楊振宇 俞天樂 周 瑤 張浩平 馮 晶
(上海出入境檢驗檢疫局,上海 200131)
含可溶物干玉米酒糟(Distillers Dried Grainswith Solubles,以下簡稱DDGS)主要指現(xiàn)代化燃料酒精工廠,干法生產(chǎn)燃料酒精過程中,用玉米子實與精選酵母混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精和二氧化碳后,剩余的發(fā)酵殘留物通過低溫干燥形成的一種共生產(chǎn)品[1],可作為牲畜和家禽日糧的組分[2]。然而,由于真菌霉素污染等問題,DDGS的使用一直受到限制。玉米中可能存在多種真菌毒素,包括黃曲霉毒素、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)、伏馬菌素、T-2毒素和玉米赤霉烯酮(ZON)等。這些毒素大多在收獲之前生成于玉米中。由玉米制成的DDGS水分含量高,霉菌容易生長,也會造成真菌霉素含量增高[3-4]。此外,DDGS生產(chǎn)過程不但不會去除真菌毒素,而且會濃縮富集,導致DDGS中真菌霉素的含量為原料玉米中的3倍[5]。
飼喂含有真菌毒素的飼料會導致家畜免疫力低下、病患率升高,生產(chǎn)性能下降[6]。所以世界各國,包括中國都制定了飼料中一部分真菌毒素的限量[7-10]。國標中沒有針對DDGS的限量要求,目前僅有對玉米的限量:黃曲霉毒素B1≤50μg/kg、赭曲霉毒素A≤100μg/kg和玉米赤霉烯酮≤500μg/kg。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、T-2只有配合飼料的限量(最嚴格為 1 mg/kg)。
真菌毒素的檢測方法很多,主要有薄層色譜法[10-14]、酶聯(lián)免疫法[13-17]、液相色譜法[18-21]等。國標規(guī)定的部分真菌毒素的檢測方法也都采用了這3種方法。但是,這些方法存在著一定缺陷。如薄層色譜法、酶聯(lián)免疫法只是半定量方法,液相色譜法定量較為準確,但定性能力不足,而且這些方法都只能檢測某一種或者某一類最多4種真菌毒素。液相串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MSMS)技術大大增強了定性定量能力,在真菌毒素分析方面成為目前最先進的分析技術[22-24]。本試驗以液相串聯(lián)質(zhì)譜技術同時檢測DDGS中15種真菌毒素。該方法只需1次凈化,過程簡單快速,定性定量準確。使用該方法對入境的DDGS樣品進行檢測,通過對結果分析并進行分布擬合,首次提出了入境DDGS中真菌毒素的風險評價結論。
水:密理博純水機生產(chǎn)的一級水;甲醇、乙腈、甲酸、醋酸銨(色譜純):國藥集團;真菌毒素標準品黃曲霉毒素 B1(AFT B1)、B2(AFT B2)、G1(AFT G1)、G2(AFT G2)、雜色曲霉毒素(ST)、玉米赤霉烯酮(ZON)、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(嘔吐毒素DON)、雪腐鐮刀菌烯醇(NIV)、3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(3-AcDON)、15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(15-Ac-DON)、鐮刀菌烯酮(FX)、二醋酸熏草鐮刀菌烯醇(DAS)、新茄病鐮刀菌烯醇(NEO)、T-2毒素(T-2)、毒素(HT-2):奧地利 biopure公司,用乙腈配制成10 mg/L的標準溶液。
TSQQuantum Ultra液相串聯(lián)質(zhì)譜儀:配ACCELA液相色譜,Thermo fisher公司;Allegla X-22R高速離心機:Beckman Coulter公司;PT2100均質(zhì)儀:Poly TRO公司;QGC-12T氮吹儀:泉島公司;890/H超聲儀:Elma公司;Myco 226多功能凈化柱:ROMER公司;0.22μm有機相針式濾膜:CNW公司。
準確稱取DDGS樣品5 g左右到50 mL塑料離心管中,加入25 mL乙腈水溶液(86∶14),用均質(zhì)儀在20 000 r/min下均質(zhì)1 min,然后超聲提取30 min,在4 000 r/min轉速下離心5 min,收集上清液。加25 mL乙腈∶水(1∶1)到殘存固體中,在渦旋振蕩器上振蕩使固體均勻分散,然后超聲30 min,在4 000 r/min轉速下離心5 min。合并2次上清液至50 mL離心管中,加入乙腈至50 mL?;靹?。
吸取10 mL上清液過Myco 226多功能凈化柱,準確吸取過柱的凈化液5 mL,在60℃水浴氮吹至近干。然后用1 mL甲醇醋酸銨水溶液(甲醇:10 mmol醋酸銨水溶液為1∶1)溶解,過膜至進樣瓶中,用LCMSMS測量,外標法定量,結果需經(jīng)回收率校正。
儀器檢測分2次。1次為正離子模式,檢測AFT B1、AFT B2、AFT G1、AFT G2、ST、DAS、NEO、T-2、HT-2;1次為負離子模式,檢測 ZON、DON、NIV、3-AcDON、15-AcDON、FX。色譜柱采用 Thermo公司Hypersil GOLD C18(50 mm×2.1 mm×1.9μm)PFP色譜柱;柱溫:35℃;進樣量:10μL;流動相甲醇水梯度洗脫。離子設置見表1。AFT B1、B2、G1、G2的標準曲線范圍均為0~4μg/L;DAS的標準曲線范圍為0~10μg/L;T-2、HT-2、ST、NEO的標準曲線范圍為0~20μg/L;ZON的標準曲線范圍均為0~100 μg/L;DON、FX、NIV、3-AcDON、15-AcDON的標準曲線范圍為0~1 000μg/L。
表1 15種真菌毒素的性質(zhì)
由于不同的真菌毒素在質(zhì)譜上形成離子的情況不同,而且離子化試劑、流動相分離效果也不同。本研究將真菌毒素分成正負2類來檢測,這2類毒素在質(zhì)譜上的檢測參數(shù)都不完全相同,分組詳見1.4節(jié)。15種真菌毒素色譜圖見圖1、圖2。
圖1 正離子模式的色譜圖
圖2 負離子模式的色譜圖
本研究對方法進行了驗證。15種真菌毒素標準曲線的相關系數(shù)都在0.99以上,線性良好。
根據(jù)精密度、色譜圖干擾情況等方面的綜合考慮,15種真菌毒素的定量檢出限(LOQ)估計值見表2。
表2 15種真菌毒素的定量檢出限/μg/kg
本研究通過對真菌毒素含量較低的DDGS樣品進行加入已知濃度標準品以驗證方法的回收率和精密度(n=6)結果見表3~表6。
表3 AFTB1、AFTB2、AFTG1和 AFTG2的添加回收和精密度結果/%
表4 T-2、HT-2、ZON和ST的添加回收和精密度結果/%
表5 NEO、DAS和FX的添加回收和精密度結果/%
表6 DON、NIV、3-AcDON和15-AcDON的添加回收和精密度結果/%
由表3~表6可以看到,不同真菌毒素的回收率并不相同,但是相對標準偏差均小于15%。造成部分真菌毒素回收率較低的原因可能是過柱造成的回收率損失;液質(zhì)的基質(zhì)抑制效應。相對偏差較小說明方法具有較好的重現(xiàn)性,所以可以采取回收率校正的方式定量。本研究采用的15個真菌毒素的數(shù)據(jù)均是對實際檢測值用平均回收率校正后的結果。
本研究還對2種有證標準物質(zhì)(CRM)進行了檢測。每個樣品檢測3次,檢測結果見表7。
表7 有證標準物質(zhì)的檢測結果/μg/kg
從表7可以看到,結果均在有證標準物質(zhì)的標稱值之內(nèi),說明本方法準確度可靠。
本研究抽取了從上海進口的67件DDGS樣品,按照本研究建立的檢測方法進行檢測。AFTB2、AFT G1、AFTG2、DAS、NEO、FX、NIV、3-AcDON、15-AcDON結果均小于檢出限,而AFTB1有16個樣品有檢出,均小于5μg/kg,離限量50μg/kg比較遠;ST有17個樣品有檢出,均小于4μg/kg,這些數(shù)據(jù)結果不再討論。所有樣品的DON、ZON、T-2、HT-2都有檢出,統(tǒng)計結果見表8。由于T-2、HT-2屬于一類毒素,同時統(tǒng)計了T-2類總量。
表8的數(shù)據(jù)中,T-2類毒素的總量是由T-2和HT-2的含量加和得到??梢钥闯觯琓-2、HT-2大概成線性關系,擬合直線圖見圖3。其線性方程為Y(HT-2)=0.966+1.652X(T2),相關系數(shù)為0.980。
表8 T-2、HT-2、ST、DON、ZON含量統(tǒng)計結果
圖3 T-2和HT-2的線性擬合圖
可以看到,T-2、HT-2含量之間的相關性非常好,兩者的比例大約是 8(HT-2):5(T-2)。其中HT-2占到了62%。
另外,本研究還使用@Risk ver 5.7軟件模擬了T-2類總量的分布,得到的圖形和擬合曲線見圖4。
圖4 T-2類總量的擬合分布
從圖4可以看到,DDGS中T-2類總量可以用Person 5分布來模擬。通過模擬的分布曲線,也可以得到目前上??诎哆M口的DDGS的T-2和HT-2有95%可能性不會超過75μg/kg;99%可能性不會超過185μg/kg。
表8的數(shù)據(jù)說明了DON、ZON均有檢出。其中DON和ZON也有一定的正相關關系。具體擬合直線見圖 5。其線性方程為 Y(DON)=-16.34+0.43X(ZON)相關系數(shù)為0.843。說明存在著高含量的DON,也存在著高含量的ZON,反之亦然。
圖5 DON和ZON的擬合直線
除了以上T-2類毒素以及DON和ZON之間存在著相關性以外,其他毒素之間的關系均未發(fā)現(xiàn)有相關性。由于DON主要由禾谷鐮刀菌和黃色鐮刀菌產(chǎn)生,二者也是產(chǎn)生ZON的菌種,所以二者同時出現(xiàn)的概率很大,本研究所得到二者的結果有一定的相關性,也是很自然的。
另外,類似于T-2類總量的處理,使用@Risk ver 5.7軟件模擬了ZON和DON的分布,得到的圖形和擬合曲線分別見圖6和圖7。從圖6~圖7可以看到,DDGS中ZON和DON含量均可以用Invgauss分布來模擬。通過模擬的分布曲線進行概率計算,可以得到目前上??诎哆M口的DDGS的ZON有95%可能性不會超過183μg/kg;99%可能性不會超過241μg/kg。DON含量有95%可能性不會超過406 μg/kg;99%可能性不會超過535μg/kg。
圖6 ZON的擬合分布
圖7 DON的擬合分布
從數(shù)據(jù)分析可以看到,DDGS中含有一定量的DON和ZON,參照飼料衛(wèi)生標準,可以看到這2種真菌毒素99%的概率不會超過限量的一半。而T-2和HT-2的總量也不會超過配合飼料限量(1 mg/kg)的20%。
本研究建立了液相串聯(lián)質(zhì)譜檢測玉米酒糟粕中多種真菌毒素的檢測方法,采用乙腈水溶液提取,用Myco-226柱凈化,LC-MS-MS檢測。檢測的真菌毒素包括黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素B2、黃曲霉毒素G1、黃曲霉毒素G2、雜色曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(嘔吐毒素)、雪腐鐮刀菌烯醇、3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、鐮刀菌烯酮、二醋酸熏草鐮刀菌烯醇、新茄病鐮刀菌烯醇、T-2毒素、HT-2毒素等15種。方法均經(jīng)過優(yōu)化和驗證,定性定量準確,滿足進口玉米酒糟粕的檢測要求。
根據(jù)對67個進口美國玉米酒糟粕樣品的檢測結果,發(fā)現(xiàn)這些樣品中玉米赤霉烯酮、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、T-2毒素、HT-2毒素等真菌毒素均有檢出。本研究對這些數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析,可以得到以下結論:T-2和HT-2含量相關系數(shù)達到0.980;DON和ZON含量相關系數(shù)達到0.843。另外,DON、ZON、T-2類超出限量的可能性不大。而這些毒素的協(xié)同作用造成的危害目前仍然是空白??傮w而言,DDGS中存在著一定水平的真菌毒素含量,在作為飼料配料時要了解其含量水平,選用毒素含量低的DDGS,優(yōu)化配方,保證飼料的安全。
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