Quelle und Weg der Pyrrolizidinalkaloid-Kontamination in Teeproben
Summary
Das vorliegende Protokoll beschreibt die Kontamination von Pyrrolizidinalkaloiden (PAs) in Teeproben von PA-produzierenden Unkräutern in Teegärten.
Abstract
In Teeproben werden giftige Pyrrolizidinalkaloide (PAs) gefunden, die eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen. Die Quelle und der Weg der PA-Kontamination in Teeproben blieben jedoch unklar. In dieser Arbeit wurde eine Adsorptionsmethode in Kombination mit UPLC-MS/MS entwickelt, um 15 PAs im Unkraut Ageratum conyzoides L., A. conyzoides rhizosphärischem Boden, frischen Teeblättern und getrockneten Teeproben zu bestimmen . Die durchschnittlichen Gewinnungsraten lagen zwischen 78 % und 111 %, mit relativen Standardabweichungen von 0,33 % bis 14,8 %. Fünfzehn Paare rhizosphärischer Bodenproben von A. conyzoides und A. conyzoides sowie 60 frische Teeblattproben wurden aus dem Teegarten Jinzhai in der Provinz Anhui, China, entnommen und auf die 15 PAs analysiert . Nicht alle 15 PAs wurden in frischen Teeblättern nachgewiesen, mit Ausnahme von Intermedin-N-oxid (ImNO) und Senecionin (Sn). Der Gehalt an ImNO (34,7 μg/kg) war höher als der von Sn (9,69 μg/kg). Darüber hinaus konzentrierten sich sowohl ImNO als auch Sn in den jungen Blättern der Teepflanze, während ihr Gehalt in den alten Blättern geringer war. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die PAs im Tee über den Weg von PA-produzierenden Unkräutern-Boden-frischen Teeblättern in Teegärten übertragen wurden.
Introduction
Als Sekundärmetaboliten schützen Pyrrolizidinalkaloide (PAs) Pflanzen vor Pflanzenfressern, Insekten und Krankheitserregern 1,2. Bisher wurden in mehr als 6.000 Pflanzenarten weltweit über 660 PAs und PA-N-Oxide (PANOs) mit unterschiedlichen Strukturen gefunden 3,4. PA-produzierende Pflanzen kommen hauptsächlich in den Familien Asteraceae, Boraginaceae, Fabaceae und Apocynaceaevor 5,6. PAs werden leicht zu instabilen Dehydropyrrolizidinalkaloiden oxidiert, die eine starke Elektrophilie aufweisen und Nukleophile wie DNA und Proteine angreifen können, was zu Leberzellnekrosen, Venenverschlüssen, Zirrhose, Aszites und anderen Symptomen führt 7,8. Das Hauptzielorgan der PA-Toxizität ist die Leber. PAs können auch Lungen-, Nieren- und andere Organtoxizität sowie erbgutverändernde, krebserregende und entwicklungsbedingte Toxizität verursachen 9,10.
In vielen Ländern wurden Fälle von Vergiftungen bei Mensch und Tier gemeldet, die auf den Verzehr traditioneller Kräuter, Nahrungsergänzungsmittel oder Tees zurückzuführen sind, die PA enthalten, oder auf die indirekte Kontamination von Lebensmitteln wie Milch, Honig oder Fleisch (giftig durch den Verzehr von PAshaltigen Weideflächen)11,12,13. Die Ergebnisse der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) deuten darauf hin, dass Stoffe wie (Kräuter-)Tee eine wichtige Quelle für die Exposition des Menschen gegenüber PAs/PANOs sind14. Teeproben produzieren keine PAs, während PA-produzierende Pflanzen häufig in Teegärten zu finden sind (z. B. Emilia sonchifolia, Senecio angulatus und Ageratum conyzoides)15. Bisher wurde vermutet, dass der Tee bei der Ernte und Verarbeitung mit PAs aus den produzierenden Werken verunreinigt sein könnte. PAs wurden jedoch auch in einigen handgepflückten Teeblättern (d. h. in keinen PA-produzierenden Pflanzen) nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass es andere Kontaminationswege oder -quellen geben muss16. Es wurde ein Co-Kultivierungsexperiment von Kreuzkraut (Senecio jacobaea) mit Melisse (Melissa officinalis), Pfefferminze (Mentha piperita), Petersilie (Petroselinum crispum), Kamille (Matricaria recutita) und Kapuzinerkresse (Tropaeolum majus) durchgeführt, und die Ergebnisse zeigten, dass PAs in all diesen Pflanzen nachgewiesen wurden17. Es wurde nachgewiesen, dass PAs tatsächlich über den Boden zwischen lebenden Pflanzen übertragen und ausgetauscht werden18,19. Van Wyk et al.20 fanden heraus, dass Rooibos-Tee (Aspalathus linearis) an unkrautreichen Standorten stark kontaminiert war und PAs der gleichen Art und des gleichen Anteils enthielt. Es wurden jedoch keine PAs in Rooibos-Tee an unkrautfreien Standorten nachgewiesen.
Gegenwärtig wird die Ultrahochleistungs-Flüssigkeitschromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (UPLC-MS/MS) mit hoher Selektivität und Sensitivität häufig bei der qualitativen und quantitativen Analyse von PA in landwirtschaftlichen Erzeugnissen und Lebensmitteln eingesetzt21,22. Die Probenbehandlungsmethode besteht in der Regel entweder aus der Festphasenextraktion (SPE) oder der QuEChERS-Aufreinigung (Quick Easy Cheap Effective Rugged Safe) von Extrakten komplexer Lebensmittelmatrices, mit denen die höchstmögliche Empfindlichkeit erreicht werden kann12,19. Es fehlen jedoch noch robuste Analysemethoden, die den Nachweis und die Quantifizierung von PAs in komplexen Matrices wie Erde, Unkraut und frischen Teeblättern ermöglichen.
In dieser Studie wurden 15 PAs in getrockneten Teeproben, frischen Teeblättern, Unkräutern und rhizosphärischen Bodenproben mit UPLC-MS/MS in Kombination mit einer Adsorptionsmittelreinigungsmethode analysiert. Darüber hinaus wurden 15 gepaarte unkraut- und unkrautrhizosphärische Bodenproben und 60 frische Teeblattproben an fünf Probenahmestellen im Teegarten Jinzhai in der Provinz Anhui, China, entnommen und auf 15 PAs analysiert. Diese Ergebnisse können eine Erhebungsmethode und einige Informationen über die Quelle und den Weg von PAs (Kontamination) in Teeproben liefern, um die Qualität und Sicherheit des Tees zu gewährleisten.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine effektive, sensitive Methode zu entwickeln, um die Kontaminationswege und Quellen von PAs in Teeproben sowie die Verteilung von PAs in verschiedenen Teilen der Teepflanzen zu untersuchen. In dieser Studie konnten jedoch nur 15 PAs erfolgreich auf der chromatographischen Säule abgetrennt werden, was im Vergleich zu der großen Anzahl von Alkaloiden in Pflanzenarten eine sehr geringe Anzahl ist 3,4. Dies bezog sich nicht n…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der National Natural Scientific Foundation of China (32102244), dem National Agricultural Products Quality and Safety and Risk Assessment Project (GJFP2021001), der Natural Scientific Foundation of Anhui Province (19252002) und dem USDA (HAW05020H) unterstützt.
Materials
| Acetonitrile (99.9%) | Tedia Company,Inc. | 21115197 | CAS No:75-05-8 |
| Ammonia (25%-28%) | Wuxi Zhanwang Chemical Reagent Co., Ltd. | 181210 | CAS No:1336-21-6 |
| Ammonium formate (97.0%) | Anpel Laboratory Technoiogies (shanghai) | G0860050 | CAS No:540-69-2 |
| Carbon-GCB | CNW | B7760030 | 120-400 MESH, 10g. per box |
| Centrifuge Z 36 HK | HERMLE | Z36HK | 30000 rpm (min:10 rpm), Dimensions (W x H x D): 71.5 cm× 42 cm × 51 cm |
| Commercially available tea product | Lvming, Qingshan, Luyuchun, Changling, Huixing, Wuyunjian, Heshengchun | loose tea | Green tea |
| Europine N-oxid (EuNO) (98.0%) | BioCrick | 323256 | CAS No:65582-53-8 |
| Europine (Eu) (98.0%) | BioCrick | 98222 | CAS No:570-19-4 |
| Formate (98.0%) | Aladdin | E2022005 | CAS No:64-18-6 |
| HC-C18 | CNW | D2110060 | 40-63 μm,100g.per box |
| Heliotrine (He) (98.0%) | BioCrick | 906426 | CAS No:303-33-3 |
| Heliotrine-N-oxide (HeNO) (98.0%) | BioCrick | 22581 | CAS No:6209-65-0 |
| High speed centrifuge TG16-WS | cence | 203158000 | Max:16000 r/min, 330 × 390 × 300 mm (L × W × H), Capacity: 6 × 50 mL |
| HSS T3 column | Waters | 186004976 | ACQUITY UPLC HSS T3 (2.1 × 100 mm 1.8 μm) |
| Intermedine (Im) (98.0%) | BioCrick | 114843 | CAS No:10285-06-0 |
| Intermedine-N-oxide (ImNO) (98.0%) | BioCrick | 340066 | CAS No:95462-14-9 |
| Jacobine (Jb) (98.0%) | BioCrick | 132282048 | CAS No:6870-67-3 |
| Jacobine-N-oxide (JbNO) (98.0%) | ChemFaces | CFN00461 | CAS No:38710-25-7 |
| Methyl Alcohol (99.9%) | Tedia Company,Inc. | 21115100 | CAS No:67-56-1 |
| PSA | Agela | P19-00833 | 40-60 μm, 60 Å 100g.per box |
| Retrorsine (Re) (98.0%) | BioCrick | 5281743 | CAS No:480-54-6 |
| Retrorsine-N-oxide (ReNO) (98.0%) | BioCrick | 5281734 | CAS No:15503-86-3 |
| Senecionine (Sc) (98.0%) | BioCrick | 5280906 | CAS No:130-01-8 |
| Senecionine-N-oxide (ScNO) (98.0%) | BioCrick | 5380876 | CAS No:13268-67-2 |
| Seneciphylline N-oxid (SpNO) (98.0%) | BioCrick | 6442619 | CAS No:38710-26-8 |
| Seneciphylline (Sp) (98.0%) | BioCrick | 5281750 | CAS No:480-81-9 |
| Senkirkine (Sk) (98.0%) | BioCrick | 5281752 | CAS No:2318-18-5 |
| SPE PCX | Agilent Technologies | 12108206 | Cation Mixed Mode, 6 mL |
| Sulfuric acid (97%) | Wuxi Zhanwang Chemical Reagent Co., Ltd. | 1003019 | CAS No:7664-93-9 |
| Trisodium citrate | Sinpharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 20121009 | CAS No:6132-04-3 |
| Ultrasonic cleaner | Supmile | KQ-600B | Inner slot size: 500 × 300 × 150 mm; Capacity: 22.5 L |
| UPLC-xevoTQMS | Waters | ZPLYY-003 | Triple four-stage rod mass analyzer, Waters Alliance 2695/Waters ACQUITY UPLC Liquid Phase System |
| Water bath thermostat oscillator | Guoyu instrument | SHY-2AHS | Oscillation times: 60-300 times/min, Constant temperature range: room temperature to 100 °C |
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