基于UHPLC-MS/MS多方法分析的植物基肉、奶酪及鱼替代品中霉菌毒素发生与风险评估

《Mycotoxin Research》：Mycotoxin occurrence and risk assessment in plant-based meat, cheese, and fish alternatives based on an adapted UHPLC-MS/MS multi-method

为应对植物基替代食品中霉菌毒素污染的风险，研究人员开发了一种基于UHPLC-MS/MS与QuEChERS-dSPE前处理的15种霉菌毒素（涵盖镰刀菌、链格孢菌和曲霉菌属毒素）同时定量方法，并对32种市售产品进行分析与风险评估。研究发现产品普遍受到霉菌毒素污染，尤其是面筋制品，链格孢菌毒素构成潜在健康风险，但均未超出现有法规限量。

　　

近年来，随着全球人口增长、自然资源消耗以及人们对动物福利、个人健康和环境保护意识的提升，植物基替代食品——比如旨在模仿真实肉类口感、外观和营养的植物基肉、奶酪和鱼替代品——市场正经历着显著且持续的增长。例如，德国的植物基肉替代品人均消费量预计将从2018年的0.14公斤增加到2028年的0.76公斤。这些产品通常以豆类（如大豆、豌豆、鹰嘴豆、扁豆）或谷物（如小麦面筋，即“面筋(seitan)”）中的蛋白质为基础。然而，这些植物原料在生长、储存或加工过程中可能被真菌毒素污染。霉菌毒素是由曲霉属、青霉属、镰刀菌属和链格孢属等霉菌产生的有毒次级代谢产物，具有细胞毒性、免疫调节、遗传毒性或致癌性，对人类健康构成显著风险。尤其值得关注的是，已有研究表明素食者可能比杂食者暴露于更多的某些霉菌毒素（如赭曲霉毒素A(OTA)）。目前，对植物基替代品，特别是面筋制品中的霉菌毒素污染状况了解甚少。因此，系统评估植物基替代食品中多种霉菌毒素的存在水平和潜在健康风险，对于保障消费者安全、填补监管空白和指导行业生产具有重要意义。

为了回答这些问题，研究人员在《Mycotoxin Research》上发表了一项研究，旨在建立一种能够同时检测植物基肉、奶酪和鱼替代品中15种关键霉菌毒素的分析方法，并对市场上相关产品的污染状况进行全面调查和风险评估。

研究人员主要运用了几项关键技术方法。首先，他们购买并分析了来自德国和比利时超市的32种植物基替代产品（包括26种肉替代品、4种奶酪替代品和2种鱼替代品），这些产品涵盖了谷物或谷物基、豆类、坚果和油籽基等多种蛋白来源。其次，他们开发并优化了一套基于QuEChERS（快速、简便、廉价、有效、耐用、安全）提取，结合分散式固相萃取(dSPE)净化的样品前处理流程。第三，核心检测技术是采用超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)，实现了对来自镰刀菌属、链格孢菌属和曲霉属的15种霉菌毒素的快速、高灵敏度同时定量。最后，所有毒素均通过稳定同位素稀释分析(SIDA)进行准确定量。

材料与方法

该方法对15种霉菌毒素在复杂基质中表现出良好的性能。方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别低至0.01 μg/kg (AFB₂和STC) 至 14.1 μg/kg (D3G) 和 0.02 μg/kg (STC) 至 41.9 μg/kg (D3G)。回收率在70.3%（OTA）到120%（HT-2）之间，符合70-120%的要求。日内、日间和进样精度的相对标准偏差(RSD)均低于13%。通过对含有黄曲霉毒素的认证参考物质的分析，验证了方法的准确性，AFB₁、AFB₂和AFG₁的测定值均在认证范围内。

结果与讨论

商业植物基替代产品(PBAPs)的分析

对32种市售产品进行分析发现，霉菌毒素污染普遍存在。27种（共32种）产品中检测到至少一种目标霉菌毒素。链格孢菌毒素（AME和TeA）是最常检出的毒素，分别出现在72%和56%的样品中。镰刀菌毒素DON在38%的样品中检出，主要存在于含小麦（尤其是面筋）的产品中。曲霉毒素（STC和AFG₁）仅在少数样品中被发现。基于面筋(seitan)的产品被确定为污染水平最高的类别，普遍含有DON、HT-2以及高浓度的链格孢菌毒素。

植物基替代产品(PBAPs)的风险评估

研究人员根据德国国家消费调查数据，估算了不同年龄段人群（幼儿、学龄前儿童、青少年、成人、老年人）通过食用植物基肉替代品摄入这些霉菌毒素的每日估计摄入量(EDI)，并计算了危害商数(HQ)或暴露限值(MoE)。

对于镰刀菌毒素DON及其衍生物，即使采用最保守的上限(UB)情景计算，对于所有产品，幼儿的HQ最高为18.2%，未显示显著风险。但对于面筋产品，幼儿的HQ达到51.4%。在最坏情况下（DON浓度最高的产品），幼儿的HQ高达98.9%，需要引起关注。根据欧盟法规，有4种面筋产品的DON含量超过了“婴幼儿谷物食品”的限量建议（150 μg/kg），因此不建议幼儿食用面筋产品。

对于链格孢菌毒素，情况则更为严峻。无论采用哪种计算情景，所有年龄段人群对AME的EDI都显著超过了毒理学关注阈值(TTC)。以幼儿为例，所有产品的EDI超过TTC约4.6倍，而仅针对面筋产品时，这一倍数高达9.1倍。在最坏情况下（AME浓度最高的产品），幼儿的EDI超过TTC的倍数高达31.7倍。尽管TTC概念在毒理学上存在一定局限性，但这一发现仍然非常令人担忧。此外，部分产品的AME含量超过了欧盟针对“婴幼儿谷物食品”的建议监测水平（2 μg/kg）。

对于曲霉毒素，由于未检出AFB₁，无法进行有效的暴露限值(MoE)计算。检测到的AFG₁含量无法依据现有法规进行评价，因为相关法规未明确规定植物基替代品或豆类蛋白产品的限量。

结论

对植物基替代食品的霉菌毒素定量分析表明，污染既普遍又明显。虽然链格孢菌毒素存在于所有产品类别中，曲霉毒素仅零星检出，而镰刀菌毒素仅在小麦基替代品中被发现。32种产品中有29种显示出至少一种霉菌毒素污染。面筋产品尤其受到镰刀菌毒素和链格孢菌毒素的污染。

风险评价揭示了一个潜在的健康风险，特别是对幼儿，也包括所有年龄段的人群，其主要风险来源于链格孢菌毒素。这一风险存在于所有产品类别，但在面筋产品中尤为突出。

因此，研究人员得出结论，未来必须对面筋产品中的霉菌毒素含量进行系统性监测，尤其需要关注链格孢菌毒素，尽管目前尚未为其制定官方的最高限量标准。此外，亟需开展更多关于链格孢菌毒素的毒理学研究，因为基于TTC的风险评价并非理想方法，而制定可耐受每日摄入量(TDI)将有助于更好地评估这些毒素在产品中的重要性。与此同时，这些产品（特别是面筋产品）不应被纳入幼儿的饮食中。这项研究不仅填补了植物基替代食品（特别是非大豆基产品）霉菌毒素污染数据的空白，也为食品安全监管、产品风险管理和未来的研究方向提供了关键的科学依据。