食品中黃曲霉毒素檢測技術(shù)分析

李天雨，劉 洋，王賀陽，呂 卓

（吉林省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，吉林長春 130000）

隨著社會的逐步發(fā)展，人們的各方面需求都有所提升。黃曲霉素容易出現(xiàn)在堅果類食物中，人們一旦誤食，將會對其身體健康帶來嚴重損害。因此，黃曲霉素檢測至關(guān)重要。黃曲霉素會加大患癌的可能性。如果食物中黃曲霉素含量超標，會引發(fā)食物中毒以及死亡問題。本文介紹了黃曲霉素的危害和特征，重點探究了黃曲霉素檢測的檢測技術(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寄主造成侵染以后形成的代謝產(chǎn)物。國內(nèi)外學(xué)者經(jīng)由探索已經(jīng)找出約20種黃曲霉素和對應(yīng)的衍生物。目前，國內(nèi)和國際大多數(shù)檢測機構(gòu)在百余種食品中檢測到黃曲霉素，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，一旦攝入過量，將會對肝腎造成不同程度的損害，長此以往還會造成器官癌變或者衰竭。黃曲霉毒素包含不同的種類，且不同類型對應(yīng)的毒性也存在差異，其中毒性最強的是黃曲霉毒素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，特別是糧油食品，其對人們的危害相對較大，會對人體健康產(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)，不同的屬性對人體健康產(chǎn)生的危害程度也各不相同，對于黃曲霉毒素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。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。當抗原抗體相互結(jié)合時，大多由已知抗原來檢驗未知抗體，也可由已知抗體來檢測未知抗原，再選擇定性或定量法完成測定。當前免疫分析技術(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)制作成熒光標記物，以此充當探針對目標物進行檢測，此種方法具有特異性優(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，具體包含標記法與共振能量轉(zhuǎn)移這兩種方法，常見熒光標記物有量子點和熒光微球等。標記法利用熒光標記物充當酶形成熒光信號，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)由供體基團內(nèi)部的激發(fā)波長進行激發(fā)時，能夠觀察出受體基團出現(xiàn)的熒光，經(jīng)測量，對供體和受體熒光圖進行標記來完成檢測[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，檢測過程把樣品添加至試紙內(nèi)部的樣品墊，基于毛細管作用發(fā)生前移和標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)信號采集儀器來研究顯色結(jié)果。建立在膠體金標記之上的免疫層析技術(shù)把膠體金標記、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，對大型儀器設(shè)備的依賴較少，并在現(xiàn)場監(jiān)控與大量的樣品檢測中得到了高度應(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，并可將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)閷?yīng)的數(shù)據(jù)信號。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型。依照該方法加以檢測僅需少量樣品便能得到多個檢測結(jié)果，具有重復(fù)性好和自動化水平高的特點，主要適合黃曲霉毒素與其他真菌霉素間的混合檢測。

3.2 色譜法

色譜法是通過混合物內(nèi)部各組分于兩相表現(xiàn)出的分配系數(shù)，當流動相中所含樣品組分經(jīng)由固定相時，樣品在上述兩相中不斷分配，最終產(chǎn)生差速移動，實現(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，適合對熒光性質(zhì)毒素進行檢測。此種方法的主要原理為基于365 nm波長紫外光作用，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)對比明確對應(yīng)含量。此種方法所用設(shè)備較為簡單，便于操作和檢測，其不足之處在于前期處理較為復(fù)雜，易遭受周圍環(huán)境的不良影響，檢測結(jié)果的準確度較低。同時，這一方法對應(yīng)的最低檢出限和國際規(guī)定相比較高。因此，薄層色譜法的實際應(yīng)用較少。而液相色譜法較為常用。其基本原理是對樣品進行提取、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，再進入檢測器加以分析與鑒定。此種方法的準確性較高，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，不便進行大批檢測。同時，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)譜檢測器具有高通量和靈敏性的特性，不需進行衍生化反應(yīng)，可優(yōu)化前期處理程序。質(zhì)譜多反應(yīng)檢測可同時檢測若干種毒素，大大提升了檢測效率。但質(zhì)譜檢測設(shè)備造價較高，無法得到普及。現(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)來改進樣品前處理，全面增強高效液相色譜-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，當填料粒徑小于2 μm時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、無損的特點，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，其不會對待分析樣品產(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 表面增強拉曼散射技術(shù)

表面增強拉曼散射技術(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，通過拉曼光譜法進行測試時，基于表面等離子共振作用會強化拉曼光譜信號。SERS在目標分子觀察與檢測中具有重要作用。高強度拉曼信號能夠辨識低濃度分子，同時可優(yōu)化傳感器自身檢測極限。此方法便于使用，檢測高效，但僅有少量金屬粗糙面才會出現(xiàn)顯著的SERS效應(yīng)。另外，因其制作工藝無法統(tǒng)一規(guī)范，其重復(fù)性不是很好，實際應(yīng)用過程存在限制。

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放大裝置進行分析。其基本工作原理是目標物和識別元件相互結(jié)合以后，可經(jīng)由信號轉(zhuǎn)換器把檢測信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)由儀表放大與輸出操作實現(xiàn)目標檢測任務(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)，進而出現(xiàn)變化，再對出現(xiàn)的電化學(xué)信號進行測量。工作電極、對電極與參比電極是應(yīng)用較多的三電極系統(tǒng)。為增強檢測性能，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，并能增強抗體負載量，最終提升檢測靈敏性。此種方法具有靈敏性優(yōu)良、檢測高效、設(shè)備便于操作和成本低廉等優(yōu)點。當前應(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，可與受體進行有效的強結(jié)合。電化學(xué)法因成本低廉、便于攜帶等諸多優(yōu)點得到了廣泛研究。在未來，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)會對背景信號形成不良影響，應(yīng)依照不同環(huán)境來改進 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入射光按照特定入射角度對金屬表面進行照射時，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，繼而出現(xiàn)表面等離子體共振現(xiàn)象。現(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。適配體造價較低，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，會加大SPR信號。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還能高效檢測若干種霉菌毒素。例如，可通過直接競爭法形成SPR傳感法，并檢測大麥內(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

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