食用農(nóng)產(chǎn)品中主要生物毒素檢測技術(shù)研究進(jìn)展

朱川

摘 要：食用農(nóng)產(chǎn)品是人們飲食結(jié)構(gòu)中不可或缺的組成部分，但農(nóng)產(chǎn)品中生物毒素引發(fā)的食品安全事故屢屢發(fā)生，輕者引發(fā)食品安全疾病，重者可能奪人性命。因此，對農(nóng)產(chǎn)品加強(qiáng)檢測，對生物毒素進(jìn)行盡早識別對保障人們的生命安全至關(guān)重要?；诖?，本文總結(jié)了食用農(nóng)產(chǎn)品中生物毒素的常見類型，并對相應(yīng)的檢測技術(shù)進(jìn)行簡要介紹，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：食用農(nóng)產(chǎn)品；生物毒素；檢測

Research Progress in Detection Technology of Main Biotoxins in Edible Agricultural Products

ZHU Chuan

（Badong Public Inspection and Testing Center， Badong 444300， China）

Abstract： Edible agricultural products are an integral part of peoples diet structure. However， food safety accidents caused by biological toxins in agricultural products occur frequently， which may cause food safety diseases in the light， and may kill people in the heavy. Therefore， it is very important to strengthen the detection of agricultural products and identify biological toxins as soon as possible to ensure peoples life safety. Based on this， this paper summarized the common types of biotoxins in edible agricultural products， and briefly introduced the corresponding detection technologies for reference.

Keywords： edible agricultural products; biotoxins; testing

食用農(nóng)產(chǎn)品是可供食用的各種植物、畜牧、漁業(yè)產(chǎn)品及初級加工產(chǎn)品，主要包括糧食類的谷類、豆類、薯類及對糧食進(jìn)行淘洗、脫殼、分裝等加工處理的初級加工品；面皮，餃子皮米粉等糧食復(fù)制品；各類蔬菜及蔬菜經(jīng)過晾曬、冷凍、脫水等工序加工的蔬菜，各類干菜、腌菜、咸菜等。

生物毒素是一類天然毒素，是生物體分泌的天然有毒物質(zhì)，種類繁多，生物類型復(fù)雜，按照來源可以分為植物毒素、動物毒素、微生物毒素和海洋毒素。生物毒素種類繁多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有很多毒素目前尚未被發(fā)現(xiàn)，對于已發(fā)現(xiàn)的毒素，研究人員對其組成結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識還處于初級階段，所以對生物毒素領(lǐng)域展開深入研究意義重大[1]。目前食用農(nóng)產(chǎn)品中納入國家抽檢監(jiān)測計劃的生物毒素主要有玉米赤霉烯酮、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、赭曲霉毒素A、黃曲霉毒素B1、曲霉毒素M1、展青霉素等。本文結(jié)合日常檢測及風(fēng)險預(yù)測實際，主要針對玉米赤霉烯酮、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、黃曲霉毒素和赭曲霉毒素的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 玉米赤霉烯酮

目前食用農(nóng)產(chǎn)品中玉米赤霉烯酮的檢測方法可以分為常規(guī)檢測方法和快速檢測技術(shù)。

1.1 常規(guī)檢測方法

我國國家標(biāo)準(zhǔn)對食品中玉米赤霉烯酮的測定常使用熒光光度法、液相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜法。熒光光度法是用乙腈溶液提取試樣中的玉米赤霉烯酮，經(jīng)過免疫親和柱凈化后，加入氯化鋁溶液進(jìn)行衍生，洗脫液通過熒光光度計測定。液相色譜法是用乙腈溶液提取試樣中的玉米赤霉烯酮，經(jīng)過免疫親和柱凈化后，用高效液相色譜熒光檢測器測定，外標(biāo)法定量。液相色譜質(zhì)譜法原理是樣品用β-葡萄糖苷酸/硫酸酯復(fù)合酶水解后，用乙醚提取。經(jīng)過液液分配，固相萃取柱凈化后，用液相色譜-質(zhì)譜測定，外標(biāo)法定量。此類常規(guī)檢測方法適用性廣，準(zhǔn)確度也較高，但前處理時間較長。

1.2 快速檢測技術(shù)

邢廣旭等[2]開發(fā)了玉米赤霉烯酮的熒光免疫層析快速檢測方法，用活潑酯法標(biāo)記熒光單克隆抗體，制備了玉米赤霉烯酮熒光免疫試紙，用玉米樣品加標(biāo)回收，回收率為86.4%～108.5%，檢測限可以達(dá)到1.2 ng·mL-1。還有一種基于痕量檢測的快速檢測技術(shù)適合初級加工食用農(nóng)產(chǎn)品中痕量玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）的檢測，如謝子奇[3]等以Fe3O4@SiO2-MPS為磁性載體，制備了玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）磁性分子印跡聚合物（ZEN-MMIPs），該研究以Fe3O4@SiO2-MPS為磁性載體，替代分子采用姜黃素，采用表面分子印跡技術(shù)制備了玉米赤霉烯酮磁性分子印跡聚合物（ZEN-MMIPs）。使用掃描電鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）、傅立葉紅外光譜（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，F(xiàn)TIR）、透射電鏡（Transmission Electron Microscope，TEM）等技術(shù)對制備的磁性分子印跡納米微球進(jìn)行表征，研究以ZEN-MMIPs為磁性分散固相萃取劑，結(jié)合高效液相色譜（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）完成了復(fù)雜食品基質(zhì)中ZEN加標(biāo)樣品的痕量檢測，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.11%，玉米汁樣品加標(biāo)回收率為88.3%～94.7%，其建立的方法可用于復(fù)雜基質(zhì)樣品中ZEN殘留的檢測。

結(jié)合新型材料的研究，ZEN的快速檢測技術(shù)也有了進(jìn)一步提升。有研究以量子點（Quantum Dots，QDs）為標(biāo)記材料，以ZEN單克隆抗體制備熒光免疫探針，標(biāo)記試紙，以ZEN-BSA為檢測線，建立ZEN的熒光免疫層析試紙檢測技術(shù)。方法檢測限可以達(dá)到1.2 ng·mL-1；交叉反應(yīng)率較低，與常見真菌毒均無交叉反應(yīng)；回收率準(zhǔn)確度較常用層析試紙檢測技術(shù)有較大提升，可用于各類食用農(nóng)產(chǎn)品中ZEN的快速準(zhǔn)確檢測。

2 脫氧雪腐鐮刀菌烯醇

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）是常見的霉菌毒素之一，其化學(xué)名稱為3，7，l5-三羥基-12，13-環(huán)氧單端孢霉-9-烯-8-酮（3，7，l5-trihydroxy-12，13-epoxytrichothec-9-en-8-one），是一種無色針狀結(jié)晶，熔點為151～153 ℃，可溶于水和極性溶劑。多數(shù)來源于污染的糧食、飼料和食品中，對人和動物可以產(chǎn)生廣泛的毒性效應(yīng)。研究表明脫氧雪腐鐮刀菌烯醇可以對人和動物的免疫功能產(chǎn)生明顯影響，具有明顯胚胎毒性和一定致畸作用，可能有遺傳毒性。鑒于對人類生命健康的巨大威脅，國內(nèi)外對脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的研究開展均較多。

DON具有較強(qiáng)的熱抵抗力和耐酸性。DON在pH 4.0條件下，100 ℃和120 ℃加熱60 min均不被破壞，170 ℃加熱60 min僅少量被破壞；在pH 7.0條件下，100 ℃和120 ℃加熱60 min仍很穩(wěn)定，170 ℃加熱15 min部分被破壞；在pH 10.0條件下，100 ℃加熱60 min部分被破壞，120 ℃加熱30 min和170 ℃加熱15 min完全被破壞。在食用農(nóng)產(chǎn)品中一旦產(chǎn)生很難消除，會對人們的生命健康造成較大的威脅。通常在低溫、潮濕和收割季節(jié)，脫氧雪腐鐮刀菌烯醇容易在食用農(nóng)產(chǎn)品中檢出。

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）的檢測技術(shù)主要包括高效液相色譜-質(zhì)譜法、酶聯(lián)免疫法、薄層色譜法、電化學(xué)法和表面?zhèn)攘髅庖邔游龇?、光譜法、等離子共振法等，路念等[4]基于核適配體技術(shù)開發(fā)了一種優(yōu)于以上方法的新方法，該研究通過標(biāo)記FAM的DON核酸適配體（PDON），在DON存在的情況下，PDON可以和DON特異性結(jié)合，通過π-π堆積的非共價作用吸附到Fe3+摻雜的聚多巴胺納米球（Fe-PDANS）上，用基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理（Fluorescence Resonance Energy Transfer，F(xiàn)RET）的熒光適配體傳感器對陽性小麥中的DON進(jìn)行檢測，其檢出限為0.118 2 ng·mL-1，所構(gòu)建的熒光適配體傳感器反應(yīng)快速、靈敏，且具有良好的特異性和重復(fù)性，其檢測結(jié)果與酶聯(lián)免疫檢測法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）所得結(jié)果關(guān)聯(lián)性好。通過摻入Fe3+提高傳感器中聚多巴胺納米球（Polydopamine Nanospheres，PDANS）對6-羧基熒光素（6-Carboxyfluorescein，6-FAM）的淬滅能力，大大提升了檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性，節(jié)省了檢測時間和成本。

3 黃曲霉毒素

黃曲霉毒素（Aflatoxin，AFT）是黃曲霉和寄生曲霉等菌株產(chǎn)生的雙呋喃環(huán)類毒素。有B1、B2、G1、G2、M1、M2約20種衍生物。世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）癌癥研究機(jī)構(gòu)將黃曲霉毒素（AFT）劃定為一類天然存在的致癌物，是毒性極強(qiáng)的劇毒物質(zhì)。其中B1是目前已知致癌物質(zhì)中致癌性最強(qiáng)烈的，能誘發(fā)動物肝癌，能引起某些動物急性中毒。

開發(fā)及時、快速、高效的檢測方法，做到早發(fā)現(xiàn)、早治療對保障人們的身體健康至關(guān)重要。常用的檢測方法有酶聯(lián)免疫法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）和高效液相色譜法，我國國家標(biāo)準(zhǔn)也采用這兩種方法對我國食用農(nóng)產(chǎn)品中黃曲霉毒素進(jìn)行檢測。

ELISA是在免疫酶技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的免疫測定技術(shù)。其原理是將一定濃度的抗原或者抗體通過物理吸附的方法固定于聚苯乙烯微孔板表面，加入待檢標(biāo)本，通過酶標(biāo)物顯色的深淺間接反映被檢抗原或者抗體的存在與否或者量的多少。高效液相色譜法是通過標(biāo)準(zhǔn)品流出色譜柱的時間實現(xiàn)對樣品的定性，用標(biāo)準(zhǔn)品繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線來實現(xiàn)檢測樣品中黃曲霉毒素的相對定量檢測。

國內(nèi)外近年來研究領(lǐng)域?qū)τ邳S曲霉毒素檢測技術(shù)的研究多集中在光譜法、色譜法、質(zhì)譜法、電化學(xué)法、試紙條法等。最新江蘇科技大學(xué)葉華[5]等開發(fā)了黃曲霉毒素B1（Aflatoxin B1，AFB1）的快速熒光檢測技術(shù)，研究成果有很高的應(yīng)用價值。該研究以核酸適配體作為分子探針，利用氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO）淬滅熒光的特點結(jié)合其吸附單鏈DNA的特點，構(gòu)建一種熒光生物傳感器用來快速檢測AFB1，該方法檢測靈敏度高，特異性好，時效性強(qiáng)，樣品加標(biāo)回收試驗表明回收率為85.0%～114.4%，檢測限達(dá)到2.37 ng·mL-1，可以在30 min內(nèi)快速檢測出AFB1。該技術(shù)不僅在AFB1的檢測上取得了突破性進(jìn)展，而且給其他類型黃曲霉毒素乃至其他生物毒素的檢測提供了新的思路和方法。

4 赭曲霉毒素

赭曲霉毒素（Ochratoxin，OT）化學(xué)分子式為C20H18ClNO6，屬于異香豆素類化合物，曲霉屬（Aspergillus）和青霉屬（Penicillium）的部分菌株可以產(chǎn)生赭曲霉毒素。1987年國際癌癥研究機(jī)構(gòu)將OTA定義為Ⅲ類致癌物，其在人體內(nèi)長期積累可引起腫瘤的發(fā)生，被公認(rèn)為農(nóng)業(yè)中五大類真菌毒素之一。我國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中分別采用免疫中和層析凈化液相色譜法、離子交換固相萃取柱凈化高效液相色譜法、免疫親和層析凈化液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對不同農(nóng)產(chǎn)品中的赭曲霉毒素進(jìn)行檢測；近年來也有熒光標(biāo)記的快速赭曲霉毒素檢測技術(shù)出現(xiàn)，研究者利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移（Fluorescent Resonance Energy Transfer，F(xiàn)RET）的原理，以熒光素和猝滅基團(tuán)分別標(biāo)記核酸適配體和產(chǎn)赭曲霉毒素核酸cDNA，實現(xiàn)對赭曲霉毒素A的快速準(zhǔn)確檢測。

5 結(jié)語

近年來，各類毒素產(chǎn)生原因及危害機(jī)制的基礎(chǔ)研究已廣泛展開，對減少食品中毒素具有積極影響。檢測市場迫切需要實現(xiàn)真菌毒素準(zhǔn)確、靈敏、多組分同時檢測，快速靈敏的檢測設(shè)備開發(fā)也是未來該領(lǐng)域的研究趨勢。研究人員和檢測人員應(yīng)拓寬思路，實現(xiàn)多學(xué)科聯(lián)合互動，開發(fā)出更加高效科學(xué)的檢測技術(shù)，為食品安全保駕護(hù)航。此外，隨著真菌毒素檢測技術(shù)和相關(guān)研究的深入，一些新的毒素不斷被檢出，這些毒素尚未列入國家和各級風(fēng)險監(jiān)測和監(jiān)督監(jiān)管計劃，也沒有限量標(biāo)準(zhǔn)。目前監(jiān)管部門發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，食用農(nóng)產(chǎn)品中出現(xiàn)新興鏈格孢毒素和鐮刀菌毒素范圍和頻率較高，建議監(jiān)管部門和相關(guān)研究部門盡快開展課題研究，對毒素的毒理學(xué)和作用機(jī)制、檢測技術(shù)、限量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入研究，建立標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)管。

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