当前位置:文档之家› 粮油食品中真菌毒素的LCMS法检测

粮油食品中真菌毒素的LCMS法检测

粮食加工2007年第32卷第3期

收稿日期:2006-12-12作者简介:罗松明(1977-),男,四川南充人,硕士,助教,主要从事粮油食品加工与质量安全方面的教学与科研工作。真菌(Fungi)是一类有细胞壁、不含叶绿素、无

根叶茎、以腐生或寄生方式生存、能进行有性或无性

繁殖的微生物。真菌毒素(mycotoxin)是真菌产生的

次级代谢产物,目前已知有300多种。其中对人类

危害最大、人类也研究最多的真菌毒素主要有:黄曲

霉毒素,主要是黄曲霉毒素B1和M1(aflatoxins,AFB1、AFM1);赭(棕)曲霉毒素A(ochratoxinA,O-

TA);杂色(柄)曲霉毒素(sterigmatocystin);展青霉

毒素(patulin,PTL);黄绿青霉毒素(citreoviridinetox-in,CIT);玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEA(F-2));串珠

镰刀菌毒素(moniliformin,MF)三硝基丙酸以及属于

单端孢霉烯族化合物(trichothecenes)的T-2毒素(T-2toxin,T-2);脱氧雪腐镰刀菌烯醇(呕吐毒素)

(deoxynivalenol,DON);二乙酰镳草镰刀菌烯醇(di-

acetoxyscirpenol,DAS);麦角胺(ergotamine);细交链

孢菌酮酸(tenuazonicacid)等[1]。这些真菌毒素不仅可

以污染食品引起食物中毒,而且有些还具有致癌、致

畸、致突变作用,对人类健康造成极大威胁。

1LC-MS联用

目前检测真菌毒素的国标方法主要以薄层色谱

法、酶联免疫法为主。近年来,气相色谱法、高效液

相色谱法已经成为现代仪器分析的应用最为广泛的

方法。而色谱-质谱联用技术结合了色谱、质谱两者

的优点,已经成为仪器分析进展的热点。液相色谱(LC)可以直接分析不挥发性化合物、极性化合物和

大分子化合物(包括蛋白质、脂肪、多糖及多聚物

等),分析范围广,而且不需衍生化步骤。质谱(MS)

作为理想的色谱检测器,不仅特异,而且具有极高的

检测灵敏度。因此LC-MS联用长期为人们所关注。粮油食品中真菌毒素的LC-MS法检测

罗松明1,肖付刚2

(1.四川农业大学工学院食品科学系,四川雅安625014;2.江南大学食品学院,江苏无锡214036)

摘要:粮油食品中常见的真菌毒素有:黄曲霉毒素、赭(棕)曲霉毒素、展青霉毒素、玉米赤霉烯酮、串珠镰刀菌毒素及脱氧雪腐镰刀菌烯醇等,因含量较低,用常规方法检测不出来。用LC-MS检测,灵敏度高、前处理比较简单,结果准确可靠,在检测食品中真菌毒素上前景广阔。关键词:液-质联用;真菌毒素;LC-MS检测法中图分类号:TS207.5文献标识码:A文章编号:1007-6395(2007)03-0095-04

LC-MS检测主要分3步:提取,净化,上机分

析。提取试剂一般用有机溶剂。可供选择的净化柱有

填充硅镁吸附剂或硅胶的固相萃取柱(solidphaseextraction,SPE)、免疫亲和柱(immunoaffinitycolumn,

IAC)、多功能净化柱(multifunctioncleanupcolumn,

MFC)[2]。

2LC-MS在检测食品中真菌毒素中的应用

2.1黄曲霉毒素的检测

黄曲霉毒素(AF)是由黄曲霉(Aspergillusflavus)

和寄生曲霉(Aparasitics)所产生的1组毒性代谢产

物。目前已分离出20多种,根据它们在紫外光下发

出的荧光颜色分为2大族,即B族和G族。AFB1、AFB2、AFG1和AFG2是4种基本的黄曲霉毒素,其

余均为衍生物。从化学结构上看,所有AF具有相同

的基本结构,它包括1个双呋喃环和1个氧杂酮,前

者为毒性结构,后者具有加强毒性及致癌作用。其中AFB1被公认为是目前致癌力最强的天然物质。AF

常常存在于土壤、动植物及各种坚果中,特别是花生

和核桃中,在大豆、玉米、奶制品及食用油等制品中

也经常发现AF。各国大都制定了相关法律来限定其

在食品中的含量。例如,欧盟国家规定,要求人类生

活消费品中的AFB1的含量不能超过2μg/kg,总量

不能超过4μg/kg;牛奶和奶制品中的含量不能超过0.05μg/kg[3]。中国也制定了AFB1限量标准。

林建忠等[4]用LC-MS测定食品中的AFB1。使用API3000三级四极杆质谱系统和Agilent液相系统(Agilent1100)。色谱柱为ECNuceodur100-5C18柱(250mm×4.6mm);流动相:10mmol/L,乙酸铵︰甲

醇的体积比3︰7;流速:800μL/min。质谱采用ESI

源,正离子反应监测模式,前级离子m/z=313.0,二级

离子m/z=285.3。样品经AF

免疫亲和柱纯化后用95

粮食加工2007年第32卷第3期

LC/MS进行测定。质谱系统稳定的情况下,可在1h

之内检测大部分食品中的AFB1并给出灵敏可靠的

结果。本法在添加0.50 ̄5.0μg/kg的AFB1时回收率

为60%~90%,相对标准偏差为9.62%,检测限达0.05μg/kg,可满足欧盟最新限量要求。Ventura等[5]建立了1种简便的测定Rhammuspurshiana中黄曲霉毒素B1、G1、B2、G2的LC-MS方

法。用甲醇-水混合物提取样品中的AF,然后用装有

聚合物吸附剂的固相萃取柱进行净化。净化液直接

进样,色谱系统装有C18反相短柱,使用甲醇-水的

体积比30︰70作流动相;质谱系统是单级四极杆质

谱,带电喷雾电离源,使用阳离子模式。结果显示有

较好的重复性,AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的回收率

分别为100%、89%、81%、77%。S/N=3时检测限达10ng,S/N=10时检测限为25ng。2.2赭曲霉毒素的检测

赭曲霉毒素(OT)是赭色曲霉属和几种青霉属

真菌产生的一种毒素,包括A、B、C等7种结构类似

的化合物,其中以OTA毒性最大。赭色曲霉属产生OT的条件是中温、寒冷气候。一般容易感染OT的

食品包括大豆、绿豆、绿咖啡豆、啤酒、葡萄汁、调味

品及草本植物。OT对动物的肝脏和肾脏危害最大,

而且还有致畸性、免疫抑制和致癌性。欧盟国家对OTA在食品中的限量标准极其严格,如:在谷物中

不得超过5μg/kg;在谷物制品中不得超过3μg/kg,

在干鲜果品中不得超过10μg/kg[6,7]。Michael等人[8]用LC-MS测定谷类制品中的O-TA。先对受试样品进行溶剂提取,提取液用免疫亲

和柱净化,然后上机进行分析检测。结果显示,检测

限为15μg/kg,回收率为90%。2.3展青霉毒素的检测

展青霉毒素(PTL)又名棒曲霉毒素,可由多种

青霉及曲霉产生,它是1种神经毒素,有致畸性和致

癌性,主要污染水果、浆果、蔬菜、面包和肉类制品。PTL能诱发肿瘤,并对消化系统和皮肤组织具有损

害作用[9]。Sewram等人[10]用配备有选择性反应检测器(SRM)的LC-MS-MS来检测苹果汁中的PTL。实验

条件如下:HPLC条件:流动相:乙腈-水的体积比10︰90,C18反相柱(填充5μmODS-2),进样量20μL,流速0.5mL/min,在MS检测之前先用UV在276nm进

行在线检测。MS条件:使用大气压化学电离-质谱(APCI–MS),APCI气化温度和质谱毛细管柱温分别为450

℃和150℃,离子流和柱压分别为5μA和7V或-4V(阳离子或阴离子)。质谱进行m/z100 ̄m/z160

全扫描以观察质子化的(m/z155)或去质子化(m/z153)的分子离子。PTL的检测是对去质子化的分子离子进行碰撞

诱导分裂(15%碰撞能量),利用选择反应检测(SRM)

通过MS-MS模式完成。m/z135、125和109的最终

离子用分离宽2u检测,通过与标准品的峰面积比

较定量。当注射量在6 ̄200ng范围时,PTL和注射

量呈线性,使用阴离子效果较好。感染10 ̄135μg/LPTL的苹果汁在用乙酸乙酯液液萃取和碳酸钠处理

后用反相HPLC分析,使用乙腈-水的体积比10︰90、流速0.5mL/min,可以检测到10μg/L,当信噪比(S/N)为4时,检测限为4μg/L。Thomas等[11]使用HPLC-APCI-MS来检测肉及

水果中的PTL,回收率为87% ̄116%,检出限达到6ng/g。2.4串珠镰刀菌毒素的检测

串珠镰刀菌毒素(MF)属剧毒物,有很强的心脏

毒性,中毒死亡后可见心肌坏死性病变,近年研究表

明该毒素可能是克山病主因。MF广泛污染粮食作

物,其中对玉米及玉米制品的污染率较高[12]。Sewram等[13]以三乙胺作为离子对试剂应用LC-MS测定镰刀菌毒素培养基中的MF与自然污染的

玉米中的MF。HPLC分析中使用SpectraSeriesP2000泵并联

有AS1000自动进样器,UV1000可变波长紫外检

测器,150mm×2mmC18反相色谱柱(填充有5mODS-2)。流动相:醋酸铵-甲醇-三乙胺的体积比90︰10︰0.1,pH8.24,流速0.5mL/min。样品过0.45μm微孔滤膜,进样量为20μL。229nm为紫外

检测限。

负离子APCI-MS中应用FinniganMATLCQ离

子阱质谱。直接以5μL/min的流速将30μg/mLMF

标样混入样品、混和进样以优化MS参数。APCI气

化温度和质谱毛细管柱温为350℃和150℃。电流

保持在5μA,电压保持在8V。调整期间,质谱从m/z50扫描至m/z150,之后的所有实验都是在SIM

模式m/z97监测去质子分子离子[M-H]-下完成的。5种南非产的Fusariumsubglutinans菌株在玉

米颗粒上培养,用95︰5的乙腈水溶液提取MF。过C18反相固相萃取柱,萃取液上LC-MS分析。研究发

现MF的响应在进样量10ng ̄700ng之间保持线96

粮食加工2007年第32卷第3期

性,检测限为10ng,信噪比为4。MF的浓度范围在130mg/kg培养基到1460mg/kg培养基之间。将此

方法用于自然污染的玉米样品结果表明LC-MS能

够检测所选玉米中10μg/kg的MF。2.5玉米赤霉烯酮的检测

玉米赤霉烯酮(ZEA)是真菌禾谷镰刀菌产生的

一种雌激素真菌毒素。它有15种以上的衍生物,主

要存在于玉米和玉米制品中,小麦、大麦、高粱和大

米中也有一定程度的分布。ZEA具有较强的生殖毒

性和致畸作用,毒性作用与甾醇激素(17β-雌二醇)的

作用相似,可发生雌激素亢进症,导致不孕或流产[14]。Rosenberg等[15]建立了1种用于检测食品和饲

料中ZEA的LC-MS方法。

其分析检测系统为HP1100系列HPLC-MS。

由1个HPG1313自动进样器,1个HPG1311A四

元泵,1个HPG1316A柱恒温装置(配置了1个柱

的开关阀),1个HPG1322A脱气装置以及1个HPG1315A二极管阵列紫外-可见光谱检测器,HP

G1946A质谱检测器(装备了1个HPG1947AAPCI

接口)所组成。HPLC使用1个HypersilODS分析柱(100mm×2.1mm,5μm),用于分离。加上Hy-

persilODS防护柱(20mm×2.1mm,5μm)。ZEA提取方法:25g被ZEA污染的玉米+100

mL乙腈-水的体积比75︰25混合,搅匀,过滤后,

相关主题