生姜中真菌毒素检测方法研究进展
作者: 田雯洁摘 要:食品安全关系到每一个人的身心健康。生姜作为人们日常饮食中必不可少的辅助调味食材,有增加食欲、健脾开胃及抗氧化功效。但生姜在种植、生长和保存过程中容易受到真菌的污染,会对人体造成危害。本文总结生姜中黄曲霉毒素和赭曲霉毒素A这两种主要真菌毒素检测方法研究进展,为将来研究检测生姜中真菌毒素的方法奠定基础。
关键词:生姜;黄曲霉毒素;赭曲霉毒素A
Research Progress on Detection Methods of Mycotoxins in Ginger
TIAN Wenjie
(Jianshi County Public Inspection Testing Center, Jianshi 445300, China)
Abstract: Food safety is related to everyone’s physical and mental health. Ginger, as an essential auxiliary seasoning ingredient in people’s daily diet, has the effects of increasing appetite, strengthening spleen and appetizing and antioxidation. However, ginger is easy to be contaminated by fungi in the process of planting, growth and preservation, which will do harm to human body. In this paper, the research progress of aflatoxin and ochratoxin A in ginger was summarized, which laid the foundation for the future research on the detection methods of mycotoxins in ginger.
Keywords: ginger; aflatoxin; ochratoxin A
生姜是一种药食同源植物,是姜科植物的根茎部位,其活性成分主要是姜辣素和黄酮。生姜不仅可作为食品调味料,还可作为中药使用。生姜富含维生素、膳食纤维、蛋白质以及少量的微量元素,对人们的健康有益。生姜所含有的挥发油、姜辣素、二苯基庚烷等化学成分让其可作为中药使用,有解表散寒、化痰止咳等功效[1]。其中,姜油的功效被越来越多的人所熟知。姜油中的姜辣素和姜烯油等成分对脱发具有一定的作用,同时还有延缓衰老,加速血液循环,排毒养颜的功效。越来越多的农业企业开始加工姜油,生产相关产品,如生姜洗发水、保健食品和姜水等,市场发展前景广阔[2]。
1 生姜中常见真菌毒素污染情况
真菌毒素是由某种丝状真菌天然产生的毒性很强的化合物,可以通过直接或者间接方式进入食物链而污染食物。生姜中主要存在的两类真菌毒素是黄曲霉毒素和赭曲霉毒素[3]。黄曲霉毒素是黄曲霉和寄生曲菌所形成的一个化学组成相似的二呋喃香豆素及其衍生物质[4]。赭曲霉毒素A是一种由曲霉属和青霉属的某些产毒菌株产生的产物,是其中毒性最大的一种物质[4]。受到破坏的生姜表皮会滋生真菌,真菌进入生姜内部产生真菌毒素,从而造成生姜的腐烂,导致生姜无法食用。人们食用受到这两种真菌毒素污染的生姜会影响身体健康。真菌毒素的毒性非常大,会导致人类患癌,身体发生畸形,严重的甚至会引起恶性肿瘤。生姜在生长过程中会受到真菌污染而产生黄曲霉毒素和赭曲霉毒素A,在储存和运输过程中也可能受到真菌污染而产生真菌毒素[5]。因此,在生姜种植过程中,要注意气候和土壤条件,在储存过程中要保持干燥,避免潮湿的环境滋生真菌。此外,生姜运输过程中要严格按照要求执行。
1.1 黄曲霉毒素
根据荧光颜色和结构等方面的差异将黄曲霉毒素分别命名为B1、B2、G1和G2等,其中黄曲霉毒素B1占比较大,毒性最强,含量很高,具有致癌性,能诱发动物肝癌[5]。黄曲霉毒素B1已经被列为Ⅰ类致癌物。黄曲霉毒素的毒性很强,是砒霜的68倍。黄曲霉毒素常存在于发霉的花生、玉米、大米、生姜和花生油等粮食及其粮油制品[5]。依据粮谷产品及其制品的安全卫生限量标准,香辛料中黄曲霉毒素含量的参考值为5 μg·kg-1,如果粮谷产品及其制品的黄曲霉毒素含量大于该参考值则代表被污染;如果标准值以大于10 μg·kg-1为准,被污染率为
16%[6-7]。如果长期食用含有黄曲霉毒素的生姜,人体无法排除肝脏中的黄曲霉毒素,长时间累积毒素会导致人们中毒、患病。黄曲霉毒素可导致人们慢性、急性中毒以及并发癌症,慢性感染会导致人体免疫力下降[8]。黄曲霉毒素进入人体后形成复合物,这些复合物会抑制细胞中DNA、RNA和蛋白质等物质的合成,最终影响人体的正常代谢和遗传物质的复制[9]。施敬文等[10]对生姜等常用香辛料中真菌毒素污染情况进行调查,发现生姜等产品的污染较严重,检测的生姜样品中有40%生姜中的黄曲霉毒素的污染水平大于等于5 μg·kg-1,其中大于10 μg·kg-1的有1份。
1.2 赭曲霉毒素A
赭曲霉毒素A是赭曲霉毒素中毒性较强、含量最高的真菌毒素,并具有强烈的肾毒性、肝毒性和免疫毒性。食用含有赭曲霉毒素A的食物后,会导致毒素存在于人或者动物的血液及其他组织器官中,无法快速从体内排出[11]。赭曲霉毒素A主要存在于谷物、饮料和水果等食品中。赭曲霉毒素A已经被列为ⅡB类致癌物[12]。人们在食用含有赭曲霉毒素A的食物后会引起食欲减弱,精神抑郁,兴奋度降低。此外,赭曲霉毒素A还可提升人体患癌症的风险[13]。含有黄曲霉毒素和赭曲霉毒素的食品会引起恶性肿瘤的产生[13]。鲍蕾等[7]在人参和生姜样品中均检测出了赭曲霉毒素A。
2 真菌毒素的检测方法
2.1 快速检测法
2.1.1 酶联免疫吸附法
现有的快速检测生姜中真菌毒素的方法有酶联免疫吸附法,但也只是用于检测生姜中的黄曲霉毒素含量。王长健等[14]用80%甲醇作为提取溶液,分别用直接竞争酶联免疫吸附法和间接竞争酶联免疫吸附法检测生姜中的黄曲霉毒素,结果表明酶联免疫吸附法适合用来进行大规模的样品检测,能够快速出具检测结果,且产生的污染较小。酶联免疫吸附法可以有效检测中药材中黄曲霉毒素的含量,不仅大幅度降低检测成本,还不受场地限制,在实地检测时便于操作,但容易受到其他因素的干扰,且试剂的保质期较短,更适合简单的初步检测,不能进行精密检测。
2.1.2 电化学传感器法
电化学传感器具有较高的灵敏度,在日常检测过程中便于携带,可在现场直接进行黄曲霉毒素检测,具有很好的应用前景[15]。杨倩[16]基于电化学振荡体系的几种道地药材指纹图谱研究的结果表明电化学传感器具有较高的灵敏度,操作方法简单且便于掌握,在对信号进行模拟预测后可以有效避免电化学传感器自身误差,可以快速对生姜等香辛料主要成分进行检测。
2.2 验证性检测法
验证性检测法中检测真菌毒素的方法有很多。其中,薄层层析法的灵敏度低,操作复杂,不适用于真菌毒素检测。由于黄曲霉毒素和赭曲霉毒素在分离柱上难以气化,所以气相色谱的应用范围小,也不适合用来检测真菌毒素。液相色谱法检测真菌毒素具有很好的分离效果,可多次进行实验,检出限低,回收率高,比较适合真菌霉素的检测[17]。此外,将高效液相色谱与其他仪器联合使用,可以达到更好的检测结果。检测生姜中真菌毒素的方法主要有高效液相色谱与质谱联用、高效液相色谱与荧光检测仪联用,下文为两种方法的具体应用和优缺点。
2.2.1 高效液相色谱与质谱联用
高效液相色谱和质谱联用广泛应用于检测生姜中黄曲霉毒素和赭曲霉毒素A。杨琴等[18]利用气相色谱-质谱法测定生姜中的挥发性物质。结果发现方法的准确度和精密度都很好。张莹等[19]用超高效液相色谱串联质谱法检测生姜中的黄曲霉毒素。结果表明,液相色谱与质谱联用法可以精确分析真菌毒素的含量。
2.2.2 高效液相色谱与荧光检测器联用
高效液相色谱与质谱联用对于环境的温度要求很高,适合在实验室进行检测。将高效液相色谱和荧光检测法联用应用于生姜中真菌毒素的检测具有更广的应用范围。鲍蕾等[7]用涡轮振荡器提取生姜中的黄曲霉毒素,使用免疫亲和柱净化后,在电化学在线衍生、高效液相色谱荧光检测器中进行检测,结果显示生姜中黄曲霉毒素的回收率为80%~95%。此方法更加简单方便,灵敏度较高。文静[20]用高效液相色谱-荧光检测法、超高效液相色谱-荧光检测法、超快速高效液相色谱-质谱联用这3种方法同时检测生姜中的黄曲霉毒素。结果显示,超高效液相色谱-荧光检测法的灵敏度最高;超快速高效液相色谱-串联质谱法的分析耗时最少;超快速高效液相色谱-质谱联用法和超高效液相色谱-荧光检测法需要使用有机溶剂的量最少。
3 结语
综上,生姜可能受到黄曲霉毒素和赭曲霉毒素两种真菌毒素污染,这些毒素会导致人们出现致癌和基因突变风险。针对生姜中真菌毒素检测的方法各有优势。快速检测法操作简便、成本低廉,适合大规模样品检测;而验证性检测法准确度高,适合深入分析。总的来说,针对生姜中真菌毒素的检测需求,研发更高效、更灵敏、成本更低的检测方法是必然趋势。相关人员需要通过科学的技术减少生姜中真菌毒素的危害,从而保障消费者的健康。
参考文献
[1]刘畅,孔令钰.生姜与大枣配伍对生姜中3种姜酚成分含量的影响[J].中国中医药科技,2020,27(2):222-223.
[2]肖震,孙忠文,蒋俊,等.硫熏生姜、干姜中6种金属元素含量的变化及其鉴别方法的建立[J].江苏大学学报(医学版),2015,25(1):81-84.
[3]秦露,张磊,蒋佳伊,等.基于酶联免疫分析法高通量筛查中药材中赭曲霉毒素A的污染研究[J].中国中药杂志,2019,44(23):5072-5077.
[4]曹忠君.浅谈黄曲霉毒素[J].兽医导刊,2020(6):56.
[5]高栋,陈秀金,李兆周,等.电化学传感器在赭曲霉毒素A检测中的应用研究进展[J].食品与发酵工业,2012,47(22):295-300.
[6]赵亚荣,刘香香,赵晓丽,等.生姜及其制品中常见真菌毒素污染与检测方法研究进展[J].农产品质量与安全,2020(4):49-54.
[7]鲍蕾,金莹,田娟,等.高效液相色谱法检测人参和生姜中的黄曲霉毒素和棕曲霉毒素A[J].检验检疫科学,2008(4):37-40.
[8]邢福国,李旭,张晨曦.黄曲霉毒素的产生机制及污染防控策略[J].食品科学技术报,2021,39(1):13-26.
[9]汤月筱,韩承平,周建本,等.食用香料和调味品抗真菌活性及其产生黄曲霉毒素能力的实验观察[J].调味副食品科技,1983(3):15-17.
[10]施敬文,韩伟,顾鸣.香辛料中多种生物毒素的污染状况[J].中国卫生检验杂志,2003,13(7):589-592.
[11]吴海清,陈林.黄曲霉素的研究进展[J].中国科技纵横,2022(1):160-162.
[12]柳其芳.ELISA法测定发酵茶和植物香料真菌毒素的污染[J].中国热带医学,2011,11(11):1381-1382.
[13]曹忠君.浅谈赭曲霉毒素A的危害[J].兽医导刊,2020(4):58.
[14]王长健,骆骄阳,秦家安,等.间接和直接竞争酶联免疫吸附法快速检测中药材中黄曲霉毒素B1的对比研究[J].中国中药杂,2021,46(22):5861-5866.
[15]俞静,姚志豪,何开雨,等.基于纳米材料的光学生物传感器及其在中药真菌毒素检测中的应用[J].分析化学,2023,51(4):472-488.
[16]杨倩.基于电化学振荡体系的几种道地药材指纹图谱研究[D].西安:西安理工大学,2023.
[17]曹纪亮,孔维军,杨美华,等.真菌毒素快速检测方法研究进展[J].药物分析杂志,2013,33(1):159-163.
[18]杨琴,张国栋.气相色谱-质谱法测定生姜中的挥发性物质[J].中国调味品,2019,44(7):129-132.
[19]张莹,刘文超,杨艳丽,等.生姜中黄曲霉毒素液质联用高通量检测研究[J].国际中医中药杂志,2019,41(11):1236-1238.
[20]文静.生姜及其相关产品中黄曲霉毒素和赭曲霉毒素A检测方法的研究[D].成都:成都中医药大学,2014.