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真菌毒素是真菌生長過程中產生的代謝物,汙染食品與農作物,食品素給人的菌毒检测身體健康帶來一定的危害,對農業生產具有巨大的原创危害性。了解常見的食品素真菌毒素的危害及其檢測方法,可以為進一步控製真菌毒素汙染提供參考價值。菌毒检测
一、原创真菌毒素的食品素概念
真菌:是一類有細胞壁,不含葉綠素,菌毒检测無根莖葉,原创以腐生或寄生方式生存,食品素能夠及進行有性或無性繁殖的菌毒检测微生物;
黴菌:是絲狀比較發達的小型真菌的俗稱;
真菌毒素:是由真菌產生的次級代謝產物。即由細胞增殖過程中形成的原创丙酮酸、酯酸、食品素氨基酸等初級代謝產物作為前提物質,菌毒检测進行生物合成的物質。一般分為黴菌毒素和蘑菇毒素。
二、真菌毒素的種類
已知有200多種不同的真菌毒素,一般同時具有毒性強和汙染頻率高的特點。其中包括:黃曲黴毒素B1和M1 (Aflatoxins, FB1、FM1);赭(棕)曲黴毒素A (Ochratoxin A, 0A) 脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(嘔吐毒素) (Deoxynivalenol, DON); 玉米赤黴烯酮(Zearalenone, ZEN(F-2)) ; T-2毒素(T -2 toxin,T-2); 伏馬黴素; 展青黴素(棒曲黴毒素) (Patulin, PTL);雜色(柄)曲黴毒素(terigmatocystin); 串珠鐮刀菌素(Moniliformin, MF)三硝基丙酸; 二乙酰鑣草鐮刀菌烯醇(Diacetoxyscirpenol DAS)、麥角堿、黃米毒素、島青黴毒素、橘青黴素、皺褶青黴素、黃綠青黴素、紅矢精、黃綠素、圓弧青黴偶氮酸和F- 2毒素等。
(1)真菌毒素之黃曲黴毒素
黃曲黴毒素(Aflatoxins。簡寫AFT)是黃曲黴、寄生曲黴及溫特曲黴等產毒菌株的代謝產物,是群結構類似的化合物。目前已發現17種黃曲黴毒素。根據其在波長為365nm紫外光下呈現不同顏色的熒光而分為B、G二大類:
B大類在氧化鋁薄層板上於紫外光照射下呈現藍色熒光;
G大類則呈綠色熒光。
(2)真菌毒素之赭曲黴素
毒性:主要對腎產生危害,造成腎腫大,當濃度超過5mg/Kg時,對肝髒組織和腸道產生破壞,引起腸炎等。無色結晶化合物,易溶於極性溶劑和稀的碳酸氫鈉水溶液中,微溶於水,在紫外光照射下,呈綠色熒光,該化合物穩定,在乙醇中置冰箱避光保存一年以上而不被破壞,但在穀物中隨時間延長而降解。
存在於:糧穀物、大豆、葡萄及葡萄酒、咖啡、可可和巧克力、中草藥、調味料、啤酒等。
檢測方法:薄層層析法、液相色譜法。
(3)真菌毒素之玉米赤黴烯酮
玉米赤黴烯酮也稱F-2毒素。鐮刀菌屬的多個菌種如禾穀鐮刀菌、三線鐮刀菌、粉紅鐮刀菌、半裸鐮刀菌、木賊鐮刀菌、黃色鐮刀茵、茄病鐮刀菌、串珠鐮刀菌等都可以產生該毒素。這些菌廣泛存在於土壤、空氣及汙染的穀物中,主要汙染玉米,也汙染大麥、小麥、燕麥等。玉米的陽性檢出率可達45%,最高含毒量可達2909 mg/蠅,小麥的陽性檢出率可達20%,含毒量為0.36~11.05 mg/k。
檢測方法:高效液相色譜法。
(4)真菌毒素之伏馬菌素
自然界中最為普遍,毒性強,損傷肝腎功能白色粉末,易溶於水、甲醇、乙腈等溶劑,在甲醇溶液中不穩定,在乙腈水溶液中非常穩定。
檢測方法:高效液相色譜法。
(5)真菌毒素之展青黴素
展青黴毒素是多種真菌的有毒代謝產物,該物質方麵是一種廣譜的抗生素,另一方麵對小鼠、兔子等試驗動物具有較強的毒性。其汙染食品和飼料後產生的毒性遠大於其抗菌作用。
(6)真菌毒素之雜色曲黴毒素
毒性:引起腫瘤
汙染:小麥、大麥、玉米、花生、大豆、咖啡豆、火腿、奶酪等。易溶於氯仿、苯、吡啶、乙腈,微溶於甲醇、乙醇,不溶於水和堿性溶液。在紫外線照射下,呈磚紅色熒光。
檢測方法:薄層法,紫外分光光度計測定。
三、真菌毒素的檢測
(一)前處理
1. 采樣和樣品的準備
(1)根據分析目的的不同確定采樣地點,如:農田、倉庫、加工廠、運輸工具、零售商和醫院等。
(2)采樣方法:
靜態樣品:麻袋、箱櫃和車廂等容器存放分樣品均屬靜態樣品。
采樣工具:頂端尖銳的長柄采樣釺子。
采樣數量:小批量時采1/4;大批量時為整批麻袋數。
動態樣品:用商品化的十字交叉切分自動采樣器。
(3)采樣量采大樣,按四分法對角連續多次分樣縮減至1 - 2kg,最後取代表樣全部粉碎。美國農業部USDA的方法:成批樣每批取3份大樣,每份22kg。實驗室分析用的樣品為1- 5kg。
2.提取
(1)提取溶劑
溶劑的選擇取決於待測毒素的種類、毒素性質、毒素在提取溶劑中的溶解度、提取溶劑的毒性價格、非測定成分在提取溶劑中的分配係數等。毒性小、極性大、價格低廉的溶劑係統。
常用溶劑:甲醇、氯仿、丙酮、己烷、乙酸乙酯、乙睛和水中一種或多種不同配比的混合物。
(2)提取溫度
溫度影響毒素的回收率,適當升高溫度可以增加毒素的回收率。
(3)食品基質
固體食品:選用浸劑、洗脫、索氏回流等方法。
液體食品:液-液分配方法
3.純化
純化:在確保不損失待測毒素的前提下除去幹擾雜質的過程稱為純化。
常用淨化方法:液-固萃取、液-液分配、化學吸附、色譜法、透析法以及SFE法等。使用最廣泛的是色譜法。
色譜法:薄層色譜法(柱色譜法最常用)
吸附色譜柱常用的吸附劑:矽膠、礬土、氧化鋁、活性炭、弗羅裏矽土。
分配色譜柱常用的填充劑:矽藻土、纖維素。
固相提取 (廣泛采用) ;免疫親和柱IAC (應用於農產品的新技術)。
(二)真菌毒素的檢測方法
1.薄層色譜測定法
實驗原理:樣品經提取、淨化、薄層分離後,某些真菌毒素在紫外光下,產生特定熒光,以標準品做參比,根據其在薄層上顯示的熒光的最低檢出量來定量。
適用範圍:適合於本身能夠產生熒光的真菌毒素。如:AFB、OTA
優點:經濟、對設備和檢驗人員要求不高。
2.高效液相色譜法
實驗原理:樣品中的真菌毒素經柱層析分離後,通過測量色譜峰的麵積定量。
優點:特異性強、靈敏度高、定量準確。
分析時應該考慮流動相、色譜柱、柱溫和檢測器等分析條件,找出最佳配比。
有熒光的用熒光檢測器,B類單端孢黴烯族化合物本身不產生熒光,但C6位置上有酮基,可配紫外檢測器檢測。
應用:選擇高效液相-熒光分光光度法是定量測定農產品中玉米赤黴烯酮汙染最可靠、亦是最常用的方法。
3.免疫親和柱-熒光計快速檢測法
實驗原理:利用抗原一抗體免疫反應的原理,使用大劑量的單克隆抗體,選擇性的將樣品提取液中的黃曲黴毒素吸附,用水將雜質洗脫除去,再用甲醇定量將黃曲黴毒素洗脫,達到分離淨化目的。
免疫反應:指抗原和抗體分子的結合。抗原抗體複合物的形成要求二者結構有互補性,抗原與抗體的結合液因此具有高度特異性。
優點:高度特異性、高靈敏度、快速簡便等。
4.快速檢測卡檢測法
檢測原理:測定基礎是抗原抗體反應,抗體連接在柱體內,樣品經過提取、過濾後,緩慢的通過赭曲黴毒素的免疫親和柱,在免疫親和柱內毒素與抗體結合,之後洗滌免疫親和柱,除去沒有被結合的其他無關物質。用甲醇洗脫赭曲黴毒素A,然後再注入到分析儀器中用於檢測。