辐照降解赭曲霉毒素的方法与流程

文档序号:12316060阅读:1113来源:国知局

本发明涉及一种辐照降解赭曲霉毒素的方法,特别是涉及一种利用γ射线辐照降解赭曲霉毒素A的方法。



背景技术:

赭曲霉毒素主要是由曲霉属中的赭曲霉和青霉属中的纯绿青霉产生的一种有毒代谢产物。赭曲霉毒素分为A、B、C、D四种,化学结构极为相似,其中,对人类和动植物危害最大的是赭曲霉毒素A,即OTA(Ochratoxin A,以下简称为OTA),OTA是苯丙氨酸与异香豆素反应衍生出的一种无色结晶化合物,分子式为C20H18ClNO6,摩尔分子量为403.82g/mol,结构式如图1所示。易溶于极性有机溶剂,微溶于水,其OTA的甲醇溶液在冰箱中保存一年不会分解。在紫外照射下OTA呈绿色荧光,其最大吸收波长为333nm。1993年,国际癌症机构(IARC)将OTA列为一种可能对人类有致癌作用的真菌毒素。

由于OTA产生菌在自然界的广泛分布,农产品便成为了其主要污染对象。全世界范围内,OTA的污染非常严重,广泛存在于各种农产品和饲料中。1996年和1997年,世界上玉米中OTA污染率和污染水平最高的国家-克罗地亚对国内产105份玉米和104份玉米中OTA的污染水平进行检测,结果表明:OTA平均含量分别为3.61μg/kg和19.8μg/kg,最高污染水平高达224μg/kg和614μg/kg。另外,许多国家的调查显示其各类农产品中都存在着不同程度的OTA污染,我国农产品中同样存在着严重的OTA污染。调查显示,在植物性食品中,谷类的OTA污染率高较高,其中玉米的污染率为4.32%,平均污染水平为8~80μg/kg,而最大污染水平达201μg/kg,小麦的污染率高达12.43%,咖啡、葡萄及葡萄酒、干果、啤酒中也有OTA污染;在动物性食品中,对奶及奶制品的危害较大。2006年,对河北省食管癌、胃癌高发区的磁县和赞皇县居民食用小麦OTA污染情况分析发现,OTA的检出率为45.16%,平均含量2.41μg/kg,最高达14.25μg/kg。2008年,杨家玲检测了采自全国18个大城市的主要粮食类486个样品中OTA的含量,将检测结果与国内和国际允许最高限量标准进行了比较,有3个大米样品、6个挂面样品、1个面粉样品、2个大豆样品的OTA含量超过国家标准;OTA在全国粮食类食品中的检出阳性率为2.47%;共有6个抽样城市出现了阳性样本;挂面共抽取51个样本,有6个挂面样品超过我国国家标准的最高限量5μg/kg,约占挂面总样本量的11.8%,是调查的粮食类食品中污染最严重的。第56次FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会(JECFA)暂定OTA对人体的每周最大耐受量为100ng/kg.bw,国际健康组织建议谷物中OTA的最高浓度为5.0μg/kg,目前我国和欧盟也采用了这一限量标准。可见,所调查样本中存在着不同的OTA污染。

由于OTA在农产品中的污染较为严重对人和动物的健康造成很大的危害,目前对其中毒机理和毒性的研究很多。其毒作用可能的作用机理主要表现为:破坏钙离子的动态平衡;影响蛋白质的合成;能够抑制线粒体的呼吸作用以及对DNA造成破坏;促进膜脂质的过氧化。研究表明:OTA具有强烈的肾毒性,肝毒性,神经毒性和免疫毒性,并具有一定的致畸,致癌,致突变性。



技术实现要素:

本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种辐照降解赭曲霉毒素的方法,其能高效的降解玉米及玉米制品中的赭曲霉毒素A。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种辐照降解赭曲霉毒素的方法,包括:

步骤一、将待降解样品用清水淋洗,烘干至其含水量≤10%,研磨成粒径为20mm的颗粒,置于体积浓度为70%的乙醇溶液中,浸泡2h后,水浴温度为30℃下,水浴超声5min;

步骤二、采用γ辐照经步骤一处理后的待降解样品,辐照剂量为4kGy;

步骤三、检测经步骤二处理后的待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度,若待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度≤5μg/Kg,则待降解样品合格;若待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度>5μg/Kg,则采用γ辐照待降解样品,辐照剂量为5~10kGy,直至待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度≤5μg/Kg。

优选的是,所述的辐照降解赭曲霉毒素的方法中,所述步骤一中,乙醇溶液的体积与待降解样品的体积比为3:1。

优选的是,所述的辐照降解赭曲霉毒素的方法中,所述步骤三中,若待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度>5μg/Kg,则采用γ辐照待降解样品,辐照剂量为6kGy。

优选的是,所述的辐照降解赭曲霉毒素的方法中,所述步骤三中,若待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度>5μg/Kg,则采用γ辐照待降解样品,辐照剂量为10kGy。

优选的是,所述的辐照降解赭曲霉毒素的方法中,所述步骤三中,检测经步骤二处理后的待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度,具体为:

a、分别采用体积浓度为50%的甲醇溶液配制浓度为1μg/ml、5μg/ml、10μg/ml、20μg/ml、30μg/ml、40μg/ml和100μg/ml的标准赭曲霉毒素A溶液,采用高效液相色谱检测标准赭曲霉毒素A溶液,建立赭曲霉毒素A浓度与峰面积的标准曲线;

b、称取20g经过步骤三辐照后的待降解样本,置于烘干装置中,在温度为70℃下,烘干1h,加入5g氯化钠和75mL提取液,搅拌,过滤,得到第一滤液,量取10mL第一滤液,将量取的第一滤液用水稀释至50mL,得到第二滤液,过滤第二滤液,直至其澄清;

c、将赭曲霉毒素A免疫亲和柱与固相萃取装置连接,向将赭曲霉毒素A免疫亲和柱中加入10mL第二滤液,将真空泵与固相萃取装置连接,调节压力,使赭曲霉毒素A免疫亲和柱中液体流速为1滴/s,当空气进入赭曲霉毒素A免疫亲和柱时,依次用10mL真菌清洗缓冲液和10mL水淋洗,直至空气再次进入赭曲霉毒素A免疫亲和柱时,弃去全部由赭曲霉毒素A免疫亲和柱中流出液体,抽干赭曲霉毒素A免疫亲和柱中溶液;

d、向赭曲霉毒素A免疫亲和柱中加入1mL洗脱液,流速为1滴/s,收集洗脱液,用甲醇溶液定容为1mL,采用高效液相色谱测定,根据a中建立的赭曲霉毒素A浓度与峰面积的标准曲线和高效液相色谱测出的待降解样本中赭曲霉毒素A的峰面积,计算出经步骤二处理后的待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度,其中,洗脱液为甲醇溶液。

优选的是,所述的辐照降解赭曲霉毒素的方法中,所述b中,提取液的制备为:

将150g氯化钠、20g碳酸氢钠溶于950mL水中,加入水定容至1mL,即得到提取液。

优选的是,所述的辐照降解赭曲霉毒素的方法中,所述c中,真菌清洗缓冲液的制备为:

将25g氯化钠、5.0g碳酸氢钠溶于200mL水中,摇匀,加入0.1g吐温-20,加入水定容至1mL,即得到真菌清洗缓冲液。

优选的是,所述的辐照降解赭曲霉毒素的方法中,待降解样品为受赭曲霉毒素A污染的玉米或玉米制品。

本发明至少包括以下有益效果:本发明中采用γ射线辐照降解玉米及其制品的赭曲霉毒素A,其不仅能有效的降解赭曲霉毒素A,而且不会损害玉米及其制品的营养成分,同时本发明中,采用将玉米及其制品研磨成小粒和浸泡在乙醇溶液中的前处理,研磨成小粒不仅提高了在乙醇中的浸泡效果,而且增加了辐照的面积,而在乙醇中浸泡能有效的提高γ射线对赭曲霉毒素A对降解。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明实施例1中玉米样品的辐照降解率。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1、

验证γ射线对OTA的降解

1、试验器材:

Agilent1100液相系统(美国Agilent公司);Agilent 6510系列四级杆-飞行时间串联质谱仪(美国Agilent公司);FW100高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司);LD4-2低俗离心机(北京医用离心机厂);固相萃取装置(美国Supelco公司);Oasis HLB固相萃取柱(3cc/60mg,Waters公司);甲醇(色谱纯Fisher);正己烷(色谱纯,天津市大茂化学试剂厂);氯化钠、碳酸氢钠、甲酸,为分析纯,国药集团化学试剂有限公司;超纯水。OTA标准品10mg(购于Fermentek公司,CAS 303-47-9,纯度>99.0%);

2、分析检测条件如下所示:

色谱条件:

色谱柱:Innoval C18柱、250mm×4.6mm×5μm;流动相为:(甲醇):V(水):V(甲酸)=60:40:0.1;柱温:35℃;进样体积:5μL;荧光检测器:激发波长333nm,发射波长477nm。

质谱条件:

离子源:电喷雾离子源;毛细管电压:4.0kV;极性模式:正离子;碰撞气:N2;碎裂电压:125V;锥孔电压:65V;雾化气压力:45psi;雾化气温度:350℃;干燥气体流速:9L/min;扫描质量范围:100–1000m/z;采集速率:1.4spectra/s。

3、玉米中OTA检测方法的建立

(1)样品染毒处理

向1千克玉米中添加2mL OTA标准溶液,在20℃,湿度为85%的条件下培养14d,得到玉米样品,其中,玉米样品中OTA含量为71μg/kg。

(2)样品制备

提取:将玉米样品研磨成粉末,准确称取20g磨碎的玉米样品,加入5.0g氯化钠以及75mL提取液,高速搅拌提取2min,过滤,准确量取10ml滤液同时加入40ml水稀释,过滤至滤液澄清。

净化:将OTA免疫亲和柱连接于固相萃取装置上,准确加入10.0mL滤液注入小柱中,将真空压力泵与固相萃取装置相连接,调节压力,使溶液以1滴/s的速度通过小柱,直至空气进入小柱中,依次用10mL真菌清洗缓冲液以及10mL水淋洗小柱,直至空气进入,弃去全部流出液,抽干小柱。

洗脱:准确加入1mL甲醇进行洗脱,流速为1滴/s,收集洗脱液于1mL容量瓶中,用甲醇定容至1mL,供高效液相色谱测定。

(3)回收率实验

检测方法的准确度用加标回收率来衡量。在同一玉米样品中分别添加高、中、低(50、20、5μg/kg)的OTA,分析测定得到玉米中OTA的回收率,见表1。

表1玉米中OTA的加标回收率

由表中数据可见,玉米中OTA的加标回收率较高,当添加浓度为20μg/kg时,回收率达100.74%,此外三种不同添加浓度的变异系数都较低,表明该方法的准确度可以满足玉米中OTA的检测要求。

4、γ射线辐照降解玉米中的赭曲霉毒素A及测定结果

将含有OTA的玉米于中国农业辐照中心60Co-γ辐照装置中进行辐照处理,平均剂量率为0.31Gy/s。辐照剂量为0、2、4、6、8、10kGy。用重铬酸银Ag2Cr2O7剂量计跟踪比对,测定样品的实际吸收剂量。每一处理设置3个平行样品。

辐照后的含有OTA的玉米样品经过提取、净化、检测后根据高效液相色谱的峰面积以及标准曲线,计算出OTA的浓度,从而得到辐照后玉米中OTA的浓度,除以未辐照时玉米中OTA的浓度即可得到降解率,见图1。

在图1中,X轴为辐照剂量,Y轴为降解率,从图1中可以看出,玉米样品中的OTA经过γ射线辐照后,随着辐照剂量的增加,OTA的降解率逐渐增加,在10kGy时,玉米样品中OTA的降解率可达到50%。目前,我国国家标准规定谷物中OTA的限量标准为5μg/kg,当OTA含量为8μg/kg时,经10kGy剂量辐照后可达到国家规定的标准。由此可见,γ射线辐照可以实现对玉米中OTA的降解,降解效果显著。

实施例2、

本实施例中待降解样品为受赭曲霉毒素A污染的玉米或玉米制品。

一种辐照降解赭曲霉毒素的方法,包括:

步骤一、将待降解样品采用清水淋洗,烘干至其含水量≤10%,研磨成粒径为20mm的颗粒,置于体积浓度为70%的乙醇溶液中,浸泡2h后,水浴温度为30℃下,水浴超声5min,其中,乙醇溶液的体积与待降解样品的体积比为3:1;

步骤二、采用γ辐照经步骤一处理后的待降解样品,辐照剂量为4kGy;

步骤三、检测经步骤二处理后的待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度,若待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度≤5μg/Kg,则待降解样品合格;若待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度>5μg/Kg,则采用γ辐照待降解样品,辐照剂量为5~10kGy,检测待降解样品中赭曲霉毒素A浓度,若>5μg/Kg,继续采用γ辐照待降解样品,辐照剂量为5~10kGy,直至待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度≤5μg/Kg,若≤5μg/Kg,则待降解样品合格,优选辐照剂量为6kGy和10kGy;其中,检测经步骤二处理后的待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度,具体为:

a、分别采用体积浓度为50%的甲醇溶液配制浓度为1μg/ml、5μg/ml、10μg/ml、20μg/ml、30μg/ml、40μg/ml和100μg/ml的标准赭曲霉毒素A溶液,采用高效液相色谱检测标准赭曲霉毒素A溶液,建立赭曲霉毒素A浓度与峰面积的标准曲线;

b、称取20g经过步骤三辐照后的待降解样品,置于烘干装置中,在温度为70℃下,烘干1h,加入5g氯化钠和75mL提取液,搅拌,过滤,得到第一滤液,量取10mL第一滤液,将量取的第一滤液用水稀释至50mL,得到第二滤液,过滤第二滤液,直至其澄清,其中,提取液的制备为:将150g氯化钠、20g碳酸氢钠溶于950mL水中,加入水定容至1mL,即得到提取液;

c、将赭曲霉毒素A免疫亲和柱与固相萃取装置连接,向将赭曲霉毒素A免疫亲和柱中加入10mL第二滤液,将真空泵与固相萃取装置连接,调节压力,使赭曲霉毒素A免疫亲和柱中液体流速为1滴/s,当空气进入赭曲霉毒素A免疫亲和柱时,依次用10mL真菌清洗缓冲液和10mL水淋洗,直至空气再次进入赭曲霉毒素A免疫亲和柱时,弃去全部由赭曲霉毒素A免疫亲和柱中流出液体,抽干赭曲霉毒素A免疫亲和柱中溶液,其中,真菌清洗缓冲液的制备为:将25g氯化钠、5.0g碳酸氢钠溶于200mL水中,摇匀,加入0.1g吐温-20,加入水定容至1mL,即得到真菌清洗缓冲液;

d、向赭曲霉毒素A免疫亲和柱中加入1mL洗脱液,流速为1滴/s,收集洗脱液,用甲醇溶液定容为1mL,采用高效液相色谱测定,根据a中建立的赭曲霉毒素A浓度与峰面积的标准曲线和高效液相色谱测出的待降解样品中赭曲霉毒素A的峰面积,计算出经步骤二处理后的待降解样品中的赭曲霉毒素A的浓度;其中,洗脱液为甲醇溶液。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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