关键词:
低共熔溶剂
前处理技术
快速检测技术
粮食安全
真菌毒素
杀虫剂
摘要:
真菌毒素和杀虫剂是谷物中最常见的食品危害因子,具有毒性高,稳定性强的特点,被人体长期摄入后,易在人体内积累,会对人体健康造成很大负面影响。而且,被污染的谷物其自身品质下降,造成大量的资源浪费和经济损失。目前常用的萃取技术有:固相萃取法、QuEChERS法和液相萃取法等,这些传统的萃取技术被不断改进,但其主要以有机溶剂作为萃取剂,如甲醇、乙醇、乙腈等,毒性较高,生物降解性差,大量使用会造成环境污染。因此,为解决传统萃取技术易发生溶剂残留且毒性大的问题,选择绿色的低共熔溶剂作为萃取剂进行尝试和探索。传统检测技术(高效液相色谱法,质谱法等)其灵敏度和稳定性已经得到验证,但通常需要专业的操作人员、昂贵的仪器和长的检测时间,不利于对谷物中的即时检测,为此有必要开发简单、快速和灵敏的检测谷物中真菌毒素和杀虫剂残留的技术。本研究将基于绿色的低共熔溶剂的萃取技术与快速检测技术相结合,建立了三种种适用于谷物样品中真菌毒素和杀虫剂残留的萃取和检测方法,具体内容包括:
(1)基于低共熔溶剂聚合物的固液萃取结合荧光光谱法分析谷物中的黄曲霉毒素B1。在此,我们基于固液萃取技术结合荧光光谱法建立了一种绿色、高效和灵敏的谷物中黄曲霉毒素B1的检测方法。在固液萃取中,以甘油、柠檬酸和β-环糊精合成了低共熔溶剂聚合物,其具备低共熔溶剂的绿色性和可设计性的同时保留了环糊精增强荧光的特性,而且低共熔溶剂聚合物在萃取和吸附方面也具备优异的表现。该方法通过对荧光信号的分析,实现了对对谷物中黄曲霉毒素B1的快速、简单灵敏的检测,为在其他基质中的黄曲霉毒素B1的分析提供新思路。
(2)基于天然低共熔溶剂的QuEChERS结合磁珠酶联免疫吸附法分析谷物中的赭曲霉毒素A。在此,我们基于改良的QuEChERS和酶联免疫吸附测定(ELISA)建立了一种绿色、快速、灵敏的谷物中赭曲霉毒素A分析方法。在改进QuEChERS中,合成了绿色溶剂和改性材料,并用作萃取剂和吸附剂,实现了木质纤维素三大成分(木质素、纤维素、半纤维素)的充分利用。由纤维素和半纤维素衍生的葡萄糖和乙酰丙酸合成的天然低共熔溶剂取代了传统有机溶剂(有毒的乙腈和甲醇),以减少对环境的影响。改性木质素取代了商业吸附剂(PSA、GCB和C18)来净化萃取溶液,从而更具成本效益和生态效益。在改进的ELISA中,通过酸性天然低共熔溶剂和碳酸氢钠缓冲液进行泡腾反应,巧妙地将前处理和检测连接起来,简化设备的使用,促进免疫竞争。此外,磁珠的应用取代了传统的微孔板,避免了多次孵育处理,加快了检测反应时间;金纳米颗粒的应用增强了辣根过氧化物酶的活性,从而放大了相应的光信号并提高了灵敏度。该前处理和检测策略在其他食品基质中真菌毒素残留分析中具有进一步的应用前景。
(3)基于低共熔溶剂的分散液液微萃取结合数字图像比色法分析谷物中克百威。在分散液液微萃取过程中本研究首次合成了以芳樟醇和庚酸的低共熔溶剂。该低共熔溶剂在碱性条件下解离,其自身在萃取过程中完成萃取溶剂和分散溶剂的双重功能,庚酸发挥萃取溶剂作用,芳樟醇发挥分散溶剂作用,实现了对偶氮衍生物快速萃取。在该实验中,克百威在碱性条件下水解生成呋喃酚并进一步与固蓝BB盐偶联,形成橙红色偶氮衍生物。通过使用智能手机记录颜色变化,并使用RGB颜色系统进行处理,从而实现对克百威的高效定量检测。该方法成功地应用于谷样中克百威的萃取和检测。该方法绿色、快捷、方便、高效,在其他食品样品中克百威残留分析具有应用前景。