■ 張養(yǎng)東 楊軍香 宋孝明 石慧麗 王宗偉 鄭 楠 李松勵 王加啟
(1.中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所,農業(yè)部奶產(chǎn)品質量安全風險評估實驗室(北京),北京 100193;2.農業(yè)部奶及奶制品質量監(jiān)督檢驗測試中心(北京),北京 100193;3.中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所,動物營養(yǎng)學國家重點實驗室,北京 100193;4.全國畜牧總站,北京 100125;5.山東省壽光市畜牧獸醫(yī)管理局,山東壽光 262700)
霉菌毒素(mycotoxin)普遍存在于青貯玉米飼料中,霉菌毒素能夠影響青貯玉米中的營養(yǎng)成分含量及其吸收代謝,降低奶牛采食量和產(chǎn)奶量,抑制奶牛的免疫功能等。如果飼料中含有大量霉菌毒素,奶牛所產(chǎn)的牛奶中霉菌毒素可能超標,人類短期或長期飲用此類牛奶后,會導致疾病或癌癥。例如,人們食用含有黃曲霉毒素M1(AFM1,AFB1羥基化)牛奶及其制品后,容易引起肝臟損傷、肝硬化、腫瘤誘導和致突變及免疫抑制等負面作用;黃曲霉毒素能夠影響母鼠胎盤的功能,使母鼠的分娩時間提前,小鼠出生重減輕,并容易導致母鼠早產(chǎn)(Wang等,2016)。Alonso等(2013)報道,霉菌污染不僅會造成動物疾病、經(jīng)濟損失,還會影響人類健康,尤其是嬰兒健康。2013年度至2015年度對全國1 080個反芻動物養(yǎng)殖點調研發(fā)現(xiàn),反芻動物可見霉菌污染的飼料種類中,青貯玉米是主要的飼料種類。因此,了解和控制青貯飼料中霉菌毒素污染狀況,對保證反芻動物食品安全具有重要的意義。
本試驗根據(jù)青貯玉米飼料的特性,以及10種霉菌毒素的結構特征,改進已有測定豬消化液中霉菌毒素的液相色譜串聯(lián)質譜(LC-MS/MS)方法(王瑞國等,2015),建立適用于青貯玉米中10種霉菌毒素檢測的LC-MS/MS方法,并使用該方法測定2015年度10個奶牛場的14個全株青貯玉米樣品中的霉菌毒素(AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、DON、ZEN、麥角醇、雜色曲霉毒素、HT-2毒素和T-2毒素)含量,以更深入的了解青貯玉米飼料中的霉菌毒素污染情況。
1.1.1 儀器
液相色譜-質譜聯(lián)用儀(Waters Acquily UPLC Xevo TQS),高速冷凍離心機(HITACHI GR22GIII),旋渦振蕩儀(Scientific Industries Voter Gnie 2),Mycospin 400多功能凈化柱(Romer公司)。
1.1.2 試劑
本試驗所用乙腈(Fisher Scientific公司)為色譜純,AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、DON、ZEN、麥角醇、雜色曲霉毒素、HT-2毒素和T-2毒素標準品(Sigma公司)。其他試劑均為分析純。
1.2.1 制備青貯玉米提取液
稱取(1.00±0.01)g試樣于50 ml塑料離心管中,加入8 ml乙腈-水-甲酸(84∶15.9∶0.1,V/V)進行提取,渦旋混勻1 min,搖床劇烈振蕩20 min。提取完成后,以1 000 r/min離心10 min,取1 ml上清液于Mycospin 400多功能凈化柱中,收集濾液,放入自動進樣瓶中,直接上高效液相色譜串聯(lián)質譜(HPLC/MS/MS)儀器測定。
1.2.2 制備AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、DON、ZEN、麥角醇、雜色曲霉毒素、HT-2毒素和T-2毒素儲備液和標準工作液
1 mg/ml各霉菌毒素標準儲備液:稱取10 mg各霉菌毒素標準品分別溶于10 ml乙腈中。10 mg/l的中間混合標準溶液:吸取100 μl各儲備液于10 ml容量瓶中,用乙腈定容混勻。工作液用乙腈∶水(50∶50,V/V)稀釋混合標準儲備液配制。儲備液和中間標準混合液在-20℃下冷凍保存,工作液在4℃保存。
1.2.3 色譜和質譜條件
液相條件:色譜柱:ACQUITY UPLC HSS T3 Column,2.1×100 mm,1.8 μm;溫度:40 ℃;進樣體積:5 μl;流速:0.35 ml/min;流動相A:0.1%甲酸乙腈溶液;流動相B:0.1%甲酸水溶液(見表1)。
表1 流動相梯度
MS條件:多反應監(jiān)測(MRM)ESI+;離子源溫度:150℃脫溶劑氣:氮氣;霧化溫度400℃;毛細管電壓:3.00 kV;碰撞氣:氬氣,流速0.16 ml/min。
青貯玉米質地輕、密度低、吸水性比較強,相對于王瑞國等(2015)的報道,添加提取液重量體積比由1∶1增加到1∶4,然后直接用提取溶液上機。
提取溶液中有機相比例較高,用BEH C18的色譜柱DON的溶劑效應較明顯,峰形顯著低于HSS T3色譜柱(見圖1)。
圖1 BEH C18色譜柱與HSS T3色譜柱峰形
以乙腈-水(50∶50,V/V)為流動相,采用結合(Combine)進樣方式,對10種霉菌毒素的質譜條件進行優(yōu)化,在正、負離子模式下進行全掃描,選擇合適的準分子離子峰和電離方式。盡管OTA和DON在負電離模式下也有較好的響應,考慮到提取液和流動相中都有甲酸,甲酸有利于正電離的模式下物質的離子化,并且在一次進樣檢測中,不用通過正負離子模式的切換,這樣在大批量樣品檢測過程可減少儀器的損耗,因此10種霉菌毒素都選用了正離子模式。并結合基質空白和基質標準液的離子掃描圖,進一步優(yōu)化參數(shù)確定了各種毒素在多反應監(jiān)測模式(MRM)下信號采集的特征離子對及質譜條件(見表2)。
表2 質譜參數(shù)
空白樣品提取液中添加適量混合標準溶液,按照前處理過程,取1 ml經(jīng)Mycospin 400凈化的提取液,配制濃度為5~100 ng/ml的基質混合標準溶液。根據(jù)3倍信噪比(S/N)確定化合物的方法檢出限(LOD);根據(jù)10倍信噪比(S/N)確定化合物的方法定量限(LOQ),以濃度為橫坐標,定量離子對峰面積為縱坐標做標準曲線,10種組分在正離子模式下均呈良好的線性關系,相關系數(shù)(r)均不低于0.998(見表3)。
表3 方法的線性范圍與定量限
采用空白樣品,進行添加回收和精密度實驗。樣品中添加低、中、高3個濃度梯度的混合標準溶液,每個添加濃度設6個平行,按本實驗方法進行樣品處理和上機測定,平均回收率為67.4%~114.1%,相對標準偏差(RSD)為0.2%~6.1%(見表4)。
10個奶牛場14個全株玉米青貯玉米樣品檢測結果發(fā)現(xiàn),全部檢出的霉菌毒素種類為嘔吐毒素、黃曲霉毒素B2和玉米赤霉烯酮,河南、河北和山東還檢出麥角醇。霉菌毒素含量由高到低依次為嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮、黃曲霉毒素B2和麥角醇(見表5),不過各霉菌毒素含量均未超出國家飼料衛(wèi)生標準中霉菌及霉菌毒素含量(GB13078-2001、2006、2007)范圍。AFB1、AFG1、AFG2、HT-2、T-2、Sterigmatocystin這6種毒素均未檢出。
奶牛飼養(yǎng)場的條件不同,造成各家奶牛場原料品質差異極大。從本檢測結果看,各奶牛場需要重點關注嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮和黃曲霉毒素B2。其中嘔吐毒素和玉米赤霉烯酮影響奶牛健康、產(chǎn)奶性能與繁殖性能,而黃曲霉毒素則直接影響牛奶品質問題。
本文建立了采用乙腈-水-甲酸(84∶15.9∶0.1,V/V)提取,多功能凈化柱凈化,HPLC-MS/MS分析法同時測定青貯玉米中的黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素B2、黃曲霉毒素G1、黃曲霉毒素G2、嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮、麥角醇、雜色霉素、HT-2毒素和T-2毒素10種真菌毒素殘留的快速檢測方法。本方法前處理步驟簡單,具有靈敏、快速的特點,分析時間小于7 min,10種霉菌毒素在線性范圍內5~100 μg/kg,檢出限均小于1.0 μg/kg,均能滿足國家對飼料中霉菌毒素限量的要求。
表4 回收率和精密度結果
表5 奶牛場全株玉米青貯樣品中霉菌毒素含量(μg/kg)