劉夢佳,任肖峰,鄭大威,林太鳳,張萍,王惠琴
(1.北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)部,北京 100124;2.北京開課吧科技有限公司,北京 100193)
黃曲霉毒素(AFT)是由曲霉屬中的黃曲霉和寄生曲霉等某些菌株產(chǎn)生的具有致癌性和免疫抑制作用的次生代謝產(chǎn)物,常存在于發(fā)霉的大豆、稻谷、玉米等農(nóng)產(chǎn)品中,是食品污染的一個(gè)重要來源(Chen等,2021)。它們是一類結(jié)構(gòu)相似的化合物的總稱,基本結(jié)構(gòu)都是二氫呋喃氧雜萘鄰?fù)?,有黃曲霉毒素B1(AFB1)、黃曲霉毒素B2(AFB2)、黃曲霉毒素M1(AFM1)等20種,大多難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑(如氯仿、丙酮、甲醇和乙醇等),熔點(diǎn)為200~ 300 ℃,耐高溫,常規(guī)的加熱處理難以將其分解。其中,AFB1毒性最強(qiáng),是砒霜的68倍,被列為一類致癌物(Tan等,2019;Wu等,2018;上海飛測生物科技有限公司,2017;Rejeb等,2009)。當(dāng)人體攝入被黃曲霉毒素污染的食品時(shí),會發(fā)生急性中毒(導(dǎo)致肝臟出血、壞死)或慢性中毒(導(dǎo)致肝功損害),甚至發(fā)生癌變(王喜萍,2004)。我國嚴(yán)格限制規(guī)定食品中AFB1的量,《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中真菌毒素限量》(GB 2761-2017)規(guī)定,玉米、玉米面(渣、片)及玉米制品AFB1不超過20 μg/kg(國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會等,2017)。
目前,檢測糧食中AFB1的方法主要有薄層色譜(TLC)法(Sassahara等,2005;環(huán)境科學(xué)叢刊,1980)、酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法(王彩云,2007)、高效液相色譜(HPLC)法(王艷紅等,2019;Shuib等,2017;Campone等,2016)等。近些年也有新方法不斷被開發(fā)利用,例如熒光原位雜交(FISH)法(許琳,2018)、生物傳感器法(張軍鵬,2020;Zhu等,2020)和高效液相色譜熒光檢測器(HPLCFL)法(Ketney等,2017)等。HPLC-FL 法具有靈敏度高、準(zhǔn)確性好、重現(xiàn)性好等眾多優(yōu)點(diǎn),近年來在黃曲霉毒素的檢測中應(yīng)用越來越廣泛。由于AFB1在遇水后會發(fā)生熒光淬滅,因此液相色譜法在檢測時(shí)通常需要衍生,其中光化學(xué)柱后衍生法簡單方便(朱鵬飛等,2016)。
玉米作為我國的高產(chǎn)糧食作物,是畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等的重要飼料來源,也是食品、醫(yī)療衛(wèi)生、輕工業(yè)、化工業(yè)等不可或缺的原料之一,玉米和玉米制品在我國的國計(jì)民生和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著巨大的作用。但是,由于儲藏條件的問題,玉米和玉米制品經(jīng)常會受到真菌污染,其中黃曲霉毒素污染普遍,且以AFB1為主。本文結(jié)合免疫親和柱對樣品進(jìn)行富集凈化,采用高效液相色譜-熒光檢測器-光化學(xué)柱后衍生法,測定玉米和玉米制品中的AFB1,以期為玉米和玉米制品中AFB1的檢測提供準(zhǔn)確靈敏的檢測方法。
1.1 主要材料與試劑 玉米及玉米制品(玉米粒和玉米片,市售);甲醇(色譜純,上海麥克林生化科技有限公司);AFB1標(biāo)準(zhǔn)品(購于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心):純度≥99%,帶標(biāo)準(zhǔn)證書;實(shí)驗(yàn)用水均為Millipore(Direct-Q 8UV-R)所制超純水(18.2 mΩ);AFB1免疫親和柱(3 mL,北京百靈威科技有限公司);玻璃纖維濾紙(青島普瑞邦生物工程有限公司)。
1.2 主要儀器與設(shè)備 LC-100 高效液相色譜儀(配熒光檢測器,);AL204分析天平(Mettler Toledd 公司);旋渦混合器;干式氮吹儀;PHREDHMC 光化學(xué)衍生器(220 V,50 Hz,8 W)。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 色譜條件 色譜柱:XDB-C18 柱(5 μm×4.6 mm×250 mm);流動(dòng)相:甲醇-水溶液(V:V,45:55);流速:1.0 mL/min;柱溫:40 ℃;熒光檢測器檢測波長:激發(fā)波長360 nm,發(fā)射波長440 nm;進(jìn)樣量:20.0 μL;分析時(shí)間:15 min。
1.3.2 黃曲霉毒素B1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 用分析天平稱取黃曲霉毒素B1粉末1.0 mg,用100 mL 色譜甲醇充分溶解后,全部轉(zhuǎn)移至1000 mL 容量瓶中,用色譜甲醇定容至刻度,得到1.0 mg/L 的AFB1標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后依次用色譜甲醇稀釋得到0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/L 的AFB1溶液。在設(shè)定的色譜條件下,濃度由低到高進(jìn)行進(jìn)樣,采用外標(biāo)法定量,作峰面積-質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程。
1.3.3 試樣的制備與凈化 將玉米及玉米制品粉碎,稱取均勻的玉米及玉米制品粉末50.00 g 于250 mL 具塞錐形瓶中,加入100 mL 甲醇-水(55:45,V/V)溶液,渦旋混勻,10000 r/min 下均質(zhì)3 min,再在10000 r/min 下離心5 min,取上清液備用。
使用30 mL 超純水稀釋15 mL 上清液,再用玻璃纖維濾紙進(jìn)行過濾,移取15 mL 稀釋液,過免疫親和柱凈化,將流速控制在1.0 mL/min 以內(nèi),使黃曲霉毒素B1被完全吸附。取10 mL水,分兩次淋洗免疫親和柱,將小柱抽干,棄去流出液。加入3 mL 甲醇對樣品進(jìn)行洗脫,收集全部流出液,并用N2吹干。加入1 mL 色譜級甲醇復(fù)溶樣品,過0.22 μm 的濾膜,供HPLC 分析。
2.1 高效液相色譜圖 在1.3.1 的條件下,分別用高效液相色譜測定甲醇(色譜純)和色譜甲醇溶解的AFB1溶液,得到兩者的高效液相色譜圖見圖1,確保色譜甲醇不會對AFB1的測定造成影響。從圖1 可見,使用高效液相色譜法測定黃曲霉毒素時(shí),甲醇不會對AFB1的測定造成影響,AFB1的保留時(shí)間為8.2 min。
圖1 黃曲霉毒素B1 的高效液相色譜圖
再將配制的0.1~ 0.5 mg/L AFB1溶液進(jìn)行測定,結(jié)果見圖2。可見AFB1的濃度在0.1~0.5 mg/L時(shí),其峰面積是逐漸增大的,且保留時(shí)間一致,表明沒有受到其他因素的影響。
圖2 0.1~ 0.5 mg/L 黃曲霉毒素B1 的高效液相色譜圖
2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限 本實(shí)驗(yàn)采用外標(biāo)法,配制成“1.3.2”標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,進(jìn)行檢測分析。以標(biāo)準(zhǔn)樣品濃度為橫坐標(biāo)X,峰面積為縱坐標(biāo)Y 進(jìn)行線性關(guān)系分析,得到AFB1的峰面積與質(zhì)量濃度的線性關(guān)系,擬合回歸方程式,詳見圖3。以S/N=3 和S/N=10 確定最低檢出限和定量檢出限。結(jié)果表明,該方法在0.1~ 0.5 mg/L 內(nèi)線性關(guān)系良好,且檢出限低,可以用于試樣中AFB1的分析檢測,詳見表1。本研究方法中,以0.1~ 0.5 mg/L 作為標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍,與國標(biāo)相比(國家市場監(jiān)督管理總局等,2018;國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會等,2016),線性范圍較窄,方法的檢出限和定量限更有優(yōu)越性。
圖3 黃曲霉毒素B1 標(biāo)準(zhǔn)曲線
表1 黃曲霉毒素B1 的標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限
2.3 加標(biāo)回收率和重復(fù)性 在玉米和玉米制品樣品中分別加入標(biāo)準(zhǔn)AFB1溶液,使其在樣品中的含量分別為5、10 μg/kg,按照1.3.3 中的操作步驟進(jìn)行處理,對每個(gè)水平做5 次平行實(shí)驗(yàn),計(jì)算AFB1的平均回收率和RSD值,結(jié)果見表2。
表2 黃曲霉毒素B1 的加標(biāo)回收率和重復(fù)性
結(jié)果表明,用該方法得到的色譜圖,AFB1的保留時(shí)間是恒定的。AFB1的回收率在85%以上,平均回收率為88.4%~ 90.1%,RSD 值為0.47%~1.07%,方法準(zhǔn)確度高,符合AFB1分析檢測要求。
2.4 市售玉米和玉米制品中黃曲霉毒素B1測定在農(nóng)產(chǎn)品市場購買玉米粒和玉米片各三份分別用于測定。按照1.3.3 中的方法進(jìn)行樣品處理,按照1.3.1中的色譜條件進(jìn)行測定。測定結(jié)果如表3 所示。購買的三份玉米粒和三份玉米片中均未檢出AFB1,反映出市場管控情況較好。
表3 市售玉米和玉米制品中黃曲霉毒素B1 測定結(jié)果
本研究采用免疫親和柱凈化-高效液相色譜-柱后光化學(xué)衍生-熒光檢測的方法測定玉米和玉米制品中AFB1的含量。與國家標(biāo)準(zhǔn)方法相比,該方法采用了光化學(xué)衍生器進(jìn)行柱后衍生,既增強(qiáng)了AFB1的檢測靈敏度,又避免了化學(xué)衍生過程帶來的試劑污染;另一方面改進(jìn)了AFB1的提取和固相萃取洗脫過程,使得AFB1的回收率為88.4%~ 90.1%,RSD 為0.47%~ 1.07%。本研究所建立的方法回收率高、適應(yīng)性強(qiáng),可為玉米等谷物中AFB1污染的監(jiān)測提供可靠的依據(jù)。