粮油真菌毒素检测技术与应用分析

  • 来源:食品安全导刊
  • 关键字:黄曲霉,粮油产品,检测技术
  • 发布时间:2024-12-31 14:28

  吴登辉

  (恩施市盛丰粮油储备有限公司,湖北恩施 445000)

  摘 要:粮油质量作为食品安全监测的重点内容,直接关系到公众健康与安全。为了有效检测真菌毒素并确保食品安全,必须深入研究粮油真菌毒素检测技术。因此,本文介绍了粮油产品中常见的真菌毒素,分析了传统和现代真菌毒素检测技术的特点,旨在为粮油真菌毒素检测技术的应用和发展提供理论参考。

  关键词:真菌毒素;黄曲霉;粮油产品;检测技术

  在粮油食品检测过程中,通常会通过真菌毒素检测来确定粮油食品中是否含有真菌毒素,以确保食品安全。然而,由于真菌毒素在粮油食品中含量极低,采用常规检测手段难以完全检测出它们的存在,因此需要研究和开发新型检测技术来提升真菌毒素检出率,确保实现精准检测。为了更好地进行粮油真菌毒素检测技术研究,本文探讨了粮油产品中常见的真菌毒素及其潜在危害,分析了传统检测技术和新型检测技术的特点,并提出了选择检测技术的方法,旨在确保检测技术的高效应用。

  1 粮油食品中常见真菌毒素及其危害

  1.1 黄曲霉毒素

  黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉产生的一类结构类似的有毒化合物。目前已在自然界中鉴定出多达14 种黄曲霉毒素,它们广泛存在于饲料、玉米和奶制品等农副产品中。这些毒素具有较强的致癌性,能够对动物和人的肝脏造成严重损害,甚至可能诱发肝癌[1]。长期摄入这些污染物可能导致慢性中毒,其潜在危害极为严重,必须予以重视。

  1.2 玉米赤霉烯酮

  玉米赤霉烯酮主要影响玉米,也会污染其他谷物,是由禾谷镰刀菌产生的毒素。该毒素具有显著的生殖和遗传毒性,会造成动物繁殖异常,对畜牧业和家畜健康构成威胁。此外,它还具有免疫毒性和肿瘤毒性,摄入后会减少脾脏淋巴细胞的数量,从而对个体的免疫系统造成重创,并可能促进癌细胞增殖,诱发恶性肿瘤。

  1.3 脱氧雪腐镰刀菌烯醇

  呕吐毒素,即脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON),广泛存在于小麦、大麦、燕麦、黑麦及玉米等谷物中,偶尔也见于白米、高粱和小黑麦。DON 及其乙酰基衍生物均属于B 型单端孢霉烯,其中以脱氧雪腐镰刀菌烯醇最为常见。这种毒素由镰刀菌科的霉菌产生,尤其是禾谷镰刀菌和黄色镰刀菌,它们可以导致植物病变,如小麦的赤霉病和玉米的穗腐病[2]。大量摄入DON 可能会引起急性中毒,其症状包括恶心、呕吐、腹泻、头疼和头晕等,主要影响消化系统和神经系统。

  1.4 伏马毒素

  伏马毒素在作物的收获和种植过程中可能造成污染,严重威胁粮油产品的安全性。摄入该毒素后,它可能对人体的肝脏和肾脏等重要器官造成损害,并可能增加患癌症的风险。此外,由于其特定的毒理作用,该毒素还可能导致脑白质软化和动脉粥样硬化等健康问题,对人体健康构成严重威胁。

  2 传统检测技术

  2.1 薄层光谱检测技术

  薄层光谱检测法是传统检测技术中最广泛使用的方法之一。该方法包括样品的提取和浓缩,随后进行薄层色谱分离。在分析过程中,采用荧光光谱仪照射样品,根据样品产生的荧光特性和斑点大小进行定量分析[3]。这项技术利用了真菌毒素在酸性条件下的稳定性特点,通过紫外线激发下的荧光分析,结合毒素的化学和物理性质,完成整个检测流程。薄层光谱检测技术在初期应用时,整体效果较为理想。然而,随着技术应用的不断深入,其局限性也逐渐显现。特别是在检测过程中,真菌毒素的高暴露对检测人员的健康构成威胁,同时样品荧光特性表现较弱,这些问题都限制了该项技术的应用范围。

  2.2 质谱联用检测技术

  质谱联用技术在化工行业中应用广泛,自20 世纪70 年代起,该技术已被应用于粮油产品中真菌霉素的检测[4]。通过分析毒素的特定化学性质,这项技术能够实现对粮油产品中真菌毒素的定量和定性分析。在检测过程中,质谱联用技术用于提取真菌毒素,通过技术手段完成毒素的提纯和分离,并对提纯后的毒素进行荧光特性分析,以完成检测。质谱联用检测技术因其高适用性和灵敏度,已成为我国目前最常用的真菌毒素检测方法之一,且在国际上也被广泛应用于真菌毒素的检测。尽管如此,这项检测技术在应用中也面临着成本较高的问题,这限制了其在基层检测中的有效普及,通常只在大型实验室中使用。此外,该技术的操作步骤也相对烦琐,因此主要在专业的食品安全检测中心和研究院中应用。

  2.3 气相色谱检测技术

  气相色谱检测技术主要适用于低沸点物质的分析,对于高沸点物质则需进行样品前处理。例如,在粮油中检测单端孢霉烯族类化合物时,需先将它们转化为低沸点的衍生物,再通过气相色谱法进行分析。然而,该技术的操作较为复杂,无法满足现代检测对于高效率的需求[5]。

  2.4 荧光光度检测技术

  粮油产品中常见的真菌毒素通常具有荧光特性。通过提纯毒素并利用荧光光度检测技术,可以识别并确定真菌毒素的种类,并完成其定量与定性分析。这项检测技术因其仪器价格相对较低,操作简便,在我国得到了广泛应用[6]。然而,该技术在使用中存在一定局限性,如一次只能对一种真菌毒素进行检测,因此需要不断进行改进和优化以提高检测效率。

  3 新型检测技术

  3.1 新型免疫检测技术

  免疫检测技术主要用于测定真菌霉素,是生物学检测领域中应用最广泛的方法之一。它基于大分子的动态活性原理,能够精准检测植物体内是否存在真菌霉素。这种技术不仅灵敏度高,而且具有良好的特异性。经过不断的优化和完善,免疫检测技术已经能够高效、快捷地完成真菌毒素的检测,整体检测效果较为理想。

  在应用新型免疫检测技术时,为确保检测结果的准确性,通常会将其与其他相应的检测方法相结合,以高质量地完成检测操作。例如,胶体金免疫层析技术通过结合免疫金标记和抗原- 抗体反应,突破了单一检测方法的局限。该技术利用化合反应处理标记试剂和待测物,并通过肉眼观察反应结果,简便地鉴定真菌毒素的含量。操作者需要使用免疫标记技术,对样品进行标记,使得标记物能够在液体中形成一种竞争抑制效应,从而判断粮油中真菌病毒的数量和种类[7]。然而,这种技术在应用过程中容易引发污染问题,可能会对检测结果造成不良干扰。此外,由于成本较高,该技术的应用受到了明显的限制。因此,需要通过不断改进技术,确保这些问题能够得到有效解决。

  3.2 新型仪器检测技术

  随着科学技术的不断进步和真菌毒素检测技术的日益成熟,各种先进的仪器设备开始在检测工作中得到应用,新型仪器检测手段也变得更加多样化。现代常用的新型仪器检测技术包括电子鼻技术、高光谱成像技术和红外线光谱技术。其中,高光谱成像技术利用纳米级真菌毒素光谱成像原理来评估样品中毒素的含量,这项技术能够在光谱覆盖的范围内处理数十至数百个光谱波段,实现目标物体的连续成像,准确获取被测物体的光谱信息和图像信息,以及样品的物理信息和化学成分信息,从而提高获取效率。然而,该技术在实际应用中仍存在一定难度,要求较高,因此使用频率相对较低[8]。红外线光谱检测技术基于红外线照射原理,通过分析真菌毒素在红外线作用下的变化程度来确定其含量,以实现无损检测。该技术在现场检测和在线分析中能发挥出较大作用,并且在质检部门中的应用效果较为理想。电子鼻技术通过模拟动物嗅觉的方式,利用气味对真菌毒素进行辨别和判断,识别率在80% 以上。然而,这项技术对气味传感器的质量要求相对较高,当真菌毒素含量较低时,可能会出现检测精准度不达标的问题。因此,需要与其他技术配合使用,以确保最终检测结果的准确性。

  3.3 生物芯片检测技术

  生物芯片检测技术基于基因信息、分析化学和表面化学原理,采用高分子材料和硅片等高科技材料,根据检测需求定制仪器。这些仪器利用基因探针对特定抗体进行检测,能够与待测样品结合,并通过系统扫描和软件检测信号收集信息,进行科学的高通量基因信息处理。在真菌毒素检测过程中,蛋白芯片技术被广泛使用,它能够同时对多种真菌毒素进行检测,在较短时间内以高灵敏度和稳定性完成检测任务。

  3.4 分子印记检测技术

  在应用分子印记检测技术时,通过制备具有特定目标分子特殊选择性的聚合物来完成相关检测操作。这项检测技术具备预定的构效性以及特异识别特性,能在分子间相互作用下形成单体模板复合物,并产生固定模板分子[9]。通过物理和化学方法提取模板分子,并在计算机模拟辅助下筛选出能有效识别黄曲霉素等毒素的功能单体。然而,在具体应用时,这项技术存在检测成本较高以及技术难度较大的问题,因此还需要不断完善。

  4 粮油真菌毒素检测技术的选择

  在选择粮油真菌毒素检测技术时,需要注意以下两个方面。①了解真菌霉素特性。粮油产品中的真菌霉素具有抗紫外线能力强以及化学稳定性高等特点,且易在碱性条件下分解。检测人员应根据真菌毒素的特点选择匹配的检测技术,并结合粮油产品特点,综合考虑检测方法和方案,以保证检测的准确性和可靠性。②考虑检测成本和效果。检测人员需要从检测成本效益和检测精确度等多个角度进行评估,避免检测成本过高或检测效果不理想,从而确保为公众提供高质量的粮油产品。

  5 结语

  为确保粮油产品安全,需要进一步加强对真菌毒素检测技术的关注和研究。应科学地使用检测技术,确保粮油食品安全能够得到有效保护。在检测过程中,需要根据各项检测技术优势和特点,科学地选择检测技术,以保障粮油检测的高效、精准性。同时,应全方位制订真菌毒素的检测方案,充分发挥检测技术的应用价值。此外,也需要不断对检测技术进行优化和完善,以保证检测成本和效率符合实际要求,从而为提升我国粮油产品品质做出更大贡献。

  参考文献

  [1] 崔迪, 徐春峰, 杜飞飞. 粮油真菌毒素检测技术与应用分析[J]. 黑龙江粮食,2023(11):39-41.

  [2] 李华英, 闫文婧, 李进春, 等. 粮油中多种真菌毒素检测技术研究进展[J]. 农产品加工,2023(12):67-70.

  [3] 徐祎博, 高珊, 马俊, 等. 粮油真菌毒素检测技术及应用分析[J]. 黑龙江粮食,2023(1):78-80.

  [4] 盛开. 粮油作物中玉米赤霉烯酮检测方法研究及建议[J]. 粮油与饲料科技,2022(1):33-35.

  [5] 胡高爽, 吴天琪, 苏丹, 等. 基于新型标记材料的免疫分析技术在真菌毒素检测中应用的研究进展[J]. 食品工业科技,2021,42(12):398-404.

  [6] 黄铭仕. 关于粮油中真菌毒素检测技术分析及其应用探讨[J]. 现代食品,2020,5(18):162-164.

  [7] 赵颖, 王楠, 陆安祥, 等. 核酸适配体侧流层析分析技术在真菌毒素检测中的应用[J]. 生物技术通报,2020,36(8):217-227.

  [8] 谭洪波. 粮油中真菌毒素检测技术及其应用解析[J]. 现代食品,2019,4(21):166-168.

  [9] 赵晶晶, 张振华, 刘青. 粮油中真菌毒素检测技术及其应用解析[J]. 现代食品,2019,4(12):98-100.

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