动物食品中铅污染现状及饲料控制技术研究进展

王龙昌，王 恬，周岩民*，

(南京农业大学动物科技学院，江苏 南京 210095)

动物食品中铅污染现状及饲料控制技术研究进展

王龙昌，王 恬，周岩民*，

(南京农业大学动物科技学院，江苏 南京 210095)

环境中的铅可通过生物链污染饲料和动物性产品，带来食品安全风险。本文总结了铅的污染来源、铅在动物中的代谢及其影响因素，归纳了饲料及动物食品中铅的污染现状，重点叙述近年来铅的减量控制技术研究进展，并分析展望了今后的研究重点，以期为保障动物食品的质量安全提供参考。

铅；饲料调控；动物产品；污染；减量控制

Abstract：Lead is one of the most toxic substances to animals and human. Lead in environment could be accumulated in animal food through food chains such as feed or water, and result in problems of food safety. The sources of lead pollution, lead metabolism and factors in animals, and lead contamination in feed and animal products were reviewed in this paper. In addition,methods of feed control technologies to decrease lead content in animal products were also discussed. Moreover, future research directions were proposed.

Key words：lead；feed regulation；animal product；contamination；decrease lead

铅是一种蓄积性毒物，居6类重金属污染之首，被世界卫生组织(WTO)列为可能的致癌物质之一。环境中的铅通过饲料、饮水等途径进入动物体内，并蓄积于机体各组织器官，影响动物神经系统、新陈代谢和免疫机能等[1-2]。铅可残留于牛奶、肌肉等动物性食品中，带来潜在的食品安全风险，威胁人类健康[3-5]。目前，包括我国在内的许多国家动物性食品中均存在铅污染现象，为控制动物产品中的铅污染，除严格控制饲料、饮水等中的铅含量外，饲料调控技术也是有效途径之一。本文对铅的污染来源及在动物体内的代谢进行归纳总结，详细论述近年来铅在饲料及动物产品中的污染现状及其饲料减控技术进展，并对今后的研究重点进行分析展望，旨在为保障动物食品的安全生产提供一定参考。

1 铅污染来源及饲料中的铅污染

环境中铅的污染主要来自工业生产、汽油的使用和金属材料的应用，另外，含铅杀虫剂、油漆的普遍使用也造成了铅的污染。据统计，全世界每年消耗铅约400万t，这些铅仅有1/4被回收重新利用，而其余大部分以各种形式被排放到环境中造成污染。欧盟各国很早就开始对铅的排放进行严格监管，近二十年来排放量呈逐渐降低趋势[6]，但在发展中国家，铅的排放量仍然较大。近年来我国发生了多起铅污染及中毒事件，表明我国的铅污染问题比较严峻，迫切需要对铅污染进行有效的控制。

铅污染在世界范围内均有存在，大气、水、土壤中的铅通过生物链转移到植物、动物体内，造成植物性、动物性饲料原料的污染，而硫酸锰、氧化锌、石粉、磷酸氢钙等矿物质饲料自身就含有一定量的铅。大宗饲料原料中的铅含量因产地和土壤受污染程度不同而异：甘肃某有色金属工业区所产的牧草、小麦中的铅含量分别为59.42mg/kg 干质量和4.75mg/kg 干质量，最高含量达287.8mg/kg干质量，显著高于非污染区[7]；开封地区的小麦和玉米中铅超标率分别为1.84%和1.69%[8]；1995年对宁夏24家饲料企业抽检的28批次产品中，铅超标的饲料产品达5批次[9]；英国部分地区的调查结果表明，部分饲料原料中的铅含量较高，某蛋鸡预混料中的铅含量高达21mg/kg 干质量，玉米蛋白粉及糖蜜中铅含量最高分别达3.51mg/kg 干质量和5.28mg/kg 干质量[10]；哈萨克斯坦某地区的牧草和干草中的铅含量分别为19.36mg/kg和5.85mg/kg，明显高于其他地区[11]。另外，饲养环境及管理不严也可能带来铅的二次污染。

2 铅在动物体内的代谢及对动物的影响

动物经消化道、呼吸道摄入铅及其化合物，铅的吸收主要在十二指肠进行，吸收率一般仅为5%～10%。吸收的铅经门静脉到达肝脏，一部分进入血液循环，另一部分经肝细胞的主动吸收而排入胆汁，由胆汁进入肠道，随粪便排出[12]。进入血液循环中的铅最初主要以铅盐与血浆蛋白结合的形式存在，数周后约95%的铅以不溶的磷酸铅形式沉积在骨骼系统和毛发中，仅有5%左右的铅存留于肝、肾、脑、心、脾等软组织和血液内；沉积在骨组织内的磷酸铅呈稳定状态，与血液和软组织中的铅维持着动态平衡；被吸收蓄积于机体的铅主要经肾脏排出，还可经粪便、乳汁、汗腺、唾液等途径排出[13]。

铅的吸收、沉积、排泄等代谢行为与多种因素有关：1)不同动物的日龄、组织及性别。摄入相同量的铅时未成年动物脑中的沉积要高于成年动物[14]；随着日龄的增长，肝脏、肾脏和脾脏中的铅含量升高到一定浓度后增加变缓，或保持不变[15]；饲养至50d的肉鸡的肝脏中铅含量明显高于肌肉和血液[5]，燕鸥染铅后第2、3、20天时肝组织中的铅含量高于肾等其他组织[16]；Komarnicki[17]研究表明，雌性鼹鼠脾脏中的铅含量明显高于雄性，雌性肝、胃等组织中铅含量也略高于雄性。2)营养元素。缺乏钙、锌、铁等时，会增强动物对铅的易感性和毒性作用，而适量的钙、锌、铁、硒、VC、VE等营养成分对铅的残留和毒性有一定的缓解作用[18-22]。3)铅的存在形态。有机态及易溶于水的铅易被动物利用[12]，但铅的吸收利用更大程度上取决于其形态。铅有可交换态、碳酸盐结合态、无定形铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态共5种形态(Tessier分类方法)，根据生物体对铅不同形态的可利用难易程度，将铅形态分为3类：可利用态(可交换态)、潜在可利用态(碳酸盐结合态、无定形铁锰氧化物结合态、有机物结合态)和不可利用态(残渣态)[23]。

铅的毒性包括神经毒性、免疫毒性、生殖毒性，影响造血系统、细胞凋亡和基因表达等，染铅会使δ氨基-γ-酮戊酸脱水酶活性减弱和丙二醛含量升高，机体中脂质过氧化作用增加，造成动物氧化损伤[24-25]；另外，铅会损伤动物T淋巴细胞和巨噬细胞、改变B淋巴细胞表面补体受体结合位点，对动物具有明显的免疫抑制作用。铅会降低动物的抵抗力而增加其对病菌的易感性[13,26]。

3 动物产品中的铅污染

我国食品卫生标准GB 2762—2005《食品中污染物限量》规定动物食品铅的限量为(mg/kg)：畜禽肉类0.2、可食用禽畜下水0.5、鲜乳0.05、鲜蛋0.2；国际食品法典委员会(CAC)制定的CODEXSTAN193—1995《食品中污染物和毒素通用标准(2007年修订版)》中规定铅的限量为(mg/kg)：畜禽肉类0.1、可食用禽畜下水0.5、鲜乳0.02；欧盟委员会条例(EC)No.1881/2006和(EC)No.629/2008中将食品中铅的最高限量定为(mg/kg)：畜禽肉类0.10、可食用禽畜下水0.50、鲜乳0.02。近年来，已发现我国一些地区的动物性食品存在一定程度的铅超标现象[8]；肉类与畜产品中铅的超标量分别占重金属超标总量的41.9%和71.1%[27]；吉林省9个地区粮食、鱼类、动物内脏等食品中2002—2007年铅的超标率分别为7.23%、10.53%、4.33%、10.67%、1.38%、2.11%[28]，说明我国动物食品中铅污染现象相对较为严重。

表1总结了近年来文献报道的动物产品铅污染状况，我国一些地区的动物性食品(包括肉、蛋、奶)均存在铅超标现象，肉、蛋中的铅含量均值高达0.611、0.306mg/kg[29-30]；国外许多国家的动物性产品铅含量也超过相关标准，如美国受铅污染地区的蛋黄、肌肉铅含量分别为0.262、0.28 mg/kg；哈萨克斯坦某地的羊肉和马肝分别为1.07、1.76mg/kg[11]；尼日利亚某地区鸡肉中铅含量高达4.60mg/kg[31]。可见，动物性食品的铅污染在世界范围内均存在。

4 减少动物产品中铅污染的饲料控制技术

要降低动物食品中的铅残留，必须严格执行饲料卫生标准和相关法规，控制原料质量，严禁铅污染严重的饲料原料用于生产，在加工、贮存过程中尽量避免铅污染。但即使饲料中的铅含量符合卫生标准，低剂量的铅在动物体内仍然会产生蓄积而导致动物产品铅超标，因此，通过饲料控制技术减少动物产品中的铅污染是保证食品安全的有效技术措施，目前，主要是通过在饲料中添加一定量的吸附剂、营养素、植物提取物、络合剂等来降低铅的毒性及残留。

硅酸盐矿物(如沸石、凹凸棒石黏土、膨润土)、壳聚糖等吸附剂处理铅污染已在环保领域得到广泛应用[47-48]。天然矿物等吸附剂用于饲料和养殖生产中，能吸附重金属，促进动物健康，并减少动物食品中的污染物残留问题。适量添加沸石可使猪肉中铅含量显著降低[49]；在肉鸡饲料中加入3%的沸石使肌肉组织中的铅含量降低1/3[50]。在肉鸡对照组日粮基础上添加5%沸石、5%凹凸棒石黏土(凹土)、5%改性凹土，结果表明，日粮中添加沸石和凹土明显降低了铅在肌肉中的沉积，但对肝脏中铅含量影响不大，而日粮中添加改性凹土则能同时减少铅在肉鸡肌肉和肝脏中的沉积[51]；分别在对照日粮和染铅日粮中添加5%沸石，可使21d肉鸡铅残留量比对照组和染铅组分别降低了20.5%和57.7%(P＞0.05)，极显著地降低了42d肉鸡肌肉中的铅残留(P＜0.01)[52]；饲料中添加3%和5%沸石可在一定程度上降低铅在黄鸡胸肌中的沉积(P＞0.05)[53]；日粮中添加3%沸石对铅污染鸡蛋的铅残留具有一定的减量控制作用[54]。Yu等[55]研究表明，在猪日粮中使用0.5%改性蒙脱石可有效降低铅在组织中的残留。而45d的断奶仔猪饲料中添加2%的沸石，对肝脏、心脏、肾脏、肌肉等组织中的铅含量无显著影响[56]，这说明沸石等对铅的减控效果可能与动物种类、日龄、饲料营养水平、健康状况等多种因素相关。

表1 不同种类动物产品中的铅污染Table 1 Lead contamination in animal products

在饲料中适当补充钙、锌、铁、硒、VC、VE等营养物质，对重金属的残留和毒性有一定的减控作用。钙、锌、铁水平直接影响铅的吸收和蓄积，饲料中含有适量的钙、铁、锌、铬、铜和硒能在一定程度上减少铅在动物体内的吸收和存留，降低铅的毒性作用[18-19]。研究表明，当猪饲料中的钙含量从0.7%提高至1.1%时，可明显降低组织中铅的沉积量[20]；在大鼠饮水中添加50mg/kg的铅，当日粮中的钙含量从0.3%提到2.7%时，可明显缓解铅的毒性，并减少血液、肝脏、肾脏、脑等组织中的铅残留[21]。铅会导致动物氧化损伤，而硒、VC、VE等具有很强的抗氧化作用，适量添加可以增强机体的抗氧化功能，减轻铅对动物的毒害作用；VC能直接与铅结合，对铅的吸收具有颉抗作用，具有较强的解铅毒功能[22]。

许多植物提取物具有降低铅毒性或排铅功能。大蒜或大蒜提取物能够降低大鼠、小鼠、肉鸡、山羊组织中的铅含量，缓解铅毒性[57-60]；在肉鸡日粮中添加破壁处理超细绿茶粉，有降低铅在肝脏中残留的趋势(P＞0.05)[61]；茶多酚和苹果多酚明显降低了染铅动物组织中铅的含量，具有一定的降铅效果[62-63]；枸杞多糖、当归多糖等功能性低聚糖能促进肠道有益菌大量增殖，增强机体免疫力，促进体内毒素排出，减轻肝脏负担，降低铅的毒害作用；水苏糖和低分子壳寡糖对铅具有一定的促排效果[64-65]；给饲喂铅污染日粮的每只小母鸡(9周龄)每天添加0.5g腐植酸可显著降低其肝、肾、肌肉、骨骼等组织中的铅含量[66]。

治疗铅中毒的传统方法是使用铅的络合剂，使之络合形成复合物排出体外。钙促排灵(Ca-DTPA)、依地酸钙(Ca-EDTA)、二巯基丁二酸钠(Na-DMS)、硫蛋白(MT)等均具有络合铅的功能，可以降低铅在动物体内的吸收和沉积。但这些络合剂在络合铅的同时可能会影响必需微量元素的代谢，从而造成某些脏器不同程度的损伤及产生络合综合症。

5 结 语

铅是污染最为严重的重金属之一，其吸收蓄积机制较为复杂，对铅的减量控制技术尚需进行更为深入的研究。铅在动物机体中的沉积与饲料营养水平密切相关，随着饲料营养水平的改善，铅在动物中的代谢途径及机制等有待进一步研究证实，铅的沉积规律还需探明；植物性、动物性、矿物质等不同类型饲料原料中的铅形态及分布不尽相同，阐明饲料及饮水中铅的形态分布及不同形态铅在畜禽动物中的生物可利用规律是铅减量控制技术研究的理论基础；研究铅在动物体中的排出规律、在吸附剂中的解吸行为及与其他成分的互作效应，有利于设计出针对性更强的吸附剂产品；根据铅的代谢规律，设计出对铅具有快速排除作用的专用产品或技术，用于高铅污染地区动物产品上市前的除铅处理是十分必要的。

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Research Progress of Lead Contamination in Animal Food and Corresponding Control Technology for Feed

WANG Long-chang，WANG Tian，ZHOU Yan-min*
(College of Animal Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

R155.3；O612.4

A

1002-6630(2010)13-0302-05

2009-11-05

“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAD14B03)；江苏省苏北科技发展专项资金项目(BC2009427)

王龙昌(1983—)，男，博士研究生，研究方向为动物营养与食品安全。E-mail：doctorwlc@163.com

*通信作者：周岩民(1963—)，男，副教授，博士，研究方向为动物营养与食品安全。E-mail：zhouym6308@163.com