關(guān)鍵詞:玉米赤霉烯酮;飼料;檢測(cè)
玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN),又稱F2毒素,是由禾谷鐮刀菌等菌種產(chǎn)生的有毒代謝產(chǎn)物,是一種雌激素真菌毒素,化學(xué)名為6-(10羥基-6氧基-1-炭稀基)β-雷瑣酸-μ-內(nèi)脂,是一種白色的結(jié)晶,分子式為C18H22O5,分子量為318;熔點(diǎn)為164~165℃;紫外線光譜最大吸收236nm、274nm和316nm;紅外線光譜最大吸收為970nm。純的玉米赤霉烯酮不溶于水、二硫化碳和四氯化碳;溶于堿性水溶液、乙醚、苯、氯仿、二氯甲烷、醋酸乙酯、乙腈和乙醇;微溶于石油醚(b.p.30~60℃),在紫外線照射下呈藍(lán)綠色(劉繼業(yè),2001)。
米赤霉烯酮最初是從赤霉病玉米中分離出來(lái)的,有15種以上的衍生物,其主要存在于玉米和玉米制品中,小麥、大麥、高粱、大米中也有一定程度的分布,ZEN主要污染玉米、麥類、谷物等,在世界各地各種糧谷與飼料中均有存在。
玉米赤霉烯酮具有較強(qiáng)的生殖毒性和致畸作用,可引起動(dòng)物發(fā)生雌激素亢進(jìn)癥,導(dǎo)致動(dòng)物不孕或流產(chǎn),對(duì)家禽、豬、牛和羊的影響較大,給畜牧業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。
目前玉米赤霉烯酮的測(cè)定方法有薄層色譜法(Quiroga等,1994;楊曙明等,1994)、氣相色譜法-質(zhì)譜(Bennett等,1994)、酶聯(lián)免疫吸附法(Bagnati等,1991)等。Fazekas等(2001)和Visconti等(1998)利用免疫親和柱-HPLC法測(cè)定了玉米樣品中的玉米赤霉烯酮,Scott等(1999)利用免疫親和柱-熒光法和免疫親和柱-HPLC法快速測(cè)定了玉米樣品中的玉米赤霉烯酮。本研究中采用玉米赤霉烯酮免疫親和柱對(duì)樣品中的玉米赤霉烯酮進(jìn)行特異性的吸附分離,然后用已標(biāo)定好的熒光計(jì)進(jìn)行定量檢測(cè)。
1 材料與方法
1.1 試劑與溶液
1.1.1 甲醇:色譜純,美國(guó)J.T.Baker。
1.1.2 玉米赤霉烯酮標(biāo)準(zhǔn)品,美國(guó)Sigma。
1.1.3 氯化鈉,分析純。
1.1.4 磷酸氫二鈉,分析純。
1.1.5 磷酸二氫鉀,分析純。
1.1.6 氯化鉀,分析純。
1.1.7 吐溫-20,分析純。
1.1.8 0.1%吐溫-20/PBS緩沖液:稱取8.0g NaCl+1.2g Na2HPO4+0.2gKH2PO4+0.2g KCl,用990 mL純水將上述試劑溶解,加入1mL的吐溫-20,然后用濃HCl調(diào)pH至7.0,最后用純水稀釋至1000mL。
1.1.9 玉米赤霉烯酮衍生液:美國(guó)Vicam(用50mL的色譜級(jí)甲醇將2.5g的固態(tài)六水氯化鋁AlCl3·6H2O完全溶解,該衍生液在室溫下可存放1個(gè)月)。
1.1.10 硫酸溶液(0.05mol/L):美國(guó)Vicam(取2.8mL濃硫酸,緩慢加入適量水中,冷卻后定容至1000mL,此溶液標(biāo)定熒光計(jì)其讀數(shù)相當(dāng)于0μg/L玉米赤霉烯酮標(biāo)準(zhǔn)溶液)。
1.1.11 熒光光度計(jì)校準(zhǔn)溶液:美國(guó)Vicam(稱取3.40g二水硫酸奎寧用0.05mol/L硫酸溶液稀釋至100mL,此溶液標(biāo)定熒光計(jì)其讀數(shù)相當(dāng)于450μg/L玉米赤霉烯酮溶液)。
1.2 儀器設(shè)備
1.2.1 熒光計(jì)(激發(fā)波長(zhǎng)360nm,發(fā)射波長(zhǎng)450nm):美國(guó)Vicam。
1.2.2 高速均質(zhì)器:18 000~22 000 r/min,美國(guó)Vicam。
1.2.3 玉米赤霉烯酮免疫親和柱:美國(guó)Vicam。
1.2.4 玻璃纖維濾紙:直徑11cm,孔徑1.0μm,英國(guó)Whatman。
1.2.5 玻璃注射器:10mL,20mL。
1.2.6 玻璃試管:直徑12mm,長(zhǎng)75mm,無(wú)熒光特性。
1.2.7 空氣壓力泵。
1.3 熒光光度計(jì)校準(zhǔn)
在激發(fā)波長(zhǎng)360nm,發(fā)射波長(zhǎng)450nm條件下,以0.05mol/L硫酸溶液為空白,調(diào)節(jié)熒光光度計(jì)的讀數(shù)值為0mg/L;以熒光光度計(jì)校準(zhǔn)溶液調(diào)節(jié)熒光光度計(jì)的讀數(shù)值為0.45mg/L。
1.4 樣品處理
1.4.1 提取:準(zhǔn)確稱取經(jīng)過(guò)磨細(xì)(粒度小于2mm)的試樣20.0g于250mL具塞錐形瓶中(玉米赤霉烯酮標(biāo)準(zhǔn)品添加試驗(yàn):計(jì)算好所需要添加的體積,取一定體積的玉米赤霉烯酮標(biāo)準(zhǔn)品于250mL具塞錐形瓶中,用氮?dú)獯蹈桑缓蠹尤?0.0g試樣)。加入2.0g氯化鈉及準(zhǔn)確加入50.0mL(V1)甲醇-水(8+2),以均質(zhì)器高速攪拌提取2min。定量濾紙過(guò)濾,準(zhǔn)確移取10.0mL(V2)濾液并加入40.0mL(V3)0.1%吐溫-20/PBS緩沖液稀釋,用1.0μm的玻璃纖維濾紙過(guò)濾,取10.0mL濾液備用。
1.4.2 凈化:將玉米赤霉烯酮免疫親和柱連接于10.0mL玻璃注射器筒下。準(zhǔn)確移取10mL(V4)上述濾液注入玻璃注射器中,將空氣壓力泵與玻璃注射器連接,調(diào)節(jié)壓力使溶液以約2~3mL/min流速緩慢通過(guò)免疫親和柱(不要超過(guò)5mL/min流速)。用10.0mL 0.1%的吐溫-20/PBS緩沖液清洗,再以10.0mL水分別清洗柱子2次,棄去全部流出液,并使2~3mL空氣通過(guò)柱體。準(zhǔn)確加入1.0mL(V)色譜級(jí)甲醇將免疫親和柱吸附的玉米赤霉烯酮洗脫,流速為1~2mL/min,收集全部洗脫液于玻璃試管中,供熒光光度計(jì)定量測(cè)定用。
1.4.3 測(cè)定
取上述凈化后的1.0mL甲醇洗脫液加入1.0mL玉米赤霉烯酮衍生液,混勻,插入熒光光度計(jì)中,5min后儀器自動(dòng)讀取樣液中玉米赤霉烯酮衍生液的濃度c1(mg/L)。用水或者空白樣品代替試樣,按上述步驟做空白試驗(yàn),測(cè)得濃度為c0(mg/L)。
1.5 測(cè)定結(jié)果的計(jì)算
檢測(cè)結(jié)果按公式(1)和(2)計(jì)算:


式中:X1- 試樣中玉米赤霉烯酮的含量/(mg/kg);
c1- 試樣中玉米赤霉烯酮的含量/(mg/L);
c0- 空白試驗(yàn)玉米赤霉烯酮的含量/(mg/L);
V- 最終甲醇洗脫液體積/mL;
W- 最終凈化洗脫液所含的試樣質(zhì)量/g;
m- 試樣稱取量/g;
V1- 樣品和提取液總體積/mL;
V2- 稀釋用樣品濾液體積/mL;
V3- 稀釋液體積/mL;
V4- 通過(guò)親和柱的樣品提取液體積/mL。
2 結(jié)果與討論
2.1 回收率試驗(yàn)(表1)
表1 配合飼料中玉米赤霉烯酮的添加回收率
添加水平/(mg/kg) |
檢測(cè)結(jié)果/(mg/kg) |
平均值/(mg/kg) |
標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
回收率/% |
變異系數(shù)/% | ||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 | |||||
0.1 |
0.09 |
0.12 |
0.09 |
0.11 |
0.09 |
0.09 |
0.09 |
0.097 |
0.0129 |
97 |
13.3 |
1.0 |
1.0 |
1.2 |
1.0 |
1.2 |
0.9 |
0.9 |
1.1 |
1.043 |
0.127 |
104 |
12.2 |
2.0 |
2.0 |
2.2 |
1.9 |
2.3 |
2.3 |
2.0 |
2.1 |
2.11 |
0.158 |
106 |
7.5 |
5.0 |
5.3 |
5.2 |
5.2 |
4.9 |
5.3 |
5.4 |
5.4 |
5.24 |
0.172 |
105 |
3.3 |
2.2 實(shí)際樣品的檢測(cè)應(yīng)用 利用免疫親和柱-熒光法測(cè)定150個(gè)玉米原料、混合豬飼料、混合雞飼料、混合蝦飼料,發(fā)現(xiàn)玉米赤霉烯酮的含量在0~4.8mg/kg之間。玉米赤霉烯酮在玉米原料和飼料中含量的分布情況見(jiàn)表2,由此可見(jiàn)玉米原料和飼料中普遍存在有玉米赤霉烯酮。其中,玉米赤霉烯酮含量在0.1~1.0mg/kg之間,比例最高,而且超過(guò)1mg/kg的比例也比較高。所以,飼料廠及養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)該經(jīng)常檢測(cè)玉米赤霉烯酮,以便能夠及時(shí)采取措施,防止對(duì)豬、牛的生長(zhǎng)和生殖產(chǎn)生不良影響,而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
表2 玉米赤霉烯酮在玉米原料和飼料中含量的分布情況
|
玉米 |
飼料 | ||
含量/(mg/kg) |
樣品數(shù)/個(gè) |
百分率/% |
樣品數(shù)/個(gè) |
百分率/% |
0-0.1 |
11 |
10.1 |
2 |
4.9 |
0.1-1.0 |
58 |
53.2 |
18 |
43.9 |
1.0-5.0 |
40 |
26.7 |
21 |
51.2 |
2.3 從表1中可以看到,免疫親和柱-熒光法測(cè)定玉米赤霉烯酮的檢測(cè)靈敏度為0.1mg/kg,檢測(cè)范圍0~5mg/kg,在其檢測(cè)范圍內(nèi)的回收率為97%~106%,變異系數(shù)為3.3%~13.3%。如果玉米赤霉烯酮的含量超過(guò)5mg/kg,可以將樣品取樣量減少1倍或者2倍,其他操作步驟不變,最后熒光計(jì)測(cè)定的結(jié)果剩以相應(yīng)的稀釋倍數(shù)2或者3即為樣品的實(shí)際濃度值。
致謝:本試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)由美國(guó)大豆協(xié)會(huì)提供,試驗(yàn)期間得到了美國(guó)大豆協(xié)會(huì)專家的大力支持,在此一并感謝。
程宗佳 博士 (美國(guó)大豆協(xié)會(huì)北京辦事處飼料技術(shù)主任)