紫外及电子束辐照对远志中黄曲霉毒素及有效成分的影响

摘要 ［目的］探究电子束及紫外辐照对远志中黄曲霉毒素的降解率及有效成分的影响。［方法］利用高效液相色谱法研究不同辐照剂量的电子束、不同含水量、不同时间的紫外辐照对远志中黄曲霉毒素的降解率及有效成分的影响。［结果］电子束辐照剂量越大，远志中黄曲霉毒素的降解率越高。经10 kGy电子束辐照处理，远志中黄曲霉毒素AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率分别为19.27%、19.64%、15.62%、15.14%；6 kGy辐照处理含水量28%的远志中AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率均最高；紫外辐照时间越长，远志中黄曲霉毒素的降解率越高。黄曲霉毒素的降解率随着辐照距离的增加而减小。经不同辐照处理后远志中细叶远志皂苷、远志口三酮、3，6′-二芥子酰基蔗糖含量变化不显著。［结论］采用电子束辐照结合调整远志含水量及紫外辐照处理均能对远志中黄曲霉毒素进行有效降解，且对有效成分影响不大。

关键词 远志；黄曲霉毒素；紫外；电子束；辐照；高效液相色谱法；有效成分

中图分类号 S124.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）13-0144-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.036

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Ultraviolet and Electron Beam Irradiation on Aflatoxins and Active Components in Polygala

ZHAO Zhi-lei1，2，3，4，CHEN Meng1，CUI Yan1 et al

（1.College of Quality and Technology Supervision， Hebei University， Baoding，Hebei 071002;2.National and Local Joint Engineering Research Center for Metrology Instruments and Systems， Baoding，Hebei 071002;3.Key Laboratory of Energy Metering and Safety Testing Technology of Hebei Province， Baoding，Hebei 071002;4. Institute of Geographical Indications， Hebei University， Baoding，Hebei 071002）

Abstract ［Objective］To investigate the effect of electron beam and ultraviolet irradiation on the degradation rate and active components of aflatoxin in Polygala tenuifolia.［Method］ High performance liquid chromatography was used to study the effects of different irradiation doses of electron beams， different water contents and different durations of ultraviolet radiation on the degradation rate and active components of aflatoxin in Polygala.［Result］The higher the electron beam irradiation dose， the higher the degradation rate of aflatoxin in Polygala.After 10 kGy electron beam irradiation， the degradation rates of aflatoxins AFB1， AFB2， AFG1， and AFG2 in Polygala tenuifolia were 19.27%， 19.64%， 15.62%， and 15.14%， respectively. The degradation rates of AFB1， AFB2， AFG1 and AFG2 were the highest in polygala with 28% water content treated with 6 kGy irradiation. The longer the UV irradiation time， the higher the degradation rate of aflatoxin in polygala. The degradation rate of aflatoxins decreased with the increase of irradiation distance. There was no significant change in the contents of tenuifolin， polygaltrione and 3，6′-sinaloyl sucrose after different irradiation treatments.［Conclusion］Electron beam irradiation combined with water content treated and ultraviolet irradiation can effectively degrade aflatoxins in polygala， and has little effect on active components.

Key words Polygala;Aflatoxins;Ultraviolet;Electron beam;Irradiation;HPLC;Active components

基金项目 河北省重点研发计划项目（21344801D）。

作者简介 赵志磊（1977—），男，河北辛集人，教授，博士，从事食品质量检测技术研究。

*通信作者，教授，博士，硕士生导师，从事食品质量检测技术研究。

收稿日期 2023-09-18

远志又名细叶远志，是远志科植物远志或卵叶远志的干燥根［1］，主要分布于西南和华南地区［2］，具有宁心安神、化痰消肿、益智的功效［3］，主要用于治疗心肾不交所致的失眠多梦、健忘惊悸等症状［4］。现代药理研究表明，远志具有抗抑郁、抗痴呆、脑保护活性、抗肿瘤等作用［5］，远志中的主要功能成分为三萜皂苷类、糖和糖酯苷类、黄酮类、生物碱类等［6］。黄曲霉毒素是由黄曲霉、寄生曲霉等真菌产生的次生代谢产物［7］，属于Ⅰ类致癌物，对人体危害极大，是当今自然界毒性最强的天然物质，通常存在于玉米、大米、花生、干果等主粮作物中［8］。目前常见的黄曲霉毒素主要有AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1和AFM2等［9］。药典中规定，远志中黄曲霉毒素B1的含量不得超过5 μg/kg，总量不得超过10 μg/kg［10］，而远志药材中黄曲霉毒素超标率达到7.1%。黄曲霉毒素污染已经成为制约远志药品安全和产业可持续发展的瓶颈问题。

当前，用于去除或减少黄曲霉毒素的技术可以概括为物理、化学和生物3类方法［11］。辐照技术是一种保存和提高食品安全性的技术，目前采用的辐射法主要有紫外辐射法、60Co、137Cs产生的γ射线法、电子束法［12］。电子束辐照技术具有耗能少、加工时间短、适合大规模普及的优点，《中药辐照灭菌技术指导原则》已将高能电子束作为降低药品微生物含量的灭菌方式之一［13］。Khalil等［14］研究发现辐照可以有效降低玉米中的黄曲霉毒素含量。王守经等［15］研究发现电子束和γ射线均可以对溶液和小麦中的黄曲霉毒素进行降解，电子束降解效果优于γ射线。我国的食品安全国家标准《食品辐照加工卫生规范》规定，中药材的辐照剂量不允许超过10 kGy［16］。紫外线照射因其光敏性而被认为是破坏黄曲霉毒素的有效物理方法，作为一种非热食品净化技术，具有实用、成本低、环保的优点［8］，在农药和兽药残留、藻毒素消减等领域均有应用，对于面粉、花生、玉米中的AFB1均有明显的降解效果。目前关于紫外及电子束辐照降解中药材远志中黄曲霉毒素的研究鲜见报道。

该研究以远志为研究对象，利用高效液相色谱法研究了不同辐照剂量的电子束、不同含水量、不同时间的紫外辐照对远志中黄曲霉毒素的降解率及有效成分的影响，旨在应用辐照技术降解远志中的黄曲霉毒素，为保障远志的质量安全提供技术支持和参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试材与试剂。

远志，安国药材市场；黄曲霉毒素标准品，上海安谱璀世标准技术服务有限公司；细叶远志皂苷（纯度≥98.8%）、3，6′-二芥子酰基蔗糖（纯度≥99.4%）、远志口三酮（纯度≥99.8%），上海诗丹德标准技术服务有限公司；甲醇、乙腈、磷酸、石油醚，色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；吐温-20（Tween-20），北京Solarbio公司；磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、氯化钾、氯化钠，分析纯，天津市北联精细化学品开发有限公司；Molantom18100d摩尔原子型纯水机，上海摩勒科学仪器有限公司。

1.1.2 仪器与设备。

1260 Infinity Ⅱ高效液相色谱仪，美国Agilent 公司；Athena C18液相色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），上海安谱实验科技股份有限公司；PX222DZH电子天平，美国奥豪斯仪器有限公司；超声振荡器，深圳市超艺达科技有限公司；离心机，德国Ohaus公司；移液枪，上海宝子德科学仪器有限公司；涡旋振荡器、免疫亲和柱，涿州凯斯科生物技术有限公司；水浴锅，上海叶招科技有限公司；旋转蒸发仪，上海叶招科技有限公司。

1.1.3 辐照装置。

使用河北速能辐照加工有限公司的电子束作为辐照源对远志进行辐照处理。

实验室自购紫外消毒灯作为辐照源，在室温条件下进行处理。

1.2 试验方法

1.2.1 材料处理。用70%甲醇水配制200 ng/mL AFB1、200 ng/mL AFG1、100 ng/mL AFB2、100 ng/mL AFG2混合溶液，取5.00 g药材浸泡10 s，在通风橱中挥发甲醇水溶剂至干，然后进行辐照处理。

1.2.2 辐照方法。该试验设定电子束不同辐照剂量为2、4、6、8、10 kGy，辐照0 kGy的处理为对照；不同含水量为20%、24%、28%，辐照剂量为6 kGy，以未添加水分的远志（含水量12%）为对照；

设定紫外辐照时间分别为10、20、30、40、50 min，辐射0 min的处理为对照；紫外辐照距离为2、12、22、32 cm，辐照时间为30 min；分析对比辐照前后远志中黄曲霉毒素以及有效成分的含量变化。

1.2.3 标准溶液制备。吸取50 μL黄曲霉毒素母液（1.0 μg/mL AFB1、1.0 μg/mL AFG1、0.5 μg/mL AFB2、0.5 μg/mL AFG2）置于2 mL 容量瓶中，用甲醇定容至2 mL，混匀稀释后，制成对照品储备液（50 ng/mL）。分别吸取对照品储备液 100、200、400 μL至2 mL 容量瓶中，添加甲醇定容至1 mL，配制 5、10、20、50 ng/mL AFB1、AFG1以及2.5、5.0、10.0、25.0 ng/mL AFB2、AFG2标准混合溶液，4 ℃低温避光保存。

分别准确称取1.00 mg细叶远志皂苷、3，6′-二芥子酰基蔗糖、远志口三酮标准品，用甲醇配制成1 mg/mL标准储备液，稀释配制成25、50、75、100、150、200、500 μg/mL标准溶液，4 ℃低温避光保存。

1.2.4 远志中黄曲霉毒素及有效成分的提取。

1.2.4.1

远志中4种黄曲霉毒素的提取。称取远志粉末5.00 g，置于100 mL容量瓶中，加入1.00 g氯化钠，并加入体积分数84%乙腈-水溶液定容至100 mL，涡旋振荡3 min，超声振荡30 min，冷却至室温，使用84%乙腈-水溶液再次定容到l00 mL，摇匀静置。待溶液均匀后，提取30 mL至50 mL离心管中，离心5 min（4 000 r/min）。取20 mL上清液至50 mL离心管中，再加入20 mL体积分数1% Tween-20-水溶液混匀，过滤。取上清液25 mL，过免疫亲和柱，依次用10 mL 0.01 mol/L磷酸盐缓冲液、10 mL超纯水洗脱免疫亲和柱各1次，至空气进入亲和柱中，弃去全部流出液，抽干小柱准确加入l mL甲醇洗脱，收集全部洗脱液于干净的试管中，过0.22 μm微孔滤膜。

1.2.4.2 远志中细叶远志皂苷的提取。取本品粉末（过3号筛）约1 g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入70%甲醇50 mL，称定重量，超声处理（功率400 W，频率40 kHz）1 h，放冷，再称定重量，用70%甲醇补足减失的重量，摇匀，滤过，精密量取续滤液25 mL，置圆底烧瓶中，蒸干，残渣加10%氢氧化钠溶液50 mL，加热回流2 h，放冷，用盐酸调节pH为4～5，用水饱和的正丁醇振摇提取3次，每次50 mL，合并正丁醇液，回收溶剂至干，残渣加甲醇适量使溶解，转移至25 mL容量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，滤过，取续滤液上机分析。

1.2.4.3

远志中3，6′-二芥子酰基蔗糖、远志口三酮的提取。取本品粉末（过3号筛）约1 g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入70%甲醇25 mL，称定重量，加热回流1.5 h，放冷，再称定重量，用70%甲醇补足减失的重量，摇匀，滤过，取续滤液上机分析。

1.2.5 检测条件。

1.2.5.1

黄曲霉毒素检测条件。Agilent 1260液相系统；Athena C18液相色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流速1 mL/min；流动相为甲醇-乙腈-水溶液（V甲醇∶V乙腈∶V水=22∶22∶56）；进样体积为20 μL；柱温40 ℃；荧光检测器：激发波长360 nm，发射波长440 nm。

1.2.5.2

有效成分检测条件。Agilent 1260液相系统；色谱柱为Athena C18液相色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流速1 mL/min；进样体积20 μL；柱温30 ℃；紫外检测器；流动相与检测波长如表1所示。

1.3 数据分析

试验用Microsoft Excel 2016软件进行初步处理和分析，用SPSS 24.0软件对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 标准曲线及线性范围

吸取配制好的AFB1、AFG1、AFB2、AFG2系列标准混合溶液进样分析，获得黄曲霉毒素标准曲线的线性方程和线性范围如表2所示。

吸取25～500 μg/mL细叶远志皂苷、3，6′-二芥子酰基蔗糖、远志口三酮标准溶液进样分析并绘制标准曲线，标准曲线的线性方程和线性范围如表3所示。

2.2 精密度试验

吸取2、5、10、20、50 ng/mL 5种浓度的黄曲霉毒素溶液和25、50、100、250、500 μg/mL 5种浓度的细叶远志皂苷标准溶液，1 d内连续进样3次，计算3次峰面积平均值，测定日内精密度。

测试不同浓度AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、细叶远志皂苷溶液后，仪器1 d内连续进样的RSD分别为1%～4%、1%～5%、1%～5%、1%～5%、0.5%～3.0%，仪器进样相对误差均在5%以内，说明测定方法具有良好的重复性和稳定性。

2.3 添加回收率

吸取10、20、30 ng/mL AFB1、AFG1，5、10、15 ng/mL AFB2、AFG2标准混合溶液，采用HPLC分析检测。添加回收试验结果显示，不同浓度AFB1、AFB2、AFG1、AFG2回收率均在80%～120%，说明黄曲霉毒素回收率良好。

2.4 不同辐照剂量的电子束处理对远志中黄曲霉毒素降解率的影响

由图1可知，远志中不同类型的黄曲霉毒素的降解率总体上随辐照剂量的增加而增大，经10 kGy 电子束辐照处理，远志中AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率分别为19.27%、19.64%、15.62%、15.14%，比8 kGy电子束辐照处理的黄曲霉毒素的降解率分别高4.81百分点、5.90百分点、0.75百分点、0.76百分点。其中，10 kGy辐照处理的AFB1、AFB2降解率为8 kGy 处理的1.3和1.4倍，是4 kGy辐照处理降解率的4.6和2.6倍。其中2 kGy处理的AFB2降解率明显高于其他3种黄曲霉毒素的降解率，但与4和 6 kGy处理的AFB2间差异不显著（P>0.05）。6、8和 10 kGy处理的AFG1、AFG2的降解率差异不显著（P>0.05）。

2.5 电子束辐照处理下不同含水量对远志中黄曲霉毒素降解率的影响

由图2可知，远志中4种黄曲霉毒素的降解率随含水量的增加而增大，经6 kGy辐照处理，含水量28%的远志所含AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率最高，分别为29.75%、33.40%、26.38%、37.54%，比含水量24%的远志所含黄曲霉毒素的降解率分别提高8.39百分点、14.96百分点、9.25百分点、14.49百分点；2种含水量下4种黄曲霉毒素降解率差异达到显著水平（P<0.05）。其中含水量28%的远志中AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率分别是含水量12%远志的降解率的3.08、4.27、1.87和2.76倍。因此，提高水分含量对电子束辐照远志中的黄曲霉毒素有促进作用。

2.6 不同紫外辐照时间对远志中黄曲霉毒素降解率的影响

由图3可知，远志中黄曲霉毒素的降解率随辐照时间的增加而增大。经辐照50 min处理，AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率分别为42.22%、43.81%、61.73%、60.96%，比辐照40 min处理的黄曲霉毒素降解率分别提高4.07百分点、3.45百分点、13.36百分点、9.38百分点，AFB1、AFG1、AFG2的降解率显著高于40 min的处理（P<0.05）。其中，经40 min处理的AFG1、AFG2降解率比30 min处理的降解率分别高1.01、1.23倍。经辐照40和50 min处理的远志中AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率与30 min的降解率差异均达到显著水平（P<0.05）。

2.7 不同紫外辐照距离对远志中黄曲霉毒素降解率的影响

由图4可知，远志中黄曲霉毒素的降解率随辐照距离的增大而减小，2、12、22 cm的处理之间降解率差异达到显著性水平（P<0.05）。辐照距离为2 cm的远志中AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率最高，分别为30.48%、25.10%、24.01%、13.05%，比辐照距离12 cm时AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率分别高5.98百分点、10.54百分点、8.98百分点、11.24百分点。

2.8 不同辐照剂量的电子束对远志中有效成分的影响

由图5可知，远志经不同辐照剂量的电子束辐照处理后细叶远志皂苷、远志口三酮、3，6′-二芥子酰基蔗糖含量变化不大，细叶远志皂苷含量为0.50～0.51 mg/g，远志口三酮含量为1.57～2.17 mg/g；3，6′-二芥子酰基蔗糖含量为12.53～12.80 mg/g。3种有效成分含量经不同剂量的电子束辐照处理均无显著差异（P>0.05）。因此，10 kGy以内的电子束辐照处理对远志中有效成分含量无显著影响。

2.9 不同含水量对电子束辐照远志中有效成分的影响

由图6可知，不同含水量处理的远志经6 kGy电子束辐照处理，细叶远志皂苷、远志口三酮、3，6′-二芥子酰基蔗糖含量总体上均低于对照组（含水量12%），其中，含水量28%的远志样品经6 kGy 电子束辐照处理与对照相比，细叶远志皂苷含量下降了5.88%，远志口三酮含量下降了8.53%，3，6′-二芥子酰基蔗糖含量下降了1.89%。但同一有效成分不同含水量间差异不显著（P>0.05），因此，不同含水量对电子束辐照远志中有效成分含量没有显著影响。

2.10 不同紫外辐照时间对远志中有效成分的影响

由图7可知，远志经不同时间紫外辐照处理后细叶远志皂苷、远志口三酮、3，6′-二芥子酰基蔗糖含量变化不大，经50 min 紫外辐照处理样品与未辐照样品比较，细叶远志皂苷含量上升了0.1%，远志口三酮含量上升了3.8%，3，6′-二芥子酰基蔗糖含量下降了0.7%。与对照组相比，经50 min 紫外辐照处理样品的3种有效成分含量虽然出现了一定变化，但均没有显著差异（P>0.05），因此紫外辐照时间对远志中有效成分含量没有显著影响。

2.11 不同紫外辐照距离对远志中有效成分的影响

由图8可知，经不同距离的紫外辐照后，远志中细叶远志皂苷、远志口三酮、3，6′-二芥子酰基蔗糖含量变化不大，细叶远志皂苷含量为0.48～0.50 mg/g，远志口三酮含量为2.12～2.23 mg/g，3，6′-二芥子酰基蔗糖含量为12.39～12.59 mg/g。3种有效成分经不同距离的紫外辐照处理后，有效成分含量均出现上升趋势，这可能与辐照使水分蒸发所致。不同处理间有效成分含量差异不显著（P>0.05）。因此，不同距离的紫外辐照不会对远志的有效成分含量造成显著影响。

3 结论与讨论

辐照灭菌法被称为“冷灭菌”，不会引起被辐照物明显的温度升高，对挥发性、热敏性中药的杀菌具有一定的优越性。该试验采用2、4、6、8、10 kGy的电子束辐照处理远志中黄曲霉毒素，结果表明，电子束辐照剂量越大，远志中黄曲霉毒素的降解率越高。增加远志的水分含量对黄曲霉毒素的降解起到促进作用，其中含水量28%的远志中AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的降解率显著高于含水量12%的远志的降解率。

紫外辐照可用于降解有机污染物。该试验表明，经紫外辐照处理，远志中黄曲霉毒素有着明显的降解，降解率随着时间的增加而增大。随着紫外辐照距离的增加，黄曲霉毒素的降解率减小。经40和50 min紫外辐射处理的远志中G族黄曲霉毒素的降解效果优于B族黄曲霉毒素，这可能与不同类型的黄曲霉毒素分子结构性有关。

经不同剂量的电子束辐照处理后，远志中细叶远志皂苷、远志口三酮、3，6′-二芥子酰基蔗糖含量变化不显著。随着紫外辐照时间和辐照距离的增加，3种有效成分含量与对照组相比均没有显著差异。因此，采用电子束辐照结合调整远志含水量以及紫外辐照结合适当的辐照距离的处理方式可以对远志中的黄曲霉毒素进行有效降解，同时不会影响其有效成分含量。该研究为应用紫外及电子束辐照技术降解远志中的黄曲霉毒素提供了技术支持和参考。

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