LC-MS在真菌毒素检测中的研究进展

LC-MS在真菌毒素检测中的研究进展

张婉梨，叶靖怡

（广东省食品检验所，广东广州 510435）

摘 要：液相色谱串联质谱法是色谱分离结合质谱进行检测的方法，具有选择性好、灵敏度高等优势。本文列举了近几年国内外液质联用技术在食品检测领域的主要应用，通过对这些检测方法和实验结果的阐述和分析，展望了液质联用技术在真菌毒素检测中的应用前景，为食品检测领域中的快速、便捷的多毒素检测发展提供参考。

关键词：真菌毒素；液质联用；食品检测；研究进展真菌毒素（Mycotoxin）是真菌在适宜条件下产生的次生代谢物[1]，真菌毒素可能会在种植、收获、运输、储存过程中污染粮食、蔬果和饲料，通过食物链危害禽畜生产安全以及人类健康。目前已发现的真菌毒素有400多种，而我国食品安全重点关注具有强毒性和高频率污染等特点的真菌毒素。从“十五”到“十二五”规划期间，国家越来越重视真菌毒素的污染问题，随着检测标准制修订工作的推进，相关检测技术的研究也同步开展与深入[2]。液相色谱串联质谱法具有适用性强、灵敏度高、选择性好等有点，被广泛应用于食品检测领域。本文对液相色谱串联质谱法在真菌毒素检测的应用进行收集和整理，按照重点关注的4类真菌毒素进行分类汇总，直观地了解近年该领域的研究进展与应用，为进一步开展真菌毒素检测研究提供便利。

和超高效液相串联三重四级杆的结合方法，对6种谷类种子进行4种黄曲霉毒素的定性定量分析，方法检测限均为 0.5 μg/kg；在36个样品中检测出9个含有黄曲霉毒素G2，含量最高达到6.3 μg/kg。

2.2 DON的检测

呕吐毒素属于单端孢霉烯族毒素，是禾谷镰刀菌和黄镰刀菌的次生代谢产物[9]，对人体具有毒性效应，使人恶心呕吐、代谢紊乱等。李文廷等[10]通过乙腈-水-甲酸体系提取样品，通过多功能净化柱净化后，采用超高效液相色谱-串联质谱法测定大米、面条和茶叶中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇，内标法定量的加标回收率为93.4%～101.6%，相对标准偏差为1.41%～3.54%。王书舟等[11]通过对比在不同实验阶段加入内标的测定结果，优化梯度洗脱的条件，优化改进了超高效液相色谱串联质谱测定面制品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其衍生物的定量方法，在提取后加入内标的操作更为简单且节省内标物的使用量；脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其衍生物等3种真菌毒素的检出限范围为2.0～3.1 μg/kg，加标回收率为91.9%～96.6%，方法快捷经济。Xu等[12]选用M226多功能净化柱对样品的提取液进行净化富集，利用高效液相色谱-串联质谱法对脱氧雪腐镰刀菌烯醇等7种真菌毒素外标法进行定量分析；方法检出限在10～60 μg/kg，筛查出省内368份小麦样品中含有脱氧雪腐镰刀菌烯醇等7种真菌毒素，阳性样品检出率为99.5%（368/370）。2.3 ZEN的检测

玉米赤霉烯酮又称为F-2毒素，是由镰刀菌等产生的非甾体雌激素真菌毒素，普遍存在已霉变的粮食作物及奶制品中[13]。目前发现ZEN对人体有较强的致畸作用，对动植物的生殖系统产生危害，同时会导致儿童性早熟[14]。王少敏等[15]采用免疫亲和柱净化富集用乙腈-水提取瓜蒌皮样品测定玉米赤霉烯酮类真菌毒素，通过超高效液相色谱-串联质谱仪测定得到6种玉米赤霉烯酮类真菌毒素在0.25～125 ng/mL均有良好的线性关系，加标回收率为92.17%～104.53%，同时发现阳性瓜蒌皮及其对应水煎提取物中玉米赤霉烯酮类真菌毒素存在转移现象。CAVALIERE等[16]通过研究以槲皮素未合成模板的分子印迹聚合物（Magnetic molecularly imprinted polymer，mMIP）对面粉等谷类制品中玉米赤霉烯酮的选择性提取的影响，液相色谱-串联质谱仪所测得的实验结果表明mMIP对

1 液相色谱串联质谱法

液相色谱串联质谱法是将液相色谱与质谱结合用于检测的手段，兼具了液相高分离性能、高灵敏度的特点和质谱仪结构解析及组分鉴定能力强等优势，通过前处理和色谱分离实现去除样品中的杂质，质谱提供分子结构信息[3]。液相色谱串联质谱法成为检测领域中灵敏、高效的手段，被广泛应用在食品中毒素及其代谢物的定性确证和定量分析中。

2 LC-MS在真菌毒素检测中的应用

在实际应用中，食品中常见的真菌毒素主要包括黄曲霉毒素（Aflatoxin，AF）、呕吐毒素（脱氧雪腐镰刀菌烯醇，Deoxynicalenol，DON）、玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）、赭曲霉素（Ochracin，OTA）等。2.1 AF的检测

黄曲霉毒素主要是由寄生曲霉菌、黄曲霉菌在特殊环境下产生的次级代谢产物[4]，广泛存在于农作物上。其中，黄曲霉毒素B1（AFTB1）已被世界卫生组织癌症机构（IARC）列

[5][6]

为一级致癌物，具有强毒性和强致癌性。韩艺烨等建立以盐酸和磷酸为酸辅助分散体系，利用液液萃取法对黄曲霉毒素进行富集，结果高效液相色谱-串联质谱法检测果汁中的黄曲霉毒素的浓度，实验前处理方法简单快速，前处理过程有机溶剂使用量少。张艾青[7]选用QuEChERS方法净化婴幼儿辅助食品，采用高效液相色谱-串联质谱法对黄曲霉毒素及其同系物等8种毒素开展试验，检出限（3S/N）为0.05～0.10 μg/kg，以空白样品为基体进行不同浓度加标实验回收率为76.3%～95.9%。JOSÉ等[8]利用QuEChERS

Jul. 2021 CHINA FOOD SAFETY 99Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.分析检测

玉米赤霉烯酮具有良好的特异性，检测限和定量限可达到 0.044 μg/kg和0.14 μg/kg，所建立的方法可用于食品中对玉米赤霉烯酮进行痕量分析。等[17]选用甲醇水溶液提取发酵黑茶中的玉米赤霉烯酮，选用负模式在超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱进行检测方法的建立，方法检出限和定量限分别为2 μg/kg和6.6 μg/kg；方法操作简单且选择性好，同时筛查省内32个黑茶样品中的玉米赤霉烯酮的含量均符合国家标准。2.4 OTA的检测

赭曲霉毒素是赭曲霉等真菌的代谢物，分为OTA、OTB和OTC等[18]，其中OTA的污染最为严重、毒性最大，已被确定为2B类致癌物[19]。邵亮亮等[20]选用乙腈水提取小麦中的赭曲霉毒素A通过复合免疫亲和柱净化后，结合超高效液相色谱-串联质谱外标法定量分析，在8 min内完成真菌毒素的定性定量分析，回收率为82.0%～103.0%，相对标准偏差为5.2%～9.7%。李文廷等[21]选用Multi-Toxin IAC免疫亲和净化柱净化富集普洱茶中的赭曲霉毒素A，结

样品啤酒大米咖啡豆谷物茶食用油

毒素数量

41161140166

提取液乙腈70%甲醇水

含1%甲酸的85%乙腈水溶液

1%甲酸乙腈10%甲酸乙腈水，乙腈

净化方式

—

M226多功能净化柱

HLBMgSO4,NaClMgSO4，NaCl，柠檬酸钠，

柠檬酸氢二钠

MgSO4,NaCl,C18

合超高效液相色谱串联质谱进行内标法定量分析，加标回收试验回收率为92.5%～95.6%，方法具有较高的灵敏度和准确度，降低了普洱茶中基质干扰的影响。曾曦等[22]将大米、小麦粉和黄豆酱等样品进行提取后通过赭曲霉毒素面免疫亲和柱进行富集净化，建立同位素内标高效液相色谱-串联质谱法同时检测样品中赭曲霉毒素A、B和C，在浓度0.25～2.50 ng/mL范围内线性良好，3种真菌毒素的方法检出限在0.003～0.018 μg/kg，定量限为0.011～0.059 μg/kg， 方法的平均回收率为80.5%～107.1%。2.5多种真菌毒素的同时检测

为了降低检测成本以及提高检测效率，目前对食品中真菌毒素的检测研究都朝着同时检测多组分的方向发展。多种真菌毒素同时检测的前处理方法包括了免疫亲和柱净化、多功能柱净化、固相萃取柱净化、QuEChERS法等（如表1所示），而对于基质较为简单的食品，如啤酒，采取乙腈提取后直接稀释上机的快速方法，多种毒素均取得较好的回收率。

LODs（/μg/kg）

—0.050～14.0000.004～0.5440.200～10.0000.030～7.000

—

LOQs0.040～75.00 μg/L0.015～42.00 μg/kg0.010～1.15 μg/kg0.500～20.00 μg/kg0.100～20.00 μg/kg0.500～1.00 μg/kg

回收率（/%）79.0～100.085.2～102.880.2～114.071.8～118.663.4～109.780.0～120.0

表1 液质联用技术在多毒素检测中的示例[23-28]

3 结语及展望

液相色谱串联质谱法通过采取一种或多种净化方法的有

效组合，对基质和检测目标组分进行提取净化，确保目标真菌毒素的提取率和回收率，用以满足检测要求。同时将色谱分离和质谱条件结合进行条件优化，可以提高检测的效率和减低检测成本，实现同时检测多种真菌毒素，建立食品中真菌毒素快速、准确的定性和定量分析方法是目前共同的研究方向。参考文献

[1]STOEV S D.Foodborne mycotoxicoses,risk assessment and underestimated hazard of masked mycotoxins and joint mycotoxin effects or interaction[J].Environmental toxicology and pharmacology,2015,39(2):794-809.

[2]王文珺,孙双艳,叶金,等.我国现行真菌毒素检测标准概述[J].食品安全质量检测学报,2019,10(4):837-847.

[3]侯广月,杜营,杨帆,等.谷物及其制品中真菌毒素的前处理及检测技术研究进展[J].中国果菜,2019,39(12):-70.

[4]王丽英,任贝贝,路杨,等.超高效液相色谱-串联质谱法检测玉米油中的黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮[J].食品安全质量检测学报,2019,10(12):3924-3928.

[5]SIMON P,DELSAUT P,LAFONTAINE M,et al.Automated column-switching high-performance liquid chromatography for the determination of aflatoxin M1[J].Journal of Chromatography B:Biomedical Science and Applications,1998,712(1-2):95-104.

[6]韩艺烨,邓年,谢建军,等.酸辅助分散液液微萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定果汁中多种真菌毒素[J].分析化学,2019,47(3):455-462.

[7]张艾青.高效液相色谱-串联质谱法测定婴幼儿辅助饼干食品中黄曲霉毒素及其同系物[J].理化检验(化学分册),2020,56(5):570-576.

[8]JOSÉ L. H R,ROMERO R G,JOSÉ LUIS M V, et al.Determination of mycotoxins in nuts by ultra high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry:Looking for a representative matrix[J].Journal of Food Composition and Analysis,2019,82:103228.

[9]张剑峰,孙艳芳,赵岚,等.超高效液相色谱-串联质谱法正、负离子模式测定脱氧雪腐镰刀菌烯醇的比较研究[J].食品安全质量检测学报,2017,8(10):3969-3973.

[10]李文廷,赵丽,师真,等.超高效液相色谱-串联质谱法测定食品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的方法优化[J].食品安全质量检测学报,2019,10(22):7558-7563.

[11]王书舟,李俊玲,包小兵,等.超高效液相色谱串联质谱法测定面制品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其衍生物的优化研究[J].江苏预防医学,2020,31(2):130-132.

100 食品安全导刊 2021年7月Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.分析检测

[12]XU W J,HAN X M,LI F Q.Co-occurrence of multi-mycotoxins in wheat grains harvested in Anhui province,China[J].Food Control,2019,96:180-185.

[13]张艺兵,鲍蕾,褚庆华,等.农产品中真菌毒素的检测分析[M].北京:化学工业出版社,2006.

[14]MARIN D E,TARANU I,BURLACU R,et al.Effects of zearalenone and its derivatives on the innate immune response of swine[J].Toxicon,2010,56(6):956-963.

[15]王少敏,杜春晓,周恒,等.超高效液相色谱-串联质谱法测定瓜蒌皮及提取物中6种玉米赤霉烯酮类真菌毒素[J].中国卫生检验杂志,2020,30(12):1424-1427.

[16]CAVALIERE C,ANTONELLI M,CERRATO A,et al.A Novel Magnetic Molecular Imprinted Polymer for Selective Extraction of Zearalenone from Cereal Flours before Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Determination[J].Toxins,2019,11(9):493.

[17],姚婷,甘卓亭,等.超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱法检测茶叶中玉米赤霉烯酮[J].化学试剂,2019,41(2):162-167.

[18]RUTIGLIANO L,VALENTINI L,MATRION N A,et al.Ochratoxin A at low concentrations inhibits in vitro growth of canine umbilical cord matrix mesenchymal stem cells through oxidative chromatin and DNA damage[J].Reproductive Toxicology,2015,57:121-129.

[19],邹志飞,余炀炀,等.食品中真菌毒素法规限量标准概述[J].中国酿造,2017,36(1):12‒18.

[20]邵亮亮,黄珊,邢嘉琪,等.超高效液相色谱-串联质谱法同时测定小麦中的4种限量真菌毒素[J].食品安全质量检测学报,2021,12(2):505-513.

[21]李文廷,农蕊瑜,申颖,等.超高效液相色谱-串联质谱法测定普洱茶中赭曲霉毒素A[J].食品安全质量检测学报,2021,12(6):2240-2245.

[22]曾羲,林子豪,雷芬芬,等.同位素内标高效液相色谱-串联质谱法测定粮食及其制品中赭曲霉毒素A、B和C[J].食品工业科技,2019,40(21):239-244.

[23]RAUSCH A K,BROCKMEYER R,SCHWERDTLE T.Development and validation of a liquid chromatography tandem mass spectrometry multi-method for the determination of 41 free and modified mycotoxins in beer[J].Food Chemistry,2021,338:127801.

[24]李文廷,张瑞雨,张秀清,等.大米中16种真菌毒素同时检测分析[J].食品安全质量检测学报,2019,10(12): 3886-34.

[25]陈悦铭,黄景初,徐婷,等.多功能免疫亲和柱净化-超高效液相色谱串联质谱法快速检测咖啡豆中的11种真菌毒素[J/OL].食品工业科技:1-14[2021-06-28].https://doi.org/10.13386/j.issn1002-0306.2020110294.

[26]范楷,唐占敏,聂冬霞,等.超高效液相色谱串联质谱测定常见农产品中40种真菌毒素[J].食品安全质量检测学报,2020,11(19):7019-7029.

[27]刘文静,黄彪,傅建炜,等.超高效液相色谱-串联质谱法同时测定陈年老茶中16种真菌毒素残留[J].食品科学,2021,42(2):299-305.

[28]HIDALGO-RUIZ J L.,ROMERO-GONZÁLEZ R,MARTÍNEZ VIDAL J L,et al.A rapid method for the determination of mycotoxins in edible vegetable oils by ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J].Food Chemistry,2019,288:22-28.

3　结论

（上接第98页）

本实验将QuEChERS前处理方法结合GC-MS检测技

种邻苯二甲酸酯[J].中国卫生检验杂志,2013,23(13):2724-2725.

[5]赵博,李晓敏,张庆合.气相色谱测定不同前处理方法的白酒中增塑剂[J].化学试剂,2016,38(3):231-235.

[6]余建华,梁炽琼.气相色谱-质谱法测定白酒中塑化剂残留前处理方法的优化[J].食品安全质量检测学报,2020,11(4):1247-1254.

[7]何旭峰,熊有明,周祥德,等.三峡库区调味油脂产品中邻苯二甲酸酯类塑化剂的含量测定和分析[J].食品安全质量检测学报,2021,12(4):1543-1549.

[8]苟怡,王霓,熊双丽,等.气相色谱-质谱法测定菜籽油中17种邻苯二甲酸酯的优化研究[J].现代食品,2021(2): 196-201.

[9]邵秋荣,刘斌,石金娥,等.超高效液相色谱-串联质谱法测定酒中23种邻苯二甲酸酯残留[J].酿酒科技,2014(9):100-103.

术用于植物油中16种邻苯二甲酸酯的快速分析检测。与国标GB 5009.271—2016相比，样品前处理简单方便、节省处理时间、减少实验成本、平均回收率高、精密度高，适用于对植物油中邻苯二甲酸酯类进行大批量的检测。参考文献

[1]刘明华.塑化剂的危害与预防分析[J].绿色科技,2013(4):210-212.

[2]宫雅雯,李圆龙,崔彤,等.邻苯二甲酸酯对男性(雄性)生殖毒性的研究进展[J].中国计划生育学杂志,2021,29(3): 629-634.

[3]刘莎,贺娟娟,常可为,等.孕早期邻苯二甲酸酯暴露对胎停育的影响研究[J].现代预防医学,2021,48(5):824-828.

[4]黄明元,罗越文,戴娟秀,等.HPLC法测定白酒中十六

Jul. 2021 CHINA FOOD SAFETY 101Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.