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粮油食品中黄曲霉毒素检测方法

 
来源:粮油食品科技 栏目:期刊导读 时间:2021-04-01
 
黄曲霉毒素是黄曲霉和寄生曲霉等的代谢产物,主要存在于霉变的花生、谷物、果仁和大米等食物中,食用油等制品中也经常发现黄曲霉毒素。1993年黄曲霉毒素被世界卫生组织的癌症研究机构确定为天然存在的一类致癌物,是一种毒性极强的剧毒物质,因此分析测定食品中黄曲霉毒素含量水平对保障食品质量安全具有极其重要的意义。 1 黄曲霉毒素的主要危害 食用被黄曲霉毒素污染的食物会对健康有极大的危害,其途径有2种:一是摄入黄曲霉毒素(主要为黄曲霉毒素B1)污染的植物性食物;二是摄入经饲料而进入奶或乳制品的黄曲霉毒素(主要为黄曲霉毒素M1)。黄曲霉毒素B1的半数致死量为0.36 mg/kg,属特剧毒的毒物范围;动物半数致死量为10 mg/kg,其毒性比氰化钾大10倍、比砒霜大68倍,损害肝脏,容易发生肝炎、肝硬化、肝坏死等症状。亚洲和非洲的疾病研究机构的研究表明,食物中黄曲霉毒素与肝细胞癌变呈正相关性,长时间食用含低浓度黄曲霉毒素的食物被认为是导致肝癌、胃癌、肠癌等疾病的主要原因。除此以外,黄曲霉毒素与其他致病因素(如肝炎病毒等)对人类疾病的诱发具有叠加效应,其细胞毒作用可干扰信息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。 2 黄曲霉毒素在食物中的限量指标 调查发现,霉菌影响世界上40%的食品作物,并在代谢过程中产生毒素。联合国粮农组织估计,全世界谷物供应量的25%受到了霉菌毒素污染。 黄曲霉毒素危害性大、存在范围广,为了预防黄曲霉毒素中毒事件的发生,维护人类健康,世界上已有70个国家和地区对食品中黄曲霉毒素的含量作了严格限量要求。我国在国家标准GB2761-2005《食品中真菌毒素限量》中,对食品中黄曲霉毒素B1允许量标准做了严格规定:玉米、花生仁、花生油不得超过20 μg/kg;玉米及花生仁制品(按原料折算)不得超过20 μg/kg;大米、其他食用油不得超过10 μg/kg,其他粮食、豆类、发酵食品不得超过5 μg/kg;婴儿代乳食品不得检出;牛乳及其制品黄曲霉毒素M1限量不得超过0.5 μg/kg。 3 常用的黄曲霉毒素分析检测方法及其特点 目前检测黄曲霉毒素的方法主要有薄层色谱法(TLC)、高效液相色谱法(HPLC)、以酶联免疫为基础的免疫分析法、免疫亲和分析法以及生物传感器法等。 3.1 薄层色谱法(TLC) TLC法是传统检测黄曲霉毒素最常用的方法,是应用最早最广的分离分析技术,它是我国测定食品及饲料中黄曲霉毒素的国家标准方法之一,其原理是样品经提取、浓缩、薄层分离后,在365 nm波长的紫外光照射下,黄曲霉毒素B1、B2产生紫色荧光,黄曲霉毒素G1、G2产生绿色荧光,然后根据其在薄层板上显示的荧光最低检出量来定量。其优点是所用的试剂、设备简单,费用低廉,容易掌握,适用大量样品的分离、筛选,一般的实验室均可检测,属于定性和半定量检测。为了提高薄层层析法的精度,还用薄层扫描等方法来确定黄曲霉素。该法的局限性与不足之处在于薄层色谱法检黄曲霉毒素的操作步骤多,样品前处理烦琐,并且提取和净化效果不够理想,提取液中杂质较多,因而在展开时影响斑点的荧光度,导致灵敏度下降。这些缺点已越来越不适应现代分析的要求。 3.2 高效液相色谱法(HPLC) 高效液相色谱法具有高效、快速、准确性好、灵敏度高、重现性好、检测限低、定量准确等特点,可同时分离多种黄曲霉毒素,操作简便,适用于大批量样品的分析。高效液相色谱法是目前国内测定黄曲霉毒素使用最多、最为权威的方法,其灵敏度与精度较高,能同时分析多种黄曲霉毒素类型,但该法的样品前处理相对复杂,检测周期长,程序复杂,所需试剂繁多,操作时需要专门的技术人员,难以满足检测快速、简捷、现场化的要求。 3.3 免疫分析法 免疫化学分析法是以抗原抗体免疫化学反应为基础进行抗原抗体含量测定的方法。该法具有高度的特异性与灵敏性,快速简便,分析费用低,重现性好,短时间内能处理大量样品,易于普及。用于黄曲霉毒素测定的免疫分析法主要有免疫亲和柱(RIA)-荧光光渡法、免疫亲和柱-HPLC法、酶联免疫(ELISA)。 3.3.1 免疫亲和柱(IAC)-荧光光度法 免疫亲和柱是以单克隆免疫亲和柱为分离手段,根据单克隆抗体与载体蛋白偶联后将其填柱形成IAC,并与黄曲霉毒素抗原产生一一对应的特异性吸附关系制作而成的。随着抗体抗原一一对应的特异性吸附关系的增强,IAC只能高选择性地吸附黄曲霉毒素而让其他杂质通过柱子,同时这种吸附又可被极性有机溶剂洗脱,用荧光计、紫外灯定量检测。该法的优点是样品前处理操作简单,一个样品只需10 min~15 min,比传统方法快几个小时甚至几天。克服了TLC和HPLC法在操作过程中使用剧毒的黄曲霉毒素作为标定标准物和在样品预处理过程中使用多种有毒、有异味的有机溶剂,大大减轻了对操作人员健康和环境的影响。 3.3.2 免疫亲和柱-HPLC法 将免疫亲和柱与高效液相色谱法结合应用,是目前采用较多的一种方法,黄曲霉毒素免疫亲和柱-高效液相色谱法比传统的HPLC法更加安全、可靠,提高了灵敏度和准确度,达到了定量准确又快速简便的要求,可以有效性地将黄曲霉毒素或其他真菌毒素分离出来,分离效率和回收率较高。 3.3.3 酶联免疫吸附法(ELISA) ELISA法是应用抗原抗体特异性反应和酶的高效催化作用来测定黄曲霉毒素含量的免疫分析方法。ELISA测定方法的基本模式有3种特定的试剂:固相抗原(蛋白质结合物包板)、酶标记单克隆抗体、酶作用底物;常用的方法有4种:反向直接竞争ELISA、直接竞争ELISA、间接竞争ELISA和生物素-亲和柱ELISA。ELISA法将已知的待测黄曲霉毒素抗原(或抗体)吸附于固定载体的免疫吸附剂上,通过颜色的深浅来测定黄曲霉毒素抗原或抗体的含量。ELISA法相对于HPLC具有特异性强、干扰小、样品预处理简便快速、灵敏高效等特点,而且回收率高,提取方法简单,可以进行定性和定量测定,大大节约了测试的成本,因而ELISA能广泛用于食品中对黄曲霉毒素的测定。 3.4 金标试纸法 金标试纸法是利用单克隆抗体而设计的固相免疫分析法,可一步式检测黄曲霉毒素。在5 min~10 min完成对样品中黄曲霉毒素的定性测定,具有简单快速、灵敏度高等特点,无须仪器设备配合测定,检测既可在实验室中进行,也可在农场、饲料混合车间等实地进行测定,对黄曲霉毒素定性检测准确度在85%以上,灵敏度为4 μg/mL,可测出样品中20 μg/g的黄曲霉毒素。 3.5 生物传感器法 生物传感器是将生物技术和电子技术相结合,以生物学组件作为主要功能性元件,能够感受规定的被测量,并按照一定规律将其转换成可识别信号的器件或装置,一般由生物识别元件、转换元件及机械元件和电气元件组成。利用分子间特异的亲和性制备的亲和型生物传感器为免疫传感。生物传感器具有高选择性、响应快、操作简单、携带方便和适合于现场检测等优点,对生物传感器检测黄曲霉毒素的研究是各国专家积极探索的热点课题。 4 结语 鉴于黄曲霉毒素的危害,以及人们对食品质量安全意识逐步增强,有关部门对农产品和食品中黄曲霉毒素含量要求越来越严格,这在一定程度上推动了黄曲霉毒素快速检测技术的不断发展,而黄曲霉毒素B1检测技术也趋于向集成、准确、快速、简便与智能化方向发展。◇ 黄曲霉毒素是黄曲霉和寄生曲霉等的代谢产物,主要存在于霉变的花生、谷物、果仁和大米等食物中,食用油等制品中也经常发现黄曲霉毒素。1993年黄曲霉毒素被世界卫生组织的癌症研究机构确定为天然存在的一类致癌物,是一种毒性极强的剧毒物质,因此分析测定食品中黄曲霉毒素含量水平对保障食品质量安全具有极其重要的意义。1 黄曲霉毒素的主要危害食用被黄曲霉毒素污染的食物会对健康有极大的危害,其途径有2种:一是摄入黄曲霉毒素(主要为黄曲霉毒素B1)污染的植物性食物;二是摄入经饲料而进入奶或乳制品的黄曲霉毒素(主要为黄曲霉毒素M1)。黄曲霉毒素B1的半数致死量为0.36 mg/kg,属特剧毒的毒物范围;动物半数致死量为10 mg/kg,其毒性比氰化钾大10倍、比砒霜大68倍,损害肝脏,容易发生肝炎、肝硬化、肝坏死等症状。亚洲和非洲的疾病研究机构的研究表明,食物中黄曲霉毒素与肝细胞癌变呈正相关性,长时间食用含低浓度黄曲霉毒素的食物被认为是导致肝癌、胃癌、肠癌等疾病的主要原因。除此以外,黄曲霉毒素与其他致病因素(如肝炎病毒等)对人类疾病的诱发具有叠加效应,其细胞毒作用可干扰信息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。2 黄曲霉毒素在食物中的限量指标调查发现,霉菌影响世界上40%的食品作物,并在代谢过程中产生毒素。联合国粮农组织估计,全世界谷物供应量的25%受到了霉菌毒素污染。黄曲霉毒素危害性大、存在范围广,为了预防黄曲霉毒素中毒事件的发生,维护人类健康,世界上已有70个国家和地区对食品中黄曲霉毒素的含量作了严格限量要求。我国在国家标准GB2761-2005《食品中真菌毒素限量》中,对食品中黄曲霉毒素B1允许量标准做了严格规定:玉米、花生仁、花生油不得超过20 μg/kg;玉米及花生仁制品(按原料折算)不得超过20 μg/kg;大米、其他食用油不得超过10 μg/kg,其他粮食、豆类、发酵食品不得超过5 μg/kg;婴儿代乳食品不得检出;牛乳及其制品黄曲霉毒素M1限量不得超过0.5 μg/kg。3 常用的黄曲霉毒素分析检测方法及其特点目前检测黄曲霉毒素的方法主要有薄层色谱法(TLC)、高效液相色谱法(HPLC)、以酶联免疫为基础的免疫分析法、免疫亲和分析法以及生物传感器法等。3.1 薄层色谱法(TLC)TLC法是传统检测黄曲霉毒素最常用的方法,是应用最早最广的分离分析技术,它是我国测定食品及饲料中黄曲霉毒素的国家标准方法之一,其原理是样品经提取、浓缩、薄层分离后,在365 nm波长的紫外光照射下,黄曲霉毒素B1、B2产生紫色荧光,黄曲霉毒素G1、G2产生绿色荧光,然后根据其在薄层板上显示的荧光最低检出量来定量。其优点是所用的试剂、设备简单,费用低廉,容易掌握,适用大量样品的分离、筛选,一般的实验室均可检测,属于定性和半定量检测。为了提高薄层层析法的精度,还用薄层扫描等方法来确定黄曲霉素。该法的局限性与不足之处在于薄层色谱法检黄曲霉毒素的操作步骤多,样品前处理烦琐,并且提取和净化效果不够理想,提取液中杂质较多,因而在展开时影响斑点的荧光度,导致灵敏度下降。这些缺点已越来越不适应现代分析的要求。3.2 高效液相色谱法(HPLC)高效液相色谱法具有高效、快速、准确性好、灵敏度高、重现性好、检测限低、定量准确等特点,可同时分离多种黄曲霉毒素,操作简便,适用于大批量样品的分析。高效液相色谱法是目前国内测定黄曲霉毒素使用最多、最为权威的方法,其灵敏度与精度较高,能同时分析多种黄曲霉毒素类型,但该法的样品前处理相对复杂,检测周期长,程序复杂,所需试剂繁多,操作时需要专门的技术人员,难以满足检测快速、简捷、现场化的要求。3.3 免疫分析法免疫化学分析法是以抗原抗体免疫化学反应为基础进行抗原抗体含量测定的方法。该法具有高度的特异性与灵敏性,快速简便,分析费用低,重现性好,短时间内能处理大量样品,易于普及。用于黄曲霉毒素测定的免疫分析法主要有免疫亲和柱(RIA)-荧光光渡法、免疫亲和柱-HPLC法、酶联免疫(ELISA)。3.3.1 免疫亲和柱(IAC)-荧光光度法免疫亲和柱是以单克隆免疫亲和柱为分离手段,根据单克隆抗体与载体蛋白偶联后将其填柱形成IAC,并与黄曲霉毒素抗原产生一一对应的特异性吸附关系制作而成的。随着抗体抗原一一对应的特异性吸附关系的增强,IAC只能高选择性地吸附黄曲霉毒素而让其他杂质通过柱子,同时这种吸附又可被极性有机溶剂洗脱,用荧光计、紫外灯定量检测。该法的优点是样品前处理操作简单,一个样品只需10 min~15 min,比传统方法快几个小时甚至几天。克服了TLC和HPLC法在操作过程中使用剧毒的黄曲霉毒素作为标定标准物和在样品预处理过程中使用多种有毒、有异味的有机溶剂,大大减轻了对操作人员健康和环境的影响。3.3.2 免疫亲和柱-HPLC法将免疫亲和柱与高效液相色谱法结合应用,是目前采用较多的一种方法,黄曲霉毒素免疫亲和柱-高效液相色谱法比传统的HPLC法更加安全、可靠,提高了灵敏度和准确度,达到了定量准确又快速简便的要求,可以有效性地将黄曲霉毒素或其他真菌毒素分离出来,分离效率和回收率较高。3.3.3 酶联免疫吸附法(ELISA)ELISA法是应用抗原抗体特异性反应和酶的高效催化作用来测定黄曲霉毒素含量的免疫分析方法。ELISA测定方法的基本模式有3种特定的试剂:固相抗原(蛋白质结合物包板)、酶标记单克隆抗体、酶作用底物;常用的方法有4种:反向直接竞争ELISA、直接竞争ELISA、间接竞争ELISA和生物素-亲和柱ELISA。ELISA法将已知的待测黄曲霉毒素抗原(或抗体)吸附于固定载体的免疫吸附剂上,通过颜色的深浅来测定黄曲霉毒素抗原或抗体的含量。ELISA法相对于HPLC具有特异性强、干扰小、样品预处理简便快速、灵敏高效等特点,而且回收率高,提取方法简单,可以进行定性和定量测定,大大节约了测试的成本,因而ELISA能广泛用于食品中对黄曲霉毒素的测定。3.4 金标试纸法金标试纸法是利用单克隆抗体而设计的固相免疫分析法,可一步式检测黄曲霉毒素。在5 min~10 min完成对样品中黄曲霉毒素的定性测定,具有简单快速、灵敏度高等特点,无须仪器设备配合测定,检测既可在实验室中进行,也可在农场、饲料混合车间等实地进行测定,对黄曲霉毒素定性检测准确度在85%以上,灵敏度为4 μg/mL,可测出样品中20 μg/g的黄曲霉毒素。3.5 生物传感器法生物传感器是将生物技术和电子技术相结合,以生物学组件作为主要功能性元件,能够感受规定的被测量,并按照一定规律将其转换成可识别信号的器件或装置,一般由生物识别元件、转换元件及机械元件和电气元件组成。利用分子间特异的亲和性制备的亲和型生物传感器为免疫传感。生物传感器具有高选择性、响应快、操作简单、携带方便和适合于现场检测等优点,对生物传感器检测黄曲霉毒素的研究是各国专家积极探索的热点课题。4 结语鉴于黄曲霉毒素的危害,以及人们对食品质量安全意识逐步增强,有关部门对农产品和食品中黄曲霉毒素含量要求越来越严格,这在一定程度上推动了黄曲霉毒素快速检测技术的不断发展,而黄曲霉毒素B1检测技术也趋于向集成、准确、快速、简便与智能化方向发展。◇

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