玉米及其制品质量安全风险及控制

赵久然，刘月娥

（北京市农林科学院玉米研究中心，北京 100097）

摘 要：玉米是全世界也是我国种植范围最广、总产量最大、用途最多的粮食作物。玉米按收获物和用途可分为籽粒用玉米、鲜食玉米、青贮玉米等3类，其中籽粒用玉米是我国玉米的主要产品。指出我国籽粒用玉米及其制品在质量安全方面存在的主要问题是真菌毒素污染，同时也在一定程度上存在农药残留和重金属污染等问题，并从玉米育种和作物栽培等方面给出相应的控制对策：1）选育并推广抗病虫害的玉米新品种，积极采取措施预防和防治病虫害。2）选育并推广脱水快、成熟度好、利于籽粒直收的玉米品种，规范玉米籽粒晾晒及储存过程。3）完善相关标准体系和检测体系。4）综合防治病虫草害，合理规范使用杀虫剂、杀菌剂、除草剂，生物防治为主，化学防治为辅，使用低毒农药。5）加强标准农田建设，减少面源污染，降低重金属在玉米中吸收和积累。

关键词：玉米；玉米制品；质量安全；多抗玉米品种；京科968

引用格式：赵久然，刘月娥.玉米及其制品质量安全风险及控制［J］.食品科学技术学报，2016，34（4）:12-17.

ZHAO Jiuran，LIU Yue'e.Safety risk and its control of corn and corn products［J］.Journal of Food Science and Technology，2016，34（4）:12-17.

玉米是全球第一大粮食作物，总产量和单产量居粮食作物之首。近年全球每年玉米种植面积20亿亩（1.3×106km2）以上、总产量已达10亿t。在保障世界粮食安全方面，玉米的作用意义重大。我国是全球第二大玉米生产国和消费国，总产量占全球玉米总产量的20%以上。2015年我国玉米的总产量和种植面积分别为2.25亿t和5.72亿亩（3.8 ×105km2），远高于水稻和小麦，居我国粮食作物之首；玉米按收获物和用途可分为籽粒用玉米、鲜食玉米、青贮玉米等3大类，其中籽粒用玉米是我国玉米的主要产品。近年来，大约我国籽粒用玉米总产量的10%作为口粮，68%作为饲料，20%以上作为工业加工原料。玉米产量已成为影响我国粮食供求和畜牧业发展的重要因素。同时，玉米及其制品的质量与安全事关我国农业的可持续发展和国民健康［1］。

我国玉米籽粒的质量因受到土壤状况［2］、病虫害、环境条件（光、温、水等）［3］及收获和仓储条件［4］的影响，质量安全面临诸多问题，其中最主要的问题是真菌毒素污染，同时也在一定程度上存在着农药残留和重金属污染等问题。本文对上述几个方面存在的问题进行综述，并从玉米育种和栽培等角度针对玉米及其制品中存在的质量安全问题进行对策分析，对提高我国玉米及其制品质量、保证我国玉米的可持续发展和人畜健康具有重要意义。

1　真菌毒素污染现状及控制对策

1.1　真菌毒素的污染现状

真菌毒素是农产品的首要天然污染物，具有极强的致病性，不仅造成原粮减产和品质降低，对食用被真菌毒素污染食品和饲料的人畜也会造成很大危害［5-10］，由其引起的食源性疾病和食品贸易争端一直是全球关注的热点［11］，是影响玉米及其制品质量安全的最主要因素。据世界粮农组织估计，世界范围内有25%的农作物不同程度受真菌毒素的污染［12］。对我国玉米及其制品而言，由于受环境因素、收获及仓储条件的影响，玉米及其制品受到真菌毒素的影响较为严重。

国内针对玉米黄曲霉毒素、伏马毒素、呕吐毒素和玉米赤霉烯酮等真菌毒素对玉米及其制品的污染现状做了较多研究。陈必芳等［13］从全国104个饲料加工厂和饲养场采集饲料样品627份，对我国饲料霉变现状进行调查。调查结果表明，配合饲料及饲料原料污染率均分别高达100%和99%。高秀芬等［14］对吉林、河南、湖北、四川、广东、广西的279份玉米样品的黄曲霉素进行检测，检出率为75.63%。戴玉瑞［15］在河南省的鹤壁、濮阳、信阳、南阳、郑州以及驻马店采集25份玉米样品，发现伏马毒素的阳性检出率高达100%，其次是呕吐毒素84%，玉米赤霉烯酮80%，黄曲霉毒素B1 71%。伏马毒素、呕吐毒素、黄曲霉毒素B1和玉米赤霉烯酮均有不同程度的超标，超标率分别为96%，36%，25%和20%。敖志刚等［16］对我国14个省市玉米样品的霉菌污染状况进行检测，发现黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮及呕吐毒素的检出率分别为82.0%，81.8%和100%，超标率分别为2.6%，36.4%和72.7%。对我国饲料原料和配合饲料中玉米赤霉烯酮进行检测，检出率高达100%，超标率为23.21%～40%［17-19］。伏马毒素的检出率分布在19.2%～85.7%［20-21］，其中山东和河南地区检出率较高，宁夏地区检出率较低［19］。甄阳光等［22］对我国7个地区11个省份的饲料原料及配合饲料样品中呕吐毒素含量进行检测，发现北方地区（西北、东北、华北）呕吐毒素污染情况较南方地区（西南、华南）严重；饲料原料中玉米的呕吐毒素含量和超标率较其他原料高，检出率为97.9%～98.8%，超标率为34.5%～57.6%。北京地区玉米呕吐毒素的检出率和超标率分别为92.9%和57.1%［23］。

1.2　控制对策

1.2.1　选育推广抗病虫害的新品种，积极采取预防措施和防治病虫害

串珠镰孢是一种世界性的植物病原菌，在环境条件适宜时可侵染玉米植株，引发根腐病、茎腐病和穗粒腐病，玉米镰孢菌穗粒腐病病原的串珠镰孢是通过花丝进入穗内，籽粒表皮破裂或其他伤口都可以增加病菌的侵染。所以，受过虫害的原粮玉米容易受到霉菌的侵害，加重真菌毒素的污染，含有较高水平的真菌毒素［21］。并且，玉米穗粒腐病的病菌导致伏马毒素、呕吐毒素和玉米赤霉烯酮的大量发生［24-25］，严重影响我国玉米及其制品的安全，所以玉米的生产过程中病虫害的防治至关重要。

1）选育并推广抗病虫害的玉米新品种。为了保证玉米的高产稳产性、对不良逆境因子的抵抗性及真菌毒素抗性，应该加强对综合性优良玉米品种的选育，选育并推广抗病虫害的玉米新品种是保证玉米及其制品质量安全的重要途径。但是我国在这方面的玉米新品种更新换代步伐相对滞后，我们可以通过常规育种、DH单倍体育种、诱变育种、分子标记辅助育种和转基因育种等技术选育高产、稳产、广适、多抗的玉米新品种，特别是抗多种病虫的品种。于艳秋等［26］研究发现，Bt玉米不但能够抗玉米螟，同时在农田研究中也发现Bt玉米对串珠镰孢霉菌感染也具有一定抗性，并且含有较低水平的伏马毒素。而未来转基因育种的主要发展方向除关注抗病虫害玉米品种的选育，更应集中在转基因技术本身的安全性、功能基因组研究、载体构建、遗传转化体系的优化和改善及多基因叠加的复合性状转基因玉米的选育等。

2）积极采取措施预防和防治病虫害。除选育并推广抗病虫害的玉米新品种外，还应积极采取措施预防和防治病虫害。在玉米播种时，玉米种子尽量用种衣剂包衣，种衣剂具有防虫抗病、增产增收的作用，尤其对苗期害虫，玉米丝黑穗病等，具有良好的防治效果。通过种子包衣减少玉米的病虫害，从而减少真菌污染，提高玉米质量。在玉米整个生长发育期间应密切关注病虫害的动态变化，大力开展科学防灾减灾工作，积极推广抗病虫品种，本着“预防为主，综合防治；生物防治为主，化学防治为辅”的原则，依靠生产条件的改善和科技的进步减少玉米病虫害损失以及对玉米籽粒的感染，并及时准确做好预测预报工作。

1.2.2　选育并推广脱水快、成熟度好、利于籽粒直收的品种，规范籽粒晾晒及储存过程

玉米收获和晾晒过程的温度和湿度是影响真菌毒素的主要因素，若收获季晾晒过程遭遇阴雨天气，空气湿度过大，会加重真菌毒素的污染，所以一定要严格控制玉米收获、晾晒和储存时玉米籽粒的水分含量，从而减少玉米籽粒受真菌毒素污染的机会。

1）选育并推广脱水快、成熟度好、利于籽粒直收的玉米品种。玉米收获及晾晒过程的气候条件对玉米籽粒的质量影响巨大，以往我国玉米的收获主要是以人工收获和机械收穗为主，收获持续时间及晾晒时间都较长，增加了玉米籽粒感染真菌毒素的机会。现在农业部正在大力推广机械直收籽粒技术，但是，当前我国玉米主产区玉米品种在收获时普遍含水量较高、籽粒破损率较大，极易感染真菌毒素，缺乏丰产稳产性好、耐密抗倒性好、成熟度好、适宜机械直收籽粒的优良玉米品种。因此，我们应加强选育并推广脱水快、成熟度好、利于籽粒直收的玉米品种，并结合不同的玉米生态区，合理品种配置，优化玉米生产品种布局，最终缩短玉米收获及晾晒时间，减小气候因素对玉米籽粒质量的影响，最终提高玉米籽粒质量。例如，玉米品种京科968，具有成熟时籽粒含水量低、脱水快的特点。与相同生育期品种郑单958相比，京科968生理成熟时的含水量和脱水速率都显著低于郑单958，适于机械直收籽粒。

2）玉米籽粒晾晒及储存过程的规范。在玉米晾晒的过程中，应注意通风、清洁，减少霉变籽粒的产生、真菌毒素的污染以及杂质的掺入。有条件的可以使用烘干设备，但是烘干温度不能过高，容易产生玉米爆腰和烘糊粒，在操作时，籽粒被加热的温度不宜超过50℃，介质温度不超过140℃［27］。在玉米储存时要严格控制籽粒含水量，一般要求玉米籽粒的水分含量≤14%。

1.2.3　完善相关标准体系和检测体系

1）相关标准体系的完善。在我国，玉米质量的标准主要有3个，分别是最基础的玉米标准、饲用玉米标准和工业用标准，广泛地应用于商品玉米的收购、储存、运输、加工以及销售。为了玉米的质量安全，2009年我国发布了GB1353—2009《玉米》，2009年9月1日起开始实施。《玉米》新标准历经几次修订后仍以容重进行定等级，等级由原来的3级改为5级，并增加了等外级，完善了等级设定指标。同时我国还建立了饲用玉米、高油玉米等相应的国家标准，以及爆裂玉米、糯玉米、优质蛋白玉米、高淀粉玉米、高油玉米、甜玉米等相应的行业标准，完善了我国的玉米标准体系［28］。

真菌毒素是农产品中一种主要的天然污染物，具有极强的致病性，对人畜造成极大的伤害［5-10］。因此，加强从农田到餐桌各环节粮食中真菌毒素的监测，同时结合我国居民的膳食消费量进行风险评估，制定粮食制品中真菌毒素的限量标准将是未来的研究重点［29］。鉴于真菌毒素对人体健康的危害，我国应加强相关标准体系的建设，对相应的有害物质进行严格的限定并建立相应的法律法规，保证我国玉米及其制品的质量安全［30-32］。

2）相关检测体系的完善。在我国，为了保障玉米及其制品的安全，相关检测体系的完善在我国粮食产业中同样有着举足轻重的作用［1］。例如，在我国粮食收购过程中，粮食的品质分级非常重要，而粮食物理特性指标检测是粮食品质评价的重要组成部分，检测指标一般包括品种分类、不完善粒、霉变粒、整精米率、出糙率以及容重等。粮食霉变不仅降低粮食的营养和商品价值，更重要的是影响粮食及其制品的可食性和安全性，并且有些霉菌还能产生有毒的二级代谢产物，严重影响粮食的品质安全，因此，将其作为粮食品质检测中的重要指标［33］。

但我国粮食质量检验技术的基础研究和自主创新能力还很薄弱，还处在跟踪学习发达国家先进技术阶段。我国在粮食品质检测中大多采用简单低效的设备和主观的感官方法，现代检测方法在粮食品质的检验中应用较少，提高我国粮食质量的检测技术水平及新技术在检测中的应用至关重要。目前，粮食检测技术正朝着快速、高效、高准确性的方向快速发展，未来粮食检测的发展趋势是尽量以更多的仪器检测代替感官评价，使感官指标仪器化、标准化、智能化。随着粮食检测与识别技术的完善与成熟，我国粮食质量分级标准将会更加规范，从而满足人们对粮食质量分级提出的越来越高的要求。

2　农药残留现状及控制对策

2.1　农药使用现状

众所周知，农药在保证农业生产和粮食安全中发挥了重要作用，但随着农药的大量和不合理应用，农药所造成的环境污染以及残留对人体健康造成的危害不断加剧，这一问题已越来越受到社会的高度关注和重视。但与林果和蔬菜相比，玉米在生长过程中所用的农药较少。在玉米生产上，玉米播种时经常使用种衣剂拌种，但是用量较少；利用杀虫剂、杀菌剂和除草剂预防玉米大斑病、茎腐病、玉米螟、黏虫、二点委夜蛾等病虫害以及各种杂草，但这些农药只有在发生严重年份使用，发生较轻的年份使用不普遍。近年来由于除草剂使用比较普遍，在生产上药害频繁发生，玉米对除草剂的敏感性研究也日益受到人们的重视［34-36］。但以上杀虫剂、杀菌剂和除草剂在玉米生长的过程中发生降解，玉米籽粒中残留量较低，没有发现玉米籽粒中农药残留超标的情况［37-38］，因此，在玉米上使用农药从而影响玉米质量安全的问题不突出。

2.2　控制对策

2.2.1　新品种的选育

玉米新品种尤其是抗病虫、农药使用量尽量少和抗除草剂品种的选育是解决玉米药害和农药残留的重要途径。但是在这方面，我国的玉米新品种相对较少，尤其是抗除草剂的玉米品种，因此我们应该通过先进的育种技术加强这方面的研究工作。转基因技术已在抗虫、抗除草剂的转基因玉米品种取得了很大进展，并在美国等多个国家实现了商业化［39］。孟山都及陶氏益农公司共同研发的玉米新品种Smart-Stax具有广谱抗玉米根部虫害及全面控制广泛的杂草优势［40］。

2.2.2　综合防治病虫草害，合理规范使用杀虫剂、杀菌剂、除草剂

在玉米整个生长发育期间应密切关注病虫草害的动态变化，大力开展科学防灾减灾工作，积极推广抗病虫品种，综合防治病虫草害。本着“预防为主，综合防治；生物防治为主，化学防治为辅”的原则，依靠生产条件的改善和科技的进步减少玉米病虫草害损失，并及时准确做好预测预报工作。同时，合理规范使用杀虫剂、杀菌剂、除草剂等，化学防治病虫草害应采用低毒高效农药，加强生物防治，努力提高防治效率。近年来，生物防治玉米螟技术取得较大发展，目前玉米生产中应用较多的玉米螟生物防治技术主要有赤眼蜂防治、白僵菌封垛防治与苏云金芽孢杆菌（Bt）乳剂防治。

3　重金属污染现状及控制对策

3.1　重金属污染现状

随着工业的发展和农药、化肥的广泛应用，含重金属的污染物通过各种途径进入环境，造成土壤，尤其是农田土壤重金属污染日益严重，我国耕地的重金属污染率高达16.67%，主要分布在辽宁、河北、江苏、广东、山西、湖南、河南、贵州、陕西、云南等地，特别是辽宁和山西的耕地土壤中重金属污染十分严重［41］。玉米具有富集重金属的能力［42］，甚至可作为重金属污染土壤修复的植物，因此很有可能存在植物内重金属超标的现象。张勇等［43］对辽宁省部分县玉米籽粒中重金属进行检测，发现大部分玉米籽粒中能检出铅、镉和砷等重金属，部分地区铅和镉的超标率达40%和80%。俞华齐等［44］对徐州市主要谷物的铅和镉污染状况进行了检测，研究发现玉米籽粒中铅的超标率高达100%。但我国重金属残留的问题只是局部地块问题，并不是我国玉米质量安全的普遍问题，但关于我国玉米重金属超标的问题我们还应严格防范。

3.2　加强标准农田建设，减少面源污染，降低重金属在玉米中吸收和积累

在我国，随着重工业的发展，农药和化肥的大量使用，土壤受重金属污染的情况日益严重［45-47］，并且随着无机肥和农药的过量施用，玉米及其制品中重金属超标问题严重，所以为了我国玉米及其制品的食品安全问题，应根据我国相应的标准加强标准农田建设，减少面源污染，降低重金属在玉米中吸收和积累。在我国，关于农田的主要标准是GB 15618—1995《土壤环境质量标准》规定了土壤中污染物的最高允许浓度指标值及相应的检测方法，同时我国发布NY/T 395—2012《农田土壤环境质量检测技术规范》和NY/T 1119—2012《耕地质量检测技术规程》，对我国的农田土壤环境质量进行检测；国标GB 5084—2005《农田灌溉水质标准》，规定了农田灌溉水质要求、检测和分析方法，适用于全国以地表水、地下水和处理后的养殖业废水及以农产品为原料加工的工业废水作为水源的农田灌溉水。

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Safety Risk and Its Control of Corn and Corn Products

ZHAO Jiuran，LIU Yue'e
（Maize Research Center，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Beijing 100097，China）

Abstract：Corn is the world's and China's largest planted and most widely used crop，with the highest yield production among all the crops.According to the harvest parts and uses，corn can be divided into three types，which are grain corn，fresh corn and silage corn.Grain corn is one of the main products in China. This study points out that the main quality and safety problems of grain corn and its products in terms are mycotoxins contamination.Problems of pesticide residue and heavy metal pollution also exist to a certain extent.This study also give the corresponding control measures from the aspects of corn breeding and cultivation，including:1）Breeding new maize cultivars of wide adaptability and resistance，and taking active measures to prevent and control diseases and insect pests.2）Breeding and recommending good maturity and quick dehydration cultivars suitable for grain harvesting，and drying timely and storing standardly.3）Improving relevant test and standard systems.4）Comprehensively preventing and controlling plant diseases and pests，and rationally using pesticides，fungicides，herbicides which is mainly through biological control supplemented by chemical control with low toxicity.5）Strengthening standard farmland construction，and reducing nonpoint source pollution and the absorption and accumulation of heavy metals in corn.

Key words：corn；corn product；quality safety；multi-resistant corn cultivar；Jingke 968

中图分类号：TS213.4

文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.2095-6002.2016.04.003

文章编号：2095-6002（2016）04-0012-06

（责任编辑:李 宁）

收稿日期：20160602

作者简介：赵久然，男，研究员，博士，主要从事玉米育种和栽培方面的研究。