方式。另外，研究人员还进行了诸如罗非鱼、鸡、猪、鸭、羊等大量的动物毒性试验，如Abdel-Wahhab等进行了膨润土对罗非鱼的毒性试验，证实了膨润土具有一定的吸附能力且安全性高。该方法主要是通过降低生物利用度来避免黄曲霉毒素对生命体的毒害。由于低温等离子体中的活性成分对黄曲霉毒素等各种类型的污染物均有一定的消杀作用，因此低温等离子体给出了一套更环保更安全的脱毒模式。

因此本发明设计了一套流化床与低温等离子体联合处理含黄曲霉毒素的固体物料的工艺路线。流化床利用空气通过颗粒状固体层而使含黄曲霉毒素的物料处于悬浮运动状态，该空气通过物料时，将射流低温等离子体产生的活性成分带入，使其与物料的污染物充分接触，从而保证消杀效果和效率。相对于于溶液或水体系来说，本工艺为干法工艺，不产生任何污染物，环境友好，能耗低，消杀效果好。

发明内容

本发明第一方面的目的在于，提供一种降解黄曲霉毒素的方法，包括将含黄曲霉毒素的固体物料粉碎后使其处于流化状态的步骤，以及在至少70％的湿度环境下对处于流化状态的物料进行等离子体处理的步骤；所述等离子体处理通入的气体为臭氧和NOx。

本发明所述的流化状态是本领域的常规术语，是指固体颗粒在流体的作用下不停的飘动翻滚的状态。

臭氧是一种强氧化剂，其还原电位为+2.07V，仅次于氟而居第二位。臭氧在水中时发生还原反应，产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基(·OH)，瞬间可分解水中的有机物质。羟基的氧化还原电位为2.80V，与氟的氧化能力相当，是强氧化剂、催化剂，可使有机物发生连锁反应，且反应十分迅速。所以臭氧溶于水中，它不仅能够打破甲基对黄曲霉毒素结构中的烯炔、炔烃等碳链，而且对其二氯乙烯基、硝基、甲氧基、氨基等基团有着强烈的氧化作用。这种打断连接键和基团氧化的双重作用使得上述物质的分子结构发生彻底改变，从而起到解毒、降低农药残留的作用。臭氧氧化后的产物大多无毒，并且比底物更亲水，水冲洗便可除去，而臭氧本身则分解成氧气，不会造成二次污染。