食品中真菌毒素低共熔溶剂（DESs）微萃取：方法学、绿色度评价与挑战

《Journal of Food Composition and Analysis》：Review of Deep Eutectic Solvents for Microextraction of Mycotoxins from Foods

　　

食品中真菌毒素的定量分析具有重要必要性。低共熔溶剂（deep eutectic solvents, DESs）已被引入作为有毒溶剂的替代物。微萃取技术满足绿色分析化学（green analytical chemistry, GAC）的要求。讨论了AGREE、AGREEprep、GAPI和NEMI等绿色分析化学指标。阐述了基于DES的微萃取方法的挑战与局限。

研究背景：真菌毒素（mycotoxins, MTs）是某些真菌产生的天然化合物，污染食品后可导致癌症、肝损伤、免疫抑制、呼吸问题、哮喘和慢性疲劳，并可干扰动物蛋白质合成和激素平衡，影响生殖健康。Penicillium、Fusarium、Aspergillus和Trichoderma在适宜温湿条件下可产毒，MTs已见于坚果、果蔬、谷物、茶、咖啡、酒、乳及乳制品。常见MTs包括黄曲霉毒素（aflatoxins, AFTs）、赭曲霉毒素A（ochratoxin A, OTA）、玉米赤霉烯酮（zearalenone, ZEA）、展青霉素（patulin, PAT）和交链孢酚（alternariol, AOH）；黄曲霉毒素B₁（aflatoxin B₁, AFB₁）被国际癌症研究机构（IARC）列为1类致癌物，黄曲霉毒素M₁（aflatoxin M₁, AFM₁）常见于乳及婴儿配方。因低浓度即可危害健康，需准确灵敏监测。传统提取多用乙腈、氯仿、二氯甲烷、甲醇等有机溶剂，存在环境与人员风险、耗时长、纯溶剂和废物处理成本高等问题。因此，本综述旨在批判评估DESs提取MTs的最新进展、有效性、可行性和局限，以支持食品安全、健康和环境保护。

关键技术方法：本综述无原始样本队列；汇总文献覆盖食用油、辣椒、可食用植物油、谷物、奶酪、乳及运动补充剂、干果、果汁和苹果制品等食品基质。关键技术包括：以氢键受体（hydrogen bond acceptor, HBA）和氢键供体（hydrogen bond donor, HBD）通过热混合、真空蒸发或冻干制备DESs；采用液相微萃取（liquid-phase microextraction, LPME）、分散液液微萃取（dispersive liquid–liquid microextraction, DLLME）、涡旋辅助、超声/微波辅助、泡腾辅助乳化、浮选有机液滴固化及分散微固相萃取等；以高效液相色谱-荧光/二极管阵列检测（HPLC-FLD/DAD）、液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）、紫外-可见分光光度法（UV-Vis）、差分脉冲伏安法（DPV）和酶联免疫吸附测定（ELISA）检测；用绿色分析程序指数（GAPI）、国家环境方法指数（NEMI）、分析绿色度（AGREE）和样品前处理绿色度（AGREEprep）评价绿色度。

研究结果：（1）低共熔溶剂：DESs由HBA与HBD形成低熔点共熔混合物，分1—4型；天然深共熔溶剂（natural deep eutectic solvents, NaDES）由糖、醇、胺、氨基酸和有机酸等天然分子组成；胆碱氯化物（ChCl）基DES因成本低、可生物降解和毒性较低而常用；萃取受黏度、极性、氢键能力、pH和密度共同控制，低挥发性有利于稳定。结论：合理设计可兼顾萃取与相分离。（2）基于DESs的MTs萃取方法：DESs作为绿色溶剂与多种微萃取和检测方法联用，用于食品和饲料中AFTs、OTA、ZEA、PAT、AOH等提取；结果支持DES可有效萃取，但需按基质优化。（3）液相微萃取技术：He等以ChCl-丙二酸DES提取食用油AFTs，DES兼具荧光增强/衍生化作用，检出限（LOD）和定量限（LOQ）分别低于0.003和0.01 μg kg^?1，表明LPME可微型化并直接进样。（4）分散液液微萃取：Yang等测辣椒OTA，Pradanas-González等测食用油多种MTs，Pochivalov等测谷物ZEA，Lesan等、Masrouri等和Tong & Yang分别用于米、奶酪和运动补充剂；总体萃取效率高，但需控制基质效应和相分离。（5）涡旋辅助液相微萃取：Elik等以六氟异丙醇（HFI）-肉碱DES结合均相液液萃取（HLLE）-VA-DLLME测干果OTA，Haq等以VA-MDES-LPME测PAT；涡旋可免分散剂、简化操作并获高富集。（6）超声/微波辅助液相微萃取：Zohdijamil等、Altunay等、Elik等、Gürsoy等和Kaboodi等分别用于谷物AFB₁、果汁PAT、谷物ZEA、乳AFM₁和奶酪AFTs；能量辅助提高传质和效率，但需防样品降解。（7）泡腾辅助乳化微萃取：Zhao等以葡萄糖-乙酰丙酸NaDES结合EA-ME和ELISA测谷物OTA，LOD 0.68—0.83 μg kg^?1；泡腾分散快速、绿色，适合免疫分析联用。（8）浮选有机液滴固化法：Ta?p?nar等、Rabie等、Carbonell-Rozas等和Ameen & Al-Masri分别测PAT、乳AFM₁/AFM₂、苹果制品多种MTs和谷物AFB₁；冰浴固化便于相分离并减少有机溶剂。（9）基于吸附剂的微萃取技术：固相微萃取（SPME）可重复使用、少溶剂、选择性可调，但有残留/记忆效应、时间较长和涂层体积有限等问题。（10）分散微固相萃取法：Mohebbi等以维生素基金属有机框架（MOF）+ChCl:EG DES测果汁PAT/OTA，Badali等以MOF-D-μSPE-DLLME测乳AFM₁/OTA；绿色吸附剂与DES联用提高接触面积和效率。（11）绿色分析化学指标：GAPI、NEMI、Eco-Scale、AGREE和AGREEprep用于评价；Zhao等EA-ME的AGREE为0.72，Carbonell-Rozas等发现DLLME-SFO的AGREEprep评分更高；DES微萃取总体绿色但指标有局限。（12）基于DES微萃取的挑战与局限：DES绿色性/可持续性不确定；高黏度降低扩散、延长萃取并影响回收；低挥发性限制蒸发回收；还有高密度、可回收性有限、成本、吸湿、热/化学不稳定和GC/MS污染风险；组分安全不等于混合物安全，并非均易生物降解；基质效应、乳化及能量致样品降解需注意。（13）结论与未来展望：DES基微萃取符合GAC原则、性质可调，富集因子较高、溶剂体积较小，易与小型化和自动化整合；但真实重污染基质验证、长期环境行为/毒性评估不足，黏度传质限制仍存；未来需计算设计DES、扩展多毒素LC-MS/MS流程、实验室间验证、自动化/传感器整合及生命周期与成本效益分析。

讨论部分总结：综述强调DES基微萃取在MTs分析中兼具绿色性与可调选择性，但方法标准化、真实基质验证、毒理与环境行为评估仍是转化应用的关键。研究结论翻译：MTs因在食品和饲料链中普遍存在、化学稳定性强和毒理影响多样，仍是全球挑战；可靠检测依赖能减轻复杂基质干扰并达到低检测限的样品前处理。基于DES的微萃取不仅符合GAC原则，而且具有高度可调物化性质，可选择提取结构多样的MTs；其适应性、低毒和低成本合成使其成为传统有机溶剂和离子液体的有吸引力的替代品。已报道研究表明DES辅助萃取富集因子更高、所需溶剂体积更小，并能与小型化和自动化萃取平台有效整合。尽管有这些优势，仍存在研究空白：多数研究局限于实验室加标样品，真实重污染基质验证有限；对长期环境行为、生物降解性和成分潜在毒性缺乏全面评估；黏度引起的传质限制可能约束萃取动力学。未来应优先进行计算设计任务特异性DES，优化极性、黏度和结合亲和力；将DES技术扩展到多真菌毒素流程并与LC-MS/MS和高分辨质谱结合；开展大规模实验室间验证以标准化方案；将DES微萃取与自动化、便携或传感器检测系统整合；开展生命周期和成本效益分析。总之，DES基微萃取是一种有前景、不断发展的可持续、灵敏和选择性测定MTs的方法，持续创新溶剂设计、方法整合和真实基质验证将是推进该领域并保障全球食品和饲料系统安全的关键。