近红外光谱技术快速检测玉米中黄曲霉毒素 | MDPI Toxins

黄曲霉毒素是由黄曲霉菌产生的强致癌性真菌毒素玉米是极易受污染的谷物之一毒素可在田间生长及仓储环节产生对人体具有遗传毒性、致突变性还会引发肝癌全球超百个国家对其设定严格限量标准。欧盟规定食品中黄曲霉毒素 B₁限量为 2μg/kg总黄曲霉毒素限量为 4μg/kg。传统检测以高效液相色谱法为标准但耗时久、设备昂贵、样本前处理复杂且污染分布不均导致采样难度大难以实现收获期在线快速筛查。图卢兹大学Jean-Denis Bailly团队及合作者在Toxins期刊发表研究旨在利用近红外光谱技术建立玉米粉黄曲霉毒素快速判别方法满足粮食安全实时管控需求。研究过程与结果研究团队于 2018—2020 年在法国田间收获期采集 554 份玉米样本经研磨处理后采用高效液相色谱 - 质谱法测定黄曲霉毒素含量其中仅有 7% 样本受到污染部分远超欧盟限量黄曲霉毒素 B₁最高达 30.17μg/kg总毒素最高达 73.07μg/kg。研究使用便携式近红外光谱仪采集 908—1676nm 光谱数据样本光谱在 900—1000nm 区域反射率快速下降1100—1300 nm区域反射率稳定略有增加在 1400—1500 nm区域反射率有显著的增加在 1460 nm处达到峰值之后在1500 nm波段反射率略有下降, 不同样本间的光谱差异可能源于真菌侵染及其代谢活动导致的玉米成分改变。玉米样本在波长 908 至 1650 nm的原始光谱研究先后建立偏最小二乘回归、神经网络回归模型用于定量检测虽校正效果良好但预测误差仍无法满足欧盟限量精准定量要求。最终采用二次型PCA-DA 模型进行分类判别针对黄曲霉毒素 B₁分类准确率达 97.4%灵敏度 100%总黄曲霉毒素分类准确率、精确率、灵敏度均为 100%可准确识别所有受污染的样本。研究总结该研究证实近红外光谱技术对于根据玉米样本的污染程度对其进行分类具有极大的应用价值。使用二次型 PCA-DA 模型能够根据玉米样本是否符合欧盟对黄曲霉毒素 B1 和/或总黄曲霉毒素的法规限值要求对样本进行准确、精确和灵敏的分类。现在需要纳入其他样本并对其进行全面谷物测试以更好地验证这些模型并评估其在玉米行业的适用性。文章链接https://www.mdpi.com/2072-6651/16/9/385期刊Toxins期刊主页https://www.mdpi.com/journal/toxins​主编Jay Fox, University of Virginia, Charlottesville, USA期刊主要涵盖了由生物体产生的各类毒素领域的相关研究。2025 Impact Factor4.02025 CiteScore8.3Time to First Decision18 DaysAcceptance to Publication3.6 Days本文转自MDPI生物与生命科学仅供学习交流