APP下载

食品中黄曲酶毒素的检测方法研究进展

2016-03-12钱天元单海峰饶桂维

广州化工 2016年22期
关键词:黄曲霉毒素色谱

钱天元,单海峰,饶桂维

(1 浙江树人大学生物与环境工程学院,浙江 杭州 310015;2 瑞安市人民医院制剂室,浙江 瑞安 325200)



食品中黄曲酶毒素的检测方法研究进展

钱天元,单海峰,饶桂维

(1 浙江树人大学生物与环境工程学院,浙江 杭州 310015;2 瑞安市人民医院制剂室,浙江 瑞安 325200)

黄曲霉毒素是Ⅰ类致癌物,通过食品或者饲料危害人类及动物的健康安全。充分认识该毒素的性质,准确快速的检测食品中黄曲酶毒素是控制其危害的最有效手段。随着科学技术的发展,对黄曲霉毒素的检测有了极大进步,本文对目前食品中黄曲酶毒素的各种检测方法如薄层色谱法(TLC)、酶联免疫法(ELISA)、高效液相法(HPLC)、微柱筛选法(MS)、免疫传感器、激光诱导荧光法、快速检测卡法、高波长法等方法的原理、应用和各自特点进行了综述。并对各检测方法进行了展望。

黄曲霉毒素;检测方法;食品安全

黄曲霉毒素(AFT)为二亲呋喃香豆素的衍生物,主要由黄曲霉寄生曲霉产生的次生代谢产物,存在于土壤和动植物体内。在各种坚果,尤其是大豆、小麦、玉米和花生等粮油产品中最易受污染。黄曲霉毒素是霉菌毒素中毒性最大,对人类健康危害极为突出的一类霉菌毒素。黄曲霉毒素分子中的双呋喃环结构是产生毒性的重要结构,有研究表明,黄曲霉毒素的细胞毒作用是干扰信息RNA和DNA的合成,进而干扰细胞蛋白质的合成导致动物全身性损害,黄光琪等[1]研究指出黄曲霉毒素B1能与tRNA结合形成加成物,黄曲霉毒素-tRNA加成物能抑制tRNA与某些氨基酸结合的活性,对蛋白质生物合成中的必须氨基酸有不同的抑制作用,从而在翻译水平上干扰了蛋白质生物合成影响细胞代谢。本文对近年来黄曲霉毒素的检测方法进行综述,以期为黄曲霉毒素的污染控制提供参考。

1 黄曲霉毒素的检测方法

1.1 薄层色谱法(TLC)

薄层色谱法(TLC)法是最为传统的检测黄曲霉毒素的常用方法。其原理在于样品提取后进行浓缩,然后通过薄层分离后在一定波长下的紫外光照射,此时不同的黄曲霉毒素会产生不同现象,B1和B2会产生紫色荧光,而G1和G2会产生绿色荧光[2]。接着根据TLC板上的荧光的最低检出量进行定量。张鹏等用此方法测定了黄曲霉毒素B1、B2、G1和G2。该法对设备和试剂需求不大,费用低,适用大量样品的分离和筛选。

1.2 酶联免疫法(ELISA)

酶联免疫法(ELISA)法是利用抗体抗原反应中的特异性和显色反映的高效催化作用进行结合而成的一种免疫分析技术[3]。它首先将抗原或抗体固定在在载体表面,仍然保持其免疫学的活性,再进行酶标记,被固定的抗原或者抗体依靠共价键和酶连接形成结合物,此时既要有免疫学活性又要有酶学活性。最后进行显色反映,酶标记物与相应的抗原或抗体反映,然后再加入底物显色液,通过颜色的深浅可以得知免疫反映的程度。廖妍彦等[4]利用此法在对黄曲霉毒素M1的测定上取得成效,该法灵敏度高、特异性强、干扰小且检测成本低。

1.3 高效液相色谱(HPLC)

王恒玲等[5]利用缩合反应将含羧基的氧化石墨烯材料和含有氨基的二氧化硅球偶联,合成新型符合材料称为二氧化硅-氧化石墨烯复合物(GO-SiO2)用以作为固相萃取剂,依靠线柱后衍生-高效液相色谱法定量检测黄曲霉毒素B1、B2。该法只需要简单的离心操作就能达到分离净化的目的,而且可以快速的富集提取液中的黄曲霉毒素,具有简单、萃取效率高的优点,实际样品的加标回收率在81.4%~105.3%,相对标准偏差为1.3%~8.6%,说明此方法具有良好的可靠性和稳定性。

1.4 微柱筛选法(MS)

微柱筛选法即MS法是利用甲醇-水-石油醚或者三氯甲烷提取处理样液,微柱管内的硅镁型吸附剂层可以吸附样液中的黄曲霉毒素,在一定的紫外光照下,将层析后的样品柱与已有的黄曲霉毒素标准液体柱进行比较[6-7]。如果黄曲霉毒素在测量范围内(约5~10 μg/kg)则会有蓝紫色光环,其荧光强度与黄曲霉毒素的存在,在一定范围内为正比关系。如果没有蓝紫色光环则说明未检测到黄曲霉毒素即无法确定黄曲霉毒素达标还是超标。此方法仅能检测黄曲霉毒素的总数,无法测定其黄曲霉毒素究竟是B1、B2、G1或者G2,所以对此方法进行研究并不多。

1.5 免疫传感器

免疫生物传感器以免疫生物分子作为识别元件,将抗体或者抗原固定到感受器表面,发生免疫识别反应后的免疫复合物与产生的物理或化学信号相关联,由换能器将其转化为待测物质活度有关的物理化学信号(电信号,光信号等)再通过二次放大输出信号,进行换算实现物质的检测[8]。

方银军等[9]将氧化石墨烯、2,5-二(2-噻吩)-1-对苯甲酸吡咯和氯金酸一次电沉积于金电极表面,再用1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二压胺盐酸盐/N-羟基丁二酰亚胺作为活化剂,将黄曲霉毒素B1抗体与到点高分子模的羧基共价键合,最后用1,3-二正丁基咪唑六氟磷酸盐离子液体作为修饰电极表面的溶液。此方法的灵敏度、稳定性和重现性都优于现有文献的报道,可以用于实际样品的痕量测定。实际测试中的加标回收率在97.2%~106.8%具有较高的准确度。

1.6 加压毛细管电色谱-激光诱导荧光法(pCEC-LIF)

加压毛细管电色谱(pCEC)是一种新兴的微分离技术,有着卓越的高柱效、高选择性、高分辨度、快速分离及样品和试剂用量少的特点[10]。但是由于重现性不足,这在一定程度上制约了其发展,万青云等[11]使用激光诱导荧光检测器(LIF)与pCEC仪器联用建立了黄曲霉毒素检测方法。在实际样品测量中,加标回收率在90%~112%有较高的准确性。该方法提高了分析速度、分离能力、检测的灵敏度,而且样品用量只需要10-9L,适用于痕量检测,既减少了浪费又节约了检测成本,具有较高的推广价值。

1.7 黄曲霉毒素快速检测卡

快速检测卡基于免疫胶体金技术,利用氯金酸在还原剂的作用下,会聚合成一定大小的金颗粒,形成带有负电的疏水胶体溶液[12]。

拜发公司提供的Aflacard B1和Afllacard Total速测卡可以用于黄曲霉毒素B1和B2的定性或半定量检测,Aflacard B1检测限度为2、5、10、15 ng/g,而Afllaccard Total则可以检测黄曲霉毒素的总量,限度为4~30 ng/g[13]。其中每条快速检测卡可以同时对2份样品进行检测,通过目测对面质控线和检测线的颜色变化,从而直接得知样品中的黄曲霉毒素的存在情况。在不配备仪器等条件下,在30 min内可以获得结果,使用后的检测卡应该置于黑暗处,可以进行长期保存。其中卡盒在2~8 ℃可稳定保存6个月左右,其制造成本不高,一个样品的检测费用仅在几十元左右。

1.8 高光谱最优波长及费希尔(Fisher)判别分析法

褚璇等[14]发现高光谱技术具有快速、非破坏、像素级信息获取等优点,通过一台高灵敏度相机,一台高光谱仪,一个蔡司透镜和2个500 W的卤钨灯组成可以采集400~1000 nm范围的反射光谱仪器。图像用ENVI遥感图像处理平台进行处理,将玉米颗粒上滴有黄曲霉毒素溶液的地方选择为感兴趣区,得出像素点在各波长下的平均反射率,再通过Matkab2012软件进行分析处理,然后通过费希尔判别法(Fisher)以最小误判率为标准,建立以所选最优波长为输入变量的判别模型。该方法验证五种不同浓度黄曲霉毒素的玉米颗粒判别正确率可以达到80.9%具有价高的准确性。可作为识别田间霉变农作物黄曲霉代谢产生毒素的技术基础。

2 展 望

黄曲霉毒素种类繁多,有B1、B2、G1和G2还有衍生的M1、M2等等,毒性强。所以为了避免黄曲霉毒素的污染造成的人员和经济损失,应该阻断其进入人类的食物链,其次把控好检测这道管卡,活用以上的检测方法杜绝黄曲霉毒素污染的食品进入社会。

(1)快速检测卡法其操作步骤简便易懂,而且具有快速,灵敏度高,有极强的特异性,且比较稳定,对仪器的依赖性低,制作成本低廉等各种优点。此方法的普及性远超其它检测黄曲霉毒素的方法,但其准确度和精确度并不能令人感到满意,需要改进研究。

(2)电化学免疫传感器将化学和物理,生物等知识进行多方面的结合,具有多方面的优点,而且可以进行现场检测对大型分析仪器的依赖性低,在线检测是今后黄曲霉毒素分析检测方法实践的主要思路。

(3)加压毛细管电色谱等现代仪器的检测方法应该更多的去探究,争取找出更容易普及,而且测定准确,测定环保的检测方法。

(4)高光谱及fisher判别分析法,更多的去运用数学中的一些模型,算法以弥补仪器上的一些不足。

[1] 庄振宏,张峰,李燕云,等.黄曲霉毒素致癌机理的研究进展[J].湖北农业科学, 2011, 50(8): 1522-1525.

[2] 张鹏,赵卫东,张艺兵.高效薄层色谱法测定黄曲霉毒素B1,B2,G1,G2[J].分析化学,2000, 28(3): 392-392.

[3] 柳其芳.酶联免疫吸附法和薄层色谱法联合分析黄曲霉毒素B1的研究[J].中国热带医学,2006, 6(2): 246-248.

[4] 廖妍俨,黄家岭.酶联免疫法检测牛奶中黄曲霉毒素M1的应用[J].贵州化工, 2012, 37(4): 33-39.

[5] 谢刚,王松雪,张艳.超高效液相色谱法快速检测粮食中黄曲霉毒素的含量[J].分析化学,2013, 41(2): 223-228.

[6] 朱剑,王红娟,陆学华,等.酶联免疫吸附和免疫亲和微柱法快速检测粮油食品中黄曲霉毒素B1的比较分析[J].粮食加工,2009, 34(2): 90-92.

[7] 王恒玲,喻理,李培武,等.二氧化硅-氧化石墨烯复合物固相萃取-高效液相色谱法检测植物油中黄曲霉毒素B1,B2[J].分析化学,2014, 42(9): 1338-1342.[8] 孙秀兰,汪忠云,方银军,等.溶胶凝胶法固定抗体制备黄曲霉毒免疫传感器[J].分析化学,2010, 38(2): 245-248.

[9] 周琳婷,李在均,方银军.石墨烯/导电高分子/离子液体修饰的黄曲霉毒素B1免疫传感器的制备及应用[J].分析化学,2012, 40(11): 1635-1641.

[10]吴漪, 张晓晖, 魏娟,等.毛细管电色谱和加压毛细管电色谱的进展与应用[J].色谱,2009, 27(5): 609-620.

[11]万青云,茹鑫,王晓曦,等.加压毛细管点色谱-激光诱导荧光法检测4种黄曲霉毒素[J].分析化学,2015, 43(7): 1063-1068.

[12]张文玲,袁涛,李书国.近10年粮油食品中黄曲霉毒素检测技术的研究进展[J].粮食加工, 2012, 37(1): 77-81.

[13]刘磊,李小兵,吴殿君,等. 黄曲酶毒素免疫学检测方法的研究进展[J].中国畜牧兽医, 2010, 37(7): 33-36.

[14]褚旋,王伟,张录达,等.高光谱最优波长选择及Fisher判别分析法判别玉米颗粒表面黄曲霉毒素[J].光谱学与光谱分析,2014, 34(7): 1811-1815.

Research Progress on Detection of Aflatoxins in Food

QIANTian-yuan1,SHANHai-feng2,RAOGui-wei1

(1 College of Biology and Environmental Engineering, Zhejiang Shuren University, Zhejiang Hangzhou 310015;2 Department of Pharmacy, The People’s Hospital of Ruian, Zhejiang Ruian 325200, China)

Aflatoxins are the carcinogens of typeⅠ. They are dangerous to human and animal’s health and safety through food or feed chains. The most effective method to control its negative impact is to fully understand their characteristics for conducting accurate and rapid detection. With the development of science and technology, great progress has been made in the detection of aflatoxin. The detection methods, such as thin layer chromatography (TLC), enzyme-linked immunoassay(ELISA), HPLC, micro column screening(MS), immunosensor, laser induced fluorescence method(LIF), quick measure car and hyperspectral optimum wavelengths method, were reviewed. The prospect of the detection methods was also discussed.

aflatoxin;detection method;food safety

浙江树人大学2015年度中青年学术团队资助项目。

钱天元(1996-),男,浙江海宁人,从事色谱检测工作。

饶桂维(1979-),男,硕士,实验师,研究方向:食品检测。

TS207.4

B

1001-9677(2016)022-0006-03

猜你喜欢

黄曲霉毒素色谱
《色谱》论文中可直接使用的缩略词
《色谱》论文中可直接使用的缩略词
《色谱》论文中可直接使用的缩略词
《色谱》论文中可直接使用的缩略词
What Makes You Tired
LC-MS在真菌毒素检测中的研究进展
鸡黄曲霉毒素中毒的临床表现、实验室诊断与防治
一类具有毒素的非均匀chemostat模型正解的存在性和唯一性
孜然精油对产毒黄曲霉的抑制活性研究
毒蘑菇中毒素的研究进展