1、毕业论文文献综述食品质量与安全食品中黄曲霉毒素含量分析摘要黄曲霉毒素是一类有毒致癌化合物,易造成粮油类食品及其制品的污染,给人类健康造成严重威胁,带来食品安全隐患。针对于目前应用于食品中黄曲霉毒素的检测方法,本文进行了简要介绍和评述,并对近年来应用于黄曲霉毒素B1的快速检测方法的研究进展和发展趋势进行了综述和讨论。关键词黄曲霉毒素B1;检测方法;研究进展黄曲霉毒素AFLATOXIN,AFT是主要由黄曲霉和寄生曲霉等真菌所产生的一类有毒的次生代谢物。在世界不同地区都已发现了这些真菌大量存于供人类食用的食品中,黄曲霉毒素污染已带来严重的食品安全问题1,2。20世纪60年代以来,有关黄曲霉毒素的危害
2、被大量报道,以致黄曲霉毒素成为最受人们关注的一种真菌毒素3。因此,寻求简便、快速、准确的检测方法,对黄曲霉毒素进行高效定性定量分析是黄曲霉毒素研究的一个重要方面。1黄曲霉素概况黄曲霉毒素AFLATOXIN,简称AFT是一种真菌毒素,由黄曲霉和寄生曲霉等真菌所产生的次级代谢产物,其主要是在一定条件下由粮油食品上常见的黄曲霉AFLAVASLINK和寄生曲霉APERASILICUSSPEAVE所产生的有毒的次级代谢产物。其它某些霉菌和放线菌在适宜条件下也能产生该毒素。黄曲霉毒素是一类结构类似的化合物,其在结构上都含有一个双呋喃环和一个氧杂萘邻酮又叫香豆素。目前已经分离鉴别出20多种毒素,主要有B和G
3、两大类。其中,在紫外线照射下产生蓝紫色荧光的称为B类黄曲霉毒素AFTB;产生黄绿色荧光的称为G类黄曲霉毒素AFTG。其中以黄曲霉毒素B1最为常见,毒性最大,致癌性也最强,故在食品检测中以黄曲霉毒素B1为污染指标。2影响黄曲霉毒素产生的因素21温度和水分温度和水分是影响黄曲霉生长的主要因素。饲料中水分含量在12以上,相对湿度为85左右,温度为27都足以使黄曲霉生长并产生毒素。据研究表明,黄曲霉毒素最易污染含水在17左右的谷物。22营养成分花生、花生油、玉米、大米、棉籽、咖啡、可可籽、畜禽饲料4等最易受到黄曲霉毒素污染;大麦、小麦、咸肉、火腿、香肠、家庭自制的面酱等,也易受黄曲霉毒素污染。23氧气
4、和CO2的体积分数一般低氧体积分数或高CO2体积分数可以抑制黄曲霉的生长,特别在相对湿度小并且低温的情况下效果显著5。3黄曲霉毒素的毒性黄曲霉毒素是一种肝毒素,主要对肝脏造成损害,其毒性是人们所熟知的剧毒物KCN氰化钾的10倍,为砒霜的68倍,被列为极毒毒素。同时,黄曲霉毒素也是目前发现的化学致癌物中致癌性最强的物质之一,其致癌性比已知的致癌物二甲基亚硝酸高75倍,为奶油黄二甲基偶氮苯的900倍。黄曲霉毒素可引起急性中毒、慢性中毒和癌症。31黄曲霉毒素的危害黄曲霉毒素为肝脏致癌型毒素,被国际癌症研究组织(IARC)指认为有足够证据证明的致癌物,它兼有致癌和促癌的作用,可引起肝细胞坏死、肝硬化,
5、并诱发肝癌、胃癌等,造成动物代谢系统紊乱,是目前发现的最强的致癌物质之一。食用被黄曲霉毒素严重污染的食品后会出现发热、腹痛、呕吐、食欲减退的症状,严重时出现肝脾肿大、肝区疼痛、皮肤黏膜黄染、腹水、下肢浮肿及肝功能异常等中毒性肝病症状,也可能会出现心脏扩大、肺水肿,甚至痉挛、昏迷等症状。由于不易防止食物被真菌污染,因此人们对长期食用低剂量黄曲霉毒素污染的可能性非常关注。除作为诱变剂和致癌剂之外,黄曲霉毒素也可以影响免疫系统,使畜禽对多种传染性疾病的易感性增加。慢性中毒情况下,畜禽除了生产力稍有下降外,临床症状不很明显,因此不易诊断。此外,黄曲霉毒素中毒目前尚无特效治疗药物。32AFT对DNA的损
6、伤1991年HSU6发现AFTB1可能使P53基因249位密码子发生颠换7。1997年邓卓霖证明这一理论,并发现是249位密码子第3号位点发生了GT颠换,从而确定了AFT对DNA的损伤8。321AFTB1与蛋白质结合AFTB1白蛋白结合物是一种黄曲霉毒素暴露的长期标志。它的半衰期为1420天,与正常健康人的白蛋白半衰期相似,AFTB1白蛋白加和物是稳定的,可作为AFTB1暴露超过周或月的靶向生物标志物9。322AFT与鸟嘌呤结合AFT可与N7嘌呤结合生成AFT1N7鸟嘌呤加合物,该加合物与肝具显著相关性,并在个体水平上提供了AFT暴露。4黄曲霉毒素对粮油食品的污染黄曲霉毒素主要污染粮油及其制品
7、,其中以花生和玉米最为严重。黄曲霉是粮油食品上最常见的霉菌之一,易在玉米、稻谷、花生、桃仁、果仁等粮食和坚果上生长,其生长温度范围是647,生长最适温度为3038,生长最低相对湿度为8086。最适产毒温度为2430,最适产毒相对湿度为8590。黄曲霉在水分为185的玉米、稻谷、小麦上生长时,于第3D开始产生黄曲霉毒素,第10D毒素含量达到最高峰。近几年来,在酒类、酱油、豆酱等部分调味品、营养饮料、食品工业用的酶制剂等中也相继发现黄曲霉毒素的存在,原因是酿造原料和辅料在运输或储藏过程中遇雨受潮而发生了霉变。此外,用霉变的玉米喂养畜禽,黄曲霉毒素就会在动物体内畜积,给人类带来食用危害10。5黄曲霉
8、毒素的检测方法目前,食品中AFB1限量已经成为限制出口的技术壁垒,为保障食用者的健康及出口贸易的需要,提高AFB1的检测能力、发展快速准确灵敏的检测技术势在必行。自20世纪60年代以来,所建立的检测方法已经达30余种,可分为五大类一类是定性检测方法,主要是一些简单生物学方法约10种,现在已停止使用;第二类是半定量检测方法,如薄层色谱法TLC;第三类是定量检测方法,包括建立在色谱基础上的理化方法,如液相色谱法LC、高效液相色谱法HPLC和近年来新发展起来的质谱检测MASS;第四类是建立在免疫化学基础上的快速测定的方法,如放射免疫测定RIA和酶联免疫测定方法ELISA;第五类是免疫化学和仪器分析结
9、合的方法,免疫亲和柱荧光分光光度法、免疫亲和柱HPLC法1115等。下面主要介绍TLC、HPLC和LISA三类。1薄层色谱法TLC。TLC法是检测AFB1最常用的方法,也是我国测定食品及饲料中AFB1的国家标准方法之一。其原理是在试样中黄曲霉毒素B1经提取、浓缩、薄层分离后,于波长365NM紫外光下产生蓝紫色荧光,并根据其在薄层上显示荧光的最低检出量来进行含量测定16。TLC有单向展开和双向展开法,其中,双向展开法能够进一步除去样品中的杂质,提高检测的灵敏度。虽然TLC法设备简单、成本低,易于普及到基层单位测定,目前国内外仍然使用,但由于该方法操作步骤较多,样品前处理烦琐,并且提取和净化效果不
10、够理想,提取液中所含杂质较多,因此在展开时影响斑点的荧光度,易导致灵敏度下降。但TLC法是检测AFB1的经典方法,仍作为普通实验室的常用方法。目前,在TLC法基础上又发展出了高效薄层层析法HPTLC,该法可同时测定B1、B2、G1、G2四种黄曲霉毒素,具有样品处理过程简单、净化效果好、检测速度快、效率高的特点。张鹏、赵卫东、张艺兵等采用以多功能净化柱MFC净化结合高效薄层色谱法测定食品中黄曲霉毒素,以空白样品为基底,进行05G/KG、20G/KG、10G/KG三个水平回收率实验,平均回收率可达到86599017。2高效液相色谱分析法HPLC。HPLC是近几年发展起来的AFB1的检测方法,主要利
11、用荧光检测器进行检测,在适宜的流动相下,采用反相C18柱,使多种黄曲霉毒素同时进行分离。其原理为样品中的黄曲霉毒素B1经柱层分离后,通过对色谱峰的面积的测量来进行含量计算。该方法的优点是特异性强、灵敏度高、定量准确,可以同时分离多种黄曲霉毒素,操作简便,定量精确,适用于大批量样品的分析。但其所需色谱仪、积分仪的价格昂贵,且前处理复杂,建立方法比较困难,操作时需要专门的技术人员,目前尚未能广泛使用。涂文升应用该方法同时检测食品中4种黄曲霉毒素,其分离效果好,重复性强,最低检出限达到PG级水平,回收率在9261992518。3酶联免疫法ELISA。ELISA方法是利用免疫学、酶及生化技术来对AFB
12、1进行检测,开辟了AFB1分析方法的新领域。ELISA是20世纪70年代出现的新免疫技术,最初由荷兰学者VANWEEMAN和瑞典学者ENGVALL与PERLMAN同时提出19,主要应用于病毒的检测,70年代中后期开始用于真菌毒素的检测20。其原理是样品中的黄曲霉毒素B1与定量特异性抗体进行反应,多余的游离抗体与酶标板内的包被抗原相结合,在加入酶标记物和底物后显色,并与标准比较来测定含量。该方法灵敏度高,特异性较强,检测结果准确稳定,实验操作污染少,一次实验同时可检测多个样品。我国应用于测定食品中曲霉毒素的酶联免疫方法原理是试样中的AFB1经提取、脱脂、浓缩后与定量特异性抗体反应,多余的游离抗体
13、则与酶标板内的包被抗原结合,加入酶标记物和底物后进行显色,再与标准比较测定含量21。目前AOAC在检测食品中黄曲霉毒素时,常用该方法对玉米、花生、棉籽和花生酱中黄曲霉毒素B1、B2、G1进行检测。酶联免疫吸附斑点免疫筛选杯筛选分析1990年首次通过AOACIUPAC方法22,在协同实验中,采用ELISA法得到的正确检测黄曲霉毒素污染阳性样品95的置信区间。6存在问题及展望自20世纪五、六十年代以来,对粮油及其制品中黄曲霉毒素B1的检测逐渐探索出了多种方法。这些方法都曾经在各个历史时期对黄曲霉毒素检测作出了一定贡献,但也都存在着操作复杂、污染大、对仪器设备要求高、假阳性率高、检测时间长等缺陷。随
14、着技术的发展,已经不能适应当代社会的污染小、灵敏度高、检测时间短、操作简单的检测要求。故以免疫分析为基础的准确、快速、无污染、智能化检测技术成为黄曲霉毒素B1快速检测方法研究中的热点。AFB1免疫亲和技术与仪器如HPLC分析联用的检测方法明显优于传统的ELISA方法,已被国内外农产品及食品检疫部门接受应用2324,而我国目前食品中黄曲霉毒素的测定采用的就是免疫亲和层析净化高效液相色谱法和荧光光度法25。然而,这类方法也存在着免疫亲和微柱纯化样品成本高、样品处理依赖手工操作、检测过程自动化和检测结果智能化程度低的问题2628。免疫亲和微球纯化结合快速专用速测仪实现AFB1的快速定量检测被认为是未
15、来AFB1快速检测技术发展的趋势。随着AFT特异性抗体研制的成功和技术上的进步,使高质量抗体更易于获得,从而使免疫化学技术在AFT分析测定方面得到了快速发展和广泛应用;近年来,生物技术和免疫学技术的迅猛发展,生物技术与免疫学技术相结合将会对AFT及各种致病微生物检测产生巨大的影响,例如,PCR技术的广泛应用,生物传感器技术的进步和应用以及免疫学方法的发展,这些技术将会发挥越来越重要的作用。参考文献1BROWNRL,BHATNAGARD,CLEVELANDTE,ETALRECENTADVANCESINPREHARVESTPREVENTIONOFMYCOTOXINCONTAMINATIONAKKS
16、INHAEDSMYCOTOXINSINAGRICULTUREANDFOODSAFETYCNEWYORKMARCELDEKKER,19983513792CHARLESL,WILSON,SAMIRDROBYMICROBIALFOODCONTAMINATIONMNEWYORKCRCPRESS,20012082293BHATNSGARD,YUJ,EHRLICHKCTOXINSOFFILAMENTOUSFUNGIAINMBREITENBACHEDSFUNGALALLERGYANDPATHOGENICITY,CHEMIMMUNOLCVOL81,BASEL,KARGER,20021672064DILARAN
17、ILUFER,DILEKBOYACIOGLUCOMPARATIVESTUDYOFTHREEDIFFERENTMETHODSFORTHEDETERMINATIONOFAFATOXINSINTAHINIJJAGRICFOODCHEM2002,50,337533795栾丽杰黄曲霉毒素与食品安全山东省农业管理干部学院学报,20052166HSUICETALNATURE,19913504274287NANUALEE,SHUOWANG,ROBINDALLAN,ETALARAPIDAFLATOXINB1ELISADEVELOPMENTANDVALIDATIONWITHREDUCEDMATRIXEFFECTS
18、FORPEANUTS,CORN,PISTACHIO,ANDSOYBEANSJJAGRICFOODCHEM2004,52,274627558邓卓霖等中华肿瘤杂志,1997,19118219SKIPPERPL,TANNENBAUMSRPROTEINADDUCTSINTHEMOLECULARDOSIMETRYOFCHMICALCARCINOGENEJCARCINOGENESTS(LOND),1990,11(3)50751810南燕浅谈粮油食品中黄曲霉毒素的污染粮油仓储科技通讯,20070511李佐卿免疫亲和柱HPLC快速测定蜂蜜中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2J光谱实验室,2001,1812831
19、12“NATURALPOISONS”CHAP26OFFICIALMETHODOFANALYSISASSOCIATIONOFOFFICIALANALYTICALCHEMISTSM1980198426142513王晶,王林,黄晓蓉食品安全快速检测技术M北京化学工业出版社,2002,929414WJBACHMANANDJTSTEWARTHPLCPOSTCOMLUMNDERIVATIZATIONTEACHNIQUESJLCGC,198938,715JJAIMEZ,ETALAPPLICATIONOFTHEASSAYOFAFLATOXINSBYLIQUIDCHROMMATOGRAGHYWITHFLUORE
20、SCENCEDETECTIONINFOODANALYSISMJOURNALOFCHROMATOGRAPHYA,200088211016中国国家标准SGB/T50092222003食品中黄曲霉毒素的测定北京中国标准出版社出版,2004,17918417张鹏,张艺兵,赵卫东花生中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2的多功能净化柱2高效薄层色谱分析J分析测试学报,1999,186626418涂文升高效液相色谱法同时检测食品中四种黄曲霉毒素J中华预防医学杂志,2002,36534334519陶义川酶联免疫测定法M北京人民出版社,198420CHUFSUSNOIAPPLANDENVIRONMICROBIOL
21、MPUBLISHEDBYTHEAMERICANSOCIETYFORMICROBIOLOGY,197751125112821GB/T5009222003食品中黄曲霉毒素的测定S22AOACINTERNATIONALOFFICIALMETHODSOFANALYSISMODI2FIEDM16THEDITION,METHOD99034,AOAC,ARLINGTON,VA,199523杨长志,康庆贺,田丰等免疫亲和柱法测定小麦中黄曲霉毒素J化学工程师,2002,936323324王晶,张鹏,张艺兵,等免疫亲和层析净化荧光光度法快速测定酱油及醋中黄曲霉毒素J2003,15541241425食品中黄曲霉毒素的测定中华人民共和国国家标准GB/T18979200326张淼,王家传,张培正我国食品安全存在的问题及解决的科技途径,中国果蔬J2004,6434427农军目前国家几种检测黄曲霉毒素B1标准方法的分析与探讨J分析与测试,2003,增刊535428蔡正森,钟文辉,张东升,等ELISA法和HPLC法检测粮油食品中黄曲霉毒素B1含量的比较研究J中国卫生检验杂志,2004,143302304