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重磅!新型納米材料實現(xiàn)食品多霉菌毒素同步高效檢測

發(fā)布時間:2025-04-03    瀏覽次數(shù):214

在食品安全領(lǐng)域,霉菌毒素的檢測至關(guān)重要。霉菌毒素作為真菌產(chǎn)生的次級代謝物,極易在食品加工等環(huán)節(jié)污染食物,像黃曲霉毒素、赭曲霉毒素和玉米赤霉烯酮等,對人體健康危害極大,會引發(fā)致癌、免疫毒性等問題。而且,多種霉菌毒素的共污染現(xiàn)象普遍,威脅著公眾健康。所以,高效檢測食品中的多種霉菌毒素成為保障食品安全的關(guān)鍵任務(wù)。

Food Chemistry

近期,西安交通大學(xué)的研究團隊取得了重要突破,相關(guān)成果發(fā)表于《Food Chemistry》。他們制備出一種新型介孔聚吡咯納米纖維墊(M-PPy NFM),并將其用于食品中多種霉菌毒素的提取與檢測。

M-PPy NFM 的制備過程較為復(fù)雜,以電紡聚丙烯腈納米纖維墊(PAN NFM)為基底,通過原位氧化聚合,在纖維表面包覆含 5,7 - 二甲氧基香豆素(DMC)的聚吡咯,去除 DMC 后形成介孔結(jié)構(gòu)。這種特殊結(jié)構(gòu)使 M-PPy NFM 具備獨特優(yōu)勢。從結(jié)構(gòu)表征來看,它擁有豐富的介孔,比表面積高達 18.854 m2/g ,介孔體積為 0.040 cm3/g,這些結(jié)構(gòu)特點為霉菌毒素的吸附提供了更多位點。

通過 SEM、TEM 等多種手段表征 PAN NFM、PPy NFM 和 M-PPy NFM,顯示 M-PPy NFM 成功制備且具有獨特結(jié)構(gòu)與特性

圖 1:通過 SEM、TEM 等多種手段表征 PAN NFM、PPy NFM 和 M-PPy NFM,顯示 M-PPy NFM 成功制備且具有獨特結(jié)構(gòu)與特性。

對比 PAN NFM、PPy NFM 和 M-PPy NFM 對 7 種目標(biāo)霉菌毒素的提取效率,突出 M-PPy NFM 優(yōu)勢

圖 2:對比 PAN NFM、PPy NFM 和 M-PPy NFM 對 7 種目標(biāo)霉菌毒素的提取效率,突出 M-PPy NFM 優(yōu)勢。

以 AFB?為例,展示 M-PPy NFM 與霉菌毒素間氫鍵和 π-π 相互作用等吸附機制

圖 3:以 AFB?為例,展示 M-PPy NFM 與霉菌毒素間氫鍵和 π-π 相互作用等吸附機制。

呈現(xiàn)食品樣品 SPE 處理前后基質(zhì)效應(yīng)變化,表明 M-PPy NFM 能有效降低基質(zhì)效應(yīng)

圖 4:呈現(xiàn)食品樣品 SPE 處理前后基質(zhì)效應(yīng)變化,表明 M-PPy NFM 能有效降低基質(zhì)效應(yīng)。

在實際檢測應(yīng)用中,基于 M-PPy NFM 建立的固相萃?。⊿PE)方法結(jié)合高效液相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC-MS/MS)技術(shù),展現(xiàn)出卓越的性能。在優(yōu)化條件下,該方法線性關(guān)系良好(相關(guān)系數(shù)在 0.9991 - 0.9999 之間),檢測限低至 0.03 - 0.33 μg/kg ,能夠精準檢測出極低含量的霉菌毒素。同時,其回收率在 92.0% - 108.0% 之間,相對標(biāo)準偏差為 0.3% - 11.7% ,保證了檢測結(jié)果的準確性和可靠性。而且,該方法有機溶劑消耗量低至 3.1 mL,吸附劑用量僅 5.0 mg,極大地降低了檢測成本,減少了對環(huán)境的影響。并且,M-PPy NFM 可重復(fù)使用 10 次,經(jīng)濟環(huán)保優(yōu)勢明顯。

研究人員還對 M-PPy NFM 的吸附機制進行了深入探究,發(fā)現(xiàn)氫鍵和 π-π 相互作用在霉菌毒素吸附過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在實際食品檢測中,該方法在多種食品基質(zhì)中都能有效檢測霉菌毒素,在花生油、腰果、紅酒等食品中均檢測出相關(guān)霉菌毒素,充分驗證了其實際應(yīng)用價值。與其他檢測方法相比,M-PPy NFM 基 SPE 方法在吸附效率、檢測限、有機溶劑消耗等方面表現(xiàn)更優(yōu),展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

此次研究成果為食品中多種霉菌毒素的同步檢測提供了新途徑,有望在食品安全檢測領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,助力保障公眾飲食安全。未來,研究團隊計劃進一步優(yōu)化材料性能,提升檢測技術(shù)的實用性,為食品安全保駕護航。

參考文獻:Zhou H, Tao L M, Tian W, et al. Development of a mesoporous polypyrrole nanofiber mat for simultaneous detection of multiple mycotoxins in various foods[J]. Food Chemistry, 2025, 463: 141153.

來源:微生物安全與健康網(wǎng),作者~王鑫。

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