食品中黃曲霉毒素檢測(cè)技術(shù)分析

李天雨 劉洋 王賀陽(yáng) 呂卓

摘 要：黃曲霉素是基于黃曲霉和寄生曲霉而生成的次級(jí)代謝產(chǎn)物，存在于自然界中，特別是在濕熱地區(qū)，其存在更加廣泛，污染范圍大，具有一定的致癌性與致突變性，且隨著食品種類(lèi)的增多，黃曲霉毒素開(kāi)始出現(xiàn)在一些食品中，對(duì)人們的生命健康安全帶來(lái)了巨大威脅。所以，采取有效的技術(shù)對(duì)食品中黃曲霉毒素進(jìn)行檢測(cè)具有重大意義。當(dāng)前，黃曲霉素檢測(cè)具有多種檢測(cè)技術(shù)，本文將據(jù)此展開(kāi)探究，以期為相關(guān)檢測(cè)人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：食品;黃曲霉素;危害;檢測(cè)技術(shù)

Analysis of Detection Technology of Aflatoxin in Food

LI Tianyu， LIU Yang， WANG Heyang， LV Zhuo*

（Jilin Province Product Quality Supervision and Inspection Institute， Changchun 130000， China）

Abstract： Aflatoxin is a secondary metabolite based on aspergillus flavus and aspergillus parasiticus. It exists in nature， especially in hot and humid areas. It exists more widely， has a large pollution range， and has certain carcinogenicity and mutagenicity. With the increase of food types， aflatoxins began to appear in some foods， posing a huge threat to people’s life， health and safety. Therefore， it is of great significance to adopt effective technology to detect aflatoxin in food. At present， aflatoxin detection has a variety of detection technologies， this article will explore accordingly， in order to provide help for relevant testing personnel.

Keywords： food; aflatoxin; harm; detection technology

隨著社會(huì)的逐步發(fā)展，人們的各方面需求都有所提升。黃曲霉素容易出現(xiàn)在堅(jiān)果類(lèi)食物中，人們一旦誤食，將會(huì)對(duì)其身體健康帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害。因此，黃曲霉素檢測(cè)至關(guān)重要。黃曲霉素會(huì)加大患癌的可能性。如果食物中黃曲霉素含量超標(biāo)，會(huì)引發(fā)食物中毒以及死亡問(wèn)題。本文介紹了黃曲霉素的危害和特征，重點(diǎn)探究了黃曲霉素檢測(cè)的檢測(cè)技術(shù)。

1 黃曲霉毒素的特性

黃曲霉素屬于真菌毒素，具體是黃曲霉和寄生曲霉等不同真菌對(duì)寄主造成侵染以后形成的代謝產(chǎn)物。國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)由探索已經(jīng)找出約20種黃曲霉素和對(duì)應(yīng)的衍生物。目前，國(guó)內(nèi)和國(guó)際大多數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)在百余種食品中檢測(cè)到黃曲霉素，其中在花生與玉米中，黃曲霉毒素含量最高。該毒素的毒性較強(qiáng)，一旦攝入過(guò)量，將會(huì)對(duì)肝腎造成不同程度的損害，長(zhǎng)此以往還會(huì)造成器官癌變或者衰竭。黃曲霉毒素包含不同的種類(lèi)，且不同類(lèi)型對(duì)應(yīng)的毒性也存在差異，其中毒性最強(qiáng)的是黃曲霉毒素B1（Aflatoxin B1，AFB1），其毒性和砒霜近似。另外，經(jīng)由醫(yī)學(xué)研究可知，AFB1與人體肝癌病息息相關(guān)。雖然黃曲霉毒素自身的毒性和致癌性都比較突出，但由黃曲霉毒素所引起的急性中毒事件不是很多[1]。

2 黃曲霉毒素的危害

黃曲霉毒素在食品中較為常見(jiàn)，特別是糧油食品，其對(duì)人們的危害相對(duì)較大，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不同程度的影響。黃曲霉毒素的危害主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)層面。①污染植物，主要危害屬性為黃曲霉毒素B1。②由飼料污染奶制品，主要危害屬性為黃曲霉毒素M1。經(jīng)黃曲霉素研究發(fā)現(xiàn)，不同的屬性對(duì)人體健康產(chǎn)生的危害程度也各不相同，對(duì)于黃曲霉毒素B1，其危害值在0.36 mg左右[2]。

3 黃曲霉毒素的檢測(cè)技術(shù)

3.1 免疫法

免疫法具體是依托抗原與抗體內(nèi)部的特異性結(jié)合完成物質(zhì)檢測(cè)。因抗原自身的決定簇與抗體內(nèi)部的抗原結(jié)合部位存在良好的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)性和親和力，能夠相互作用，抗原、抗體存在突出的特異性與選擇性。當(dāng)抗原抗體相互結(jié)合時(shí)，大多由已知抗原來(lái)檢驗(yàn)未知抗體，也可由已知抗體來(lái)檢測(cè)未知抗原，再選擇定性或定量法完成測(cè)定。當(dāng)前免疫分析技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，并成為主要的生化分析方法[3]。

3.1.1 熒光免疫法

熒光免疫法是把熒光物質(zhì)制作成熒光標(biāo)記物，以此充當(dāng)探針對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行檢測(cè)，此種方法具有特異性?xún)?yōu)良和靈敏度理想的特性。熒光免疫法一般和免疫層析法相互結(jié)合，共同使用，具體包含標(biāo)記法與共振能量轉(zhuǎn)移這兩種方法，常見(jiàn)熒光標(biāo)記物有量子點(diǎn)和熒光微球等。標(biāo)記法利用熒光標(biāo)記物充當(dāng)酶形成熒光信號(hào)，其原理和ELISA法大致相同。而共振能量轉(zhuǎn)移法是供體熒光基團(tuán)自身的發(fā)射光譜和受體內(nèi)部的吸收光譜存在重疊，待經(jīng)由供體基團(tuán)內(nèi)部的激發(fā)波長(zhǎng)進(jìn)行激發(fā)時(shí)，能夠觀察出受體基團(tuán)出現(xiàn)的熒光，經(jīng)測(cè)量，對(duì)供體和受體熒光圖進(jìn)行標(biāo)記來(lái)完成檢測(cè)[4]。

3.1.2 免疫層析法

免疫層析法即把抗原或者抗體放置在固相載體中，檢測(cè)過(guò)程把樣品添加至試紙內(nèi)部的樣品墊，基于毛細(xì)管作用發(fā)生前移和標(biāo)記探針之間相互作用，生成新的復(fù)合物，可經(jīng)肉眼，也可經(jīng)信號(hào)采集儀器來(lái)研究顯色結(jié)果。建立在膠體金標(biāo)記之上的免疫層析技術(shù)把膠體金標(biāo)記、免疫分析與層析技術(shù)整合到一起。這種方法具有高效、靈敏的特性，其結(jié)果具有較高的可信度，成本較低，便于操作，對(duì)大型儀器設(shè)備的依賴(lài)較少，并在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與大量的樣品檢測(cè)中得到了高度應(yīng)用[5]。

3.1.3 免疫傳感器法

此種方法建立在免疫學(xué)反應(yīng)和傳感器技術(shù)之上，由抗體的選擇性完成物質(zhì)檢測(cè)，并可將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)。依照傳感器原理，其包含電化學(xué)免疫與光學(xué)免疫傳感器等不同類(lèi)型。依照該方法加以檢測(cè)僅需少量樣品便能得到多個(gè)檢測(cè)結(jié)果，具有重復(fù)性好和自動(dòng)化水平高的特點(diǎn)，主要適合黃曲霉毒素與其他真菌霉素間的混合檢測(cè)。

3.2 色譜法

色譜法是通過(guò)混合物內(nèi)部各組分于兩相表現(xiàn)出的分配系數(shù)，當(dāng)流動(dòng)相中所含樣品組分經(jīng)由固定相時(shí)，樣品在上述兩相中不斷分配，最終產(chǎn)生差速移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分離。

色譜法主要包含薄層色譜與液相色譜。其中薄層色譜法應(yīng)用較早，適合對(duì)熒光性質(zhì)毒素進(jìn)行檢測(cè)。此種方法的主要原理為基于365 nm波長(zhǎng)紫外光作用，黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素B2出現(xiàn)紫色熒光，而黃曲霉毒素G1、黃曲霉毒素G2出現(xiàn)綠色熒光，經(jīng)對(duì)比明確對(duì)應(yīng)含量。此種方法所用設(shè)備較為簡(jiǎn)單，便于操作和檢測(cè)，其不足之處在于前期處理較為復(fù)雜，易遭受周?chē)h(huán)境的不良影響，檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度較低。同時(shí)，這一方法對(duì)應(yīng)的最低檢出限和國(guó)際規(guī)定相比較高。因此，薄層色譜法的實(shí)際應(yīng)用較少。而液相色譜法較為常用。其基本原理是對(duì)樣品進(jìn)行提取、凈化處理等操作，將干擾物質(zhì)除掉，再經(jīng)色譜柱，在色譜柱不同相中因不同溶解度而發(fā)生分離，再進(jìn)入檢測(cè)器加以分析與鑒定。此種方法的準(zhǔn)確性較高，具有良好的重現(xiàn)性，其不足之處在于前期處理煩瑣，成本大，不便進(jìn)行大批檢測(cè)。同時(shí)，黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素G1和水接觸后出現(xiàn)熒光猝滅。液相色譜法主要包含液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、超高效液相色譜法這3種方法。質(zhì)譜檢測(cè)器具有高通量和靈敏性的特性，不需進(jìn)行衍生化反應(yīng)，可優(yōu)化前期處理程序。質(zhì)譜多反應(yīng)檢測(cè)可同時(shí)檢測(cè)若干種毒素，大大提升了檢測(cè)效率。但質(zhì)譜檢測(cè)設(shè)備造價(jià)較高，無(wú)法得到普及?，F(xiàn)下很大一部分新材料被研究應(yīng)用在樣品前處理環(huán)節(jié)來(lái)改進(jìn)樣品前處理，全面增強(qiáng)高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法的整體效果。在液相色譜中，隨著系統(tǒng)顆粒度的逐步下降，分離效果逐步提升，當(dāng)填料粒徑小于2 μm時(shí)的分離效果最為理想[6]。

3.3 光譜法

3.3.1 近紅外光譜技術(shù)

近紅外光譜技術(shù)（Near Infrared Spectrum Instrument，

NIRS），具有快速、無(wú)損的特點(diǎn)，主要應(yīng)用在農(nóng)業(yè)和食品制造行業(yè)中，其與其他方法相比，靈敏性較低，但便于分析，其不會(huì)對(duì)待分析樣品產(chǎn)生不良影響，可應(yīng)用在黃曲霉毒素的高效篩查中[7]。

3.3.2 表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)

表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)（Surface Enhancement of Raman Scattering，SERS），所用光譜具有一定的特異性和良好的分辨率，具體的原理為吸附金屬表層樣品，通過(guò)拉曼光譜法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，基于表面等離子共振作用會(huì)強(qiáng)化拉曼光譜信號(hào)。SERS在目標(biāo)分子觀察與檢測(cè)中具有重要作用。高強(qiáng)度拉曼信號(hào)能夠辨識(shí)低濃度分子，同時(shí)可優(yōu)化傳感器自身檢測(cè)極限。此方法便于使用，檢測(cè)高效，但僅有少量金屬粗糙面才會(huì)出現(xiàn)顯著的SERS效應(yīng)。另外，因其制作工藝無(wú)法統(tǒng)一規(guī)范，其重復(fù)性不是很好，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程存在限制。

3.4 生物傳感器法

生物傳感器是依托生物敏感材料，輔以理化換能器和信號(hào)放大裝置進(jìn)行分析。其基本工作原理是目標(biāo)物和識(shí)別元件相互結(jié)合以后，可經(jīng)由信號(hào)轉(zhuǎn)換器把檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)由儀表放大與輸出操作實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)任務(wù)[8]。

3.4.1 電化學(xué)法

電化學(xué)法是依托電化學(xué)原理針對(duì)化學(xué)反應(yīng)與電流反應(yīng)構(gòu)建一種聯(lián)系，把生物活性材料依附在電極表面，這些材料將AFT捕獲，使得電極表面活性分析物出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而出現(xiàn)變化，再對(duì)出現(xiàn)的電化學(xué)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。工作電極、對(duì)電極與參比電極是應(yīng)用較多的三電極系統(tǒng)。為增強(qiáng)檢測(cè)性能，可基于工作電極涂抹功能性材料，功能性材料可提高工作電極整體的傳導(dǎo)效果，并能增強(qiáng)抗體負(fù)載量，最終提升檢測(cè)靈敏性。此種方法具有靈敏性?xún)?yōu)良、檢測(cè)高效、設(shè)備便于操作和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前應(yīng)用最多的是電流法、伏安法與阻抗法。為獲得高性能生物傳感器，可利用現(xiàn)代化納米材料充當(dāng)電極基底。某些現(xiàn)代化的納米復(fù)合材料自身的電導(dǎo)率較高，可與受體進(jìn)行有效的強(qiáng)結(jié)合。電化學(xué)法因成本低廉、便于攜帶等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛研究。在未來(lái)，隨著加工技術(shù)的逐步發(fā)展，商業(yè)化電極表現(xiàn)出了較大的應(yīng)用潛力，并縮減了檢測(cè)成本。但此種方法也具有環(huán)境適應(yīng)性不高、食品基質(zhì)會(huì)對(duì)背景信號(hào)形成不良影響，應(yīng)依照不同環(huán)境來(lái)改進(jìn)

方法[9]。

3.4.2 表面等離子共振生物傳感器法

此種方法的原理為當(dāng)入射光按照特定入射角度對(duì)金屬表面進(jìn)行照射時(shí)，部分光可由金屬涂層和表面層內(nèi)部的電子發(fā)生耦合，電子出現(xiàn)移動(dòng)，繼而出現(xiàn)表面等離子體共振現(xiàn)象?，F(xiàn)下主要利用適配體與抗體的表面等離子共振（Surface Plasmon Resonance，

SPR）傳感器完成檢測(cè)。適配體造價(jià)較低，便于獲得，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。待黃曲霉毒素B1和SPR相互結(jié)合時(shí)，會(huì)加大SPR信號(hào)。而傳感器芯片能夠由流注緩沖劑將黃曲霉毒素B1解離。此方法所用芯片具有良好的靈敏度和穩(wěn)定性，便于再生。SPR還能高效檢測(cè)若干種霉菌毒素。例如，可通過(guò)直接競(jìng)爭(zhēng)法形成SPR傳感法，并檢測(cè)大麥內(nèi)部的真菌毒素，這一芯片能夠反復(fù)且多次利用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，黃曲霉毒素具有較強(qiáng)的毒性，在玉米和花生等食物中較為常見(jiàn)。為保證食品安全，避免含黃曲霉毒素的食品涌進(jìn)市場(chǎng)，開(kāi)展食品中黃曲霉毒素檢測(cè)具有重要意義。技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際條件和需求合理應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)，精準(zhǔn)檢測(cè)黃曲霉毒素，確保食品安全，保障消費(fèi)者的健康。

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