粮油食品中黄曲霉毒素检测技术研究

樊菲菲 龚昭旭 段程芬 覃茂峰

黄曲霉毒素是一种剧毒和强致癌物质，极易出现在湿热的粮食和饲料中，是霉菌毒素中毒性最大、对人类健康危害极大的一类毒素。花生、无花果、大米、小麦、芝麻、香料、小米等作物在储存期间最容易受到真菌感染，若以被污染的原料生产食品，那么这些食品中也含有黄曲霉毒素，即便含量较低，也会对人类和牲畜产生危害。因此，对粮油食品与饲料中的黄曲霉毒素进行鉴定，确定其含量，是确保食品安全的关键。本文将粮油食品作为研究对象，探究了黄曲霉毒素检测技术的应用。

一、黄曲霉毒素概述

霉菌毒素是由丝状真菌合成的低分子量有毒化合物，能够污染食品的霉菌毒素产生于曲霉菌、青霉菌和镰刀菌等腐生真菌，属于子囊菌门。大多数霉菌毒素在食品的加工过程中，经历过烘烤、煮沸、油炸和巴氏杀菌以后仍然会有所残留，传统技术无法将它们从食物中彻底去除。霉菌毒素是食品安全中难以回避的问题，已成为行业高度关注的热点食品安全问题。在所有霉菌毒素中，黄曲霉毒素B1（AFB 1）、赭曲霉毒素A、伏马菌素B1（FB1）、单端孢霉烯、玉米赤霉烯酮（ZEA） 和桔霉素（CTN）等菌素的污染范围较为广泛，对这类霉菌毒素进行有效的检测，对于提升包括粮油在内的食品质量和安全具有重要意义。

二、粮油食品中黄曲霉毒素的主要检测方法

检测粮油食品中黄曲霉毒素的技术有很多，但最常用的方法是酶联免疫吸附测定（ELISA），其次是色谱方法，包括高效液相色谱法（HPLC）、液相色谱－质谱法（LCMS）和薄层色谱法（TLC）。2017年，有机构开发了一种用于检测A.flavus和A.parasiicus的高度特异性纳米抗体－多克隆抗体夹心ELISA，其最低检测限为1μg/mL。不过，上述技术均存在一些局限性，比如耗时、检测程序繁琐、需要高技术技能。在检测样本量较大的时候，我们会使用那些能够提供即时结果的方法，如聚合酶链反应（PCR）、荧光/近红外光谱（FS/NIRS）和高光谱成像（HSI），某些使用量子点（QD）、碳（CBN）、Au/Ag的基于纳米粒子的技术也会用于检测粮油产品中的不同黄曲霉毒素。此外，生物传感器可以代替色谱或分光光度法，用于粮油食品中黄曲霉毒素的检测。生物传感器具备成本低、准确度高、操作系统简单等优势，能够结合电化学酶联寡核苷酸阵列现场鉴定黄曲霉毒素，大大提高检测效率。

三、粮油食品中

黄曲霉毒素检测技术的实践应用

1.色谱法。色谱法又称色谱分析法或层析法，是一种分离和分析的方法，在有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。

（1）高效液相色谱法。从整体检测效果上看，高效液相色谱法的应用频率较高、精确度高、操作更加简单，总体表现趋好。高效液相色谱法在检测粮油食品中的黄曲霉毒素时，通常会从以下三个环节入手：首先，检测人员用甲醇等溶液提取所要检测的粮油食品样本。其次，用滤膜进行过滤处理，利用荧光检测器加以检测。最后，采用综合外标法分析获取的峰高和峰面积，最终成功确定样本中的黄曲霉毒素含量。

用高效液相色谱法对粮油食品中的黄曲霉毒素进行检测时，为了保证样品纯度达到较高水准，需要将高效色谱法和其他技术联合使用，以便得到更加精确的数据。此外，为了提高检测的准确度、灵敏度和科学性，通常也会联合使用三氟乙酸柱前衍生化技术。

（2）薄层色谱法。除了高效液相色谱法外，薄层色谱法同样也被广泛应用于黄曲霉毒素的检测中。黄曲霉毒素在特定波长下能够呈现出蓝绿荧光以及蓝紫色，因此可以根据颜色特点以及规律检测出黄曲霉毒素的浓度与含量。但是这项检测技术对样品的提取液纯度要求极高，如果提取液中存在不确定物质，就会影响检测结果的准确性。所以，检测人员在使用这项技术时，要加强对提取液纯度的管控，确保检测结果的可靠性与准确性。

2.免疫分析法。利用免疫分析法检测黄曲霉毒素时，多是对黄曲霉毒素中的抗原抗体进行观察，主要观察各种化学反应和实际含量。在各种黄曲霉毒素检测技术中，免疫分析法的优势在于检测成本低、操作简单、灵敏度高，还可以更加科学合理地分析出黄曲霉毒素的结构信息，提高检测辨识度。

（1）竞争法。竞争法是让粮油食品中的黄曲毒霉素与克隆体之间进行相互竞争，并显示出微孔，结合吸收光值的数量，将黄曲毒霉素的变化情况测量出来。通常情况下，吸收光值越高，黄曲霉毒素的含量越低；吸收光值越低，黄曲霉毒素的含量越高，二者呈相反关系。竞争法无论是检测速度还是检测步骤都十分高效，因此应用最为广泛。

（2）酶联免疫吸附法。酶联免疫吸附法是一种快速、简便、可靠、有效的方法，是把抗原-抗体的免疫反应与酶的催化反应相互结合发展起来的一种综合性技术，它的灵敏度高、特异性强，特别是当寄主体内病毒浓度很低或同时存在病毒钝化物或抑制剂时，它的优势尤为明显，是近年来病毒检测方法中发展最快、应用最广的一种方法。该方法的原理是利用以酶标记的特异抗体来指示抗原-抗体的结合，从而检出样品中的抗原，简言之，就是让抗体与酶复合物结合，然后通过显色来检测。检测人员可以根据粮油食品中黄曲霉毒素的酶化学反应，观察具体的颜色变化，按照标准检测仪的结果判定黄曲霉毒素的含量。酶联免疫吸附法包括竞争法、间接法和夹心法等，这些方法都可以测定黄曲霉毒素含量，保证检测分析结果的准确度。

（3）荧光免疫法。荧光免疫法是将荧光物质做成荧光标记物，并将其作为探针检测目标物，具有灵敏度理想、特异性优良的优势。荧光免疫法通常和免疫层析法结合使用，具体包含共振能量转移和标记法两种方法，常见荧光标记物有荧光微球和量子点两种。标记法采用荧光标记物充当酶，最终产生荧光信号；共振能量转移法则是供体荧光基团发射的光谱与受体内部的吸收光谱重叠，在供体基团内部激发波长时，观察受体基团所产生的荧光，通过测量标记供体与受体荧光图完成检测。

3.生物傳感器法。生物传感器是利用生物敏感材料和理化换能器、信号放大装置等进行分析，主要工作原理是目标物与识别元件相互配合后，通过信号转换器将检测信号转变为电信号，通过仪表放大和输出操作，最终实现目标检测的任务。

（1）电化学法。该方法是利用电化学原理针对化学反应以及电流反应维系的一种联系，使生物活性材料附着在电极表面，这些材料可以捕获黄曲霉毒素，使电极表面活性分析物能够产生化学反应，然后测量电化学信号。对电极、工作电极和参与电极是使用相对较多的三电极系统。为了提升检测的效率，可以在工作电极上涂抹功能性材料，该材料能提升工作电极的传导功效，加强抗体负载量，有效提升检测灵敏度。这种方法的优势是灵敏度高、检测高效、设备操作简单、成本低廉，目前使用最为广泛的为伏安法、电流法和阻抗法。为了获取高性能的生物传感器，可以使用现代化纳米材料作为电极基底，某些纳米复合材料有较高的电导率，能够和受体强结合。电化学法虽然成本低、易携带，能大大降低检测成本，但是这种方法对环境的适应能力不足，食品基质对背景信号存在不良影响，因此需要依据不同环境对该方法进行改进。

（2）表面等离子共振生物传感器法。这种方法的主要原理是在入射光依据入射角度照射金属表面的时候，部分光可以与金属涂层以及表面层内部电子产生耦合，电子移动以后，会产生表面等离子体共振现象。目前主要使用适配体和抗体表面等离子共振传感器检测，适配体的造价相对较低，获取方便。黄曲霉毒素B1与表面等离子体共振法结合的时候，会增强表面等离子体共振的信号，传感器芯片可以分离黄曲霉毒素B1。这种方法具备一定的稳定性与灵敏度，有助于再生。

4.联用法。这项检测方法是将免疫分离技术与单克隆柱分离技术作为基础，采用免疫抑制法与荧光法，在原有样本溶液中获取黄曲霉毒素。检测人员只要选择恰当的荧光法，并在甲醇的作用下，便可以确定粮油食品中黄曲霉毒素的含量。但是联用法的费用比较昂贵，很难获得全面的推广和使用。

四、粮油食品中黄曲霉毒素的防治方法

防治粮油食品中的黄曲霉毒素主要可以采用物理法、生物法两种。

物理防治法主要有两种：一是使用霉菌毒素吸附剂。霉菌毒素吸附剂主要有沸石粘土、硅铝酸盐类和甘露聚糖等，应用最广泛的是硅铝酸盐类吸附剂。二是辐射法。研究证明，紫外线和γ-射线可有效破坏黄曲霉毒素的化学结构，对霉菌和霉菌毒素产生较大的杀伤力。

生物防治法主要是利用芽孢杆菌、乳杆菌、假单胞菌等微生物去除黄曲霉毒素。研究证明，橙色黄杆菌B-I84可以去除液体培养基中的黄曲霉毒素。此外， 许多微生物及其代谢产物对黄曲霉毒素也具有降解能力或吸附作用。

综上，黄曲霉毒素在花生、玉米等食物中比较常见，毒性很大，不易去除。为了确保粮油食品的安全，防止含有黄曲霉毒素的粮油食品流入市场，对粮油食品中的黄曲霉毒素进行有效检测尤为重要。检测人员需要充分结合实际条件、检测需求对检测技术进行合理应用，确保检测结果的正确性、可靠性，保证粮油食品的安全。

作者簡介：樊菲菲（1983-），女，壮族，广西忻城人，工程师，大学本科，研究方向为粮油检验。