小麦中隐蔽型玉米赤霉烯酮真菌毒素的分离纯化与分子结构解析研究

Zearalenone (ZEN) is one of the main mycotoxins which cause risky contamination and threaten cereal food safety such as wheat grains. Mycotoxins, such as masked ZEN, in which the original toxin molecules are bound to more polar substances, usually escaped routine detection. Masked mycotoxins often appear with their precursor toxins in food and release toxic precursors after hydrolysis, which poses potential risks towards food safety. In this proposal, we will firstly inoculate wheat grains with Fusarium graminearum strains and optimize culture conditions to naturally synthesize masked ZEN. Easy and efficient pretreatment, separation and purification methods will be systematically developed with preparative high-performance liquid chromatography (prep HPLC). Finally the structural characterization of masked ZEN will be conducted by means of High-Resolution MS (HRMS), Tandem MS and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) for exploiting new masked mycotoxins in wheat grains. This research will provide key reference materials and methodology foundation for following exposure investigation, risk assessment and control of masked ZEN.

玉米赤霉烯酮是危害小麦等粮食食用安全的主要真菌毒素污染物之一。玉米赤霉烯酮等原型真菌毒素分子可结合极性物质形成隐蔽型毒素，在常规分析检测中往往被忽略。而隐蔽型真菌毒素往往与原型同时存在于食品中，并能水解而释放有毒的毒素原型，给食品安全造成潜在危害。本项目采用禾谷镰刀菌菌株接种小麦籽粒并优化培养条件的方法，天然合成隐蔽型玉米赤霉烯酮毒素；并基于制备型高效液相色谱（prep HPLC），建立起简单、高效的预处理、分离纯化方法；最后借助高分辨质谱（HRMS）、串联质谱（tandem MS）、核磁共振谱（NMR）等手段进行分子结构解析，发现小麦中的新型隐蔽型玉米赤霉烯酮真菌毒素。本研究结果将为隐蔽型玉米赤霉烯酮真菌毒素的筛查、安全性评价与防控研究提供关键参照物和方法基础。

玉米赤霉烯酮是危害小麦等粮食食用安全的主要真菌毒素污染物之一。玉米赤霉烯酮等原型真菌毒素分子可结合极性物质形成隐蔽型毒素，在常规分析检测中往往被忽略。而隐蔽型真菌毒素往往与原型同时存在于食品中，并能水解而释放有毒的毒素原型，给食品安全造成潜在危害。本项目通过对实验室已有的可降解玉米赤霉烯酮的菌株进行筛选及代谢物分析，获得一株可以将玉米赤霉烯酮高效转化为其硫酸盐取代模式的菌株，即一种常见的隐蔽型玉米赤霉烯酮毒素。通过对培养方案、纯化方案进行优化，并基于制备型高效液相色谱(prep HPLC)，建立起简单、高效的预处理、分离纯化方法；同时借助高分辨质谱（HRMS）、串联质谱（tandem MS）进行了分子结构解析，初步建立起该隐蔽型玉米赤霉烯酮的纯化方法。玉米赤霉烯酮硫酸盐，利用质谱检测其分子量为397，在高效液相色谱上紫外吸收波长为228nm，洗脱时间主要集中在6-8min。本研究结果将为隐蔽型玉米赤霉烯酮真菌毒素的筛查、安全性评价与防控研究提供关键参照物和方法基础。