真菌毒素(Mycotoxin)一词源于希腊语“Mykes”和拉丁语“Toxicum”,它是由产毒真菌在适宜的环境条件下产生的有毒代谢产物。从古至今一直对人类、动物和植物具有巨大的潜在威胁。在过去的30年中,由于毒素造成的食品污染已经越来越受到人们的重视。农作物(大多数的谷物)非常容易遭受真菌的污染,严重影响着食品安全。如果食用含有毒素的食品则会产生极大的毒副作用。
真菌毒素(Mycotoxin)一词源于希腊语“Mykes”和拉丁语“Toxicum”,它是由产毒真菌在适宜的环境条件下产生的有毒代谢产物。从古至今一直对人类、动物和植物具有巨大的潜在威胁。在过去的30年中,由于毒素造成的食品污染已经越来越受到人们的重视。农作物(大多数的谷物)非常容易遭受真菌的污染,严重影响着食品安全。如果食用含有毒素的食品则会产生极大的毒副作用。例如,黄曲霉毒素即使摄入很小剂量也会引起肝脏的损害、出血性坏死、肝细胞脂肪变性和胆管增生;单端孢霉烯族B类毒素能够导致厌食、呕吐、贫血、出血以及免疫抑制的症状;赭曲霉毒素具有致癌作用、致畸作用、肾毒性等。因此,世界各国对食品中的真菌毒素的限量均做了规定。
现有的检测真菌毒素方法分为快速筛选法和确证法两大类。快速筛选法主要是荧光光谱法和酶联免疫法;确证方法有薄层色谱法(TLC)、液相色谱法(LC)、气相色谱法(GC)、气质联用法和液质联用法等。TLC法在确证新发现真菌毒素和检测方法学研究方面具有一定的优越性,但精度低、操作复杂,近些年来的应用受到限制;GC-FID和GC-MS技术的应用因大多数真菌毒素对热不稳定而受限;LC和LCMS的方法可用于大多数真菌毒素的分析,具有稳定可靠、灵敏度高以及可进行多组分同时检测等特点而受到广泛应用。特别是近些年超高效液相色谱和串级质谱的发展,为真菌毒素的快速、高灵敏、准确可靠的检测做出了巨大贡献。
标准与法规
世界各国对食品中的真菌毒素的检测都很重视,随着人们对真菌毒素危害的认识,相关的限量标准不断的更新。我国在2005年公布了强制性粮食卫生标准(GB 2715-2005),首次增加了真菌毒素限量的标准,其中包括了四种真菌毒素(黄曲霉毒素B1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、玉米赤霉烯酮(ZON)和赭曲霉毒素A(OTA))。2011年,我国又颁布了最新的《食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量》(GB/T 2761-2011),相比GB/T 2761-2005增加了赭曲霉毒素A、玉米赤霉烯酮的指标;修改了黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素M1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇及展青霉素限量指标及检测方法。可见我国对真菌毒素在食品中的限量要求越来越高,限制的食品种类也越来越细。我国食品中真菌毒素的限量标准列于下表:
表1 我国食品中真菌毒素的限量(单位为μg/kg)
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岛津解决方案
岛津公司长期关注国内外食品安全,及时提供了多册全面检测解决方案,致力于食品安全问题彻底解决。在推出食品中农药残留、兽药残留、非法添加等文集的基础上,进一步推出《食品中真菌毒素检测整体解决方案》,供相关工作者参考。
本《食品中真菌毒素检测整体解决方案》分为LC和LC-MS/MS检测两个部分——LC检测方法和LC-MS/MS检测方法。除了使用了GB中常用的液相色谱检测方法之外,还推出了使用岛津三重四极杆质谱仪LCMS-8040进行检测的方法和可靠的实验数据。
(一)LC检测方法
LC检测部分主要依据国家标准,使用岛津高效液相系统或超高效液相系统进行检测。特别是使用岛津超高效液相色谱Nexera LC-30A对限量真菌毒素进行了检测。LC-30A具有耐超高压能力,可以配合市售的任何一款色谱柱使用,达到超快速分离的目的,分析时间缩短到几分钟内,因此大大节省了分析工作者的时间,且数据稳定可靠。
以下对限量的四类真菌毒素进行分别介绍。
1、使用LC-30A无需衍生快速测定粮食中黄曲霉毒素的含量
参考《粮油检验粮食中黄曲霉毒素的测定超高效液相色谱法》标准征求意见稿中的要求,采用岛津超高效液相色谱仪LC-30A,免疫亲和柱净化,无需衍生快速测定了玉米中的黄曲霉毒素G1、B1、G2、B2。色谱图见图1,4种黄曲霉毒素的校准曲线、检出限和定量限信息见表2。
图1. 黄曲霉毒素标准样品色谱图(G1、B1浓度为0.2 μg/L, G2、B2浓度为0.06 μg/L)
表2. 校准曲线方程、检出限和定量限
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2、LC-30A测定粮食中赭曲霉毒素A的含量
参照GB/T 5009.96-2003《谷物和大豆中赭曲霉毒素A的测定》,采用岛津超高效液相色谱仪LC-30A,分析了玉米中的赭曲霉毒素A。色谱图见图2,校准曲线见图3。该方法的检出限、定量限分别为0.15 μg/L和0.5 μg/L。
图2. 5 μg/L赭曲霉毒素A标准样品色谱图
图3. 赭曲霉毒素A的标准工作曲线
3、LC-30A快速测定粮食中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的含量
参考《粮油检验粮食中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的测定超高效液相色谱法》标准征求意见稿中的要求,采用岛津超高效液相色谱仪LC-30A,免疫亲和柱净化法分析了玉米中的呕吐毒素。色谱图见图4,校准曲线见图5。该方法的检出限、定量限分别为0.016 mg/L和0.050 mg/L。
图4. 1.0 mg/L标准溶液的色谱图
图5. 呕吐毒素的标准工作曲线
LC-30A测定粮食中玉米赤霉烯酮的含量
参照GB/T 5009.209-2008《谷物中玉米赤霉烯酮的测定》,采用岛津超高效液相色谱仪LC-30A,分析了玉米中的玉米赤霉烯酮,色谱图见图6,校准曲线见图7。该方法的检出限、定量限分别为1.5 μg/L和5.0 μg/L。
图6. 500 μg/L玉米赤霉烯酮标准样品色谱图
图7. 玉米赤霉烯酮的标准工作曲线
(二)LC-MS/MS检测方法
LC-MS/MS三重四极杆质谱仪检测食品中真菌毒素的方法虽然没有出台国家标准,但是其应用已经十分广泛,近些年来陆续有文献报道,并且在疾控系统广泛应用。
岛津三重四极杆质谱仪LCMS-8040自推出以来,一直受广大用户的推崇。LCMS-8040具有超快速的扫描速度(15,000 u/sec)、超快速的正负极切换速度(15 msec)和超快速的MRM(555 ch/sec)的性能,能够进行正负离子及多组分同时检测。在日益追求高工作效率的当代,该仪器为广大实验室工作者提供了高效工作的可能。
LC-MS/MS检测部分,由于没有相应的国家标准,因此前处理步骤参考LC检测的方法,仪器分析根据岛津三重四极杆质谱仪LCMS-8040仪器特点对限量的毒素进行了分析。
以下对限量的四类真菌毒素进行分别介绍。
1、LC-MS/MS测定奶粉中的6种黄曲霉毒素
采用三重四极杆质谱仪LCMS-8040,免疫亲和柱净化,快速测定了奶粉中的黄曲霉毒素G1、G2、B1、B2、M1和M2。色谱图见图8,6种黄曲霉毒素的校准曲线、检出限和定量限信息见表3。
图8. 10 μg/L混合标准样品的MRM色谱图