■ 張養(yǎng)東 楊軍香 宋孝明 石慧麗 王宗偉 鄭 楠 李松勵(lì) 王加啟
(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,農(nóng)業(yè)部奶產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)驗(yàn)室(北京),北京 100193;2.農(nóng)業(yè)部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(北京),北京 100193;3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193;4.全國畜牧總站,北京 100125;5.山東省壽光市畜牧獸醫(yī)管理局,山東壽光 262700)
霉菌毒素(mycotoxin)普遍存在于青貯玉米飼料中,霉菌毒素能夠影響青貯玉米中的營養(yǎng)成分含量及其吸收代謝,降低奶牛采食量和產(chǎn)奶量,抑制奶牛的免疫功能等。如果飼料中含有大量霉菌毒素,奶牛所產(chǎn)的牛奶中霉菌毒素可能超標(biāo),人類短期或長期飲用此類牛奶后,會(huì)導(dǎo)致疾病或癌癥。例如,人們食用含有黃曲霉毒素M1(AFM1,AFB1羥基化)牛奶及其制品后,容易引起肝臟損傷、肝硬化、腫瘤誘導(dǎo)和致突變及免疫抑制等負(fù)面作用;黃曲霉毒素能夠影響母鼠胎盤的功能,使母鼠的分娩時(shí)間提前,小鼠出生重減輕,并容易導(dǎo)致母鼠早產(chǎn)(Wang等,2016)。Alonso等(2013)報(bào)道,霉菌污染不僅會(huì)造成動(dòng)物疾病、經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)影響人類健康,尤其是嬰兒健康。2013年度至2015年度對全國1 080個(gè)反芻動(dòng)物養(yǎng)殖點(diǎn)調(diào)研發(fā)現(xiàn),反芻動(dòng)物可見霉菌污染的飼料種類中,青貯玉米是主要的飼料種類。因此,了解和控制青貯飼料中霉菌毒素污染狀況,對保證反芻動(dòng)物食品安全具有重要的意義。
本試驗(yàn)根據(jù)青貯玉米飼料的特性,以及10種霉菌毒素的結(jié)構(gòu)特征,改進(jìn)已有測定豬消化液中霉菌毒素的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)方法(王瑞國等,2015),建立適用于青貯玉米中10種霉菌毒素檢測的LC-MS/MS方法,并使用該方法測定2015年度10個(gè)奶牛場的14個(gè)全株青貯玉米樣品中的霉菌毒素(AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、DON、ZEN、麥角醇、雜色曲霉毒素、HT-2毒素和T-2毒素)含量,以更深入的了解青貯玉米飼料中的霉菌毒素污染情況。
1.1.1 儀器
液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Waters Acquily UPLC Xevo TQS),高速冷凍離心機(jī)(HITACHI GR22GIII),旋渦振蕩儀(Scientific Industries Voter Gnie 2),Mycospin 400多功能凈化柱(Romer公司)。
1.1.2 試劑
本試驗(yàn)所用乙腈(Fisher Scientific公司)為色譜純,AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、DON、ZEN、麥角醇、雜色曲霉毒素、HT-2毒素和T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)品(Sigma公司)。其他試劑均為分析純。
1.2.1 制備青貯玉米提取液
稱取(1.00±0.01)g試樣于50 ml塑料離心管中,加入8 ml乙腈-水-甲酸(84∶15.9∶0.1,V/V)進(jìn)行提取,渦旋混勻1 min,搖床劇烈振蕩20 min。提取完成后,以1 000 r/min離心10 min,取1 ml上清液于Mycospin 400多功能凈化柱中,收集濾液,放入自動(dòng)進(jìn)樣瓶中,直接上高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC/MS/MS)儀器測定。
1.2.2 制備AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、DON、ZEN、麥角醇、雜色曲霉毒素、HT-2毒素和T-2毒素儲(chǔ)備液和標(biāo)準(zhǔn)工作液
1 mg/ml各霉菌毒素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:稱取10 mg各霉菌毒素標(biāo)準(zhǔn)品分別溶于10 ml乙腈中。10 mg/l的中間混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:吸取100 μl各儲(chǔ)備液于10 ml容量瓶中,用乙腈定容混勻。工作液用乙腈∶水(50∶50,V/V)稀釋混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制。儲(chǔ)備液和中間標(biāo)準(zhǔn)混合液在-20℃下冷凍保存,工作液在4℃保存。
1.2.3 色譜和質(zhì)譜條件
液相條件:色譜柱:ACQUITY UPLC HSS T3 Column,2.1×100 mm,1.8 μm;溫度:40 ℃;進(jìn)樣體積:5 μl;流速:0.35 ml/min;流動(dòng)相A:0.1%甲酸乙腈溶液;流動(dòng)相B:0.1%甲酸水溶液(見表1)。
表1 流動(dòng)相梯度
MS條件:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)ESI+;離子源溫度:150℃脫溶劑氣:氮?dú)?;霧化溫度400℃;毛細(xì)管電壓:3.00 kV;碰撞氣:氬氣,流速0.16 ml/min。
青貯玉米質(zhì)地輕、密度低、吸水性比較強(qiáng),相對于王瑞國等(2015)的報(bào)道,添加提取液重量體積比由1∶1增加到1∶4,然后直接用提取溶液上機(jī)。
提取溶液中有機(jī)相比例較高,用BEH C18的色譜柱DON的溶劑效應(yīng)較明顯,峰形顯著低于HSS T3色譜柱(見圖1)。
圖1 BEH C18色譜柱與HSS T3色譜柱峰形
以乙腈-水(50∶50,V/V)為流動(dòng)相,采用結(jié)合(Combine)進(jìn)樣方式,對10種霉菌毒素的質(zhì)譜條件進(jìn)行優(yōu)化,在正、負(fù)離子模式下進(jìn)行全掃描,選擇合適的準(zhǔn)分子離子峰和電離方式。盡管OTA和DON在負(fù)電離模式下也有較好的響應(yīng),考慮到提取液和流動(dòng)相中都有甲酸,甲酸有利于正電離的模式下物質(zhì)的離子化,并且在一次進(jìn)樣檢測中,不用通過正負(fù)離子模式的切換,這樣在大批量樣品檢測過程可減少儀器的損耗,因此10種霉菌毒素都選用了正離子模式。并結(jié)合基質(zhì)空白和基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)液的離子掃描圖,進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)確定了各種毒素在多反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM)下信號(hào)采集的特征離子對及質(zhì)譜條件(見表2)。
表2 質(zhì)譜參數(shù)
空白樣品提取液中添加適量混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,按照前處理過程,取1 ml經(jīng)Mycospin 400凈化的提取液,配制濃度為5~100 ng/ml的基質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。根據(jù)3倍信噪比(S/N)確定化合物的方法檢出限(LOD);根據(jù)10倍信噪比(S/N)確定化合物的方法定量限(LOQ),以濃度為橫坐標(biāo),定量離子對峰面積為縱坐標(biāo)做標(biāo)準(zhǔn)曲線,10種組分在正離子模式下均呈良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)(r)均不低于0.998(見表3)。
表3 方法的線性范圍與定量限
采用空白樣品,進(jìn)行添加回收和精密度實(shí)驗(yàn)。樣品中添加低、中、高3個(gè)濃度梯度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個(gè)添加濃度設(shè)6個(gè)平行,按本實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行樣品處理和上機(jī)測定,平均回收率為67.4%~114.1%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.2%~6.1%(見表4)。
10個(gè)奶牛場14個(gè)全株玉米青貯玉米樣品檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn),全部檢出的霉菌毒素種類為嘔吐毒素、黃曲霉毒素B2和玉米赤霉烯酮,河南、河北和山東還檢出麥角醇。霉菌毒素含量由高到低依次為嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮、黃曲霉毒素B2和麥角醇(見表5),不過各霉菌毒素含量均未超出國家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中霉菌及霉菌毒素含量(GB13078-2001、2006、2007)范圍。AFB1、AFG1、AFG2、HT-2、T-2、Sterigmatocystin這6種毒素均未檢出。
奶牛飼養(yǎng)場的條件不同,造成各家奶牛場原料品質(zhì)差異極大。從本檢測結(jié)果看,各奶牛場需要重點(diǎn)關(guān)注嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮和黃曲霉毒素B2。其中嘔吐毒素和玉米赤霉烯酮影響奶牛健康、產(chǎn)奶性能與繁殖性能,而黃曲霉毒素則直接影響牛奶品質(zhì)問題。
本文建立了采用乙腈-水-甲酸(84∶15.9∶0.1,V/V)提取,多功能凈化柱凈化,HPLC-MS/MS分析法同時(shí)測定青貯玉米中的黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素B2、黃曲霉毒素G1、黃曲霉毒素G2、嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮、麥角醇、雜色霉素、HT-2毒素和T-2毒素10種真菌毒素殘留的快速檢測方法。本方法前處理步驟簡單,具有靈敏、快速的特點(diǎn),分析時(shí)間小于7 min,10種霉菌毒素在線性范圍內(nèi)5~100 μg/kg,檢出限均小于1.0 μg/kg,均能滿足國家對飼料中霉菌毒素限量的要求。
表4 回收率和精密度結(jié)果
表5 奶牛場全株玉米青貯樣品中霉菌毒素含量(μg/kg)