范楷,祭芳,徐劍宏,錢鳴蓉,段勁生,聶冬霞,唐占敏,趙志輝,史建榮,韓錚
長三角地區(qū)市場(chǎng)常見農(nóng)產(chǎn)品中40種真菌毒素的污染狀況和特征分析
1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所/上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201403;2江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所,南京 210014;3浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所,杭州 310021;4安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所,合肥 230001
【】分析長三角地區(qū)市場(chǎng)小麥、玉米、稻谷、番茄和桃等常見農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的污染水平和特征,為農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管提供科學(xué)依據(jù)。于2019年從長三角地區(qū)三省一市(江蘇、浙江、安徽和上海)的超市、農(nóng)家和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等抽樣采集農(nóng)產(chǎn)品720份,包括120份小麥、150份玉米、150份稻谷、150份番茄和150份桃。谷物樣品先后經(jīng)水和含1%(V/V)甲酸的乙腈溶液提取,果蔬樣品經(jīng)含1%(V/V)甲酸的乙腈溶液提取。提取液通過氯化鈉和無水硫酸鎂鹽析后,采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法準(zhǔn)確測(cè)定其中40種重要真菌毒素的含量。分別采用卡方檢驗(yàn)和單因素方差分析對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的檢出率和含量進(jìn)行比較,采用Spearman相關(guān)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的含量與產(chǎn)地溫、濕度的相關(guān)性進(jìn)行分析。720份農(nóng)產(chǎn)品中共檢測(cè)到36種真菌毒素,主要包括黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、鏈格孢霉毒素、伏馬毒素、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)及其修飾物和玉米赤霉烯酮(ZEN)等,總檢出率為75.3%。其中,伏馬毒素B1(FB1)檢出率最高(49.0%),其次為細(xì)交鏈孢菌酮酸(TeA)(37.5%)、伏馬毒素B2(FB2)(35.7%)、騰毒素(Ten)(29.6%)、伏馬毒素B3(FB3)(29.3%)、ZEN(22.6%)、DON(21.4%)、3-乙?;?脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(3-ADON)(10.7%)、赭曲霉毒素A(OTA)(10.4%),赭曲霉毒素B(OTB)(8.1%)、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-3-葡萄糖苷(D3G)(7.2%)、赭曲霉毒素C(OTC)(6.4%)、黃曲霉毒素B2(AFB2)(5.8%)和15-乙?;?脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(15-ADON)(5.4%)。59.5%的農(nóng)產(chǎn)品樣品受到2種或2種以上真菌毒素污染,同一份樣本中被檢出毒素?cái)?shù)量最多達(dá)到23種。根據(jù)GB 2761-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中真菌毒素限量》,有1份玉米樣本黃曲霉毒素B1(AFB1)超標(biāo),1份稻谷樣本OTA超標(biāo),6份小麥和2份玉米樣本ZEN超標(biāo),總超標(biāo)率為1.4%,整體污染水平不高。農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的污染水平表現(xiàn)出一定的類型和地區(qū)差異。小麥中,Ten、TeA和DON污染最嚴(yán)重;玉米中,伏馬毒素污染較普遍;稻谷中則主要為Ten、TeA和伏馬毒素;果蔬中伏馬毒素、赭曲霉毒素和鏈格孢毒素等真菌毒素檢出較多。從地區(qū)來看,浙江省小麥樣品中DON和ZEN污染水平最嚴(yán)重,安徽省玉米樣品FB1污染濃度較高,而江蘇省稻谷樣品中DON和ZEN的檢出率和濃度水平均顯著高于其他地區(qū)。相關(guān)性分析表明,谷物中Ten、TeA、FB1、DON和ZEN等毒素的含量與產(chǎn)地溫、濕度存在一定的相關(guān)性,而果蔬中毒素的含量與溫、濕度均無相關(guān)性。長三角地區(qū)市場(chǎng)農(nóng)產(chǎn)品被多種真菌毒素污染,總體污染水平相對(duì)較低,但單一樣品受到多種毒素混合污染的情況較多,應(yīng)引起一定的重視。
真菌毒素;農(nóng)產(chǎn)品;混合污染;長三角地區(qū)
【研究意義】真菌毒素(Mycotoxin)是一類由產(chǎn)毒真菌產(chǎn)生的有毒次級(jí)代謝產(chǎn)物,廣泛存在于各種谷物、水果和蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品及其制品中[1]。目前,已知的真菌毒素已超過400種,危害較大的包括黃曲霉毒素(aflatoxins,AFs)、赭曲霉毒素(ochratoxins,OTs)、單端孢霉烯族毒素(trichothecenes,TCTs)、伏馬毒素(fumonisins,F(xiàn)UMs)和玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)等40余種[2]。真菌毒素具有肝毒性、腎毒性、胃腸道毒性,有導(dǎo)致生殖紊亂、免疫抑制和致畸、致癌、致突變等毒性作用[3],尤其是黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1),被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)IARC(International Agency for Research on Cancer)劃為1類強(qiáng)致癌物[4],其毒性分別為砒霜和氰化鉀的68倍和10倍[5];而赭曲霉素A(ochratoxin A,OTA)和伏馬毒素則被劃為2B類可能致癌物,分別與多種急慢性腎臟疾病和食道癌等的發(fā)生關(guān)系密切[6-7]。因此,全面、系統(tǒng)了解農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的污染水平和分布特征,對(duì)于保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和大眾身體健康具有重要的意義?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】長三角地區(qū)屬中國東部北亞熱帶季風(fēng)氣候,溫暖濕潤、雨熱同期、日照充分、雨量充沛,農(nóng)作物在耕作、收獲、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)冗^程中均非常容易被產(chǎn)毒真菌侵染而產(chǎn)生真菌毒素[8]。2010年,在長三角地區(qū)76份糧油農(nóng)產(chǎn)品中,AFs、赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)和ZEN的檢出率分別為14.5%、14.5%、7.9%和27.6%,濃度范圍為0.51—700 μg?kg-1[9];2017年,在38份江蘇地區(qū)和29份安徽地區(qū)的小麥樣品中,DON及其衍生物的檢出率均為100%,平均濃度分別為102.21 μg?kg-1和37.26 μg?kg-1[10];2011—2012年,上海市88份的玉米和小麥樣品篩查結(jié)果中發(fā)現(xiàn),DON及其衍生物的污染率均為100%,平均濃度分別為141.9 μg?kg-1和118.2 μg?kg-1[11]??梢姡L三角地區(qū)是真菌毒素污染的高發(fā)地區(qū),農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素污染的普遍性及種類的多樣性給人們的生命健康帶來了一定的安全風(fēng)險(xiǎn)?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前,長三角地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的相關(guān)篩查研究大多僅關(guān)注AFs、DON、ZEN等少數(shù)幾類毒素,也缺乏果蔬等農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素污染情況的報(bào)道,并不能完全反映該地區(qū)真菌毒素的污染情況。另一方面,近年來,一些新興真菌毒素和隱蔽型真菌毒素的危害及重要性逐漸受到關(guān)注,如鏈格孢霉毒素(Alternaria Toxins)、桔青霉素(citrinin,CIT)、環(huán)匹阿尼酸(cyclopiazonic acid,CPA)及脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-3-葡萄糖苷(deoxynivalenol-3-glucoside,D3G)等[12],這些毒素在長三角地區(qū)的污染情況仍不清楚?!緮M解決的關(guān)鍵問題】采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(ultra-performance liquid chromatography-tandem masss pectrometry,UPLC-MS/MS)技術(shù)測(cè)定該地區(qū)(江蘇、浙江、安徽、上海)市場(chǎng)典型農(nóng)產(chǎn)品(小麥、玉米、稻谷、番茄、桃)中40種重要真菌毒素的含量,分析其污染水平和分布特征,為真菌毒素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全預(yù)警及監(jiān)管防控提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和大眾身體健康以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、政策等的制(修)訂提供參考依據(jù)。
1.1.1 樣品采集 于2019年3—11月在長三角三省一市(安徽省、江蘇省、浙江省和上海市)進(jìn)行樣品采集。為保證所采樣品的代表性,從每個(gè)?。ㄊ校┻x擇3—5個(gè)分采樣點(diǎn),從每個(gè)分采樣點(diǎn)所轄的超市、農(nóng)家和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采集樣品(采集果蔬(番茄和桃)時(shí),挑選大小適中、成熟度適宜、色澤均勻、果面光滑、新鮮、無病蟲害、無機(jī)械損傷的果實(shí)),共收集720份農(nóng)產(chǎn)品樣品,具體信息見表1。每份樣品不少于1 kg,用塑料自封袋裝存、完成編號(hào)標(biāo)記后,于0—4℃冷藏運(yùn)輸至上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所真菌毒素實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)分析。實(shí)驗(yàn)室接收樣品后,將樣品充分混合,按四分法分成4份,隨機(jī)抽取一份制備,其余作為留樣保存。谷物(小麥、玉米和稻谷)粉碎后過20目篩;果蔬樣品洗凈后,取除去果梗和核(桃)的整個(gè)果實(shí),切碎并用勻漿機(jī)均質(zhì)。制備后的樣品分別裝入潔凈的盛樣瓶內(nèi),密封并標(biāo)記,保存于-20℃冷庫。樣品的采集、運(yùn)輸、分樣、制備和存儲(chǔ)等過程中均避免交叉污染。
表1 本研究采集的農(nóng)產(chǎn)品樣品(份)
1.1.2 儀器 超高效液相色譜儀(美國Waters公司),TRIPLE QUADTM 5500三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀(美國AB SCIEX公司),5804R離心機(jī)(德國Eppendorf公司),HSC-24B氮吹儀(上海楚定分析儀器有限公司),Milli-Q超純水儀(美國Millipore公司),AL104分析天平(美國梅特勒-托利多儀器有限公司),SK8210LHC超聲波清洗機(jī)(上??茖?dǎo)超聲儀器有限公司),BJ-800A食品粉碎機(jī)(杭州德清拜杰電器有限公司)。
1.1.3 試劑 甲醇、乙腈、甲酸、醋酸銨(色譜純,德國Merck公司);無水硫酸鎂、氯化鈉(美國Sigma-Aldrich公司);40種真菌毒素標(biāo)準(zhǔn)品:AFB1、黃曲霉毒素B2(aflatoxin B2,AFB2)、黃曲霉毒素G1(aflatoxin G1,AFG1)、黃曲霉毒素G2(aflatoxin G2,AFG2)、黃曲霉毒素M1(aflatoxin M1,AFM1)、黃曲霉毒素M2(aflatoxin M2,AFM2)、雜色曲霉素(sterigmatocystin,SMC)、OTA、赭曲霉毒素B(ochratoxin B,OTB)、赭曲霉毒素C(ochratoxin C,OTC)、赭曲霉毒素(ochratoxin,OT),交鏈孢霉烯(altenuene,ALT)、騰毒素(tentoxin,TEN)、細(xì)交鏈孢菌酮酸(tenuazonic acid,TeA)、腐敗菌素A(destruxin A,DA)、疣孢青霉原(verruculogen,VER)、伏馬毒素B1(fumonisin B1,F(xiàn)B1)、伏馬毒素B2(fumonisin B2,F(xiàn)B2)、伏馬毒素B3(fumonisin B3,F(xiàn)B3)、蛇形毒素(diacetoxyscirpenol,DAS)、新茄鐮孢菌醇(neosolanio,NEO)、膠黏毒素(gliotoxin,GLI)、CPA、T-2毒素(T-2 toxin,T-2)、HT-2毒素(HT-2 toxin,HT-2)、DON、鐮刀菌烯酮(fusarenon X,F(xiàn)us-X)、15-乙?;?脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(15-acetyl- deoxynivalenol,15-ADON)、3-乙酰基-脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(3-acetyl-deoxynivalenol,3-ADON)、D3G、展青霉毒素(patulin,PAT)、CIT、麥考酚酸(mycophenolic acid,MPA)、ZEN、玉米赤霉酮(zearalanone,ZAN)、-玉米赤霉烯醇(-zearalenol,α-ZOL)、-玉米赤霉烯醇(-zearalenol,-ZOL)、-玉米赤霉醇(- zearalanol,-ZAL)、-玉米赤霉烯醇(-zearalano,-ZAL)和青霉酸(penicillic acid,PCA),純度均大于97%(美國Romer公司);5種同位素內(nèi)標(biāo):13C17-黃曲霉毒素B1(13C17-aflatoxin B1,13C17-AFB1)(0.5 μg?mL-1)、13C20-赭曲霉毒素A(13C20-ochratoxin A,13C20-OTA)(10 μg?mL-1)、13C15-伏馬毒素B1(13C15-fumonisin B1,13C15-FB1)(25 μg?mL-1)、13C15-脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(13c15-deoxynivalenol,13C15-DON)(25 μg?mL-1)、13C18-玉米赤霉烯酮(13C18-zearalenone,13C18-ZEN)(25 μg?mL-1)(美國Romer公司)。
1.2.1 真菌毒素檢測(cè) 采用實(shí)驗(yàn)室前期所建立的農(nóng)產(chǎn)品中40種真菌毒素的分析方法,參考文獻(xiàn)[13]。
1.2.1.1 真菌毒素標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 分別稱取40種真菌毒素適量標(biāo)準(zhǔn)品用乙腈稀釋成濃度為10 mg?L-1的標(biāo)準(zhǔn)貯備液,再用乙腈配制為質(zhì)量濃度為1 mg?L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液,于20℃保存;分別移取適量5種同位素內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)品,用乙腈配制成13C17-AFB1、13C20-OTA、13C15-FB1、13C15-DON和13C18-ZEN濃度分別為5、100、200、500和50 μg?L-1的混合內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工作液,于-20℃保存。
1.2.1.2 樣品前處理 谷物:精密稱取2 g(精確到0.01 g)試樣于50 mL離心管中,加入200 μL同位素內(nèi)標(biāo)混合標(biāo)準(zhǔn)工作液,于室溫下靜置1 h后,加入5 mL水,浸泡5 min后,超聲提取40 min,然后加入8 mL含1%(V/V)甲酸的乙腈溶液,渦旋混勻30 s后,超聲提取40 min,加入2.0 g無水硫酸鎂和0.5 g氯化鈉,立即劇烈振搖30 s,超聲10 min,8 000 r/min離心5 min。移取4 mL上清液,于40℃下氮?dú)獯蹈?,? mL 5 mmol?L-1醋酸銨水溶液-乙腈(80﹕20,V/V)溶解殘?jiān)?,渦旋30 s,經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后,上機(jī)測(cè)定。
果蔬:精密稱取2 g(精確到0. 01 g)試樣于50 mL離心管中,室溫下靜置1 h后,加入10 mL含1%(V/V)甲酸的乙腈溶液,渦旋混勻30 s后,超聲提取40 min,加入2.0 g無水硫酸鎂和0.5 g氯化鈉,立即劇烈振搖30 s,超聲10 min,以8 000 r/min離心5 min,移取5 mL上清液,于40℃下氮?dú)獯蹈桑? mL 5 mmol?L-1醋酸銨水溶液-乙腈(80﹕20,V/V)溶解殘?jiān)?,渦旋30 s,經(jīng)0. 22 μm濾膜過濾后,上機(jī)測(cè)定。
1.2.1.3 UPLC-MS/MS檢測(cè) 色譜條件:色譜柱:Agilent Poroshell 120 EC-C18色譜柱(100 mm×3.0 mm,2.7 mm);流動(dòng)相:流動(dòng)相A為5 mmol?L-1乙酸銨溶液,流動(dòng)相B為甲醇;梯度洗脫程序:0—1 min,5% B;1—5 min,5%—100% B;5—6 min,100% B;6—6.5 min,100%—5% B;6.5—8 min,5% B;流速0.4 mL?min-1;進(jìn)樣量3 μL;柱溫40℃。
質(zhì)譜條件:采用電噴霧電離源(electron spray ionization,ESI)正負(fù)離子模式同時(shí)掃描;霧化氣、輔助氣均為高純空氣,碰撞氣為高純氮?dú)?;霧化氣:50 Psi;輔助氣:50 Psi;霧化溫度:500.0℃;噴霧電壓:5 500 V;噴霧電壓氣簾氣:35 Psi;碰撞氣:8 Psi;通過多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(multiple reaction monitoring,MRM)模式對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行定量。
由于大多數(shù)毒素均呈現(xiàn)較強(qiáng)的基質(zhì)效應(yīng),采取基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。然而基質(zhì)加標(biāo)后,谷物農(nóng)產(chǎn)品得到的回收率仍不能滿足檢測(cè)需求,因此進(jìn)一步采用同位素內(nèi)標(biāo)進(jìn)行校正。將5種同位素內(nèi)標(biāo)的回收率40種真菌毒素的絕對(duì)回收率進(jìn)行比較,其回收率值相近的作為相應(yīng)真菌毒素的內(nèi)標(biāo),用以校正該組目標(biāo)物前處理過程的損失及基質(zhì)效應(yīng),具體分組情況參考文獻(xiàn)[13]。而果蔬樣品無需內(nèi)標(biāo)校正即可得到滿意的回收率,因此采取基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線外標(biāo)法定量。不同農(nóng)產(chǎn)品基質(zhì)中各毒素檢測(cè)限(limited of detection,LOD)參考文獻(xiàn)[13]。
采用Excel和SPSS 22.0對(duì)農(nóng)產(chǎn)品樣品中真菌毒素污染水平進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。樣品中真菌毒素含量低于其LOD時(shí),判定為“未檢出”;計(jì)算毒素含量均值和進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí),未檢出數(shù)據(jù)用1/2 LOD替代[14]。采用卡方檢驗(yàn)對(duì)不同地區(qū)不同農(nóng)產(chǎn)品間真菌毒素檢出率進(jìn)行比較,采用單因素方差分析對(duì)不同地區(qū)不同農(nóng)產(chǎn)品間真菌毒素污染濃度水平進(jìn)行比較,采用Spearman相關(guān)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的含量與產(chǎn)地溫、濕度的相關(guān)性進(jìn)行分析。
本研究所調(diào)查的5種720份長三角地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品樣本中,有542份樣品存在不同程度的真菌毒素污染,總污染率達(dá)到75.3%。如圖1所示,共有36種真菌毒素被檢出,主要包括黃曲霉毒素(AFB1、AFB2、AFG1、AFG2),赭曲霉毒素(OTA、OTB、OTC),鏈格孢霉毒素(ALT、Ten、TeA),伏馬毒素(FB1、FB2、FB3),DON及其修飾物(15-ADON、3-ADON、D3G)和ZEN等。其中,F(xiàn)B1檢出率最高(49.0%);其次為TeA(37.5%)、FB2(35.7%)、Ten(29.6%)、FB3(29.3%)、ZEN(22.6%)、DON(21.4%)、3-ADON(10.7%)、OTA(10.4%),OTB(8.1%)、D3G(7.2%)、OTC(6.4%)、AFB2(5.8%)和15-ADON(5.4%);AFM1、AFM2、OT和VER 4種真菌毒素檢測(cè)值均低于各自LOD,判定為未檢出;其他毒素均在少量農(nóng)產(chǎn)品樣本(低于5%)中被檢出。
AFB1:黃曲霉毒素B1 Aflatoxin B1;AFB2:黃曲霉毒素B2 Aflatoxin B2;AFG1:黃曲霉毒素G1 Aflatoxin G1;AFG2:黃曲霉毒素G2 Aflatoxin G2;SMC:雜色曲霉素 Sterigmatocystin;OTA:赭曲霉毒素A Ochratoxin A;OTB:赭曲霉毒素B Ochratoxin B;OTC:赭曲霉毒素C Ochratoxin C;ALT:交鏈孢霉烯 Altenuene;Ten:騰毒素 Tentoxin;TeA:細(xì)交鏈孢菌酮酸 Tenuazonic acid;DA:腐敗菌素A Destruxin A;FB1:伏馬毒素B1 Fumonisin B1;FB2:伏馬毒素B2 Fumonisin B2;FB3:伏馬毒素B3 Fumonisin B3;DAS:蛇形毒素 Diacetoxyscirpenol;NEO:新茄鐮孢菌醇 Neosolanio;GLI:膠黏毒素 Gliotoxin;CPA:環(huán)匹阿尼酸 Cyclopiazonic Acid;T-2:T-2毒素 T-2 toxin;HT-2:HT-2毒素 HT-2 toxin;DON:脫氧雪腐鐮刀菌烯醇 Deoxynivalenol;FUS-X:鐮刀菌烯酮 Fusarenon X;15-ADON:15-乙?;?脫氧雪腐鐮刀菌烯醇 15-acetyl-deoxynivalenol;3-ADON:3-乙?;?脫氧雪腐鐮刀菌烯醇 3-acetyl-deoxynivalenol;D3G:脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-3-葡萄苷 Deoxynivalenol-3-glucoside;PAT:展青霉毒素 Patulin;CIT:桔青霉素 Citrinin;MPA:麥考酚酸 Mycophenolic acid;ZEN:玉米赤霉烯酮 Zearalenone;ZAN:玉米赤霉酮 Zearalanone;α-ZOL:α-玉米赤霉烯醇α-zearalenol;β-ZOL:β-玉米赤霉烯醇β-zearalenol;α-ZAL:α-玉米赤霉醇α-zearalanol;β-ZAL:β-玉米赤霉烯醇β-zearalanoL;PCA:青霉酸 Penicillic acid。下同 The same as below
目前,我國僅有少量真菌毒素已制定其限量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)GB 2761-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中真菌毒素限量》規(guī)定,玉米、小麥和稻谷中AFB1限量標(biāo)準(zhǔn)分別為20、5和10 μg?kg-1;小麥和玉米中DON的限量均為1000 μg?kg-1;谷物中OTA限量為5 μg?kg-1;小麥和玉米中ZEN限量為60 μg?kg-1。本研究所調(diào)查的農(nóng)產(chǎn)品中,有1份玉米樣本AFB1超標(biāo),濃度為73.35 μg?kg-1,超標(biāo)率為0.7%;1份稻谷樣本OTA超標(biāo),濃度為12.23 μg?kg-1,超標(biāo)率為0.7%;6份小麥和2份玉米樣本ZEN超標(biāo),濃度范圍為70.15— 164.99 μg?kg-1,超標(biāo)率分別為5.0%和1.3%;無樣本DON超標(biāo)。我國尚未制定伏馬毒素的限量標(biāo)準(zhǔn),參考美國限量標(biāo)準(zhǔn)(FB1+FB2+FB3≤2 000 μg?kg-1)[15],本次調(diào)查有10份玉米超標(biāo),超標(biāo)率為6.7%。在果蔬方面,我國規(guī)定了蘋果、山楂等水果和制品中PAT的限量標(biāo)準(zhǔn)為50 μg?kg-1,美國、日本、巴西和印度等國制定了果品中AFB1等黃曲霉毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)為5—30 μg?kg-1[16],而本次調(diào)查在番茄和桃中均未檢出PAT,僅在2份番茄和1份桃樣品中檢出黃曲霉毒素,且含量低于5μg?kg-1。綜上,認(rèn)為長三角地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的整體污染水平不高、風(fēng)險(xiǎn)較低,但部分的超標(biāo)樣本也表明可能存在一定的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。
59.5%的樣品受到2種或以上真菌毒素污染(表2)。谷物中大部分樣本檢出2種以上真菌毒素,尤其50.8%的小麥、38.7%的玉米和42.0%的稻谷均受到5種以上真菌毒素的污染。其中,稻谷中被檢出混合污染毒素?cái)?shù)量最多,有一份樣本達(dá)到23種,小麥和玉米中最多檢測(cè)真菌毒素的數(shù)量則分別為14和12種。小麥樣本中,污染毒素的最少數(shù)量也達(dá)到2種。相對(duì)而言,果蔬中真菌毒素混合污染情況較輕,絕大多數(shù)陽性樣本受毒素污染數(shù)量在1—4種。番茄和桃均只有4.0%的樣本受到5種以上毒素污染,最大污染數(shù)量分別為14種和7種。
表2 農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的混合污染情況
小麥、玉米、稻谷、番茄和桃5種農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的總檢出率分別為100%、79.3%、98.7%、39.3%和57.3%,檢出毒素?cái)?shù)量分別為23、27、34、20和16種,具體各毒素的檢出率和含量見表3。小麥中,鏈格孢毒素(Ten和TeA)和DON為污染最嚴(yán)重的真菌毒素,其次為伏馬毒素(FB1、FB2和FB3)、DON乙?;揎椢?-ADON、隱蔽型毒素D3G和ZEN及其衍生物(ZAN、-ZOL和-ZOL)。玉米中,伏馬毒素(FB1、FB2和FB3)污染較普遍,ZEN、DON及其乙?;揎椢铮?5-ADON和3-ADON)、TeA和黃曲霉毒素(AFB1、AFB2)也有較多檢出。稻谷中,污染毒素則主要為黃曲霉毒素AFG1、鏈格孢霉毒素(Ten和TeA)、伏馬毒素(FB1、FB2和FB3)、赭曲霉毒素(OTA、OTB和OTC)、DON和ZEN。與谷物相比,果蔬中真菌毒素的整體污染水平較低,番茄和桃中檢出率較高的毒素均為伏馬毒素(FB1、FB2和FB3)、赭曲霉毒素(OTA、OTB 和OTC)和鏈格孢毒素(ALT、Ten和TeA)。
表3 不同農(nóng)產(chǎn)品樣品中真菌毒素的污染水平
“-”表示未檢出(含量低于檢出限)。*和**分別代表檢出率差異的顯著性水平為<0.05和<0.01
“-” indicate the concentrations were blow LOD. * and ** indicate the significance level of difference in detection rate at<0.05 and<0.01, respectively
采用卡方檢驗(yàn)對(duì)不同農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的檢出率進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)其污染情況存在一定差異。黃曲霉毒素中,AFB1和AFB2在玉米中檢出率最高,而AFG2僅在稻谷中檢出。赭曲霉毒素中,僅OTB在不同農(nóng)產(chǎn)品中的檢出率存在顯著差異(=0.031)。鏈格孢霉毒素中,Ten在小麥中污染比較嚴(yán)重,檢出率和平均濃度均極顯著高于其他農(nóng)產(chǎn)品(<0.01);而TeA在小麥和稻谷中的污染比較嚴(yán)重。伏馬毒素中,F(xiàn)B1檢出率最高的農(nóng)產(chǎn)品為稻谷,最低為番茄,而其污染濃度最高的農(nóng)產(chǎn)品則為玉米。DON僅在谷物中有檢出,小麥中DON的污染水平又極顯著高于玉米和稻谷(<0.01)。DON乙酰化修飾物15-ADON和3-ADON也只在谷物中檢出,且分別在玉米和小麥中檢出最高。隱蔽型毒素D3G污染情況與原型DON一致,在小麥中污染水平最高;進(jìn)一步對(duì)DON和D3G的含量進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果顯示兩者間存在顯著正相關(guān)(=0.311,<0.01)。ZEN在谷物中的污染水平明顯高于果蔬,檢出率最高農(nóng)產(chǎn)品為玉米,濃度最高則為小麥;ZEN衍生物ZAN、-ZOL和-ZOL也主要在小麥中被檢出。除上述主要污染毒素外,SMC、DAS、GLI、CPA、FUS-X和MPA等毒素雖然僅在部分樣品中發(fā)現(xiàn),但其檢出率也表現(xiàn)出一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.05)。
分別利用卡方檢驗(yàn)和單因素方差分析將不同地區(qū)各類農(nóng)產(chǎn)品中普遍污染的主要真菌毒素的檢出率和濃度水平進(jìn)行比較分析(圖2、3)。
小麥中,除AFB1和Ten外,各真菌毒素的檢出率均存在顯著的地區(qū)差異(圖2-A),主要污染毒素的濃度水平也有所差別(圖3-A)。黃曲霉毒素中,AFB1僅在2份浙江省樣本中檢出,AFB2則主要污染安徽省樣本。赭曲霉毒素(OTA、OTB和OTC)僅在安徽省樣本中檢出。鏈格孢霉毒素中,Ten在不同地區(qū)間的濃度水平存在極顯著差異(<0.01),其中上海樣本濃度最高,為39.1 μg?kg-1;TeA在除上海市外的3個(gè)地區(qū)均100.0%檢出,但地區(qū)間濃度水平無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(=0.202)。伏馬毒素中,F(xiàn)B1在浙江省樣本中檢出率最高(100.0%),而濃度水平最高則為江蘇省樣本(59.0 μg?kg-1),但地區(qū)間濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(=0.474);FB2和FB3情況類似。DON和ZEN均在浙江地區(qū)樣本中污染嚴(yán)重,平均濃度分別達(dá)到204.8和38.90 μg?kg-1,極顯著高于其他地區(qū)樣本(<0.01);DON修飾物(3-ADON和D3G)和ZEN衍生物(ZAN、-ZOL和-ZOL)也表現(xiàn)出一定的地區(qū)差異。
4個(gè)地區(qū)玉米樣本中真菌毒素污染狀況見圖2-B和圖3-B,大部分毒素呈現(xiàn)出明顯的地區(qū)差異。黃曲霉毒素中,AFB1在除上海外的3個(gè)地區(qū)均有一定檢出,AFB2僅在浙江樣本中檢出,AFG1則在江蘇和浙江兩地區(qū)少量樣本中檢出。赭曲霉毒素(OTA、OTB和OTC)主要在安徽和江蘇兩地區(qū)樣本中檢出,但僅有OTA的濃度水平差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(=0.014)。鏈格孢霉毒素中,TeA在浙江地區(qū)樣本中污染最為嚴(yán)重,平均濃度達(dá)到7.49 μg?kg-1,極顯著高于其他地區(qū)(<0.01)。伏馬毒素中,F(xiàn)B1在安徽和江蘇兩地區(qū)樣本中的檢出率均為100.0%,平均濃度分別為833.90和289.76 μg?kg-1,顯著高于其他兩地區(qū)(<0.05);FB2和FB3類似。DON則為浙江地區(qū)污染最嚴(yán)重,其檢出率(38.3%)和均值濃度(34.76 μg?kg-1)均極顯著高于其他地區(qū)(<0.01)。ZEN在安徽、江蘇和浙江樣本均有檢出,但其污染水平無地區(qū)間差異(=0.110)。
圖2-C和圖3-C是不同地區(qū)稻谷樣本中真菌毒素污染狀況對(duì)比。黃曲霉毒素中,不同地區(qū)樣本中AFB2和AFG2的檢出率均存在極顯著差異(<0.01),但濃度水平均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(>0.05)。同樣,SMC主要在上海地區(qū)樣本中檢出,但其濃度水平未顯著高于其他地區(qū)(=0.121)。赭曲霉毒素中,OTB在不同地區(qū)的檢出率存在極顯著差異(<0.01),但3種毒素濃度水平均未表現(xiàn)出地區(qū)間差異(>0.05)。鏈格孢霉毒素中,Ten在江蘇省樣本中污染最嚴(yán)重,檢出率(100.0%)和濃度水平(1.96 μg?kg-1)均極顯著高于其他地區(qū)(<0.01)。伏馬毒素中,F(xiàn)B1和FB3的濃度水平未表現(xiàn)明顯差異,而FB2在浙江地區(qū)樣本中的污染濃度(21.75 μg?kg-1)則極顯著高于其他3個(gè)地區(qū)(<0.01)。DON和ZEN污染最嚴(yán)重的均為江蘇地區(qū)樣本,檢出率和平均濃度均極顯著高于其他地區(qū)(<0.01);DON乙?;揎椢?-ADON和3-ADON、隱蔽型毒素D3G主要污染江蘇地區(qū)樣本,ZEN衍生物ZAN、-ZOL、-ZOL、-ZAL和-ZAL也只在江蘇地區(qū)個(gè)別樣本中檢出。
A:小麥;B:玉米;C:稻谷;D:番茄;E:桃。*和**分別代表顯著性水平為P<0.05和P<0.01。下同
A:小麥;B:玉米;C:稻谷;D:番茄;E:桃 A: wheat; B: maize; C: rice; D: tomato; E: peach
由于果蔬(番茄和桃)中真菌毒素的污染情況相對(duì)較輕,雖然赭曲霉毒素、鏈格孢霉毒素、伏馬毒素和ZEN在多個(gè)地區(qū)樣本中有一定檢出,但大多數(shù)毒素未表現(xiàn)出明顯的地區(qū)差異(圖2-D、E,圖3-D、E)。番茄中,OTA在36.7%的江蘇地區(qū)樣本中檢出,平均濃度為1.06 μg?kg-1,極顯著高于其他地區(qū)(<0.01);TeA和ZEN雖然各地區(qū)檢出率存在不同,但兩毒素的濃度水平均未表現(xiàn)出明顯差異(>0.05)。桃中,赭曲霉毒素在江蘇地區(qū)污染相對(duì)嚴(yán)重,OTA、OTB和OTC的檢出率和平均濃度均極顯著高于其他地區(qū)(<0.01);其他毒素在4個(gè)地區(qū)樣本中的污染水平則無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
氣候條件是影響農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素產(chǎn)生的關(guān)鍵因素,采用Spearman相關(guān)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的含量與其產(chǎn)地2019年平均溫、濕度的相關(guān)性進(jìn)行分析(表4)。結(jié)果顯示小麥中Ten含量與溫度,DON含量與溫度和濕度,ZEN含量與濕度呈正相關(guān);玉米中TeA、FB1和DON的含量均與溫度和濕度正相關(guān);稻谷中FB1含量與溫度正相關(guān),而ZEN的含量則與溫度負(fù)相關(guān)。但果蔬中所有毒素的含量與溫、濕度均無相關(guān)性。
表4 不同農(nóng)產(chǎn)品中主要真菌毒素的含量與產(chǎn)地溫、濕度的相關(guān)性
*和**分別代表顯著性水平為<0.05和<0.01 * and ** indicate the level of significance at<0.05 and<0.01, respectively
農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的污染水平受多種因素的影響,除最主要的氣候條件和地理環(huán)境外,宿主的品種及其對(duì)產(chǎn)毒真菌侵染的抗性,產(chǎn)毒真菌種群的類型和分布,農(nóng)作物收獲、加工和儲(chǔ)運(yùn)的方法及條件等均可能影響真菌的生長和毒素的產(chǎn)生[17-18]。本研究發(fā)現(xiàn)長三角地區(qū)的不同農(nóng)產(chǎn)品(小麥、玉米、稻谷、番茄和桃)均易受真菌毒素污染,36種真菌毒素在75.3%的農(nóng)產(chǎn)品中檢出,呈“多種類、共分布”的特點(diǎn),但與既往調(diào)查結(jié)果相比,大部分真菌毒素的污染水平相對(duì)較低。如本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)玉米樣品中黃曲霉毒素和伏馬毒素污染比較普遍,其中AFB1的污染水平(9.30%,1.18 μg?kg-1)高于陜西?。?%,0.02 μg?kg-1)[19]、低于山東?。?8.08%,7.62 μg?kg-1)[20]和河北?。?3%,11.8 μg?kg-1)[21]的篩查結(jié)果;FB1、FB2和FB3的污染水平(59.3%—66.0%,40.46—422.36 μg?kg-1)分別高于陜西?。?0.0%—80.5%,22.1—102 μg?kg-1)[19]和煙臺(tái)市(19.78%—32.97%,2.2—16.97 μg?kg-1)[22],低于山東?。?3.85%—92.5%,197.71—1 798.69 μg?kg-1)[20],與甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古和山東四省的平均數(shù)據(jù)(29.6% —36.5%,181—522 μg?kg-1)相似[23]。此外,谷物中OTA的污染水平(6.7%—15.3%,0.29—0.52 μg?kg-1)低于上海市谷物及制品(21%,0.94 μg?kg-1)[24]、濟(jì)南市玉米樣品(38%,1.67 μg?kg-1)[25]和南方及東北6省稻谷樣品(4.87%,0.85 μg?kg-1)[26]中的結(jié)果;兩種鐮刀菌毒素DON和ZEN在小麥和玉米中的污染水平(21.3%—81.7%,2.90—104.74 μg?kg-1)也低于多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)據(jù)[10,11,19,27-31]。值得一提的是,本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)在稻谷中DON的檢出率為22.0%,均值為31.24 μg?kg-1,而其他研究發(fā)現(xiàn)大米中DON污染水平較低[32],可能是由于脫殼、碾米等加工過程中稻谷表層的部分毒素已被除去[12]。
除傳統(tǒng)真菌毒素外,多個(gè)新型真菌毒素和隱蔽型毒素也在本研究中被檢出,其中污染最為普遍的為鏈格孢霉毒素和隱蔽型毒素D3G。鏈格孢霉毒素是農(nóng)作物在生長、收獲、運(yùn)輸和貯藏過程中被鏈格孢菌()侵染導(dǎo)致霉變所產(chǎn)生的一類新型真菌毒素,具有急性毒性、亞急性毒性、致畸致癌性等[12]。本研究調(diào)查了3種鏈格孢霉毒素的污染情況,ALT在除小麥外的農(nóng)產(chǎn)品中有少量檢出;TeA和Ten在5種農(nóng)產(chǎn)品中均有檢出,尤其在小麥中污染最嚴(yán)重。小麥中TeA的檢出率為100.0%,均值為20.5 μg?kg-1,污染水平類似于2016—2017年河南省小麥粉(91.2%,0.50—134.23 μg?kg-1)[33],低于2015年安徽省小麥樣本(100%,289 μg?kg-1)[34];而Ten的檢出率為75.0%,均值為63.33 μg?kg-1,高于河南(45.6%,0.05—17.42 μg?kg-1)和安徽(77%,43.8 μg?kg-1)樣本中的水平。此外,鏈格孢霉毒素在果蔬中污染較為普遍,而本研究中番茄和桃中ALT、TeA和Ten的檢出率和平均濃度均低于相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[35-36]。
隱蔽型真菌毒素是真菌毒素在植物體內(nèi)經(jīng)修飾后的產(chǎn)物,往往與原型毒素共存于農(nóng)產(chǎn)品中,其進(jìn)入人和動(dòng)物體內(nèi)后可被代謝水解,釋放出原型毒素從而威脅人畜健康[37]。最常見的隱蔽型毒素為D3G,本研究發(fā)現(xiàn)其污染情況類似于原型毒素DON,主要在小麥中存在,檢出率為38.3%,平均濃度為5.32 μg?kg-1,低于李鳳琴等[38]、馬皎潔等[27]、朱群英等[39]和Dong等[40]的研究結(jié)果;進(jìn)一步研究也發(fā)現(xiàn)D3G與DON的污染水平存在顯著正相關(guān),與多個(gè)文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果相似[40-42]。目前,美國已將D3G與DON的比例(D3G/DON)作為小麥抗赤霉病毒素的重要評(píng)估指標(biāo)[43];歐洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)下的食物鏈污染物小組(CONTAM Panel)也提出在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí),隱蔽型毒素應(yīng)和原型毒素同樣對(duì)待[44]。本研究的結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了隱蔽型毒素D3G在農(nóng)產(chǎn)品中的污染,其安全風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。
農(nóng)產(chǎn)品中多種真菌毒素的混合污染情況已成為全世界關(guān)注和重視的問題。程天笑等[29]、胡佳薇等[19]、馬皎潔等[27]、宮春波等[22]在我國不同地區(qū)的小麥、玉米等農(nóng)產(chǎn)品中均同時(shí)檢出了黃曲霉毒素、伏馬毒素、DON和ZEN等多種真菌毒素;Tebele等[45]對(duì)南非的玉米、玉米糊、高粱、小麥等農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行了調(diào)查,并檢出12種真菌毒素;Kamala等[46]從坦桑尼亞的玉米樣本中檢出11種真菌毒素,其中87%的樣品中含有一種以上真菌毒素;JUAN等[47]也發(fā)現(xiàn)超過1/3的突尼斯小麥樣品存在3種及以上真菌毒素,最多一份樣本中存在7種真菌毒素。在本次調(diào)查研究中,超過1/2的農(nóng)產(chǎn)品受到多種真菌毒素污染,1/3的谷物樣品檢出5種以上真菌毒素,單樣本最大檢出毒素量達(dá)到23種,說明長三角地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品中混合污染情況比較嚴(yán)重。多種真菌毒素混合污染下,一些毒素的毒性往往增強(qiáng)或形成累積效應(yīng)[48],因此,進(jìn)行多種真菌毒素的累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并在此基礎(chǔ)上實(shí)施監(jiān)測(cè)與防控變得愈發(fā)重要[49]。
本次調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)真菌毒素的污染水平表現(xiàn)出明顯的農(nóng)產(chǎn)品類型差異,如黃曲霉毒素(AFB1和AFB2)和伏馬毒素(FB1、FB2和FB3)主要污染玉米,而鏈格孢霉毒素(Ten和TeA)、DON和ZEN等在小麥中的污染水平最高,體現(xiàn)了不同農(nóng)作物中易感染毒素各不相同。另一方面,本研究中不同地區(qū)的多種真菌毒素的污染水平也存在顯著差異,如浙江省小麥樣本中,DON和ZEN兩種鐮刀菌毒素的污染水平均顯著高于其他地區(qū)。據(jù)浙江省氣候公報(bào),2019年全省平均氣溫為17.1℃,年平均降雨量為1 958.5 mm,比常年同期偏多3成,降水總量創(chuàng)近50年新高,并且均高于上海(16.0℃,1 576.8 mm)、安徽(16.6℃,944 mm)和江蘇(16.1℃,1 045.4 mm)。進(jìn)一步的相關(guān)性分析也表明小麥中DON和ZEN的含量與樣品產(chǎn)地的平均溫度和/或濕度正相關(guān)。因此,高溫、多雨的氣候條件有利于禾谷鐮刀菌等產(chǎn)毒真菌的生長及毒素的產(chǎn)生[17],可能是造成該地區(qū)小麥中鐮刀菌毒素污染水平相對(duì)偏高的主要原因??紤]到本次研究中采用的溫、濕度為產(chǎn)地全年平均數(shù)值,存在較大誤差,在后續(xù)工作中需對(duì)樣品的種植、運(yùn)輸和存儲(chǔ)等環(huán)境條件進(jìn)行連續(xù)跟蹤觀測(cè),從而得到更準(zhǔn)確和合理的結(jié)果。另外,具體采樣時(shí)間的差異和調(diào)查樣本代表性的影響也必須考慮。盡管本次調(diào)查收集了720份農(nóng)產(chǎn)品,但分布到各地區(qū)的樣本量仍然偏少,不能完全代表各地實(shí)際的污染情況。因此,在今后的研究中需繼續(xù)加強(qiáng)大樣本、大范圍的長期監(jiān)測(cè),進(jìn)一步了解長三角地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素的污染狀況。
我國長三角地區(qū)市場(chǎng)小麥、玉米、稻谷、番茄和桃等農(nóng)產(chǎn)品受多種真菌毒素的污染,并呈現(xiàn)出一定的樣品種類和地區(qū)等差異。農(nóng)產(chǎn)品中主要檢出毒素主要包括黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、鏈格孢霉毒素、伏馬毒素、DON和ZEN等,其污染水平總體相對(duì)較低,但單一樣品受到多種毒素混合污染的情況比較嚴(yán)重。在后續(xù)工作中,應(yīng)繼續(xù)開展長三角地區(qū)不同真菌毒素,特別是新型毒素、隱蔽型毒素和毒素代謝產(chǎn)物的污染監(jiān)測(cè),全面反映農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素實(shí)際污染情況。針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中多種真菌毒素復(fù)合污染規(guī)律不清、毒性機(jī)制不明的不利局面,進(jìn)一步加強(qiáng)不同真菌毒素的聯(lián)合毒性研究,加快構(gòu)建混合污染累積暴露評(píng)估模型,對(duì)居民日常暴露真菌毒素的健康風(fēng)險(xiǎn)作出更準(zhǔn)確和科學(xué)的判斷,為不同真菌毒素復(fù)合污染限量標(biāo)準(zhǔn)的制(修)訂提供科學(xué)依據(jù),防范農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn),保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。
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Natural Occurrence and Characteristic Analysis of 40 Mycotoxins in Agro-Products from Yangtze Delta Region
1Institute for Agro-Food Standards and Testing Technology, Shanghai Academy of Agricultural Sciences/Shanghai Key Laboratory of Protected Horticultural Technology, Shanghai 201403;2Institute of Quality Safety and Nutrition of Agricultural Products, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014;3Institute of Quality Safety and Nutrition of Agricultural Products, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021;4Institute of Plant Protection and Quality and Safety of Agricultural Products, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230001
【】 The purpose of this survey was to investigate the natural occurrence and contamination characteristics of 40 mycotoxins in agro-products (wheat, maize, rice, tomato and peach) from Yangtze Delta Region, so as to provide a scientific basis for the supervision of agro-products. 【】 A total of 720 ago-product samples, including 120 wheat samples, 150 maize samples, 150 rice samples, 150 tomato samples and 150 peach samples, were collected from supermarkets, farmers and farmers' markets in Shanghai, Anhui, Jiangsu and Zhejiang in 2019. The grain samples were extracted with water and acetonitrile containing 1% (V/V) formic acid, and fruit and vegetable samples were extracted with acetonitrile containing 1% (V/V) formic acid. The extractions were salted out with sodium chloride and anhydrous magnesium sulfate, and the concentrations of 40 kinds of important mycotoxins were determined by ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Chi-square test and one-way analysis of variance (ANOVA) were utilized to investigate the mycotoxin contamination levels among different types of agro-products in different regions, while Spearman’s rank correlation coefficient was used for the analysis of the relationship between mycotoxin concentrations and temperature and humidity.【】In 720 samples, a total of 36 kinds of mycotoxins were detected, mainly including aflatoxins, ochratoxins, alternaria toxins, fumonisins, deoxynivalenol (DON) and its modified forms and zearalenone (ZEN). The detection rate of mycotoxins in total agro-products was 75.3%. Among the positive toxins, fumonisin B1(FB1) was the most frequently detected (49.0%), followed by tenuazonic acid (TeA) (37.5%), fumonisin B2(FB2) (35.7%), tentoxin (Ten) (29.6%), fumonisin B3(FB3) (29.3%), ZEN (22.6%), DON (21.4%), 3-acetyl-deoxynivalenol (3-ADON) (10.7%), ochratoxin A (OTA) (10.4%), ochratoxin B (OTB) (8.1%), deoxynivalenol-3-glucoside (D3G) (7.2%), ochratoxin C (OTC) (6.4%), aflatoxin B2(AFB2) (5.8%) and 15-acetyl-deoxynivalenol (15-ADON) (5.4%). Additionally, 59.5% of the agricultural products were contaminated with two or more mycotoxins, and the maximum number in one sample was 23. According to GB 2761-2017, the concentrations of AFB1in one maize sample, OTA in one rice sample, ZEN in 6 wheat samples and 2 maize samples exceeded the relative limit standards. The contamination levels of mycotoxins in agro-products from the Yangtze River Delta region were relatively lower, compared with other studies, which showed significant types and regional differences. The most prevalent mycotoxins were Ten, TeA, DON in wheat, fumonisins in maize, Ten, TeA, fumonisins in rice, and ochratoxins, alternaria toxins, fumonisins in fruits and vegetables, respectively. Regionally, maize samples from Zhejiang were seriously contaminated with DON and ZEN, while the highest concentrations of fumonisins were detected in Anhui maize samples. The detection rates and concentration levels of DON and ZEN in rice samples from Jiangsu were significantly higher than those from other regions. The contamination levels of Ten, TeA, FB1, DON and ZEN in grain samples were in significant correlation with temperature and/or humidity, while no statistical relationship was found in tomato and peach samples. 【】 Agro-products from the Yangtze River Delta region were contaminated by various mycotoxins. Although the overall contamination level was relatively low, the multi-mycotoxin co-occurrence in single sample was frequently found, which should be given enough considerations.
mycotoxins; agricultural products; co-occurrence; Yangtze Delta Region
10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.015
2020-11-02;
2021-02-04
上海市科技興農(nóng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目(2020-02-08-00-12-F01453)
范楷,E-mail:fankai1983@gmail.com。通信作者韓錚,E-mail:hanzheng@saas.sh.cn
(責(zé)任編輯 趙伶俐)