食安预警丨粮食谷物中的霉菌毒素不可小觑

2023-07-21 13:58:26, 华质君 华质泰科生物技术(北京)有限公司


DART 能快速检测谷物中的霉菌毒素吗?答案是肯定的,它绝对可以。


布拉格化工技术大学 Jana Hajslova 教授课题组最近在《Food Control》发表一篇题为 Critical comparison of direct analysis in real time orbitrap mass spectrometry (DART-Orbitrap MS) towards liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) for mycotoxin detection in cereal matrices 的文章,将 DART-HRMS 与传统的 LC-MS 方法对谷物中真菌毒素的检测进行了比较。


DART 能够对数百种化学品快速实时分析,这对于希望避免食品真菌毒素污染及由此造成的潜在财务和声誉损害的食品制造商来说,是一个完美的解决方案。



真菌毒素,又称霉菌毒素,是真菌在生长繁殖过程中产生的次级有毒代谢产物,广泛污染农作物、食品及饲料等。据联合国粮农组织 (FAO) 统计,全球每年有25%的食品会受到不同程度的真菌毒素污染。比如我们所熟知的黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等。


吃了黄曲霉毒素会怎样?(点击查看) 


由于膳食暴露,真菌毒素为人类健康带来威胁,并会导致重大经济损失。不断发生的此类事件表明,需要准确和可靠的分析方法来密切监测食物链中真菌毒素的存在。


真菌毒素的分析通常使用免疫分析法和 LC-MS,两种方法各具优势和缺点。考虑到免疫分析只能检测有限数量的分析物,色谱方法较为耗时,在某些情况下需要分析物衍生化,原位质谱 (AIMS) 不失为一种可行的替代方案。


在本研究中,开发了一种可快速筛查和鉴定真菌毒素的 DART-HRMS (注:HRMS 泛指高分辨质谱如 QTOF、timsTOF、Orbitrap、MRMS 等) 方法,并在常见谷物基质 (小麦、黑麦和玉米粉) 中进行了验证。总共测定了4种不同产毒真菌属 (镰刀菌属、棒孢属、曲霉属以及链格孢属) 产生的19种次级代谢产物。根据分析物的不同,实现了最低校准水平 (LCL) 在 25~250 μg/kg 范围的出色检测能力,以及令人满意的精度和准确性。


同时,将 DART-HRMS 方法与真菌毒素检测金标准 LC-MS 方法进行交叉比较。DART-HRMS 具有高通量快速分析的优势,以及与 LC-MS 相当的检测能力,这对实现真菌毒素的合理监管具有不可或缺的重要性。


DART-MS 各部分示意图


样品准备

小麦、黑麦和玉米面粉样品从当地市场 (捷克布拉格) 购买,以监测真菌毒素是否存在。空白样品用于方法优化和验证。自然污染样品 (2个小麦粉样品、1个黑麦粉样品和1个玉米粉样品) 用于验证 DART-HRMS 方法的适用性。


DART-HRMS 解析温度优化:100μg/kg 浓度下,DART 测定小麦粉中 HT-2毒素、T-2毒素和玉米赤霉烯酮的解吸温度优化。当解吸温度设置为350℃ 时,获得最高的信号强度。这与一项 DART-MS/MS 测定玉米中呕吐毒素 (DON) 的研究结果一致 (Ariadni Geballa-Koukoula, Gerssen, & Nielen, 2021


通过测量5倍稀释的 QuEChERS 提取物来实现定量,以减少与分析物电离相关的潜在基质效应,而无需事先进行色谱分离。DART 由于其样品处理简单、快速和高通量等优势,在大批量食品污染物筛查方面有巨大潜力。此外,基于 LC 的方法只能在实验室条件下进行,AIMS 方法并非如此。已有研究证明 DART 可用于便携式食品污染物现场检测 (Blokland, Gerssen, Zoontjes, Pawliszyn and Nielen, 2020)。


总之,所开发的 DART-HRMS 分析方法能够在低 LCL 下快速、灵敏地检测谷物中的真菌毒素。 


研究结论

本研究讨论了原位质谱 (AIMS) 用于复杂食品基质中真菌毒素监测的潜力。DART-HRMS 方法已成功开发验证,并用于快速测定谷物粉基质中的19种真菌毒素,达到令人满意的性能特征。DART-HRMS 在大批量污染物筛查、未来便携式食品分析和现场应用中有广阔前景。


更多详情,请参考文献:

A.S. Tsagkaris, V. Hrbek, Z. Dzuman, J. Hajslova. Critical comparison of direct analysis in real time orbitrap mass spectrometry (DART-Orbitrap MS) towards liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) for mycotoxin detection in cereal matrices. Food Control, 132 (2022), 108548.

https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2021.108548 


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