核技术如何检测开心果中的毒素

开心果曾经主要是皇室成员享用的美食,但它可能含有致命和致癌的黄曲霉毒素,不过,一种新的核技术正在提供帮助。

(照片来源:Adobe Stock)

开心果曾经主要是皇室成员享用的美食,但它可能含有致命和致癌的黄曲霉毒素,不过,一种新的核技术正在提供帮助。

传说示巴女王的帝国横跨当今的也门和埃塞俄比亚,她非常喜爱开心果,以至于禁止普通公民种植,只留给皇室享用。从波斯人到希腊人和罗马人,古代文明不仅使用这种坚果来烹饪,还用它来治疗炎症等各种疾病。今天,开心果比以往任何时候都更受欢迎。仅在2022年,全球开心果产量就超过100万吨,主要生产国包括伊朗、美国和土耳其。

但是,随着需求的增加,人们对开心果可能携带的有毒“搭便车者”— 黄曲霉毒素 — 的担忧也在增加。

那么,我们怎样才能继续享用开心果,而不用担心意外的健康问题呢?进入核技术领域。

原子能机构及其合作伙伴已经找到了一种创新核技术,能够比以往更快、更便宜、更有效地检测出这些毒素,从而使每个人都能更安全地食用开心果。  这项技术自2023年开始使用,目前正在被世界上越来越多的国家采用。

什么是黄曲霉毒素?

黄曲霉毒素是由霉菌或真菌产生的化合物,可感染玉米等作物和包括开心果在内的坚果,而开心果是受黄曲霉毒素影响最严重的商品之一。它们是在1960年英国成千上万只火鸡因食用受污染的饲料而死亡后被发现的。这些毒素被归类为致癌物,长期接触会导致肝功能衰竭和肿瘤。如果食物受到严重污染,食用后的黄曲霉毒素中毒可能会立即或短时间内致命。

开心果的外壳可以保护开心果不受外界污染。然而,在成熟过程中,果壳会裂开,使其暴露在霉菌和昆虫面前,增加黄曲霉毒素形成和污染的风险。黄曲霉毒素通常是肉眼看不见的,但开心果上明显的霉菌迹象可能包括外壳或果仁上的黑色或灰黑色病变或斑点。收获后的污染可能因储存条件不当而加剧。因此,食品中的黄曲霉毒素含量受到严格管制,开心果中的黄曲霉毒素含量不得超过每公斤10微克。(按比例计算,这相当于一个100公斤麻袋中的一粒糖。)

传统的黄曲霉毒素检测技术成本高昂,需要昂贵的设备、大量的时间和高度熟练的技术人员。这使得它们不太适用于现场作业,资源有限的国家也难以企及,这是一个重大缺口,特别是在快速筛查可以挽救生命的食品安全紧急情况下。

盒装实验室

在粮农组织/原子能机构食品安全和控制实验室所在地奥地利塞伯斯多夫,专家们成功制作了一个在低资源环境中检测黄曲霉毒素的工具箱。该技术采用陶瓷制成的导电体,导电体上印有碳基墨水,并包含一个传感器,可检测开心果中四种不同类型的黄曲霉毒素。将传感器插入一种叫做Potentiostat的装置中,如果存在黄曲霉毒素,则传感器就会发出微弱的电信号,然后就可以用手机记录下来。该技术可以检测出浓度比允许限值低150倍的黄曲霉毒素,因此是一种很有前景的现场筛查和快速风险评估工具。该方法已通过液相色谱-串联质谱法这一确认技术进行了交叉验证。 

“它更快、更便宜,而且不需要一个完整的实验室,”食品安全和控制实验室主任Christina Vlachou说。“这意味着它可以在现场甚至在紧急情况下以及在最需要它的国家使用。”

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食品安全和控制实验室的一名工作人员正在使用一种能够检测食品中污染物的传感器(图片来源:B. Maestroni/国际原子能机构)

气候变化情况下的食品安全和粮食安全

预计气候变化将加速黄曲霉毒素等真菌毒素在食品中的扩散和食品的重金属污染,这可能会对已经在粮食不安全问题上挣扎的国家的食品安全和公共卫生造成破坏性后果。

随着全球粮食系统日趋复杂,气候风险日益加剧,各国将需要诸如此类更加便携、负担得起和可扩展的工具,尤其是在无法进行常规实验室检测的地区。

原子能机构通过其粮农组织/原子能机构粮农核技术联合中心开展研究与发展工作,以开发核和补充工具,用于检测威胁粮食安全、贸易和公共卫生的食品危害。

原子用于粮食倡议下,原子能机构与粮农组织合作,开发了具有成本效益、可以快速检测大量样本的便携技术,包括可现场部署的工具,以支持食品安全应急响应。

塞伯斯多夫的食品安全专家正在开展工作,根据成员国的需求,将这种类型的应用扩大到涵盖其他食品中更多类别的污染物。食品安全和控制实验室还对同一传感器平台进行了改造,用于检测玉米和玉米产品中的伏马菌素(与癌症和出生缺陷有关的有害真菌毒素)以及果汁中的铅等有毒金属。这种灵活性使该技术成为提高食品安全的有力工具。

Vlachou说:“原子能机构正在制定有弹性和强有力的干预措施,以协助世界各国的食品安全利益相关方,将安全和卫生维持在所需水平,避免食源性疾病。”