趙天宇 ,楊 帛,劉銳萍,張 然,趙廣西,杜 偉,李 軍
(1.河北科技師范學(xué)院,河北秦皇島 066000;2.秦皇島市食品藥品檢驗(yàn)中心,河北秦皇島 066000)
赭曲霉毒素(ochratoxin)是多種霉菌產(chǎn)生的次級(jí)代謝物,是一種真菌毒素?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有7 種曲霉和6 種青霉菌能產(chǎn)生赭曲霉毒素,但大部分由純綠青霉、赭曲霉和碳黑曲霉產(chǎn)生[1]。赭曲霉毒素分為赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)、赭曲霉毒素B(ochratoxin B,OTB)和赭曲霉毒素C(ochratoxin C,OTC)等。毒性最大、分布最廣、對(duì)人體傷害最大的是OTA,主要毒性有腎臟毒、肝毒、致畸、致癌等[2]。由于葡萄的生長(zhǎng)環(huán)境和葡萄酒的釀制工藝等原因,經(jīng)常會(huì)造成赭曲霉毒素的污染[3-4]。劉青等[5]對(duì)9 個(gè)國(guó)家中的11 種不同種類(lèi)的葡萄酒進(jìn)行篩查,OTA的檢出率高達(dá)45.4%,檢出濃度為1.1~11.5 μg/L,有4 個(gè)樣本超過(guò)2 μg/L。我國(guó)GB 2761—2017 標(biāo)準(zhǔn)[6]和歐盟法規(guī)[7]規(guī)定OTA 在葡萄酒中的最大殘留量為2 μg/kg。隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展,檢測(cè)方法的精確度不斷提高,同時(shí)為提高效率,也需要更加簡(jiǎn)單、高效的前處理方法。
目前應(yīng)用于葡萄酒中OTA 的檢測(cè)方法主要有高效液相色譜(HPLC)法[8-9]與高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)法[10-13]。前者的檢測(cè)靈敏度高,設(shè)備普及,適合推廣。后者的準(zhǔn)確度高、靈敏度高、具有很高的可重現(xiàn)性,但其價(jià)格昂貴,檢測(cè)成本高。在我國(guó)GB 5009.96—2016[14]標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了食品中赭曲霉毒素A 的檢測(cè)方法,樣品前處理主要采用固相萃取和免疫親和柱法,前處理耗時(shí)太長(zhǎng),成本過(guò)高,并不適用于大批量葡萄酒樣品的檢測(cè)。QuEChERS 是一種集快速、簡(jiǎn)單、便宜、有效、可靠、安全于一體的前處理技術(shù),目前廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、獸藥殘留的分析檢測(cè)[15-17]中。近年來(lái),也逐漸應(yīng)用于真菌毒素的檢測(cè)[18-21]當(dāng)中。
本研究建立了一種利用UHPLC-MS/MS 法測(cè)定葡萄酒中的OTA 的方法,并基于QuEChERS 前處理方法對(duì)前處理進(jìn)行優(yōu)化。開(kāi)發(fā)出無(wú)需凈化的前處理方法,極大縮短了前處理時(shí)間,節(jié)約了成本,能滿足大批量樣品的快速檢測(cè)需要。
酒樣:葡萄酒為昌黎產(chǎn)紅葡萄酒。
試劑:OTA 標(biāo)準(zhǔn)品(CAS:303-47-9,10 μg/mL,pribolab),乙腈、甲醇和甲酸均為色譜純,甲酸銨、乙酸鈉和無(wú)水硫酸鎂均為分析純。
儀器設(shè)備:超高效液相色譜(CBM-20A,日本島津)-三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜儀(TRIPLE QUADTM 5500,美國(guó)AB)、ME204T 電子天平(上海梅特勒-托利多有限公司)、NP-30S 漩渦混合器(常州恩培儀器制造有限公司)、摩爾元素型Molecular1815d 超純水機(jī)(重慶摩爾水處理設(shè)備有限公司)、Velocity14 離心機(jī)(英國(guó)Dynamica)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(德國(guó)heidolph)。
1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:以乙腈+甲醇(50+50)為溶劑配制1 μg/mL 的OTA 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,于-20 ℃冷凍保存,有效期為3個(gè)月。
標(biāo)準(zhǔn)工作液:將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋至100 ng/mL,并逐步稀釋成標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度1.0 ng/mL、5.0 ng/mL、10.0 ng/mL、20.0 ng/mL、50.0 ng/mL,現(xiàn)用現(xiàn)配。
1.2.2 樣品前處理
準(zhǔn)確移取2.5 mL 葡萄酒樣品于50 mL 具塞離心管中,加入20 mL 乙腈、0.5 g 醋酸鈉和2 g 無(wú)水硫酸鎂。漩渦振蕩3 min使其混勻,8000 r/min下離心10 min,取出上清液。殘?jiān)貜?fù)以上步驟,將兩次所得上清液合并,在40 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干,剩余物質(zhì)用乙腈-水(30+60)溶液2 mL 復(fù)溶,溶液過(guò)有機(jī)微孔濾膜(0.22 μm)后,留待儀器分析測(cè)定。
1.2.3 基質(zhì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)
將不含目標(biāo)待測(cè)物的樣品經(jīng)上述前處理后作為基質(zhì)空白,向基質(zhì)空白中加入不同濃度的OTA標(biāo)準(zhǔn)溶液,通過(guò)基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率與純?nèi)軇┡渲茦?biāo)準(zhǔn)曲線的斜率之比,來(lái)判定葡萄酒基質(zhì)對(duì)OTA的增強(qiáng)或抑制作用。
1.2.4 線性范圍、檢出限(LOD)及定量限(LOQ)
向不含OTA 的基質(zhì)空白溶液添加不同濃度的OTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液,經(jīng)有機(jī)微孔濾膜(0.22 μm)過(guò)濾后,MRM 模式檢測(cè),分析添加濃度與響應(yīng)值的相關(guān)性,得到基質(zhì)曲線。檢出限和定量限分別為基質(zhì)曲線的最低點(diǎn)濃度的3倍和10倍信噪比(S/N)。
1.2.5 回收率和精密度實(shí)驗(yàn)
向不含OTA 的葡萄酒基質(zhì)中添加不同濃度的OTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液,添加量分別為1 ng/mL、4 ng/mL 和10 ng/mL。經(jīng)上述步驟處理、檢測(cè)后,使用基質(zhì)曲線定量,計(jì)算回收率和精密度。
1.2.6 儀器條件
色譜條件:色譜柱:Atlantis?T3(2.1×150 mm,3 μm);柱溫30 ℃;進(jìn)樣量20 μL;流速0.2 mL/min;流動(dòng)相A 為1‰甲酸(含0.5 mmol 甲酸銨),B 為乙腈;洗脫條件見(jiàn)表1。
表1 色譜梯度洗脫條件
質(zhì)譜條件:離子源:電噴霧離子源(ESI);掃描方式:負(fù)離子掃描。檢測(cè)方式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè)MRM;電噴霧電壓(IS):-4500V;霧化器壓力(GSI):30 Psi;氣簾氣壓力(CUR):25 Psi;輔助氣壓力(GS2):30 Psi;離子源溫度:500 ℃。
2.1.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化
配制濃度為50 ng/mL 的OTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液,對(duì)其進(jìn)行質(zhì)譜掃描,優(yōu)化質(zhì)譜參數(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)去簇電壓、碰撞氣能量等參數(shù)觀察目標(biāo)化合物母離子和子離子碎片的響應(yīng)情況。結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2。根據(jù)響應(yīng)最優(yōu)原則確定各項(xiàng)參數(shù)的數(shù)值,結(jié)果見(jiàn)表2。
2.1.2 流動(dòng)相的選擇
表2 質(zhì)譜分析參數(shù)
為提高化合物在離子源中的電離效率,通常會(huì)向流動(dòng)相中添加揮發(fā)性酸和緩沖鹽體系。少量的有機(jī)酸還能改善峰型。本實(shí)驗(yàn)分別采用乙腈-水體系、乙腈-水(1‰甲酸)體系、乙腈-水(0.5 mmol 甲酸銨)體系、乙腈-水(1 ‰甲酸、0.5 mmol 甲酸銨)體系進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)甲酸的加入可以有效改善峰型,甲酸銨的加入可以使基線分離,消除拖尾??紤]到儀器維護(hù)及清理的問(wèn)題,甲酸和甲酸銨均添加在超純水中。因此選用乙腈-1 ‰甲酸(0.5 mmol甲酸銨)體系。
2.1.3 洗脫梯度的優(yōu)化
經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),梯度洗脫時(shí)有機(jī)相濃度低時(shí)會(huì)導(dǎo)致OTA 洗脫不徹底,會(huì)對(duì)基線和下一針樣品結(jié)果出現(xiàn)影響。當(dāng)梯度洗脫有機(jī)濃度達(dá)到95 %時(shí),能縮短洗脫時(shí)間,洗脫效果最好,見(jiàn)圖3。
葡萄酒為液體,樣品與溶劑的體積比會(huì)對(duì)萃取效率產(chǎn)生顯著的影響。在樣品中添加10 ng/mL 的OTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液,并以2 倍、3 倍、5 倍、8 倍、10 倍樣品體積的乙腈作為提取液進(jìn)行前處理,經(jīng)UHPLCMS/MS 測(cè)定后,將所得峰面積與相同濃度的OTA標(biāo)準(zhǔn)品峰面積進(jìn)行比較,回收率結(jié)果見(jiàn)表3?;厥章孰S體積比的增加而增加,當(dāng)達(dá)到8 倍體積比時(shí)達(dá)到89 %,繼續(xù)增加乙腈用量,回收率不會(huì)繼續(xù)上升。本實(shí)驗(yàn)選取C18固相萃取填充料對(duì)樣品進(jìn)行凈化處理后發(fā)現(xiàn),標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回收率并沒(méi)有比直接用乙腈提取上樣高。綜合效率及成本等考慮,本實(shí)驗(yàn)選擇直接用乙腈提取上樣。
表3 不同體積比下OTA回收率
基質(zhì)曲線與純?nèi)軇┡渲茦?biāo)準(zhǔn)曲線相比,斜率比值為0.289,基質(zhì)效應(yīng)明顯。因此,定量分析時(shí)選用基質(zhì)曲線既可以提高定量分析準(zhǔn)確性又可以保證定性離子的準(zhǔn)確性。
赭曲霉毒素A 在1.0~50.0 ng/mL 范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系,線性方程為y=3079.85058x+16392.92319,相關(guān)系數(shù)(r)為0.99971。檢出限LOD為0.029 μg/mL,定量限LOQ 為0.098 μg/mL。遠(yuǎn)低于規(guī)定的最高限量(2 μg/kg)。
以國(guó)標(biāo)中OTA 的最大殘留限量(MRL)為依據(jù),選擇分別添加1.0 ng/mL、4 ng/mL 和10 ng/mL濃度作為方法的回收率實(shí)驗(yàn)。每個(gè)加標(biāo)實(shí)驗(yàn)重復(fù)6次平行,計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)價(jià)精密度,見(jiàn)表4。
表4 OTA的回收率與精密度
選取20 個(gè)昌黎本地紅葡萄酒為酒樣,使用本方法對(duì)OTA進(jìn)行測(cè)定,并無(wú)OTA檢出。
本試驗(yàn)建立了一種基于QuChERS 的前處理方法,從提取方法、溶劑和流動(dòng)選擇、流動(dòng)相等方面對(duì)方法進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)合UHPLC 串聯(lián)三重四級(jí)桿質(zhì)譜MRM 模式檢測(cè)的檢測(cè)方法,對(duì)基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行了驗(yàn)證,并對(duì)儀器條件進(jìn)行了優(yōu)化,在保證回收率的前提下大大縮短了前處理的時(shí)間和節(jié)約了成本,出峰時(shí)間穩(wěn)定在3 min 左右。本方法前處理簡(jiǎn)單、快速、靈敏度高、成本低,具有良好的可重現(xiàn)性,方法回收率均能達(dá)到94 %以上,檢出限0.029 μg/mL。該方法可以滿足GB 2761—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中真菌毒素限量》標(biāo)準(zhǔn)中赭曲霉毒素A 的檢測(cè)要求,為葡萄酒安全檢測(cè)工作提供了一種簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。