何繼紅,郝霖雨,朱高群
1.中牧農(nóng)業(yè)連鎖發(fā)展有限公司,北京 100700;2.中牧實業(yè)股份有限公司,北京 100700
隨著人類對食品安全的日益重視,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的動物源食品,是畜牧業(yè)健康發(fā)展的主要方向。開發(fā)新型綠色飼料添加劑,一直是研究熱點。其中中草藥及天然植物的代謝產(chǎn)物,因其天然和安全備受青睞。大豆異黃酮(soy isoflavones,SI)是豆科植物的次生代謝產(chǎn)物,為黃酮類物質(zhì),結(jié)構(gòu)類似于雌激素,具有雙向雌激素作用,即類雌激素作用和抗雌激素作用。大豆異黃酮可增強(qiáng)免疫力、提高動物繁殖性能,促進(jìn)動物生長,用其對動物進(jìn)行試驗的研究一直方興未艾。畜牧生產(chǎn)研究表明,大豆異黃酮作為飼料添加劑具有劑量小、見效較快等特點,具有廣闊應(yīng)用前景。但是由于其抗雌激素作用,臨床上使用應(yīng)注意飼料組成、添加時機(jī)、添加劑量和持續(xù)時間,避免不良反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展。因而,有必要建立高效快捷的檢測方法。筆者通過查閱文獻(xiàn)資料,發(fā)現(xiàn)針對動物血漿、肉、蛋及飼料中SI 的檢測方法近乎空白。為了合理使用SI,避免不良效果,本文對當(dāng)前的SI檢測方法做一綜述,以饗讀者。
理化分析方法一般可以進(jìn)行定量定性分析,如毛細(xì)管電泳法、色譜法及其聯(lián)用技術(shù)等。而色譜法為常用的檢測方法,包括氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、色譜聯(lián)用技術(shù)等。目前,可知大豆異黃酮含有3 種游離型異黃酮苷元和9 種結(jié)合型異黃酮糖苷。發(fā)揮生理作用的為游離型異黃酮苷元,包括大豆黃酮、染料木素和黃豆黃素,結(jié)合型異黃酮經(jīng)肝臟代謝后,在小腸中,水解為游離型,可被再吸收。因而,SI 的檢測方法多為多組分分析。
毛細(xì)管電泳法具有極高的分離效能,其原理是待測物在電場力的作用下運(yùn)動,從而達(dá)到分離檢測的目的。Luan 等[1]2017 年采用細(xì)管區(qū)帶電泳法同時測定咖啡中大豆苷、染料木素和芒柄花素。樣品用丁酰甲酚酸水解后,用乙醚進(jìn)行提取和純化。三種化合物均能在10 min 內(nèi)完成檢測,線性范圍為0.5~50 μg/mL。大豆苷元、芒柄花素和染料木素的檢測限分別為0.064 2、0.134 0 和0.082 5 μg/mL。本方法的優(yōu)點是高效,但是制備繁瑣,重現(xiàn)性差,因而本方法未成為主流檢測方法。
液相色譜儀一經(jīng)問世,就以快捷高效分離、定量半定性分析等優(yōu)勢,取得了長足發(fā)展。其檢測器有紫外、熒光和二極管陣列,并可與質(zhì)譜(MS)進(jìn)行聯(lián)用。近年來,超高效色譜技術(shù)(UPLC)更是突飛猛進(jìn),極大提升了檢測效率。大豆異黃酮作為極性物質(zhì),其母核為3-苯并吡喃酮,含有2 個苯環(huán),因此具有強(qiáng)烈的紫外吸收,可進(jìn)行HPLC 檢測(母體分子結(jié)構(gòu)見圖1)。
圖1 SI 的母體結(jié)構(gòu)
1)單組分檢測方法。我國2010 年頒布了國標(biāo)GB/T 25174-2010《飼料添加劑4′,7 二羥基異黃酮》,可以檢測化學(xué)合成的大豆黃酮含量。本方法是以85%的乙醇溶液為提取溶液,超聲5 min,紫外檢測器檢測。該方法操作簡單,操作容易,標(biāo)準(zhǔn)中只是規(guī)定了原料藥的檢測,未給出定量限和檢測限。如果檢測飼料或者動物源食品中的SI 含量,需要對該方法進(jìn)一步研究。
2)多組分檢測方法。由于SI 中含有多個組分,因而其方法一般為多組分分析方法。胡莉等[2]2017 年建立的HPLC 方法,可測定糧食中6 種大豆異黃酮(大豆苷、大豆黃苷、染料木苷、大豆素、大豆黃素和染料木素)。大豆異黃酮各組分濃度在0.2~50 μg/mL 范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系(r>0.999),平均加標(biāo)回收率為96.9%~107.8%,檢出限為0.03~0.1 μg/mL,定量限為0.1~0.3 μg/mL。本研究采用了不同濃度的甲醇和丙酮作為提取溶液,結(jié)果表明,80%甲醇和90%甲醇提取效果最佳,相對偏差也最小,提取率最高最穩(wěn)定。實驗方法是樣品粉碎后過篩,80%甲醇溶液,超聲提取30 min,取上清液,過濾后上機(jī)。采用Thermo Syncronis C18 柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以0.5%甲酸水溶液、乙腈和甲醇作為流動相進(jìn)行梯度洗脫,流速0.8 mL/min,柱溫為35 ℃,于紫外檢測器波長260 nm 處檢測。楊子秋[3]等于2018 年建立了HPLC 法測定保健食品中4 種大豆異黃酮的含量:大豆苷、大豆素、染料木苷、染料木素。大豆苷、大豆素、染料木苷、染料木素平均回收率分別為101.61%、100.11%、101.95%、101.21%。本方法是采用Phenomenex Syneisi Fusion-RP80(4 μm,4.6×150 mm)色譜柱,柱溫30 ℃,以乙腈-水(pH 值為3.0)梯度洗脫。流速1.0 mL/min,檢測波長260 nm。4種大豆異黃酮的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性良好(r>0.9999,n=7),該實驗分別用甲醇、80%甲醇、50%甲醇3 種溶液作為提取溶液試驗,結(jié)果表明以甲醇提取效果最佳,50%甲醇提取效果次之,80%甲醇提取效果最差。本研究還對超聲提取時間進(jìn)行了考察:超聲處理30 min 與40 min,提取效果無差異,而與超聲處理20 min 提取效果差異顯著。本研究還考察了Shimadzu LC20A 高效液相色譜儀與Agilent1100 型液相色譜儀分別搭配Synersi Fusion-RP 80(4 μm,4.6×150 mm)色譜柱與Waters Symmetry-C18(5 μm,4.6×150 mm)色譜柱,在本實驗條件下分別測定同一樣品的情況,色譜柱不同樣品保留行為有差異,但測定結(jié)果一致。馬翛然等[4]2018 年建立了可同時測定大豆和大豆制品中黃豆黃素、黃豆黃苷、大豆苷、大豆苷元、染料木素、染料木苷、鳶尾黃酮苷和鷹嘴豆芽素A 共8 種異黃酮含量的HPLC 方法。以甲醇水溶液提取異黃酮,經(jīng)C18 固相萃取柱凈化,梯度洗脫,加標(biāo)回收率為79.3%~102.5%。本研究對波長、色譜柱、流動相、提取溶液(不同比例的甲醇水)和超聲時間進(jìn)行了考察。結(jié)果表明254 nm 波長時,測定靈敏度最高;SB-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱效果最佳,選擇90%甲醇水作為提取溶液;提取方式為超聲30 min。吳俊發(fā)等[5]2021 年建立超高效液相色譜法(UPLC)同時測定保健品中大豆苷、染料木苷、染料木素和大豆素4 種大豆異黃酮的分析方法。方法檢出限為0.5~1.0 mg/kg,方法定量限為1.5~3.0 mg/kg。固體樣品粉碎后,以80%甲醇溶液,渦旋混勻后超聲提取20 min。離心取上清液測定。油狀液體膠囊樣品取1 mL 于-18 ℃冰箱冷凍3 h 后過膜上機(jī)測定。色譜柱為Xbridge BEH C18 色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm);進(jìn)樣體積:10 μL;流速0.5 mL/min;柱溫:40 ℃;測定波長:260 nm;流動相為甲醇(A)-0.1%磷酸(V/V)(B);梯度洗脫。
上述研究,均采用HPLC 反向色譜技術(shù),檢測波長介于250~260 nm,為多組分測定,采用梯度洗脫程序。提取溶液多選擇80%~90%甲醇水,但是楊子秋研究表明80%的甲醇水提取效果最差,究其原因可能為樣品來源不同。色譜技術(shù)對不同基質(zhì)的樣品,有不同的提取凈化要求。如果基質(zhì)簡單,可直接使用有機(jī)溶劑進(jìn)行處理,但是基質(zhì)復(fù)雜或者組分含量偏低,就需采用相適應(yīng)的凈化富集技術(shù),如馬翛然的研究有發(fā)酵類產(chǎn)品,就采取了C18 固相萃取技術(shù)。
LC-MS 方法是基于液相和質(zhì)譜的聯(lián)用技術(shù),集高效分離和結(jié)構(gòu)鑒定于一體,通過質(zhì)譜圖的解析確證檢測物是否為目標(biāo)物。Li 等[6]建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(UPLC-MS-MS)方法檢測大鼠血漿中的大豆黃酮和染料木素,定量限分別為2.0 ng/mL和10.0 ng/mL。賀顯書[7]于2021 年建立了檢測大豆中大豆異黃酮含量的UPLC-MS/MS 分析方法。6 種大豆異黃酮(大豆苷、大豆黃苷、染料木苷、染料木素、大豆黃素、大豆黃酮),分別在0.01~0.5 mg/L 和0.002~0.1 mg/L 范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系,定量限為0.1 mg/kg。平均回收率為86.6%~96.2%。本方法是以90%的甲醇水溶液作為提取液,60 ℃超聲波儀中提取30 min,在離心機(jī)中以15 000 r/min 離心5 min,取上清測定。色譜條件:Waters BEH C18(1.7 μm,50 mm×2.1 mm)色譜柱;質(zhì)譜條件:離子源為電噴霧離子源(ESI);掃描方式為正離子掃描(ESI+);檢測方式為多反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM);毛細(xì)管電壓為3.0 kv;去溶劑氣溫度為450 ℃;去溶劑氣流量為800 L/h。
如果樣品中SI 含量較低或基質(zhì)復(fù)雜,則可采用質(zhì)譜技術(shù)。研究發(fā)現(xiàn)同濃度的大豆異黃酮在質(zhì)譜檢測器上的響應(yīng)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過紫外檢測器。質(zhì)譜法還可以通過選定目標(biāo)物特征離子實現(xiàn)高選擇性,能有效避免雜質(zhì)對峰型的干擾,有利于定性定量。但是質(zhì)譜技術(shù)具有設(shè)備較為昂貴,環(huán)境和操作人員要求較高的缺點。
免疫學(xué)分析方法是以藥物的單克隆抗體或多克隆抗體為核心試劑,以酶為反應(yīng)介質(zhì)的快速篩選方法。該方法的特點為特異、靈敏、簡便、快捷,適用于大量樣品的檢測,從而在藥物分析方法中占有一席之地。常見免疫分析方法有酶聯(lián)免疫檢測(ELISA)方法、生物傳感器、熒光免疫方法等。ELISA 方法是當(dāng)前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的固相酶免疫測定技術(shù),一般將抗原或抗體包被于微孔板,酶標(biāo)抗原或抗體與樣本反應(yīng)競爭包被物,通過底物顯色進(jìn)行目測或分光光度測定。王貴升[8]2002 年建立了檢測大豆黃酮的ELISA 方法,檢測靈敏度是100 ng/mL,線性范圍是100~4 000 ng/mL,并利用該方法檢測了大鼠血清、雞蛋以及大鼠飼料和雞飼料中的犬豆黃酮。
綜上所述,近年來,大豆異黃酮的檢測方法多集中于HPLC 檢測方法,HPLC-MS 方法也有所增加。但是關(guān)于免疫學(xué)分析方法的研究僅在2002 進(jìn)行過。在畜牧業(yè)養(yǎng)殖實踐中,可以考慮研發(fā)ELISA試劑盒,進(jìn)行大量樣本的檢測工作,同時建立專屬的動物機(jī)體和飼料中SI 的檢測方法。