食品中常见毒素的化学性质和检测方法_保健食品常用检测方法

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食品中常见毒素和几种典型毒素的性质和检测方法

07应用化学，2007055079黎健豪

（暨南大学生命科学技术学院，广州 510632）

摘 要 本文综述了食品中常见毒素的化学性质和化学的检测方法，重点讨论了河豚毒素，黄曲霉毒素和肉毒毒素的化学性质和检测方法。

关键词： 食品检测

霉菌毒素 河豚毒素 肉毒毒素 Keyword：food detecting

tetrodotoxin

aflatoxin

botulism neurotoxins

在日常生活中，我们每天都会接触到由不同公司，不同地方生产的食品。但在近几年，国内经常出现食品质量问题。五年前，肯德基的鸡翅被发现加入了工业染料苏丹红。随后，问题咸蛋又发现含有工业染料苏丹红。不法商人用 “瘦肉精”喂养猪只，令食用的猪肉里含有对人体心脏有害的“瘦肉精”。市场用孔雀石绿养鱼，令鱼类中含有有害物质孔雀石绿。去年，又发现三鹿奶粉中非法添加有害物质三聚氰胺。

食品安全不但发生在国内，而且在我们身边也经常发生。2007年暨南大学珠海学院就发生了一起严重的食物中毒事件，不少师生感到身体不适。学生因为进食不干净食物发生肠胃炎的事件时有发生。质量不安全食品也在市场上泛滥。因此，食品质量问题不得不引起人们关注。

本文结合自己专业所学的化学知识和《身边毒物的认识与应对》 《食品分析》《文献检索与利用》的相关信息和技能，介绍了食品中常见毒素同时详细介绍了几种典型毒素的化学性质和检测方法。食品中常见毒素

食品中常见毒素有霉菌毒素，动物性天然毒素和植物性天然毒素。其中 食品中常见的霉菌毒素有黄曲霉毒素，展青霉毒素，单端孢霉烯族化合物，玉米赤霉烯酮，杂色曲霉素，棒曲霉素，岛青霉毒素和其他霉菌毒素。常见的动物性天然毒素有动物肝脏中的毒素，河豚毒素，岩蛤毒素，螺累毒素和组胺。常见的植物性天然毒素有氰苷，红细胞凝集素，皂苷，龙葵碱，秋水仙碱，棉酚和毒蘑菇。

2霉菌毒素——黄曲霉毒素的性质与检测方法

黄曲霉毒素是黄曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(A.parasiticus)等的代谢产物,主要存在于霉变的花生、谷物、果仁和大米等食物中,食用油等制品中也经常发现黄曲霉毒素。它是由黄曲霉和寄生曲霉代谢产生的一组化学结构类似、致毒基团相同的化合物,目前已分离鉴定出18 种,主要是黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2 以及由B1 和B2 在体内经过羟化而衍生成的代谢产物M1、M2 等,B1 为毒性及致癌性最强的物质。B1 是二氢呋喃氧杂萘邻酮的衍生物,即含有一个双呋喃环和一个氧杂萘邻酮(香豆素),前者为基本毒性结构,后者与致癌有关。黄曲霉毒素对人类健康的危害主要是由于人们食用被黄曲霉毒素污染的食物,途径有二,其一是由受黄曲霉毒素(主要为B1)污染的植物性食物摄入,其二是经饲料而进入奶或乳制品(包括乳酪、奶粉等)的黄曲霉毒素(主要为M1)。黄曲霉毒素B1 的半数致死量为0.36 mg/ kg 体重,属特剧毒的毒物范围(动物半数致死量10 mg/ kg ,它的毒性比氰化钾大10 倍,比砒霜大68 倍),它引起人的中毒主要是损害肝脏,发生肝炎、肝硬化、肝坏死等。因此，黄曲霉素的检测方法在食品检测中极为重要。

2.1检测方法

国内外有关黄曲霉素B1 的检测方法主要有:薄层色谱法、酶联免疫测定法、高效液相色谱法和荧光光度法。试验采用了免疫亲和柱对饲料中黄曲霉素B1 进

行净化,对高效液相色谱荧光检测方法进行了研究,为监控饲料中黄曲霉素B1 提供了简便可行的方法。

2.1.1薄层色谱法(TLC)

薄层色谱法(TLC)是传统的检测AFB1 最常用方法,是应用最早、最广的分离、分析技术,曾是我国测定食品及饲料中AFB1 的国家标准方法之一。此法所用的试剂、设备简单,费用低廉,容易掌握,适用大量样品的分离、筛选,一般的实验室均可开展,属于定性和半定量的功能。灵敏度低、重现差、操作烦琐、时间长且安全性差等缺点,已越来越不适用现代分析的要求。

2.1.2高效液相色谱法(HPLC)高效液相色谱法(HPLC)具有高效、快速、准确性好、灵敏度高、重现性好、检测限低、定量准确的特点,可同时分离多种黄曲霉毒素,操作简便,适于大批量样品的分析。高效液相色谱法是目前国内测定黄曲霉毒素使用最多、也是比较权威的方法,灵敏度高、精度高、能同时分析多种黄曲霉毒素类型,但该法的样品前处理相对复杂,检测周期长、程序复杂、所需试剂繁多、操作时需要专门的技术人员,难以满足现代检测。其中免疫亲和色谱-高效液相色谱法(HPLC)测定饲料中黄曲霉素B1 ,采用甲醇-水提取饲料中的黄曲霉素B1 ,用免疫亲和色谱柱净化,以甲醇和水为流动相,反相高效液相色谱荧光检测法进行测定,激发波长为365 nm ,发射波长为435 nm。方法的检测限为0.01μg/ kg ,定量限为0.03μg/ kg ,平均回收率为77.5 % ,变异系数为0.03 %。此法适宜用于普通实验室检测食品中的黄曲霉素。物性天然毒素——河豚毒素的性质与检测方法

河豚毒素的化学研究始于1909 年, 1964 年以后由Woodward 测定了TTX 的结构, 1972 年Kishi 等采用化学方法成功合成了河豚毒素。河豚毒素分子式为C11H17N3O8, 分子量为319.27。分子主要由3 个氮原子组成, 它们与氢氧原子形成特殊的结构。其结构特征, 含有1 个碳环, 1 个胍基, 6 个羟基, 在C—5 和C

—10位有一个半醛糖内酯连接着分开的环。有专家将其称为“自然界最奇特的分子之一”, 也是世界上最致命的毒药之一。1 g 河豚毒素的毒性是1 g 氰化物的1 万倍。

TTX 粗制品为棕黄色粉末, 纯品为无色晶体, 呈针状或菱形, 无臭, 无味, 易吸湿潮解, 不溶于无水乙醇、乙醚、苯等有机溶剂, 微溶于水, 极易溶于稀酸水溶液。TTX 在溶液中存在TTX、半缩醛型TTX、内酯型TTX动态平衡的三种结构。TTX 理化性质比较稳定, 在中性和酸性条件下对热稳定, 240℃开始碳化, 但300 ℃以上也不分解。在碱水溶液中易分解, 在5%氢氧化钾溶液中于80 ℃～100 ℃可分解成黄色结晶2-氨基-6-羟甲基-8-羟基-喹唑啉, 这也是TTX 化学检测法的理论。

3.1检测方法

河豚毒素的检测方法主要有生物检测法，仪器检测法和免疫检测法。以下主要介绍仪器检测发。

3.1.1光分析发

仪器检测发有荧光光度法和色谱法荧光检测法[9]是早期的检测方法之一，主要是利用TTX 加碱水解后生成2-氨基-6-羟甲基-8-羟基喹唑啉(简称C9 碱), 该物质在特定波长发荧光, 从而可进行检测。由于河豚毒素在紫外区间吸收很少, 使其紫外检测受到限制, 所以紫外分光光度法采用TTX 在生成C9 碱的同时定量生成草酸钠, 草酸钠在紫外区有明显吸收, 从而间接定量TTX。此法操作简便,但灵敏度低,专一性差。

3.1.2色谱法

另外一种较常用的方法就是色谱法。有关高效液相色谱(HPLC)用于定量检测TTX 的报道很多, 大多采用反相色谱, 用硅胶柱作固定相。张虹等建立了反相离子对-高效液相色谱法测定河豚毒素含量的方法。选用SHIM ADZU ODS 色谱柱(150×6 mm 5 μm), 以0.2 %(v/v)醋酸液为流动相,流速为1.2 mL/min, 检测波长为230 nm。河豚毒素线性范围20 μg/mL~100 μg/mL, r=0.996 0(n=5): 回收率为93.32 %, 最低检测限50 ng。色谱法由于具有简单、快速等特点, 再加上高灵敏度的检测器成为众多检测方法中主要的方法, 但它要求检测样品的纯度比较高。

4细菌毒素———肉毒杆菌毒素和金黄色葡萄球菌肠毒素的性质与检测方法

肉毒毒素(botulism neurotoxins,BoNTs)是肉毒梭菌产生的一种外毒素,属于高分子量蛋白质类神经毒素。根据肉毒毒素抗原不同,将其分为A～G 7个亚型。A型肉毒杆菌由毒性和非毒性蛋白两部分组成,可高度特异地与突触前膜结合,阻滞神经兴奋传递。BoNT/A的LD50为1.2 ng/kg,是迄今为止发现的生物毒素中毒性最强的物质。在弱酸条件下, 150 kDa毒性亚基以非共价键方式与非毒性亚基结合成复合物以保持其生物活性。温度40 ℃以上,尤其在碱性条件下,A型肉毒杆菌毒素迅速变性。黄金色葡萄球菌肠毒素(staphylococcus aureus enterotoxin, SE)是金黄色葡萄球菌产生的数种可引起急性胃肠炎的蛋白质类肠毒素,分子量约为26～30 kDa。根据血清学特征不同分为A～J 10个毒素血清型,其中A型毒力最强。肠毒素通过刺激中枢神经系统引起中毒反应,小鼠LD50为25μg/kg。肠毒素易溶于水和盐溶液,对热稳定, pH耐受范围较宽(pH 4～10),不易被蛋白水解酶和消化酶降解。一株金葡菌产毒株能产生一种或两种以上亚型的肠毒素,故肠毒素的型别不能代表细菌的型别。

4.1检测方法

进来常用的检测方法有: 质谱法,荧光分析法 ,免疫测定法，PCR检测法（基于SYBR Green染料的实时PCR检测技术）。以下介绍质谱法和荧光分析法。

4.1.1质谱法

Endopep2MS是基于肽链内切酶的质谱方法,可分辨肉毒毒素的不同亚型并测定其活性。该方法将抗体亲和反应与生物质谱有机结合起来, 血清样品中的LOD 为: 肉毒毒素A:0.02 mouse LD50 /L,B: 0.001 mouse LD50 /L, E: 2 ×1024 mouse LD50 /L, F: 0.001 mouse LD50 /L。该方法与EL ISA相比灵敏度更高,且不易出现假阳性结果。应用LC2ESI2MS/MS检测SEB不仅可以精确测定分子量,还可对SEB酶切后的肽段进行氨基酸序列分析,近年来开发的micro2ESI2TOF2MS具有更小的柱内径,对SEB的分析时间可显著缩短至30 min,LOD降至约0.8μg/L(水)。

4.1.2荧光分析法

Anne等利用BoNT/B的蛋白水解酶活性实现对BoNT/B的检测,该方法以人突

触囊泡蛋白21的60～94部分的片段作为底物,用L 2芘基丙氨酸和荧光淬灭基团(p2硝基苯丙氨酸)分别修饰74和77位点。肉毒毒素的活性链可选择性地将突触囊泡蛋白在76～77位点间切断,去除77位点上修饰的荧光猝灭基团,再通过检测60～76位点间发出的强荧光进行直接定量检测。该方法可检测3.5 ng/L的肉毒毒素B。

参考文献

Form中国学术期刊网：

[1] 丁平，侯亚莉，程晓伟。高效液相色谱法测定饲料中黄曲霉素B1。饲料研究，2006，9：61-63 【2】

刘燕婷, 雷红涛, 钟青萍。河豚毒素的研究进展。食品研究与开发，2008，29（2）：156-159 [3] 周晓翠,谢光洪,刘国文,李妍,王帅玉,王照鹏,孔涛,宋文学,王哲.河豚毒素检测方法的研究进展.中国畜牧兽医,2008,35(7): 43-45 [4] 李书国,陈辉,李雪梅,任媛媛.粮油食品中黄曲霉毒素检测方法综述.粮油食品科技,2009,17(2);62-65 [5] 暴铱,郭磊,陈佳,林缨,谢剑炜.生物毒素检测技术研究进展.分析化学,2009,37(5);764-771

From SCI(Science Citation Index Expanded): [6] Neagu D, et al.Study of a toxin-alkaline phosphatase conjugate forthe development of an immunosensor for tetrodotoxin determination.Anal Bioanal Chem,2006,385:1068-1074 [7] amao N,et al.TTX accumulation in pufferfish.Comparative Biochemistryand Physiology,2006,1:145-152.From：CA（注：括號內為CA號）

Tachino, Kouji;Kazutam, Ikou;Fujiwara, Michiko;Fukiya, Sadako.Analysis of

tetrodotoxin-aociated food poisoning by liquid chromatography with tandem ma spectrometry.2007, 50 :47-49.(CAN:2009:1168989)[9]

Batantinha, M.J.M.;Botura, M.B.;Simas, M.M.S.;Mallmann, C.A.;Bittencourt, T.C.B.S.C.;Sabino, M.Optimization of analytical method for aflatoxin

determination in goat feeds and their occurrence in the state of Bahia(Brazil).Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinaria e Zootecnia 2008, 60(2), 503-505.(CAN 149:469671)