مصدر وطريق تلوث قلويد بيروليزيدين في عينات الشاي
Summary
يصف هذا البروتوكول تلوث قلويدات بيروليزيدين (PAs) في عينات الشاي من الحشائش المنتجة للسلطة الفلسطينية في حدائق الشاي.
Abstract
تم العثور على قلويدات بيروليزيدين السامة (PAs) في عينات الشاي ، والتي تشكل تهديدا لصحة الإنسان. ومع ذلك ، ظل مصدر ومسار تلوث السلطة الفلسطينية في عينات الشاي غير واضح. في هذا العمل ، تم تطوير طريقة ماصة مدمجة مع UPLC-MS / MS لتحديد 15 PAs في الأعشاب Ageratum conyzoides L. ، A. conyzoides التربة الجذرية ، أوراق الشاي الطازجة ، وعينات الشاي المجفف . تراوح متوسط حالات التعافي بين 78٪ -111٪ ، مع انحرافات معيارية نسبية تتراوح بين 0.33٪ و 14.8٪. تم جمع خمسة عشر زوجا من عينات التربة الجذرية A. conyzoides و A. conyzoides و 60 عينة من أوراق الشاي الطازجة من حديقة شاي Jinzhai في مقاطعة Anhui ، الصين ، وتم تحليلها ل 15 PAs. لم يتم الكشف عن جميع المناطق المحمية ال 15 في أوراق الشاي الطازجة ، باستثناء إنترميدين-N-أكسيد (ImNO) وسينيسيونين (Sn). كان محتوى ImNO (34.7 ميكروغرام / كجم) أكبر من محتوى Sn (9.69 ميكروغرام / كجم). بالإضافة إلى ذلك ، تركز كل من ImNO و Sn في الأوراق الصغيرة لنبات الشاي ، بينما كان محتواها أقل في الأوراق القديمة. أشارت النتائج إلى أن المناطق المحمية في الشاي تم نقلها من خلال مسار أوراق الشاي الطازجة المنتجة للأعشاب الضارة في حدائق الشاي.
Introduction
كمستقلبات ثانوية ، تحمي قلويدات بيروليزيدين (PAs) النباتات من الحيوانات العاشبة والحشرات ومسببات الأمراض 1,2. حتى الآن ، تم العثور على أكثر من 660 PAs وأكاسيد PA-N (PANOs) ذات هياكل مختلفة في أكثر من 6000 نوع نباتي في جميع أنحاء العالم 3,4. توجد النباتات المنتجة للسلطة الفلسطينية بشكل رئيسي في عائلات Asteraceae و Boraginaceae و Fabaceae و Apocynaceae 5,6. تتأكسد المناطق المحمية بسهولة إلى قلويدات ديهيدروبيروليزيدين غير مستقرة ، والتي لها كهربية قوية ويمكن أن تهاجم النيوكليوفيليات مثل الحمض النووي والبروتينات ، مما يؤدي إلى نخر خلايا الكبد ، والانسداد الوريدي ، وتليف الكبد ، والاستسقاء ، وأعراض أخرى 7,8. الجهاز المستهدف الرئيسي لسمية السلطة الفلسطينية هو الكبد. يمكن أن تسبب المناطق المحمية أيضا سمية الرئة والكلى والأعضاء الأخرى والسمية المطفرة والمسرطنة والتنموية 9,10.
تم الإبلاغ عن حالات التسمم البشري والحيواني في العديد من البلدان من تناول الأعشاب التقليدية أو المكملات الغذائية أو الشاي الذي يحتوي على المناطق المحمية أو التلوث غير المباشر للأغذية مثل الحليب أو العسل أو اللحوم (السامة من ابتلاع المراعي التي تحتوي على المناطق المحمية)11،12،13. تشير نتائج الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (EFSA) إلى أن مواد مثل الشاي (العشبي) هي مصدر مهم للتعرض البشري ل PAs / PANOs14. لا تنتج عينات الشاي المناطق المحمية ، في حين توجد النباتات المنتجة للمناطق المحمية بشكل شائع في حدائق الشاي (على سبيل المثال ، إميليا سونشيفوليا ، وسينيسيو أنغولاتوس ، وأجيراتوم كونيزويدس)15. كان يشتبه سابقا في أن الشاي يمكن أن يكون ملوثا بالمناطق المحمية من مصانعها المنتجة أثناء الانتقاء والمعالجة. ومع ذلك ، تم اكتشاف المناطق المحمية أيضا في بعض أوراق الشاي المنتقاة يدويا (أي عدم وجود نباتات منتجة للمناطق المحمية) ، مما يشير إلى أنه يجب أن تكون هناك طرق أو مصادر أخرى للتلوث16. أجريت تجربة زراعة مشتركة لنباتات الراجورت (Senecio jacobaea) مع ميليسا (ميليسا أوفيسيناليس) والنعناع (Mentha piperita) والبقدونس (Petroselinum crispum) والبابونج (Matricaria recutita) ونباتات nasturtium (Tropaeolum majus) ، وأظهرت النتائج أنه تم اكتشاف المناطق المحمية في جميع هذه النباتات17. تم التحقق من أن المناطق المحمية يتم نقلها وتبادلها بالفعل بين النباتات الحية عبر التربة18,19. وجد Van Wyk et al.20 أن شاي الرويبوس (Aspalathus linearis) كان ملوثا بشدة في المواقع الغنية بالأعشاب الضارة ويحتوي على مناطق محمية من نفس النوع والنسبة. ومع ذلك ، لم يتم الكشف عن أي مناطق محمية في شاي الرويبوس في مواقع خالية من الأعشاب الضارة.
في الوقت الحاضر ، تم استخدام قياس الطيف الكتلي الترادفي للكروماتوغرافيا السائلة فائقة الأداء (UPLC-MS / MS) مع انتقائية وحساسية عالية على نطاق واسع في التحليل النوعي والكمي للمناطق المحمية في المنتجات الزراعية والأغذية21,22. تتكون طريقة معالجة العينة عادة إما من استخراج الطور الصلب (SPE) أو تنظيف QuEChERS (سريع سهل رخيص فعال وفعال وآمن وعرة) لمستخلصات مصفوفات الطعام المعقدة ، والتي يمكن أن تحصل على أعلى حساسية ممكنة12,19. ومع ذلك ، لا تزال الطرق التحليلية القوية التي تسمح باكتشاف المناطق المحمية وتحديدها كميا في المصفوفات المعقدة مثل التربة والأعشاب الضارة وأوراق الشاي الطازجة مفقودة.
حللت هذه الدراسة 15 PAs في عينات الشاي المجفف وأوراق الشاي الطازجة والأعشاب الضارة وعينات التربة الجذرية للأعشاب الضارة باستخدام UPLC-MS / MS جنبا إلى جنب مع طريقة تنقية الممتزة. علاوة على ذلك ، تم جمع 15 عينة من تربة جذور الحشائش والأعشاب الضارة و 60 عينة من أوراق الشاي الطازجة من خمسة مواقع لأخذ العينات في حديقة شاي Jinzhai في مقاطعة Anhui ، الصين ، وتم تحليلها ل 15 PAs. يمكن أن توفر هذه النتائج طريقة مسح وبعض المعلومات حول مصدر ومسار المناطق المحمية (التلوث) في عينات الشاي لضمان جودة وسلامة الشاي.
Protocol
Representative Results
Discussion
تم تصميم العمل الحالي لتطوير طريقة فعالة وحساسة لاستكشاف طرق التلوث ومصادر المناطق المحمية في عينات الشاي وكذلك توزيع المناطق المحمية في أجزاء مختلفة من نباتات الشاي. ومع ذلك ، في هذه الدراسة ، تم فصل 15 PAs فقط بنجاح على العمود الكروماتوغرافي ، وهو عدد صغير جدا مقارنة بالعدد الكبير من قلويد…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (32102244) ، والمشروع الوطني لجودة وسلامة المنتجات الزراعية وتقييم المخاطر (GJFP2021001) ، والمؤسسة العلمية الطبيعية لمقاطعة آنهوي (19252002) ، ووزارة الزراعة الأمريكية (HAW05020H).
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 |
References
- Schramm, S., Kohler, N., Rozhon, W. Pyrrolizidine alkaloids: Biosynthesis, biological activities and occurrence in crop plants. Molecules. 24 (3), 498 (2019).
- EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Scientific opinion on pyrrolizidine alkaloids in food and feed. EFSA Journal. 9 (11), 134 (2011).
- Ma, C., et al. Determination and regulation of hepatotoxic pyrrolizidine alkaloids in food: A critical review of recent research. Food and Chemical Toxicology. 119, 50-60 (2018).
- Keuth, O., Humpf, H. U., Fürst, P., Melton, L., Shahidi, F., Varelis, P. Pyrrolizidine Alkaloids: Analytical Challenges. Encyclopedia of Food Chemistry. 1, 348-355 (2019).
- Huang, D. Y., et al. Pyrrolizidine alkaloids and its source analysis in tea. Journal of Food Safety & Quality. 9 (2), 229-236 (2018).
- Liang, A. H., Ye, Z. G. General situation of the toxicity researches on Senecio. China Journal of Chinese Materia Medica. 31 (2), 93-97 (2006).
- Li, Y. H., et al. Proteomic study of pyrrolizidine alkaloid-induced hepatic sinusoidal obstruction syndrome in rats. Chemical Research in Toxicology. 28 (9), 1715-1727 (2015).
- Jia, Z. J., et al. Catalytic enantioselective synthesis of a pyrrolizidine-alkaloid-inspired compound collection with antiplasmodial activity. The Journal of Organic Chemistry. 83, 7033-7041 (2018).
- Yang, M., et al. First evidence of pyrrolizidine alkaloid N-oxide-induced hepatic sinusoidal obstruction syndrome in humans. Archives of Toxicology. 91 (12), 3913-3925 (2017).
- Chen, Z., Huo, J. R. Hepatic veno-occlusive disease associated with toxicity of pyrrolizidine alkaloids in herbal preparations. Netherlands Journal of Medicine. 68 (6), 252-260 (2010).
- Mattocks, A. R. . Chemistry and Toxicology of Pyrrolizidine Alkaloid. , (1986).
- Picron, J. F., Herman, M., Van Hoeck, E., Goscinny, S. Analytical strategies for the determination of pyrrolizidine alkaloids in plant based food and examination of the transfer rate during the infusion process. Food Chemistry. 266, 514-523 (2018).
- Kowalczyk, E., Kwiatek, K. Application of the sum parameter method for the determination of pyrrolizidine alkaloids in teas. Food Additives & Contaminants: Part A. 37 (4), 622-633 (2020).
- EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Risks for human health related to the presence of pyrrolizidine alkaloids in honey, tea, herbal infusions and food supplements. EFSA Journal. 15 (7), 04908 (2017).
- Han, H., et al. Pyrrolizidine alkaloids in tea: A review of analytical methods, contamination levels and health risk. Food Science. 42 (17), 255-266 (2021).
- Nowak, M., et al. Interspecific transfer of pyrrolizidine alkaloids: An unconsidered source of contaminations of phytopharmaceuticals and plant derived commodities. Food Chemistry. 213, 163-168 (2016).
- Selmar, D., et al. Transfer of pyrrolizidine alkaloids between living plants: A disregarded source of contaminations. Environmental Pollution. 248, 456-461 (2019).
- Izcara, S., et al. Miniaturized and modified QuEChERS method with mesostructured silica as clean-up sorbent for pyrrolizidine alkaloids determination in aromatic herbs. Food Chemistry. 380, 132189 (2022).
- Izcara, S., Casado, N., Morante-Zarcero, S., Sierra, I. A miniaturized QuEChERS method combined with ultrahigh liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry for the analysis of pyrrolizidine alkaloids in oregano samples. Foods. 9 (9), 1319 (2020).
- Van Wyk, B. E., Stander, M. A., Long, H. S. Senecio angustifolius as the major source of pyrrolizidine alkaloid contamination of rooibos tea (Aspalathus linearis). South African Journal of Botany. 110, 124-131 (2017).
- Johnson, A. E., Molyneux, R. J., Merrill, G. B. Chemistry of toxic range plants. Variation in pyrrolizidine alkaloid content of Senecio, Amsinckia, and Crotalaria species. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 33 (1), 50-55 (1985).
- Vrieling, K., de Vos, H., van Wijk, C. A. M. Genetic analysis of the concentrations of pyrrolizidine alkaloids in Senecio jacobaea. Phytochemistry. 32 (5), 1141-1144 (1993).
- Han, H. L., et al. Development, optimization, validation and application of ultra high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry for the analysis of pyrrolizidine alkaloids and pyrrolizidine alkaloid N-oxides in teas and weeds. Food control. 132, 108518 (2022).
- Bodi, D., et al. Determination of pyrrolizidine alkaloids in tea, herbal drugs and honey. Food Additives & Contaminants: Part A. 31 (11), 1886-1895 (2014).
- European Union Commission. Commission Regulation (EU) 2020/2040 of 11 December 2020 amending Regulation (EC) No 1881/2006 as regards maximum levels of pyrrolizidine alkaloids in certain foodstuffs. Official Journal of the European Union. 14 (12), 1-4 (2020).
