吳 仲 ,張 勛
(1.福建中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,福建福州350122;2.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院,茶學(xué)福建省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建福州350002)
薔薇科植物山楂適應(yīng)性強(qiáng)[1],在我國各地均有分布,常用作園林綠化植物[2],其干燥果實(shí)作為一種藥食同源的藥材,含有豐富的生物活性物質(zhì)[3-4],具有健脾開胃、消食化滯等作用,在臨床上有廣泛的應(yīng)用[5-6]。在休閑食品[7-8]、動(dòng)物飼料[9-11]等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越受到關(guān)注,推廣山楂可謂兼具生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益[12]。展青霉素(Patulin)又稱棒曲霉素,是曲霉屬、青霉屬、絲衣霉屬等菌種的次級代謝產(chǎn)物,是一種神經(jīng)毒素,具有潛在的致癌、致畸、致突變性,且可以穩(wěn)定存在[13-15]。其在水果制品中廣泛存在,山楂和山楂片中均有發(fā)現(xiàn)展青霉素的報(bào)道[16-17]。目前,GB 2761—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中真菌毒素限量》對山楂中展青霉素最高允許量做出了明確規(guī)定,而歐盟標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格[17]。5-羥甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,HMF)主要由美拉德反應(yīng)和己糖酸性條件下脫水產(chǎn)生[18]。HMF本身僅具弱毒性,但其能在體內(nèi)形成具有強(qiáng)致癌和基因毒性的羥甲基糠醛次硫酸鹽等[19-20]。如果山楂產(chǎn)品因加工或貯藏不當(dāng)?shù)仍虍a(chǎn)生HMF和展青霉素,可能會威脅消費(fèi)者的身體健康。
因此,建立山楂中展青霉素和HMF的科學(xué)有效的檢測方法,對于山楂制品質(zhì)量安全顯得尤為重要。目前,國內(nèi)檢測展青霉素和HMF采用HPLC法應(yīng)用最為普遍[17,20]。HMF與展青霉素均帶有羥醇、基,結(jié)構(gòu)相似,簡單的提取和凈化過程中二者很難分離[21]。
為有效分離展青霉素和HMF,本研究嘗試采用20%乙腈提取,Myeosep@228AflaPat柱凈化,以建立一種專屬、準(zhǔn)確、能同時(shí)檢測HMF和展青霉素含量的測定方法,為山楂質(zhì)量控制提供試驗(yàn)依據(jù),保障其食用安全。
5份供試山楂樣品從當(dāng)?shù)夭煌匈徺I,常溫放置72 h,60℃干燥,粉碎。
展青霉素/棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)品(批號:O14099,山海安浦實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司);5-羥甲基糠醛(批號:H810986,上海麥克林生化科技有限公司);甲醇、甲酸、乙腈均為色譜純(默克化工技術(shù)有限公司);試驗(yàn)用水皆為實(shí)驗(yàn)室自制二次蒸餾水。
多功能高速粉碎機(jī)(型號:BO-100T,永康市鉑歐五金制品有限公司);電子天平(型號:AR224CN,奧豪斯儀器(常州)有限公司);數(shù)控超聲清洗器(型號:KQ-500DE,昆山市超聲儀器有限公司);渦旋儀(型號:VOREX-5,海門市其林貝爾儀器制造有限公司);Myeosep@228AflaPat柱(批號:228088-1512,浙江月旭材料科技有限公司);Waters e2695高效液相色譜儀(美國Waters公司);NEVAP-12氮吹儀(美國Orgranomation公司);一體化超純水機(jī)(型號:MILLI-QDirect16,美國Millipore公司)。
1.4.1 色譜條件 色譜柱:Ultimate@XB-C18(4.6nm×250 nm,5 μm),流動(dòng)相洗脫條件為等度洗脫乙腈-0.02%甲酸(13∶87)溶液;流速為 1 mL/min;柱溫為30 ℃,進(jìn)樣量為 10 μL。
1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)品溶液的配制 展青霉素—5-羥甲基糠醛混合標(biāo)準(zhǔn)品儲備液:精密稱量并配制100μg/mL展青霉素、125 μg/mL HMF標(biāo)準(zhǔn)品母液,分別量取1 mL展青霉素標(biāo)準(zhǔn)品母液和1.6 mL HMF標(biāo)準(zhǔn)品母液于10 mL容量瓶中,加乙腈適量溶解并稀釋至刻度,搖勻,制得展青霉素質(zhì)量濃度為10 μg/mL和HMF質(zhì)量濃度為20 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品儲備液。
1.4.3 供試品溶液的配制 精密稱取山楂樣品粉末1 g,置25 mL容量瓶中,用20%乙腈溶液定容至刻度,稱質(zhì)量,400 W功率超聲提取5 min,提取溫度為40℃,冷卻后再稱質(zhì)量,用20%乙腈補(bǔ)足至原質(zhì)量,搖勻后靜置片刻,取約10 mL上清液于凈化柱玻璃試管中,將凈化柱插入試管中,至上而下緩慢推進(jìn),凈化后的樣品提取液經(jīng)吸附劑進(jìn)入柱子的上端,精密量取4 mL凈化后的提取液于試管中,微弱氮?dú)獯抵两?,加?0%乙腈水溶液至2 mL后渦旋振蕩30 s,用0.45 μm濾膜過濾,即得供試品溶液。
1.4.4 檢測波長的選擇 將混合標(biāo)準(zhǔn)品稀釋液在200~450 nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行光譜掃描,以確定檢測波長。
1.4.5 流動(dòng)相的選擇 將流動(dòng)相甲酸設(shè)0.02%,0.05%等2個(gè)濃度,比較其對展青霉素和HMF色譜峰型的影響。
1.4.6 提取溶劑的選擇 將提取溶劑甲醇、乙腈分別設(shè)10%,20%,40%,60%,80%等不同濃度,比較其對超聲提取HMF和展青霉素效果的影響。
1.4.7 凈化柱的選取 采用Myeosep@228AflaPat柱進(jìn)行凈化,與不使用凈化柱相比較,分析其對測定山楂中展青霉素和HMF含量準(zhǔn)確性的影響。
1.4.8 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 精密吸取混合標(biāo)準(zhǔn)品儲備液1 mL于10 mL量瓶中,20%乙腈定容,依次對半稀釋得9組不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)品混合液,編號1~9。進(jìn)樣量為10 μL,按照1.4.1的液相色譜條件進(jìn)行測定。以標(biāo)準(zhǔn)品溶液的濃度(C,μg/mL)為橫坐標(biāo)(X),液相色譜峰的平均峰面積(A,mAU)為縱坐標(biāo)(Y),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到回歸方程和相關(guān)系數(shù)。
1.4.9 精密度試驗(yàn) 取母液稀釋10倍混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液(其中展青霉素、HMF的質(zhì)量濃度分別是10,20 μg/mL)10 μL,進(jìn)行測定。一天內(nèi)連續(xù)進(jìn)樣 6 次,記錄峰面積。
1.4.10 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取1份山楂樣品制備供試品溶液,室溫環(huán)境下分別在 0,2,4,6,8,10,12,24,48 h時(shí)進(jìn)樣10 μL,進(jìn)行測定。
1.4.11 重復(fù)性試驗(yàn) 取同批山楂樣品6份,1份1 g,按供試品制備方法制備供試品溶液,進(jìn)行測定。
1.4.12 加樣回收率 取山楂樣品6份,1份1 g,分別加入3個(gè)質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)品混合液(每個(gè)濃度3份),依法進(jìn)行測定,平行測定3次,計(jì)算平均回收率及RSD值。
混合標(biāo)準(zhǔn)品稀釋液在200~450 nm的波長范圍內(nèi)檢測,HMF的吸收峰峰位在282 nm附近,展青霉素的吸收峰峰位在276 nm附近。檢測波長設(shè)定在280 nm時(shí),二者均可出峰,且峰面積較其他波長大,干擾組分的影響也較小,所以,本研究確定檢測波長為280 nm。
在標(biāo)準(zhǔn)品色譜(圖1)上,各對照品色譜峰理論塔板數(shù)均>5 000,并且拖尾因子均<2.0;在供試品色譜(圖2)上,HMF和展青霉素色譜峰與相鄰色譜峰的分離度均>2.0,表明本法可用于HMF(峰A)和展青霉素(峰B)的檢測。
由圖3,4可知,0.02%的甲酸可以防止展青霉素和HMF拖尾,峰型較佳,故選擇乙腈-0.02%甲酸做為流動(dòng)相。
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不同濃度甲醇提取的展青霉素出峰情況不佳;當(dāng)乙腈濃度在10%~20%時(shí),乙腈濃度與展青霉素、HMF的提取率呈正相關(guān),而40%的乙腈提取率反而低于20%的乙腈提取率,因此,選擇20%的乙腈作為展青霉素和HMF提取溶劑。
凈化柱使用前后色譜峰如圖5,6所示,結(jié)果顯示,采取Myeosep@228AflaPat凈化柱后展青霉素和HMF的吸收峰更高。展青霉素和HMF在山楂中為痕量存在,凈化處理能更準(zhǔn)確地測定其在山楂中的含量。
展青霉素和HMF的回歸方程和相關(guān)系數(shù)如表1所示,結(jié)果表明,二者在線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
表1 標(biāo)準(zhǔn)品的線性回歸方程
精密度試驗(yàn)結(jié)果表明,展青霉素、HMF峰面積的RSD分別為0.53%,0.51%,表明儀器精密度良好。
穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果表明,展青霉素、HMF峰面積的RSD分別為2.23%,5.54%,表明山楂供試品溶液中展青霉素和HMF在48 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。
重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果表明,展青霉素、HMF峰面積的RSD分別為1.03%,1.20%,表明本方法重復(fù)性良好。
加樣回收率試驗(yàn)結(jié)果列于表2。由表2可知,展青霉素、HMF平均回收率分別為104.01%,100.93%;RSD值分別為1.06%,1.03%,表明該法回收率較理想,適合樣品的處理。
表2 加樣回收率試驗(yàn)結(jié)果(n=3)
所有山楂樣品測定后,按外標(biāo)法計(jì)算HMF和展青霉素的含量,結(jié)果列于表3。目前,我國僅規(guī)定了蜂蜜中HMF的限量為40 mg/kg,其他食品尚未明確制定限量標(biāo)準(zhǔn),而歐盟食品安全委員會認(rèn)為,每人每天攝入HMF的上限為1.6mg[19]。GB2761—2017規(guī)定以蘋果、山楂為原料制成的食品中展青霉素的為限量50 μg/kg。結(jié)果表明,市售山楂可能會因貯藏不當(dāng)?shù)仍虼嬖贖MF和展青霉素的污染風(fēng)險(xiǎn),以山楂為原料進(jìn)行休閑食品、保健食品的開發(fā)需強(qiáng)化HMF和展青霉素的質(zhì)量控制。
表3 市售山楂中HMF和展青霉素的含量 μg/g
本研究采用HPLC法測定山楂中展青霉素和HMF,以乙腈-0.02%甲酸做為流動(dòng)相,在280 nm波長處檢測,結(jié)果表明,該法能有效分離二者,采取Myeosep@228AflaPat凈化柱處理基本能消除脂肪等有機(jī)質(zhì)對檢測的干擾,該方法的精密度、穩(wěn)定性和線性關(guān)系均滿足分析檢測的要求。以這種方法檢測山楂中展青霉素和HMF,可滿足對其進(jìn)行質(zhì)量控制的要求。