食用农产品中主要生物毒素检测技术研究进展

朱川

摘 要：食用农产品是人们饮食结构中不可或缺的组成部分，但农产品中生物毒素引发的食品安全事故屡屡发生，轻者引发食品安全疾病，重者可能夺人性命。因此，对农产品加强检测，对生物毒素进行尽早识别对保障人们的生命安全至关重要。基于此，本文总结了食用农产品中生物毒素的常见类型，并对相应的检测技术进行简要介绍，以供相关人员参考。

关键词：食用农产品；生物毒素；检测

Research Progress in Detection Technology of Main Biotoxins in Edible Agricultural Products

ZHU Chuan

（Badong Public Inspection and Testing Center， Badong 444300， China）

Abstract： Edible agricultural products are an integral part of peoples diet structure. However， food safety accidents caused by biological toxins in agricultural products occur frequently， which may cause food safety diseases in the light， and may kill people in the heavy. Therefore， it is very important to strengthen the detection of agricultural products and identify biological toxins as soon as possible to ensure peoples life safety. Based on this， this paper summarized the common types of biotoxins in edible agricultural products， and briefly introduced the corresponding detection technologies for reference.

Keywords： edible agricultural products; biotoxins; testing

食用農产品是可供食用的各种植物、畜牧、渔业产品及初级加工产品，主要包括粮食类的谷类、豆类、薯类及对粮食进行淘洗、脱壳、分装等加工处理的初级加工品；面皮，饺子皮米粉等粮食复制品；各类蔬菜及蔬菜经过晾晒、冷冻、脱水等工序加工的蔬菜，各类干菜、腌菜、咸菜等。

生物毒素是一类天然毒素，是生物体分泌的天然有毒物质，种类繁多，生物类型复杂，按照来源可以分为植物毒素、动物毒素、微生物毒素和海洋毒素。生物毒素种类繁多且结构复杂，有很多毒素目前尚未被发现，对于已发现的毒素，研究人员对其组成结构和功能的认识还处于初级阶段，所以对生物毒素领域展开深入研究意义重大[1]。目前食用农产品中纳入国家抽检监测计划的生物毒素主要有玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、赭曲霉毒素A、黄曲霉毒素B1、曲霉毒素M1、展青霉素等。本文结合日常检测及风险预测实际，主要针对玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、黄曲霉毒素和赭曲霉毒素的研究进展进行综述。

1 玉米赤霉烯酮

目前食用农产品中玉米赤霉烯酮的检测方法可以分为常规检测方法和快速检测技术。

1.1 常规检测方法

我国国家标准对食品中玉米赤霉烯酮的测定常使用荧光光度法、液相色谱法、液相色谱-质谱法。荧光光度法是用乙腈溶液提取试样中的玉米赤霉烯酮，经过免疫亲和柱净化后，加入氯化铝溶液进行衍生，洗脱液通过荧光光度计测定。液相色谱法是用乙腈溶液提取试样中的玉米赤霉烯酮，经过免疫亲和柱净化后，用高效液相色谱荧光检测器测定，外标法定量。液相色谱质谱法原理是样品用β-葡萄糖苷酸/硫酸酯复合酶水解后，用乙醚提取。经过液液分配，固相萃取柱净化后，用液相色谱-质谱测定，外标法定量。此类常规检测方法适用性广，准确度也较高，但前处理时间较长。

1.2 快速检测技术

邢广旭等[2]开发了玉米赤霉烯酮的荧光免疫层析快速检测方法，用活泼酯法标记荧光单克隆抗体，制备了玉米赤霉烯酮荧光免疫试纸，用玉米样品加标回收，回收率为86.4%～108.5%，检测限可以达到1.2 ng·mL-1。还有一种基于痕量检测的快速检测技术适合初级加工食用农产品中痕量玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）的检测，如谢子奇[3]等以Fe3O4@SiO2-MPS为磁性载体，制备了玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）磁性分子印迹聚合物（ZEN-MMIPs），该研究以Fe3O4@SiO2-MPS为磁性载体，替代分子采用姜黄素，采用表面分子印迹技术制备了玉米赤霉烯酮磁性分子印迹聚合物（ZEN-MMIPs）。使用扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）、傅立叶红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）、透射电镜（Transmission Electron Microscope，TEM）等技术对制备的磁性分子印迹纳米微球进行表征，研究以ZEN-MMIPs为磁性分散固相萃取剂，结合高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）完成了复杂食品基质中ZEN加标样品的痕量检测，相对标准偏差为2.11%，玉米汁样品加标回收率为88.3%～94.7%，其建立的方法可用于复杂基质样品中ZEN残留的检测。

结合新型材料的研究，ZEN的快速检测技术也有了进一步提升。有研究以量子点（Quantum Dots，QDs）为标记材料，以ZEN单克隆抗体制备荧光免疫探针，标记试纸，以ZEN-BSA为检测线，建立ZEN的荧光免疫层析试纸检测技术。方法检测限可以达到1.2 ng·mL-1；交叉反应率较低，与常见真菌毒均无交叉反应；回收率准确度较常用层析试纸检测技术有较大提升，可用于各类食用农产品中ZEN的快速准确检测。

2 脱氧雪腐镰刀菌烯醇

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）是常见的霉菌毒素之一，其化学名称为3，7，l5-三羟基-12，13-环氧单端孢霉-9-烯-8-酮（3，7，l5-trihydroxy-12，13-epoxytrichothec-9-en-8-one），是一种无色针状结晶，熔点为151～153 ℃，可溶于水和极性溶剂。多数来源于污染的粮食、饲料和食品中，对人和动物可以产生广泛的毒性效应。研究表明脱氧雪腐镰刀菌烯醇可以对人和动物的免疫功能产生明显影响，具有明显胚胎毒性和一定致畸作用，可能有遗传毒性。鉴于对人类生命健康的巨大威胁，国内外对脱氧雪腐镰刀菌烯醇的研究开展均较多。

DON具有较强的热抵抗力和耐酸性。DON在pH 4.0条件下，100 ℃和120 ℃加热60 min均不被破坏，170 ℃加热60 min仅少量被破坏；在pH 7.0条件下，100 ℃和120 ℃加热60 min仍很稳定，170 ℃加热15 min部分被破坏；在pH 10.0条件下，100 ℃加热60 min部分被破坏，120 ℃加热30 min和170 ℃加热15 min完全被破坏。在食用农产品中一旦产生很难消除，会对人们的生命健康造成较大的威胁。通常在低温、潮湿和收割季节，脱氧雪腐镰刀菌烯醇容易在食用农产品中检出。

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）的检测技术主要包括高效液相色谱-质谱法、酶联免疫法、薄层色谱法、电化学法和表面侧流免疫层析法、光谱法、等离子共振法等，路念等[4]基于核适配体技术开发了一种优于以上方法的新方法，该研究通过标记FAM的DON核酸适配体（PDON），在DON存在的情况下，PDON可以和DON特异性结合，通过π-π堆积的非共价作用吸附到Fe3+掺杂的聚多巴胺纳米球（Fe-PDANS）上，用基于荧光共振能量转移原理（Fluorescence Resonance Energy Transfer，FRET）的荧光适配体传感器对阳性小麦中的DON进行检测，其检出限为0.118 2 ng·mL-1，所构建的荧光適配体传感器反应快速、灵敏，且具有良好的特异性和重复性，其检测结果与酶联免疫检测法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）所得结果关联性好。通过掺入Fe3+提高传感器中聚多巴胺纳米球（Polydopamine Nanospheres，PDANS）对6-羧基荧光素（6-Carboxyfluorescein，6-FAM）的淬灭能力，大大提升了检测的灵敏度和准确性，节省了检测时间和成本。

3 黄曲霉毒素

黄曲霉毒素（Aflatoxin，AFT）是黄曲霉和寄生曲霉等菌株产生的双呋喃环类毒素。有B1、B2、G1、G2、M1、M2约20种衍生物。世界卫生组织（World Health Organization，WHO）癌症研究机构将黄曲霉毒素（AFT）划定为一类天然存在的致癌物，是毒性极强的剧毒物质。其中B1是目前已知致癌物质中致癌性最强烈的，能诱发动物肝癌，能引起某些动物急性中毒。

开发及时、快速、高效的检测方法，做到早发现、早治疗对保障人们的身体健康至关重要。常用的检测方法有酶联免疫法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）和高效液相色谱法，我国国家标准也采用这两种方法对我国食用农产品中黄曲霉毒素进行检测。

ELISA是在免疫酶技术的基础上发展起来的一种新型的免疫测定技术。其原理是将一定浓度的抗原或者抗体通过物理吸附的方法固定于聚苯乙烯微孔板表面，加入待检标本，通过酶标物显色的深浅间接反映被检抗原或者抗体的存在与否或者量的多少。高效液相色谱法是通过标准品流出色谱柱的时间实现对样品的定性，用标准品绘出标准曲线来实现检测样品中黄曲霉毒素的相对定量检测。

国内外近年来研究领域对于黄曲霉毒素检测技术的研究多集中在光谱法、色谱法、质谱法、电化学法、试纸条法等。最新江苏科技大学叶华[5]等开发了黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1，AFB1）的快速荧光检测技术，研究成果有很高的应用价值。该研究以核酸适配体作为分子探针，利用氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO）淬灭荧光的特点结合其吸附单链DNA的特点，构建一种荧光生物传感器用来快速检测AFB1，该方法检测灵敏度高，特异性好，时效性强，样品加标回收试验表明回收率为85.0%～114.4%，检测限达到2.37 ng·mL-1，可以在30 min内快速检测出AFB1。该技术不仅在AFB1的检测上取得了突破性进展，而且给其他类型黄曲霉毒素乃至其他生物毒素的检测提供了新的思路和方法。

4 赭曲霉毒素

赭曲霉毒素（Ochratoxin，OT）化学分子式为C20H18ClNO6，属于异香豆素类化合物，曲霉属（Aspergillus）和青霉属（Penicillium）的部分菌株可以产生赭曲霉毒素。1987年国际癌症研究机构将OTA定义为Ⅲ类致癌物，其在人体内长期积累可引起肿瘤的发生，被公认为农业中五大类真菌毒素之一。我国食品安全国家标准中分别采用免疫中和层析净化液相色谱法、离子交换固相萃取柱净化高效液相色谱法、免疫亲和层析净化液相色谱-串联质谱法对不同农产品中的赭曲霉毒素进行检测；近年来也有荧光标记的快速赭曲霉毒素检测技术出现，研究者利用荧光共振能量转移（Fluorescent Resonance Energy Transfer，FRET）的原理，以荧光素和猝灭基团分别标记核酸适配体和产赭曲霉毒素核酸cDNA，实现对赭曲霉毒素A的快速准确检测。

5 结语

近年来，各类毒素产生原因及危害机制的基础研究已广泛展开，对减少食品中毒素具有积极影响。检测市场迫切需要实现真菌毒素准确、灵敏、多组分同时检测，快速灵敏的检测设备开发也是未来该领域的研究趋势。研究人员和检测人员应拓宽思路，实现多学科联合互动，开发出更加高效科学的检测技术，为食品安全保驾护航。此外，随着真菌毒素检测技术和相关研究的深入，一些新的毒素不断被检出，这些毒素尚未列入国家和各级风险监测和监督监管计划，也没有限量标准。目前监管部门发布的数据显示，食用农产品中出现新兴链格孢毒素和镰刀菌毒素范围和频率较高，建议监管部门和相关研究部门尽快开展课题研究，对毒素的毒理学和作用机制、检测技术、限量标准进行深入研究，建立标准体系，进一步加强监管。

参考文献

[1]暴铱，郭磊，陈佳，等.生物毒素检测技术研究进展[J].分析化学，2009，37（5）：764-771.

[2]邢广旭，邢云瑞，孙亚宁，等.玉米赤霉烯酮荧光免疫层析快速检测方法的研究[J].畜牧与兽医，2022，54（8）：105-109.

[3]谢子奇，李忠起，那震，等.磁性表面分子印迹聚合物的合成及其在玉米汁中检测玉米赤霉烯酮的应用[J].分析科学学报，2022，38（4）：462-467.

[4]路念，马骥，成军虎，等.铁掺杂聚多巴胺纳米球荧光适配体传感器对小麦中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的检测[J/OL].食品科学：1-11[2022-07-16].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20220425.1403.004.html.

[5]叶华，刘洪顺，俞玥，等.利用氧化石墨烯纳米片构建黄曲霉毒素B1荧光快速检测方法[J].食品研究与开发，2022，43（16）：127-132.