祖 新,燕 妮,郭嬌嬌,楊雅珺,焦成瑾
1. 甘肅省食品檢驗研究院,甘肅 蘭州 730030;2. 天水師院學院 生物工程與技術學院,甘肅 天水 741001
茯磚茶屬于我國六大茶類中的黑茶類,是獨具特色的一種全發酵茶。茯磚茶有別于其他茶種的關鍵在于加工過程中的“發花”工藝,其實質是通過控制一定的外界條件促使茶葉中的微生物優勢菌——冠突散囊菌生長繁殖,產生金黃色的閉囊殼即“金花”,提高發酵茶的活性成分[1]。黃曲霉菌與冠突散囊菌都屬于真菌且菌落形態非常相似,其次生代謝產物黃曲霉毒素B1(AFB1)是目前已知致癌性最強的一種化學物質,是食品安全重點監控的物質,加之國內外部分文獻報道發酵茶檢出AFB1[2-4],繼而引發茯磚茶中黃曲霉菌污染的擔憂。
雖然技術先進的AFB1檢測方法不斷被開發,如基于納米技術的電化學方法[5-6]和基于光學傳感器原理的熒光分子探針法[7-8]等,但現階段最具實際使用價值的AFB1檢測方法是高效液相色譜 -質譜法(High performance liquid chromatography mass spectrometer, HPLC-MS)。HPLC-MS法可同時對多種毒素進行定性和定量檢測,具有檢出限低、定量準確以及重現性好等優點,是先進可靠的大型儀器分析技術。
茶葉基質復雜,樣品前處理效果對結果影響很大,如ELISA分析方法,由于茶多酚在茯磚茶發酵過程中經酶催化氧化縮合為茶黃素、茶紅素及茶褐素等物質,具有縮合單寧的性質,從而嚴重影響AFB1的檢測[9-10]。為了發揮HPLC-MS精確可靠的技術優勢,選取恰當的前處理方法是重要環節;免疫親和凈化是先進的前處理方法,可實現AFB1的提純凈化,大幅減少茶基質的干擾[11]。本文對免疫親和凈化-HPLC-MS方法檢測茯磚茶中AFB1的有效性予以驗證,為該類茶葉的安全生產以及消費采購提供參考依據。
1.1.1 試驗樣品
市場出售的茯磚茶20份:H1 ~ H9產地湖南,S1 ~ S6 產地陜西,G1 ~ G3 產地貴州,B1~ B2 產地湖北。
1.1.2 主要試劑
黃曲霉毒素免疫親和柱(IAC Column,貨號:10001963,規格:3 mL,美國Romer Labs公司),色 譜 柱:ACQUITY UPLC C18(2.1 mm×100 mm,1.7 μm)。乙腈、甲醇均為色譜純。標準品:黃曲霉毒素B1標物(3 mg/L,貨號:CDAA-S-290028-JH-1mL,上海安譜)。
1.1.3 主要儀器設備
高效液相色譜-質譜聯用儀(液相Exion LC130,質譜5500 Q-trap,美國AB SCIEX公司)、正壓固相萃取儀(PPM48,美國J2 Scientific公司)。
1.2.1 樣品提取
稱取0.5 g試樣于50 mL離心管中,加入25 mL甲醇-水溶液(70∶30),渦旋混勻,在6 000 r/min 下離心 10 min,取上清液備用。質控樣品:以甲醇-水溶液(70∶30)為溶劑,準確配制AFB1標液,濃度分別為75 ng/mL和105 ng/mL。
1.2.2 免疫親和柱凈化
首先配制1%吐溫-20的磷酸鹽緩沖溶液(PBS):稱取8.00 g氯化鈉、1.20 g磷酸氫二鈉、0.20 g 磷酸二氫鉀和 0.20 g 氯化鉀,用 900 mL水溶解,用鹽酸調節pH值至7.4±0.1,加水稀釋至 1 000 mL,取 10 mL 吐溫 -20,用該溶液稀釋至1 000 mL,即為1%吐溫-20的PBS。
準確移取 4 mL 上清液,加入 23 mL 1% 吐溫-20的PBS,混勻。將低溫下保存的免疫親和柱恢復至室溫,待免疫親和柱內原有液體流盡后,將上述樣液移至50 mL注射器筒中,控制樣液以 1 ~ 3 mL/min 的速度穩定下滴。待樣液滴完后,往注射器筒內加入2×10 mL水,淋洗免疫親和柱。待水滴完后加入2×1 mL甲醇洗脫親和柱,收集全部洗脫液至試管中。在50℃下用氮氣緩緩地將洗脫液吹至近干,加入1 mL流動相,渦旋30 s溶解殘留物,0.22 μm濾膜過濾,收集濾液于進樣瓶中以備進樣。
1.2.3 基質效應檢測
測定 1.0 ~ 30.0 ng/mL 濃度范圍的茯磚茶基質提取液(1∶50)工作液和甲醇溶劑工作液,建立各自的校準曲線,基質效應相對強度(matrix effect,ME,%) =[(基質匹配校準曲線的斜率/溶劑校準曲線的斜率)-1]×100。
1.2.4 方法回收率與精密度測定
在空白樣品基質中分別加入4種不同濃度的AFB1標準品,按相同步驟作樣品提取和免疫親和柱凈化,加標濃度分別為2、5、10、20 μg/kg,每個濃度進行6次重復實驗,計算回收率和相對標準偏差。
1.2.5 高效液相色譜儀條件
流動相A為5 mmol/L乙酸銨溶液,B為乙腈 -甲醇溶液(50∶50),洗脫梯度為0 ~ 5.5 min:28% ~ 35%B,5.6 ~ 7.0 min:90%B,7.1 ~13.0 min:28%B。流速為 0.6 mL/min,進樣量為 5 μL,柱溫為 30℃。
1.2.6 三重四級桿質譜儀離子源參數
條件ESI+,離子源溫度550℃,噴霧電壓5500 V,氣簾氣 35 psi,噴霧氣 (N2)55 psi,輔助加熱氣60 psi,去簇電壓80 V;化合物參數:母離子313.2,定量離子285,碰撞能量30 V,定性離子241碰撞能量50 V。
基質效應測試結果如表1所示,基質效應趨勢一致,計算AFB1基質效應相對強度ME為66%,基質效應較強,表明采用免疫親和柱凈化的茯磚茶基質對AFB1檢測結果影響依然較大,為削弱基質效應,后續標線建立采用基質溶劑。

表1 基質效應測試數據表Table 1 Matrix effect Matrix effect test data table
HPLC-MS標準品檢測線性關系良好,y = 858x + 528,相關系數0.9993,以信噪比S / N ≥ 3 確定檢出限計算出該方法檢出限為0.03 μg/kg,加標濃度 2 ~ 20 μg/kg 時,回收率為87.5% ~ 90.1%,相對標準偏差 < 6.0%,結果見表2,顯示方法精密度較高。工作曲線見圖2,標準溶液總離子流圖見圖3,樣品檢測數據峰見表3。

表2 加標回收率及精密度Table 2 Spiked recovery and precision

表3 液相色譜-質譜檢測數據峰表Table 3 Data detected by liquid chromatography-mass spectrometry

圖2 黃曲霉毒素B1液質標準曲線Figure 2 Standard curve of AFB1 by HPLC-MS

圖3 黃曲霉毒素B1標品液質總離子流圖Figure 3 Total ion current chromatogram of AFB1 standard
結果表明:盡管具有較強的基質效應,采用免疫親和柱凈化的高效液相質譜法仍然具有較高的回收率、精密度及分析檢測限,適用于茯磚茶中AFB1的檢測。HPLC-MS結果顯示,本次檢測的20份茯磚茶樣品均未檢出AFB1。
茯磚茶是否容易被真菌污染持續受到行業的關注,Xu[12]分析了茯磚茶發酵與貯藏過程中的真菌群落,從表型和基因層面鑒定出冠突散囊菌為茯磚茶優勢菌種。Zhao[13]研究表明,冠突散囊菌能產生多種抗真菌化合物來抑制黃曲霉的徑向生長,不但對黃曲霉菌產毒具有抑制作用,還可促進AFB1的有效降解。Daryanavard[14]研究顯示,以谷氨酸、精氨酸、組氨酸、甘氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸等氨基酸為配體的鋅(II)配合物對黃曲霉菌具有抑制效果,從而減少AFB1的產生;茯磚茶富含鋅和多種氨基酸[15-16],應該具有天然的黃曲霉菌抑制能力。Lu[17]通過跨膜雙向轉運實驗和動物實驗表明,氧化茶多酚(OTP)與AFB1可以復合,并對AFB1的吸收有抑制作用。Ye[18]對包括茯磚茶在內的黑茶中多種真菌毒素飲食風險進行了概率評估,其中黃曲霉毒素95%致癌風險的最大值為2.12×10-8,遠低于可接受的致癌風險水平(10-6)。以上這些研究表明,正常生產和儲存條件下茯磚茶的AFB1暴露處于較低水平,AFB1污染所導致的食品安全風險很低。