摘要:食品在生产和贮存的过程中容易受到内源性毒素的污染,食用被内源性毒素污染的食品会对人体造成不同程度的损伤。因此,针对食品中这些有毒有害的成分检测不容忽视,利用先进的仪器检测分析内源性毒素,可以更准确、更可靠地保障食品的安全性,本文就目前食品中常见的内源性毒素仪器分析检测现状进行概述。
关键词:仪器分析,内源性毒素,污染
随着社会发展,人们对食品安全的关注程度日益提升,从食品原料、食品生产、食品包装、食品运输和食品贮存等各方面制定相应法律法规进行监管,并对易引起食品安全问题的物料和内源毒素制定相关的检测方法。内源性毒素是微生物在生长繁殖的过程中分泌的一种次级代谢产物,包括真菌毒素、细菌毒素、生物毒素和过敏源,食品在生产和贮存的过程中容易受到内源性毒素的污染,如果人体摄入超量的毒素,会出现不同程度的损伤,如急、慢性中毒或呕吐、腹泻、致癌、致畸等症状,所以,针对食品中这些有毒有害的成分检测也是不容忽视的。
随着科技的快速发展,食品微生物及内毒素检测方法越来越科技化。为保障食品的安全性,人们不断深入研究食品检测仪器分析方法,因此对于仪器分析的研究很有必要性。
1 食品中真菌毒素的检测
真菌毒素是产毒素真菌在生长繁殖过程中分泌的一种次级代谢产物,对人和动物都有极大的危害,目前已知的真菌毒素有350多种。研究比较深入的对象主要集中在对人类危害较大的真菌毒素上,一般同时具有毒性强和污染频率高的特点,各国最为关注的有黄曲霉毒素(Aflatoxin,AF)、赭曲霉毒素(Ochratoxin,OT)、T-2毒素(T-2 toxin)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxyrrivalenol,DON)、伏马菌素(Fumonisin,FM)、展青霉素(Patulin,PTL)和杂色曲霉毒素(Terigmatoeystin,TS)等。
目前在真菌毒素的快速分析中,ELISA是最为普遍的方法。在仪器分析方面,真菌毒素检测的标准方法主要是薄层色谱法(TLC)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)、气质联用(GC-MS)以及液质联用(HPLC-MS)等方法。
1.1 黄曲霉毒素(Aflatoxin,AF)的检测方法
目前实验常用的主要有同位素稀释液相色谱法-串联质谱法、高效液相色谱-柱前衍生法、高效液相色谱-柱后衍生法、薄层色谱法等。HPLC法是分析各种黄曲霉毒素的优选方法,美国、法国、加拿大和南非等国的24个实验室联合认证了免疫亲合柱净化-HPLC柱后碘衍生化荧光检测法检测玉米、花生及花生酱中的黄曲霉毒素,该方法已被美国官方分析化学师协会认定为AOAC—IUPAC法定方法。利用仪器分析法检测食品中的黄曲霉毒素发展迅速,各种新方法层出不穷。2007年,张浩等利用液相色谱串联质谱检测技术从花生中检测出黄曲霉毒素,经过多次重复以及多次检测方法的验证,获得良好效果[1]。
1.2 赭曲霉毒素的检测方法
赭曲霉毒素是复杂的物质,自身相似化学结构的物质达7种,以赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)为代表,毒性最强,分布最广泛,产毒量最大,对人的健康影响最大。人们相继采用薄层层析法、高效液相色谱法等方法对其进行检测和分析。近年来,检测方法不断更新换代,先后研制出毛细管电泳技术(CE)和高效液相色谱-荧光(HPLC-FD)等检测分析方法,随后,人们利用HPLC串联质谱(HPLC-MS)技术以及电喷雾电离的串联质谱(MS-MS)等联用技术,使赭曲霉毒素A检测更准确和灵敏,更好地减少了赭曲霉毒素对人体的伤害。
1.3 棒状曲霉的检测方法
棒状曲霉主要由展青霉产生,在水果及其制品中较为常见。棒状曲霉主要为神经毒素,可造成肺出血,呼吸困难甚至死亡,有致癌性。薄层色谱法是棒状曲霉检测的经典方法,该方法成本低,使用简单。高效液相色谱-紫外检测器是目前国际上最流行的棒状曲霉检测方法。李卫华等[2]研究了苹果汁中棒曲霉毒素的检测方法,主要利用高效液相色谱分离和紫外检测器技术手段,先将样品通过全自动凝胶渗透色谱净化系统净化后,再经在线浓缩,得到纯净的样品,再利用该检测技术手段,从而建立棒曲霉毒素的检测方法体系。
2 食品中细菌毒素的检测
食品被有害细菌污染后,不仅会引起腐败变质,更会引起食物中毒。细菌毒素的检测方法通常有生物学检测法、免疫学方法、聚合酶链式反应、超抗原方法和生物传感器等。仪器分析在细菌毒素检测方面应用相对比较广泛。
2.1 大肠杆菌毒素的检测
大肠杆菌在自然界存在也相对较为普遍,检测方法也有多种,如酶底物法、免疫学方法、分子生物学方法等,在仪器分析方面,可借助气相色谱(GC)和高效液相色谱法(HPLC)等方法检测。顶空气相色谱法可以用于分析食品中的大肠杆菌污染程度,该方法灵敏度较高,检测快,并且在101~108 CFU·m L-1内线性良好。缪桂铮等[3]利用离子配对逆向层析的原理,配合高效液相色谱法(HPLC)对大肠杆菌进行核酸检测分析,这种方法称为变性高效液相色谱法(DHPLC),此技术在试验和检测中得到广泛应用。另外,GC-MS等分析仪器在大肠杆菌分析鉴定方法中也广泛应用。2000年,Yu等[4]研究大肠杆菌0157:H7的繁殖特性,利用该菌在培养基中会释放若干易挥发的化学成分,再采用GC-MS等检测挥发性的成分,从挥发成分的量间接测量大肠杆菌的浓度。
2.2 金黄色葡萄球菌的检测
金黄色葡萄球菌的检测也有很大进展,可利用傅里叶变换红外光谱检测(FTIR)金黄色葡萄球菌并对此区域内的主要吸收峰进行辨别跟归属,同时结合主成分分析(PCA)、分级聚类分析(HCA)和人工神经网络法(ANN)等化学计量学方法,来进行判定是否有金黄色葡萄球菌的特征谱峰和图谱带。2002年,慈云祥等[5]研究证明得出,不同微生物的红外谱图之间存在差异性,不同红外谱图的峰形、峰的数量、峰位及固有峰的相对强弱可以表现不同的微生物,而且主要集中在微生物分析灵敏区900~1 800 cm-1和2 800~3 050 cm-1。次年,刘海洪等[6]利用基质辅助激光解吸-电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)法也检测出金黄色葡萄球菌。
3 食品中其他内源毒素的检测
食品中除了受微生物污染产生真菌毒素和细菌毒素外,还会有食品原料自身携带的一些内源毒素危害人的身体健康和生命安全,如生物胺、龙葵素、棉酚等。
3.1 生物胺的检测
生物胺含有氮元素、且具有一定生活性的一类有机化合物的统称,机体内需要微量的生物胺,可调节机体生理活动,也是机体不可或缺的成分,在生物活细胞中具有重要的功能。但摄入大量的生物胺会引起一系列应激反应,严重可致人死亡。
食品中生物胺的测定方法有很多种,目前没有形成统一的检测方法,主要是由于食品样品中基质的多样性、干扰因素以及多种生物胺同时提取分离难等。目前,常用的检测方法包括高效液相色谱法(HPLC)、毛细管-电泳法(CE)、薄层色谱法(TLC)、离子色谱法(IC)及生物电化学法等,不同的生物胺及其衍生物可以采用不同的检测方法进行分离和鉴定,诸多方法中,高效液相色谱一荧光检测法最为常用。如刘振峰等[7]采用高效液相色谱法检测中国传统发酵豆腐制品中的生物胺,结果灵敏度高,重现性好,是测定发酵豆腐制品中生物胺含量的有效方法。
HU YJ等[8]采用OPA柱前衍生、荧光检测的RP-HPLC方法分析测定了3种不同发酵的银鲤鱼香肠的7种生物胺含量。Shalaby AR[9]报道了一种可同时分离测定食品(包括水产品)中组胺、尸胺、腐胺、苯乙胺、酪胺、色胺、精胺、亚精胺等生物胺的半定量薄层色谱法,该方法可在2 h内同时测定14个样品。
3.2 龙葵素的检测
龙葵素是一种有毒性的生物碱,当马铃薯变绿或发芽,就会产生大量的龙葵素,超过安全标准时容易引起食物中毒。目前,国内外关于龙葵素的仪器分析方法主要有薄层色谱扫描法、高效液相色谱法等。李志文等[10]利用高效液相色谱法对马铃薯果实中的α-茄碱进行检测取得了良好效果。
3.3 棉酚的检测
棉酚又称棉籽醇,集中在棉籽仁的球状色腺体中,是一种姜黄色无气味的多酚类物质。其毒性能可引低血钾症以及男性不可逆性不孕。棉酚的检测可用紫外分光光度法(UV)、高效液相色谱法(HPLC)、薄层分析法(TLC)等。沈静等[11]利用高效薄层色谱法测定棉籽油中游离棉酚含量,结果准确可靠。姚军等[12]采用高效毛细管电泳法测定新疆南疆棉籽仁中棉酚的含量,具有良好的精密度和回收率。
结语
随着科技的进步,食品中内源性毒素检测有了很好的分析检测条件,将会有越来越多的仪器分析方法和技术应用到生产实践和生活中,如液质联用、气质联用、多级质谱、高效液相-毛细管电泳技术联用等技术,利用这些仪器分析检测方法,能够更全面地了解食品安全,这些技术鉴定方法,必将在食品检测领域开辟一个新的应用时代。
参考文献
[1]张浩,杨毅,潘见,等.LC-MS法测定花生中黄曲霉毒素的研究[J].安徽化工,2007,33(4):68-70.
[2]李卫华,杜利君,宋欢.高效液相色谱法测定浓缩苹果汁中棒曲霉毒素[J].食品科学,2007,28(8):408-410.
[3]缪桂铮,张虹.仪器分析方法在食品微生物快速检测方面的应用[J].食品研究与开发,2009,30(3):166-169.