真菌毒素检验检测结果有效性控制策略探讨
作者: 刘胜菊摘 要:粮食安全关系着国家安全和社会稳定。真菌毒素因其天然的特性和严重的危害性,极易造成粮油污染,甚至引发重大粮食质量安全事故,危害国家安全。因此,对粮油中真菌毒素进行准确的定量检验检测极为重要。本文分析目前我国粮油真菌毒素检验检测的标准技术和影响真菌毒素检验检测结果有效性的因素,并从场所环境、作业指导细则、设备设施、供应品、日常检验检测质量控制活动和人员专业能力等6个方面探讨确保真菌毒素检验检测结果有效性的控制策略。
关键词:粮油质量安全;真菌毒素;检验检测结果有效性;控制策略
Discussion on Control Strategies for the Validity of Mycotoxin Test Results
LIU Shengju
(Shenyang Development and Reform Promotion Center, Shenyang 110003, China)
Abstract: Food security is related to national security and social stability. Because of its natural characteristics and serious harm, mycotoxins are easy to cause grain and oil pollution, and even cause major food quality and safety accidents, endangering national security. Therefore, it is very important to carry out accurate quantitative detection of mycotoxins in grain and oil. This paper analyzed the current standard technology of grain and oil mycotoxin inspection and testing in China and the factors affecting the effectiveness of mycotoxin inspection and testing results, and discussed the control strategy to ensure the effectiveness of mycotoxin inspection and testing results from six aspects, including site environment, operation guidelines, equipment and facilities, supplies, daily inspection and testing quality control activities and personnel professional ability.
Keywords: grain and oil quality and safety; mycotoxin; the validity of testing results; control strategies
2024年6月1日实施的《中华人民共和国粮食安全保障法》明确规定,县级以上人民政府应当依法加强粮食生产、储备、流通、加工过程中的粮食质量安全监管工作、建立粮食质量安全追溯体系和完善粮食质量安全风险监测和检验制度。这说明党和国家不仅高度重视粮食质量安全,而且对粮食质量安全风险监测和检验提出了更高的要求。
真菌广泛存在于自然界中,在粮食油料作物的生长发育过程中和粮食油料收获、储藏、流通、加工过程中都容易感染真菌,从而导致粮油的真菌毒素污染[1]。真菌毒素作为真菌代谢产生的毒性次级代谢产物,如黄曲霉毒素(Aflatoxin,AFT)、赭曲霉毒素(Ochratoxin,OT)、伏马毒素(Fumonisin,FB)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)和T-2毒素等易对人和动物产生致癌、致畸、致突变的严重危害[1-2]。《饲料卫生标准》(GB 13078—2017)和《食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量》(GB 2761—2017)分别对饲用粮油和食用粮油中真菌毒素作出限量要求[3-4]。粮油中真菌毒素的准确定量是保障粮油质量安全的关键。因此,探讨确保真菌毒素检验检测结果有效性的控制策略对于保障粮食安全至关重要。
1 粮油真菌毒素检验检测标准技术
随着科技水平的提升,粮油真菌毒素检验检测标准也在不断更新发展。目前,粮油真菌毒素检验检测标准中所采用的技术主要有薄层色谱法、免疫亲和柱净化-荧光光度法、免疫亲和柱净化-高效液相色谱法、液相色谱串联质谱法、酶联免疫吸附筛查法、胶体金快速定量法、生物芯片试剂盒法、时间分辨荧光免疫层析定量法以及超导量点免疫荧光法等[5-19]。
薄层色谱法是一种传统的真菌毒素检验检测技术,该技术成本较低,但操作过程烦琐,重现性差,对真菌毒素进行定性尚可,但难以实现对粮油真菌毒素可重复的准确定量[20]。目前,仅有《食品安全国家标准 食品中黄曲霉毒素B族和G族的测定》(GB 5009.22—2016)、《食品安全国家标准 食品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其乙酰化衍生物的测定》
(GB 5009.111—2016)和《食品安全国家标准 食品中赭曲霉毒素A的测定》(GB 5009.96—2016)中保留了薄层色谱法,在实际粮油样品定量检验检测中很少采用此方法[5-7]。免疫亲和柱净化-荧光光度法,兼具免疫亲和层析的高特异性和荧光光度法的高灵敏度优点,但该技术目前仍维持单毒素检测模式,难以满足复杂基质中多毒素同步检测需求[21]。免疫亲和柱净化-高效液相色谱法具有特异性强、灵敏度高、适用性强和定量准确的优点,是当前国内大部分质检机构常用的粮油真菌毒素检验检测技术[22]。液相色谱-串联质谱法同时具备液相色谱和质谱的优点,灵敏度高、定量和定性准确性好,可同时用于多种毒素的检验检测,多应用在专业的食品安全检验检测中心和科研院所中[23]。免疫亲和柱净化-高效液相色谱法和液相色谱-串联质谱法虽然定量准确性好,但其设备成本高、不易移动、检测过程耗时长,对操作人员的专业技术水平要求高[24]。在面临大量样本或现场检验时,酶联免疫吸附筛查法、胶体金快速定量法、生物芯片试剂盒法、时间分辨荧光免疫层析定量法、超导量点免疫荧光法等检测方法均表现出其独特的优越性,但容易存在假阳性或假阴性结果[25]。
2 影响粮油真菌毒素检验检测结果有效性的因素
2.1 污染或干扰
粮油中真菌毒素的含量在μg·kg-1至mg·kg-1范围内,污染和干扰均会导致结果偏离或错误,影响结果的有效性。从扦样开始的检验检测活动全过程都有产生污染和干扰的风险。此外,干扰和污染的来源还包括试验过程中采用的设备、器皿、药品、耗材、溶剂、水和开展试验的场所环境等。
2.2 检验员专业水平
粮油中真菌毒素的分析属于痕量分析,对检验员专业知识和操作技能水平要求相较普通常量或微量分析的要求更高。检验员除应熟练掌握一般化学分析和仪器分析的知识和技能外,还应具备足够的应对突发问题的经验。在使用免疫亲和柱净化以及高效液相色谱法或液相色谱串联质谱法进行粮油真菌毒素检验时,检验员应对峰分叉、展宽、干扰和峰强度减弱等诸多问题具有一定的处理能力。胶体金快速定量法、酶联免疫吸附法、时间分辨荧光免疫层析法等快速筛查法中涉及的产品性能评价实验对检验人员的实际操作经验要求极高。当遇到问题时,检验员不恰当的处理均会导致检测结果的偏离甚至错误。此外,检验员还应具备数据处理和分析能力,不合理的数据分析同样会导致结果错误。
3 真菌毒素检验检测结果有效性控制措施
3.1 场所环境的控制
粮油真菌毒素检验检测活动可能在固定的、临时的场所进行。无论在何种场所进行检验检测活动,都应对场所环境实施严格的控制。有关人员应对固定场所进行明确的分区,除了与其他污染物和残留分析场所进行分区外,样品储存、制备、称量、前处理、分离纯化、浓缩和上机测试等过程都应在其特定的区域内操作,以避免产生干扰和交叉污染。在临时场所进行现场检验检测时要保证场所洁净、无污染。环境变化如光照、粉尘、温度和湿度等都可能会对真菌毒素的结构和仪器性能产生明显影响,因此控制环境条件对保证真菌毒素检测结果的有效性至关重要。①在强光条件下,真菌毒素的化学结构易发生改变,对其紫外-可见吸收、荧光特性或特有的抗原-抗体结合生物学特性可能会产生一定程度的影响,从而降低检验检测的灵敏度。②粉尘容易附着在仪器的表面或内部元件上,导致仪器测量结果不准确,长期的粉尘污染会磨损仪器部件,缩短仪器使用寿命。③严格控制温、湿度对称量准确性和仪器、耗材的性能保持至关重要,如胶体金快速定量法和时间分辨荧光免疫分析法中试纸条上的醋酸纤维素膜受潮吸湿后强度会发生改变,进而影响检验检测结果的有效性。因此,安装遮光窗帘、空气过滤系统、空调和除湿机等措施可确保避光、洁净、恒温、恒湿的工作环境,避免场所环境的干扰和污染影响真菌毒素检验检测结果的有效性。
3.2 制定作业指导细则
粮油的扦样、分样、样品制备和试样的检验检测等通常由不同岗位的人员协作完成,同一项工作在不同时间也可能由不同人员完成。为了避免不同人员对标准和行业规则的理解和操作差异而导致的结果差异,有必要制定详细的作业指导细则规范人员操作,以保障真菌毒素检验检测结果的有效性。在粮油真菌毒素检验检测中容易忽视样品制备数量、粗细度和均匀度的要求。为了保障样品的均匀性和代表性,避免偶然结果的出现,相关人员应严格按照方法标准要求进行样品制备。对于标准方法无具体规定的,可参照《粮油检验一般规则》
(GB/T 5490—2010)、《动植物油脂 试样的制备》
(GB/T 15687—2008)和其他类似标准方法制定样品制备作业指导细则。标准方法中描述的试验过程细节不够详尽的,为确保真菌毒素检验检测结果的有效性,需要制定详尽的方法作业指导细则。
3.3 设备设施控制
设备设施的性能直接影响真菌毒素检验检测结果的质量,定期进行保养、检定、校准或核查对于确保检测结果的有效性至关重要。设备的维护保养包括检查、清洗和更换易耗部件等,如对质谱的离子源进行定期清洗和更换灯丝,以防止交叉污染和灯丝能量不足影响结果的准确度与测量灵敏度。所有进行测量的设备和辅助设施需要定期检定、校准或核查,以确保其性能满足标准规定的要求,保证真菌毒素检验检测结果的有效性。对于无法检定或校准的设备设施,应采取定期核查的方式确保其性能满足预期要求。例如,定期核查氮吹仪的加热和气体流量控制情况,防止样品浓缩条件波动对真菌毒素结果有效性产生影响。存放样品或标准物质的冰箱、冰柜的日常监测同样对获取有效的真菌毒素结果至关重要。此外,稳定的计算机信息系统是确保结果有效性的关键,对计算机信息系统定期验证和及时更新也是确保真菌毒素结果有效性的必要措施。现场检验检测真菌毒素时,设备设施除了采取以上措施进行控制外,还应确保其运输过程中的性能稳定。可采用防震、防潮和保温包装材料对设备进行保护,确保现场检验结果的准确度和可信度。
3.4 供应品控制
所有与试验相关的供应品都有可能对检验结果产生影响,因此有必要对供应品进行严格的质量控制以确保真菌毒素检验检测结果的有效性。供应品质量控制主要是对获得的供应品进行质量验收,验收包括供应品质量性能验证试验以及干扰、污染评估试验,还应记录供应品数量、有效期限、储存条件和供应品标识等信息。通过供应品质量性能验证如免疫亲和柱的柱容量、回收率、交叉反应率验证和胶体金快速检测卡的稳定性、准确性验证可确保供应品的性能达到预期的要求,保障真菌毒素检验检测结果的有效性。空白试验是排除干扰和污染最常用的手段,其不仅能够评估供应品中的干扰和污染,还能对场所环境或操作过程中引入的干扰或污染进行有效的评估。供应品数量、有效期限、储存条件和供应品标识的记录可以防止试验过程中使用无效的供应品,进一步确保真菌毒素检验检测结果的有效性。
3.5 日常检验检测质量控制活动
准确可靠的真菌毒素检验检测结果是对粮油样品毒素污染程度的客观反映。有效的质量控制活动是保障真菌毒素结果有效性的关键。在日常检验检测中,可以通过内、外部质量控制活动发现存在问题的环节及原因,并及时作出相应的调整,以确保真菌毒素检测结果的有效性。内部质量控制活动包括加标回收、有证标准样品测定、人员比对、方法比对以及盲样测试等方式,外部质量控制活动包括能力验证、实验室间比对等方式。通过内外部质量控制结果分析发现人员、设备或方法引起的随机误差和系统误差对真菌毒素检测结果有效性的影响,并采取必要的纠正措施。