伏馬毒素起因和特性
伏馬毒素主要是由串珠鐮刀菌菌f.moniliforme和f.proliferatum在一定溫度和濕度條件下繁殖所產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物。直到1988年,南非和美國(guó)的研究人員才從霉變的玉米中分離出伏馬毒素(fumonisins)b1。到目前為止,發(fā)現(xiàn)的伏馬菌素有FA1、FA2、FB1、FB2、FB3、FB4、FC1、FC2、FC3、FC4和FP1共11種。糧食在加工、貯存、運(yùn)輸過程中易受上述兩種真菌污染,特別是當(dāng)溫度適宜時(shí),更利于其生長(zhǎng)繁殖,從而產(chǎn)生出一類結(jié)構(gòu)性質(zhì)相似的毒素,其中FB1是其主要組分占60%以上,其毒性也大。因此,伏馬毒素可以通過糧食加工、飼料生產(chǎn)等過程對(duì)畜牧業(yè)乃至人類健康產(chǎn)生較嚴(yán)重的危害。
伏馬毒素純品為白色針狀結(jié)晶,為一類相關(guān)的極性、水溶性代謝產(chǎn)物,為多氫醇和丙三羧酸的雙酯化合物,對(duì)熱很穩(wěn)定,不易被蒸煮破壞,在多數(shù)糧食加工處理過程均比較穩(wěn)定。
食品污染狀況
FB1對(duì)食品污染的情況在世界范圍內(nèi)普遍存在,主要污染玉米及玉米制品,其污染的飼料主要為以玉米為原料的飼料。FB1為水溶性霉菌毒素,對(duì)熱穩(wěn)定,不易被蒸煮破壞,所以同AFT(黃曲霉毒素)一樣,控制農(nóng)作物在生長(zhǎng)、收獲和儲(chǔ)存過程中的霉菌污染仍然是至關(guān)重要。
伏馬菌素對(duì)玉米的污染率和污染水平受國(guó)家和地區(qū)、玉米品種、季節(jié)的影響。1995年~1996年,Amra等對(duì)從埃及不同省份收集的120份樣品進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果顯示,冬季收集的白玉米和黃玉米FB1污染率均為高。伏馬菌素還可以污染其他糧食及其制品,且不同地區(qū)污染狀況也存在差異。
1996年我國(guó)對(duì)玉米、小麥等糧食作物中FB1污染進(jìn)行調(diào)查。發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)均有不同程度污染。我國(guó)食道癌高發(fā)區(qū)林縣的玉米伏馬菌素污染率為48%。因此,人們懷疑該地區(qū)食道癌高發(fā)與食用污染此毒素玉米相關(guān)。該毒素已被世界衛(wèi)生組織列為近年來首先進(jìn)行研究的幾種霉菌毒素之一。
伏馬毒素的危害
1.馬大腦白質(zhì)軟化癥
這是一種馬的神經(jīng)失調(diào)疾病。根據(jù)1988年南非研究人員的試驗(yàn)結(jié)果,每天以0.125mg/kg體重的水平給馬進(jìn)行皮下注射,大約7天后馬開始發(fā)瘋、發(fā)狂,沖撞欄桿而死。解剖發(fā)現(xiàn)馬的大腦呈現(xiàn)白質(zhì)軟化癥狀。1989年,玉米中的伏馬毒素給美國(guó)有很多州的農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)造成了巨大的損失。
2.豬肺水腫
1992年和1994年美國(guó)和南非的科學(xué)家研究表明,每天伏馬毒素的攝取量在0.4mg/kg體重以上均可引發(fā)豬的肺水腫,還可造成豬生殖系統(tǒng)的紊亂,如早產(chǎn)、流產(chǎn)、死胎和發(fā)情周期異常等。這種病在美國(guó)及其他國(guó)家都有發(fā)現(xiàn)。
3.小鼠肝癌
1991年南非科研人員對(duì)小鼠進(jìn)行了伏馬毒素的毒理試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明伏馬毒素引發(fā)肝癌。1998年又對(duì)大鼠進(jìn)行了伏馬毒素毒理試驗(yàn),獲得相同的結(jié)果。
4.人類食道癌
早在1988年南非科學(xué)家就對(duì)食道癌發(fā)病率高和低的地區(qū)進(jìn)行過調(diào)查,食道癌發(fā)病率與主食玉米受伏馬毒素污染呈正相關(guān),進(jìn)一步的動(dòng)物試驗(yàn)也得到了相同的結(jié)果。1994年中國(guó)學(xué)者和日本學(xué)者對(duì)食道癌高發(fā)區(qū)的河南省林縣進(jìn)行了一次調(diào)查,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)主食玉米中伏馬毒素水平高達(dá)30~50mg/kg,發(fā)霉玉米中伏馬毒素高值達(dá)118.4mg/kg。目前伏馬毒素引發(fā)食道癌的機(jī)理還不清楚,需進(jìn)一步確證和研究。
各國(guó)對(duì)伏馬毒素的*
2001年美國(guó)食品與藥物管理局(FDA)發(fā)布了供人類食用的玉米和玉米產(chǎn)品伏馬毒素高*指導(dǎo)性公告,規(guī)定人類食用玉米中伏馬毒素高*為2mg/kg;同時(shí),FDA的畜牧醫(yī)學(xué)中心(CVM)也發(fā)布了動(dòng)物飼料中伏馬毒素的高*指導(dǎo)性公告,規(guī)定其*范圍為1~50mg/kg。
表2 FDA對(duì)伏馬毒素在動(dòng)物飼料中的推薦*(2000年6月)
玉米及其副產(chǎn)品用于下列動(dòng)物飼料 | 推薦*(FB1+FB2+FB3),mg/kg |
馬和兔 | 5ppm(不超過日食量的20%)* |
豬和鯰魚 | 20ppm(不超過日食量的20%)* |
產(chǎn)子的反芻動(dòng)物、家禽、貂 | 30ppm(不超過日食量的20%)* |
大于3月用于屠宰的反芻動(dòng)物、用于制作裘皮的貂 | 60ppm(不超過日食量的20%)* |
用于屠宰的家禽 | 100ppm(不超過日食量的20%)* |
其他各種牲口和寵物 | 10ppm(不超過日食量的20%)* |
*以干基作為計(jì)算基準(zhǔn) |
伏馬毒素的檢測(cè)
伏馬毒素的檢測(cè)先后使用過薄層色譜法、氣相色譜法、酶聯(lián)免疫法(ELISA)、液相色譜法(HPLC)等,目前研究和應(yīng)用得多的是利用免疫親和柱凈化后的熒光儀檢測(cè)法和HPLC法。
普瑞邦伏馬毒素檢測(cè)方案介紹
(一) 免疫親和柱-液相色譜法:符合GBT 25228-2010 糧油檢驗(yàn) 玉米及其制品中伏馬毒素含量測(cè)定 免疫親和柱凈化液相色譜法
Pribolab®(普瑞邦)應(yīng)用免疫親和柱凈化,利用液相色譜儀和熒光檢測(cè)器檢測(cè)可提供伏馬毒素測(cè)定的HPLC檢測(cè)方案,得出的結(jié)果準(zhǔn)確可靠,檢出限好,是一種很好的檢測(cè)伏馬毒素的方法,僅供廣大用戶參考。
1. 設(shè)備和耗材配置
序號(hào) | 品名 | 規(guī)格及參數(shù) | 數(shù)量 | 用途 |
1 | 液相色譜儀 |
| 一臺(tái) | 分析檢測(cè) |
2 | 熒光檢測(cè)器 |
| 一臺(tái) | 讀取熒光信號(hào) |
3 | Pribolab真菌毒素色譜柱 | 150/250mm 貨號(hào):PRC-18 | 一支 | 配套各類色譜儀,霉菌毒素檢測(cè)用 |
4 | PriboFast®伏馬毒素免疫親和柱 | 3ml,25支/盒, 貨號(hào):IAC-050-3 | 若干 | 高特異性,純化樣本 |
5 | 高速均質(zhì)器 | 達(dá)到22000rpm 以上,貨號(hào):EQ-WR-1L | 一臺(tái) | 耐腐蝕,高速,均質(zhì) |
6 | PriboFast®玻璃纖維濾紙 | 100P,110mm,1.5μm 貨號(hào):GMF-110 | 一盒 | 霉菌毒素過濾 |
7 | PriboFast®八位泵流操作架 | 貨號(hào):EQ-PUMP-8 | 一臺(tái) | 用于控制免疫親和柱過柱流速 |
8 | 伏馬毒素標(biāo)準(zhǔn)品 | 50µg/ml伏馬毒素B1, 50µg/ml伏馬毒素B2溶于乙腈/水(50/50), 貨號(hào):STD#2011 | 1ml | 用于定量分析標(biāo)準(zhǔn)品的配制 |
2. 樣品前處理:普瑞邦為飼料提供不同的處理方案(詳細(xì)方案請(qǐng)聯(lián)系普瑞邦,普瑞邦開發(fā)了針對(duì)多種飼料基質(zhì)提供優(yōu)化的處理方案)
樣品處理:
花生,玉米,大米,小麥及其制品和飼料
----將50 g 研磨的樣品 + 5g鹽置于均質(zhì)杯中。
----加入100mL 甲醇:水(80:20)溶液。
----蓋上杯蓋,高速均質(zhì)5分鐘。
----4000r/min離心5min或用槽紋濾紙過濾;
----取10mL濾液并加入40mL PBS溶液將濾液稀釋,混勻。用玻璃微纖維濾紙過濾,取稀釋后液體待測(cè);
----將上步稀釋液通過微纖維濾紙過濾,濾液收集于玻璃注射器筒中,量取10mL。
3. 免疫親和柱凈化:
操作程序:符合GB/T 25228-2010國(guó)標(biāo)方法
----將免疫親和柱連接于泵流操作架的10mL注射器下。準(zhǔn)確移取10mL樣品提取液注入注射器;
----富集:將空氣壓力泵與注射器連接,調(diào)節(jié)壓力使提取液以約2-3mL/min(1滴/3秒)流速緩慢通過免疫親和柱,直至2-3mL空氣通過柱體;
----洗滌: 用10mL 0.1%的吐溫/PBS清洗,再以10mL水淋洗柱子2次,棄去全部流出液,并使2-3mL空氣通過柱體;
----洗脫可采取以下方式之一進(jìn)行: 優(yōu)選2
----洗脫1: 準(zhǔn)確加入1.0mL色譜級(jí)甲醇洗脫,孵育30秒以上(孵育即甲醇在柱子中浸泡),然后以流速為1-2mL/min過柱,收集全部洗脫液供檢測(cè)用。
----洗脫2: 為保證洗脫充分,建議以1.5mL色譜甲醇分兩步進(jìn)行洗脫,流速為1-2mL/min(1滴/秒,重力即可) 。首先,加入0.5ml甲醇洗脫,重力過柱,當(dāng)溶劑通過柱子后,等待30秒后再加入1ml甲醇進(jìn)行洗脫,過柱前孵育30秒以上(孵育即甲醇在柱子中浸泡)。收集全部甲醇洗脫液供衍生化反應(yīng)用。
4. 衍生化反應(yīng)
分別取凈化后的樣本液和標(biāo)準(zhǔn)工作溶液各50ul,分別置于1ml的各個(gè)試管中,各加入50ul OPA衍生液,渦流混合器上混合30s,靜置3min后,立即取20ul衍生液進(jìn)液相色譜儀分析。
5. 液相色譜分析
HPLC-色譜柱 :C-18色譜柱 150 x 4.6 mm;
流 動(dòng) 相 :甲醇-0.1mol/L磷酸二氫鈉溶液 77:23
流 速 : 1 mL/min
柱 溫 : 室溫
進(jìn) 樣 體 積 : 20μL
熒光檢測(cè)器:λ-激發(fā)波長(zhǎng):335nm λ-發(fā)射波長(zhǎng):440 nm
HPLC配置:液相色譜儀帶有熒光檢測(cè)器
溫馨TIPS:
1. 谷物、飼料中真菌生長(zhǎng)繁殖的有利條件主要是適宜的溫度與水分。如能將谷物、飼料等貯存于10℃以下,水分保持在10%以下,就能有效地防霉。
2. 從事真菌毒素科研及檢測(cè)的人員,必須注意防護(hù),如穿戴隔離衣帽,在進(jìn)行真菌分離培養(yǎng)工作時(shí),應(yīng)戴口罩,并盡量防止孢子飛揚(yáng)。
3. 操作臺(tái)面如有漏濺,應(yīng)立即用新配的5%次氯酸鈉消毒。以5%次氯酸鈉(NaOCl)處理時(shí),黃曲霉毒素于數(shù)秒鐘內(nèi)即被破壞,故是常用的消毒劑。
4. 也有應(yīng)用生物學(xué)方法解毒的報(bào)道,生物學(xué)方法成本低,收效大,可能是一種有前途的除毒措施。
鑒于霉菌毒素對(duì)人體的危害,提醒各位奮斗在抗毒一線的老師們一定要注意保護(hù)自身安全哦!