粮食及其制品中真菌毒素检测技术与风险法分析

⊙ 文 邢荣花 封琳 刘胜男 赵芳 华向美 张淑霞（通信作者） 郑州海关技术中心

粮食是人类赖以生存的物质基础，是一个民族发展的根本，而真菌毒素在全球范围内广泛存在，严重危害人类健康和粮食安全。据联合国粮农组织调查，全球每年约有25%的粮食会受到真菌毒素的污染，特别是小麦、花生、玉米、大米等主要的粮食作物。长期食用被污染的粮食会严重危害人体健康，在当前全球粮食供应短缺的背景下，这无疑使世界粮食安全状况更加恶化。因此，对粮食及其制品中的真菌毒素尤其是那些具有致癌性、致畸性和致突变性的高毒性物质进行监控，是粮食安全管理部门的当务之急。

当前，对真菌毒素的监测、预警与处理技术已经成为国际关注的热点，通过对粮食及其制品中真菌毒素的监测，预警掌握污染的发展动态，并对受污染的粮食及其制品进行科学地处置。本文以粮食及其制品食品中真菌毒素检测技术为研究重点，分析了不同检测技术各自的优缺点，并简要介绍了相关的风险评价方法，以期更好地保障粮食安全和人民健康。

一、粮食及其制品中真菌毒素的主要种类

在粮食生产的季节，气候条件、病虫害、干燥率、机械损伤、水分、温度等环境因子都是造成真菌污染的主要外在原因。近年来，我国粮食及其制品中的真菌毒素主要包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、单端孢霉烯族、玉米赤霉烯酮、伏马毒素和杂色曲霉毒素，它们具有较好的稳定性、较低的溶解性、较高的熔点和沸点，常规的处理很难将其消解，所以它们会在食品生产过程中累积并聚集起来，从而对人体和动物的健康造成严重的威胁。

二、样本采集及制备

在粮食及其制品食品中真菌毒素的检测工作中，由于所检测的毒性组分样本数量庞大、基质种类繁多、含量低、分布不均匀，在某一区域开展污染物监控与风险评价研究时，常会遇到极大的困难。因此，必须建立一个科学的采样方案，确保随机、均匀、有代表性地进行样本采集和制备，这是取得客观精确的试验结果的首要步骤。

从现有的检测工作来看，比较复杂的部分是真菌毒素抽样的分布，很多国家采取随机和统一的方法来计算抽样样本的数量。我国颁布了《粮食、油料检验扦样、分样法》，但却没有规定样品的最小重量，在粮食和油料的杂质分析中，样本采集应该由样品的种类、批次的重量、杂质的类型等决定，最终采集样本的重量应为1.0-10kg。

样品制备需要进行混合样品的分离、粉碎、混合、还原，以得到均匀的样品，从而能够反映样品的整体成分、质量。目前，一般采用机械混合（四分法和分样器法）、粉碎、筛分、研磨和搅拌等方法来制备粮食及加工制品的样本。

三、常用的检测方法

近几年，随着人们对真菌毒素的研究和重视，已经出现了很多检测方法，传统的检测方法经过不断优化和完善，新技术手段亦不断得到研究、应用和推广，比如化学分析法、免疫分析法、仪器分析法等。

薄层色谱法（TLC）是最早、最经典的一种化学分析技术，在真菌毒素的检测中得到了广泛的应用，主要是通过提取、浓缩、薄层分离得到真菌毒素样品，并对其进行定性、半定量和定量研究。不过，该方法具有操作繁琐、灵敏度低、重复性差、对真菌毒素的常规检测能力差等缺陷，在真菌毒素的检测中存在一定的局限性。

高效薄层色谱法和薄层扫描仪的问世，使得TLC的分离、灵敏度、重复性得到了一定的提高。张鹏等采用高效薄层层析技术，对花生中的黄曲霉毒素B、B、G、G进行了分析。具体来说，采用100mL的乙腈/水混合物（9+1、V/V）混合提取，在MFC柱中进行纯化，以丙酮/氯仿（9+1、V/V）高效TLC进行分离，并用薄层扫描法对其进行定量。最终得到的检测结果是，黄曲霉毒素B为0.50μg/kg、B为0.43μg/kg、G为0.39μg/kg、G为0.31μg/kg，检出限均在0.50μg/kg以下，回收率为86.5%-99%，相对标准偏差为4.67%-10.21%。

现有的高效薄层色谱技术主要有加压薄层色谱（OPLC）、胶束薄层色谱（M-TLC）、棒状薄层色谱（TLC-FID）、二维薄层（2DTLC）、离心薄层色谱（CTLC）、包合薄层色谱（ICC）等。与其它分析技术相结合，在医学、毒理学、食品分析、化妆品等领域得到了广泛的应用。近几年，在粮食及粮食制品中，利用仪器及TLC技术进行真菌毒素的检测还比较少见，有待于进一步的深入研究和开发。

免疫分析法以抗原-抗体反应为基础，可以进行定量、定性检测。20世纪80年代，Morris等人首先采用免疫学方法，第一次检测了杂色曲霉素（ST）。此后，由于灵敏度高、特异性高、快速、低成本等优势，免疫分析法吸引了许多科学家的关注。目前，常用的免疫检测技术包括酶联免疫吸附测定法（ELISA法）、胶体金免疫层析法、荧光免疫法、放射免疫法等。

酶联免疫吸附法（ELISA法）是一种比较典型的免疫分析法。在免疫检测中，即使相同的项目，也常常有不同的反应模式，其中，夹心法、竞争法可用于检测抗原，也可用于检测抗体，而间接法、捕获法仅可用于检测抗体。由于检测的阳性结果可以通过仪器检测来证实，所以得到了大规模的推广应用。近年来，随着抗体制备技术的发展，多克隆抗体、单克隆抗体等技术也得到了发展，在敏感性、特异性等方面有着明显的优越性。

胶体金免疫层析法是利用磁性粒子等来替代已标记酶，用单克隆抗体对样本进行纯化，并将其与荧光技术结合起来。在检测过程中，样品和标记的探头与层析包装的抗原或抗体发生特异反应，从而得到一种能用肉眼进行定性检测或用信号收集器进行定量检测分析的信号波段。胶体金免疫层析技术可以实现快速检测，抗霉菌毒素的抗体主要有高特异和广谱两种，可以满足一次或多次的检测需求。目前，新型的前处理试剂、受体技术、奈米抗体等技术已经广泛用于真菌毒素的检测，利用胶体金标记进行多重检测则是需要重点关注的一种快速检测方法。

荧光免疫法、放射免疫法、化学发光法分别使用荧光物质、同位素、化学发光剂，将免疫特异性与光谱敏感性相结合，检测结果比较全面。近年来，液相芯片技术不断发展，流式检测运用也比较广泛，其与芯片技术的有机结合，使得流式检测平台得到了极大的扩展。该方法适合于对真菌毒素进行检测，能够在少量的样本中同时对多个目标体进行检测，与常规的免疫检测技术相比，其优势在于样品量小、检测时间短、检测范围广、重复性好、产量高、自动化水平高。

真菌毒素无损检测法是一种无损的新型检测方法，可以在不影响产品质量的前提下，根据样品的光学、电学和声波性能对产品进行精确、快速的测定。研究显示，该方法虽然在检测粮食中的真菌毒素污染方面有了一定的进展，但是诸如近红外光谱法、高光谱成像法、电子鼻等无损检测技术还处在起步阶段，目前多用于定性的筛选，而对数量的测定很少，使用范围有限。

随着现代技术的不断发展，基于色谱法的微生物分析技术在真菌毒素检测中得到了快速的发展。现代色谱技术具有高效的分离性能，克服了传统方法的选择性低、干扰大等弊端，还可以根据被测组分的理化性质选择不同的检测器，抗干扰能力更强，检测结果更加准确，整体工作质量更高。特别是质谱仪和高分辨质谱仪，不但灵敏度高，对分子结构的确认也提供了大量的信息，而且具有快速、高效的特点，因此可以把色谱技术与超高效液相色谱技术结合使用，综合它们的灵敏度、确认性、通用性等特点。

有研究人员对粮食及加工制品中的真菌毒素进行检测后发现，在4种常用的粮食基质（小麦、玉米、大米和大麦）中，16种真菌毒素的回收率较高，相对标准偏差小，可以满足日常监测工作的需要。部分研究人员采用简便、快捷的样品制备方法，对16种粮食制品进行检测，结果表明，真菌毒素的检出率为85.3%-114%，相关系数大于0.999。总之，仪器分析法具有简便、快速的特点，能够对不同种类的毒素进行检测与分析，在粮食及加工制品中的真菌毒素污染检测方面具有极大的价值。

四、风险评估技术

如今常用的风险评估技术是点估算法、简单分布法、概率评估法、累计风险评估法等，这些技术各有优势。

点估算法是近年发展起来的一种食品安全风险评价方法，将食品的消费量乘以食品中的残留物总量，得出累计的曝光量。2020年，很多人采用点估算法对呕吐毒素的危害进行了评价，结果发现，谷物、方便食品的RAS95数值不符合标准，说明它们存在着与呕吐毒素的接触。点估算法可以利用数据表或数据库软件进行模型化，通常仅需测量数值的上四分位和下四分位，但是在评价食物中的化学污染物时，所能得到的信息相对较少且比较保守。

简单分布法是从食品摄入量和化学污染水平中估算化学污染暴露量，优点是能够确定化学品摄入量，且比点估算方法更实际，因为点估算法在估算暴露危险时没有考虑到浓度的改变。

概率评估法以概率估算为基础，相对于单纯的点估算或者简单分布法，其可以估算出更多的潜在人口，并且能够描述食物中化学污染的危险分布。

累计风险评估法的应用比较广泛，包括离点指数法、危险指数法。

食品安全指数法是将残留检测与食物接触监测相结合的一种新方法，综合了受调查者的饮食习惯，并结合不同食物、化学物质的残留，检测结果的数值越低，说明食品越安全。这项技术较多地用于农药或者兽药的残留检测中，用于真菌毒素危险性评价的研究相对较少，但随着相关规范的不断完善，这项技术必然会不断发展，并在粮食及其制品中真菌毒素危害程度的评价中彰显自身的价值。

五、结束语

总而言之，食品安全大于天，尤其是对于中国这个人口大国来说，保证粮食安全就是保证国家安全的重要基石。要特别重视粮食及其制品中的真菌毒素污染检测，建立起相应的检测体系，做好相关的检测工作，并重视风险评估。粮食及其制品中的真菌毒素污染分布极其不均、种类繁多，虽然含量水平低，但健康危害大，未来需要进一步探索相关的检测方法，应用更多的新技术，制定科学的样本采集和制备方法，并进一步完善粮食及其制品中的污染物安全风险评估体系。