石寶俊,葛 玲,姜洪芳,林群英,朱海亮,張衛(wèi)明
(1.南京野生植物綜合利用研究院,江蘇 南京 210042;2.億利耐雀生物科技有限公司,江蘇 南京 210038; 3. 南京大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 江蘇 南京210093)
金針菇[Flammulinavelutipes(Curt.:Fr.) Sing.]又名冬菇、樸菇、構(gòu)菌、青杠菌、毛柄金錢菌,隸屬擔(dān)子菌亞門(Basidiomycotina),層菌綱(Hymenomycetes),傘菌目(Agaricales),口蘑科(Tricholomataceae),金錢菌屬(Flammulina)[1]。金針菇菌蓋滑嫩、菌柄細(xì)長(zhǎng)脆嫩,形美,味鮮,是世界上著名的食藥兩用菌和觀賞菌[2],具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值,有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。 金針菇在物流運(yùn)輸過(guò)程中,極容易受到病原菌的影響,從而感染棒曲霉素的產(chǎn)生菌,產(chǎn)生棒曲霉素,對(duì)人體健康造成危害。棒曲霉素(patulin )又名展青霉素,是由曲霉和青霉等常見(jiàn)食源性真菌所產(chǎn)生的一種次級(jí)代謝產(chǎn)物[3]。棒曲霉素,分子式為C7H6O4,分子量為154,化學(xué)名稱4-羥基-4-氫-呋喃(3,2碳)并吡喃-2(6氫)酮(4-hydroxy-4H-furo[3,2C]pyran-2 (6H)-one),是一種雜環(huán)內(nèi)酮結(jié)構(gòu)化合物。毒理學(xué)試驗(yàn)表明,棒曲霉素具有致癌、致畸和免疫受損等毒理作用,對(duì)人體有一定危害,可導(dǎo)致呼吸、泌尿、神經(jīng)等系統(tǒng)的損壞甚至衰弱[4]。棒曲霉素廣泛存在于各種霉變的水果蔬菜中,甚至部分有霉變趨勢(shì)的好果中其含量也比較高[5]。因而,西歐各國(guó)對(duì)蘋(píng)果及其制品中的棒曲霉素限量有嚴(yán)格規(guī)定,最高限量為50 μg/kg[6],而歐盟和日本已經(jīng)將嬰兒食品中的這一標(biāo)準(zhǔn)提高到10 μg/kg。目前水果及其制品中棒曲霉素的檢測(cè)方法日漸成熟,而蔬菜中棒曲霉素的檢測(cè)研究還很少,尤其金針菇中棒曲霉素的檢測(cè)幾乎無(wú)人研究。隨著金針菇在食品藥品領(lǐng)域的運(yùn)用,摸索出一種靈敏度,回收率與重復(fù)性都很高的檢測(cè)方法至關(guān)重要。
材料:金針菇(鎮(zhèn)江田潤(rùn)發(fā)生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司),棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)品(≥98%,上海滬崢生物科技有限公司),乙酸乙酯(AR,南京化學(xué)試劑股份有限公司),冰醋酸(AR國(guó)藥集團(tuán)上?;瘜W(xué)試劑有限公司,乙腈(HPLC,tedia company),乙醇(AR,南京化學(xué)試劑有限公司),乙酸鈉(AR,南京化學(xué)試劑有限公司),無(wú)水碳酸鈉(AR南京化學(xué)試劑有限公司)。
儀器:組織搗碎機(jī)(JJ-2BS,崢嶸儀器有限公司),旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE52-AA,上海亞榮生化儀器廠),高效液相色譜儀(1200,美國(guó)安捷倫公司),多用循環(huán)水式真空泵(SHZ-DⅢ,鞏義市予華儀器有限公司)。
PDA培養(yǎng)基的制作:稱取200 g馬鈴薯,洗凈去皮切碎,加水1 000 mL煮沸0.5 h,紗布過(guò)濾,再加10~20 g葡萄糖和17~20 g瓊脂,充分溶解后趁熱紗布過(guò)濾,分裝試管,每試管約5 mL(試管大小為10 mL),15磅蒸氣(121 ℃)滅菌20 min左右后取出試管擺斜面,冷卻后貯存?zhèn)溆谩?/p>
PD液體培養(yǎng)基的制作:稱取200 g馬鈴薯,洗凈去皮切碎,加水1 000 mL煮沸0.5 h,紗布過(guò)濾,再加10~20 g葡萄糖,充分溶解后趁熱紗布過(guò)濾, 121 ℃滅菌20 min左右后取出,冷卻后貯存?zhèn)溆谩?/p>
青霉菌的固體培養(yǎng):在無(wú)菌環(huán)境下,將青霉菌菌種接種在PDA培養(yǎng)基上,待長(zhǎng)出菌落后,從菌落邊緣挑取少量菌絲,接種在PDA培養(yǎng)基的斜面上,28 ℃下培養(yǎng)7天,使菌絲長(zhǎng)滿斜面。
青霉菌的液體培養(yǎng):在無(wú)菌環(huán)境下,挑取少量上述固體培養(yǎng)基中的青霉菌菌絲,置于含有PDA液體培養(yǎng)基的錐形瓶中,在28 ℃下,搖床轉(zhuǎn)速為160 r/min,培養(yǎng)7天,使液體培養(yǎng)基中布滿菌絲。
青霉菌混懸液:取斜面固體培養(yǎng)的青霉菌試管,加入蒸餾水,使用刮條輕輕剝離青霉菌絲,轉(zhuǎn)移至噴瓶?jī)?nèi),成青霉菌混懸液。
配制醋酸-醋酸鈉緩沖液:稱取醋酸鈉5.1 g,加入冰醋酸20 mL,用純凈水稀釋定量到200 mL。
配制棒曲霉素對(duì)照品儲(chǔ)備液:用移液槍吸取少量醋酸-醋酸鈉緩沖液置于棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)品樣品瓶中,振蕩,溶解,不易溶解情況下可適當(dāng)超聲,溶解完全后,用移液槍移至5 mL容量瓶中,用緩沖液少量多次潤(rùn)洗標(biāo)準(zhǔn)品樣品瓶,洗液依次移入容量瓶,用緩沖液定容至刻度,成1 mg/mL的棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液[7]。
2.3.1 液相色譜條件的摸索
(1)色譜條件
色譜柱:ODS反相柱(C18柱);檢測(cè)器:紫外檢測(cè)器,波長(zhǎng)276 nm;柱溫:30 ℃。
流動(dòng)相使用乙腈和水混合。在流速為1 mL/min條件下,觀察乙腈與水體積配比分別為 20∶80,15∶85,10∶90對(duì)棒曲霉素的分離效果。
在最優(yōu)體積比下或者各項(xiàng)體積比下,比較不同流速(1.0,0.8,0.6 mL/min)對(duì)棒曲霉素的分離效果[8]。
進(jìn)樣量:使用20μL的定量進(jìn)樣環(huán)滿環(huán)進(jìn)樣20μL。
(2)標(biāo)準(zhǔn)工作液的制備
取棒曲霉素對(duì)照品儲(chǔ)備液(1 mg/mL),用醋酸-醋酸鈉緩沖液稀釋10倍得到濃度為100μg/mL的溶液,再用醋酸-醋酸鈉緩沖液逐級(jí)稀釋,得到濃度分別為25μg/mL、10μg/mL、5μg/mL、1μg/mL、0.25μg/mL、0.05μg/mL、0.01μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。
(3)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
在摸索出的色譜條件下滿環(huán)進(jìn)樣20 μL,每個(gè)濃度進(jìn)樣三次,記錄色譜峰保留時(shí)間、峰高和峰面積,取峰面積的平均值,以濃度為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo),使用Excel繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
2.3.2 金針菇的制備及檢測(cè)
金針菇的前處理
空白樣:分別稱取4份約170 g新鮮金針菇,放置在保鮮盒中,密封,分別于于第4天,第8天,第12天進(jìn)行棒曲霉素的提取。
青霉菌接種樣:分別稱取3份約170新鮮金針菇,密封,取現(xiàn)配的青霉菌混懸液,均勻噴灑在金針菇表面,分別于第4天、第8天,第12天進(jìn)行棒曲霉素的提取。
金針菇的提取分離及純化:將經(jīng)處理過(guò)后的金針菇使用組織搗碎機(jī)打成汁,用無(wú)紡濾布過(guò)濾,取50 mL金針菇汁,加入乙酸乙酯50 mL,分別萃取三次,每次振蕩3 min,棄去水相,合并有機(jī)相,用20 mL的1.5%碳酸鈉溶液快速洗滌有機(jī)相,洗滌時(shí)間控制在1 min以內(nèi),靜置分層后,分離水相和有機(jī)相,水相再用少量乙酸乙酯洗滌一次,合并有機(jī)相。將有機(jī)相在38 ℃水浴上,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)至干,并立即用少量乙酸乙酯淋洗瓶壁3~4次,所得溶液在38~40 ℃水浴上揮去溶劑,再用醋酸-醋酸鈉緩沖液定容至3 mL,溶液經(jīng)樣品過(guò)濾器過(guò)濾后,得到供試品溶液。
青霉菌液體培養(yǎng)液處理樣:取上述青霉菌液體培養(yǎng)基得到的布滿菌絲塊的錐形瓶,用玻璃棒攪拌至菌絲塊散落,按上述金針菇汁處理方法,制作成供試品溶液。
金針菇樣品的檢測(cè):在摸索出的色譜條件下,取各供試品溶液滿環(huán)進(jìn)樣20μL,每個(gè)濃度進(jìn)樣三次,記錄色譜峰保留時(shí)間、峰高,另進(jìn)一針棒曲霉素對(duì)照品溶液記錄保留時(shí)間和峰高,根據(jù)組分在色譜上的出峰時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)組分比較定性。每個(gè)供試品溶液進(jìn)樣三次,積分得到樣品棒曲霉素峰面積,取平均值,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算供試品中棒曲霉素濃度。
在1 mL/min流速下,取5μg/mL的棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液滿環(huán)進(jìn)樣,在乙腈∶水體積配比分別為20∶80,15∶85時(shí)的分離效果都比較好,在乙腈∶水體積配比10∶90時(shí)分離效果比較差,其中以乙腈∶水體積配比為15∶85時(shí)分離效果最好,因此確定流動(dòng)相為乙腈∶水(15∶85)。
在確定流動(dòng)相為乙腈∶水(15∶85)條件下,取5μg/mL的棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液滿環(huán)進(jìn)樣,在流速為1.0 mL/min時(shí),各峰聚集在3~4 min內(nèi),分離效果較差;在流速為0.8 mL/min時(shí),各峰分離效果較好,對(duì)照品棒曲霉素出峰時(shí)間在7.5 min左右;在流速為0.6 mL/min時(shí),各峰分離效果較好,各峰分離充分,但對(duì)照品出峰時(shí)間在9 min左右。因標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣10 min后,并無(wú)其他峰出現(xiàn),擬定走樣時(shí)間為10 min,因此選取流速為0.8 mL/min作為檢測(cè)流速。
以1μg/mL濃度棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣,按高效液相色譜分析條件測(cè)定。
圖1 1μg/mL棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖
3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)品穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表1 標(biāo)準(zhǔn)品穩(wěn)定性結(jié)果
3.2.2 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表2 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.2.3 檢出限和定量限
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作液的高效液相圖譜數(shù)據(jù)分析,濃度為0.01μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作液,在以基線平穩(wěn)的8~10 min為噪聲范圍,其信噪比為23.7,在檢出限和定量限信噪比定義限以上,故標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍之間的樣品濃度均可定量檢測(cè)。
以標(biāo)準(zhǔn)品溶液為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸,線性方程為y=112.89x-14.236,R2= 0.998 4。結(jié)果表明,棒曲霉素在0.01~25μg/mL濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
圖2 標(biāo)準(zhǔn)曲線
圖3 空白樣4天高效液相色譜圖
圖4 青霉菌接種樣4天高效液相色譜圖
圖5 空白樣8天高效液相色譜圖
圖6 青霉菌接種樣8天高效液相色譜圖
圖7 空白樣12天高效液相色譜圖
圖8 青霉菌接種樣12天高效液相色譜圖
圖9 青霉菌液體培養(yǎng)液處理樣高效液相色譜圖
本試驗(yàn)結(jié)果表明,測(cè)定棒曲霉素的高效液相法的最佳色譜條件為:乙腈與水體積配比為15∶85;流速為0.8 mL/min。根據(jù)檢出限和重復(fù)性精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,高效液相法檢測(cè)棒曲霉素的靈敏度和精密度較高。用液液萃取法提取,碳酸鈉凈化制備的金針菇供試品,其高效液相譜圖雜峰較多,樣品凈化不充分,棒曲霉素峰面積不穩(wěn)定。經(jīng)檢測(cè),青霉菌液體培養(yǎng)液處理樣中棒曲霉素的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他樣品,有明顯可見(jiàn)的棒曲霉素峰,其保留時(shí)間與工作液中棒曲霉素的保留時(shí)間一致,故認(rèn)為青霉菌感染確會(huì)產(chǎn)生棒曲霉素。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析,金針菇供試品中,空白樣中棒曲霉素含量在前期要低于青霉菌接種樣,但在8天和12天,制備的金針菇樣品中,青霉菌接種樣中棒曲霉素的含量并未高于空白樣,可以認(rèn)為在8天及以后,棒曲霉素的生成已完成,含量不再增加?;蛘甙羟顾卦跇悠诽幚磉^(guò)程中有所損耗,檢測(cè)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于實(shí)際含量,造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異。
(1)在決定配制棒曲霉素溶劑方面,本實(shí)驗(yàn)曾存在很多疑慮。棒曲霉素具有易溶于水、乙醇、丙酮、乙酸乙醋和氯仿,耐酸,在堿性條件下不穩(wěn)定;在氯仿、苯、二氯甲烷等溶劑中能較長(zhǎng)時(shí)期穩(wěn)定,在水中和甲醇中逐漸分解,溶液蒸干后形成薄膜則不穩(wěn)定等性質(zhì),但目前查閱到的很多文獻(xiàn)上,配制棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)使用的是甲醇。因不確定棒曲霉素在甲醇中能穩(wěn)定存在的時(shí)間,為了保險(xiǎn)起見(jiàn)排除用甲醇配液的方法。GB5009.185—2016上,在配制棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),方法為使用乙腈配制棒曲霉素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,在-20 ℃下冷凍保存,有效期長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月;用儲(chǔ)備液制備標(biāo)準(zhǔn)工作液時(shí),所用溶劑為4 ℃,有效期為3個(gè)月。因考慮到乙腈揮發(fā)性、棒曲霉素的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)周期問(wèn)題,對(duì)照所查文獻(xiàn)其他樣品中棒曲霉素高效液相檢測(cè)法,本實(shí)驗(yàn)直接使用pH 3.6的醋酸-醋酸鈉緩沖液制備儲(chǔ)備液和標(biāo)準(zhǔn)工作液。在高效液相檢測(cè)法中,保持PH呈酸性可以避免棒曲霉素的降解。
(2)在比較金針菇空白樣和青霉菌接種樣放置4天和8天所得的譜圖時(shí)發(fā)現(xiàn),放置8天的樣品譜圖中棒曲霉素的峰面積并沒(méi)有增加,且并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的分解峰。考察實(shí)驗(yàn)過(guò)程,發(fā)現(xiàn)兩批次的樣品過(guò)程中,唯一存在較大差異的地方在于38~40 ℃水浴上揮去溶劑過(guò)程中,由于高效液相色譜儀使用無(wú)空缺,因此溶劑揮干后沒(méi)有立即配制成供試品溶液進(jìn)行檢測(cè),我們猜測(cè)可能是:①由于棒曲霉素在干燥條件下不穩(wěn)定,易降解;②由于棒曲霉素在生成的環(huán)境中,隨著時(shí)間的延長(zhǎng)有可能含量下降,就像植物中某一成分,在某一時(shí)間含量達(dá)到最高,以后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)含量在下降。③實(shí)驗(yàn)所采取的提取凈化方法效率太低,導(dǎo)致供試品中雜質(zhì)太多,成分堆積,造成成分分離困難,各峰聚集,造成保留時(shí)間延后或者聚集成寬峰,并入其他峰的結(jié)果。
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