动物源食品中性激素残留及其检测方法概述

杨佳艺，李洪军

(西南大学食品科学学院，重庆400716)

动物源食品中性激素残留及其检测方法概述

杨佳艺，李洪军*

(西南大学食品科学学院，重庆400716)

畜牧业生产中激素滥用现象屡禁不绝，动物源食品中性激素的残留问题已成为全球关注的食品安全问题。通过指出性激素在动物源食品生产中的应用现况，分析食品中性激素残留对人体可能造成的危害，并概述近年来国内外对于动物源食品中性激素残留检测方法的研究进展，旨在为今后的研究者提供参考。

动物源食品，性激素，危害，检测，残留

当高超的生化技术遭遇溃败的行业道德，当科技与工业社会的规模效益、速度效率这样的发展逻辑相遇，食品行业与生化技术呈现出高度的亲和力:自然的生物周期被改变、生长的过程被精确控制，于是，产量增加了、成本降低了、卖相美观了、口感舒适了……在现代食品工业追求利润与速度的链条下，不论是在乡野作坊，还是在现代化厂房，骇人听闻的食品安全事件都在以超乎想象的方式层出不穷。最近，又一例食品安全事件——“奶粉疑致婴儿性早熟事件”引起了全社会对激素残留的关注。从牛、猪到羊……顿时都陷入激素阴影，由于食用存在激素残留的动物源食品而出现不良后果的报道屡见报端。权威部门关于激素残留安全问题的发言仍未能扫尽人们心头的阴霾，可它无异于一次激素知识的全民启蒙，也将推动空白的相关检测体系尽快建立起来，尽管仍面临诸多挑战［1］。

1 性激素的定义和分类

对于激素的定义是在不断发展和完善的。激素的原始本义是指由内分泌腺细胞合成的具有调节新陈代谢、内环境理化因素的动态平衡以及生殖、发育等基本生理功能的物质。而今天，随着人类社会科学技术和社会生产力的不断向前发展，由人工通过化学合成的具有如此相同作用的化学物质，也通称为激素。

1.1 性激素的定义

性激素(化学本质是脂质)是一类由动物性腺分泌或者由人工合成的低分子量、高亲脂性、具有生物活性的类固醇类物质，对各种生理机能和代谢过程起重要的协调作用。

1.2 性激素的分类

动物源食品生产中应用的性激素根据其生理功能可分为:雌激素、雄激素和孕激素，其中雌激素主要包括己烯雌酚(DES)、雌二醇等;雄激素主要包括甲基睾丸酮、丙酸睾酮等;孕激素主要包括炔诺酮、醋酸甲地孕酮等。根据其化学结构和来源也可分为:内源性性激素、人工合成类固醇激素和人工合成的非类固醇激素［2］。

2 激素在动物源食品中的应用

各种畜禽、鱼类的肌肉、脂肪组织、肝、肾、奶和蛋等都可能成为激素的污染对象。以促进畜禽的生长、提高产肉量、产奶量或者瘦肉率等为目的而使用的激素，可通过口服、注射或埋植等方法进入食用动物体内而污染食品，各类动物源食品中也存在内源性激素。

2.1 性激素类在畜牧生产中的使用情况［3］

自20世纪50年代以来，世界各国将性激素广泛使用于畜牧业，取得了明显的经济效益。使用性激素类化合物后，牛、羊增重可提高20%左右，胴体品质得到改善，瘦肉率提高，饲料转化率也相应提高，从而较大幅度地提高了养殖效益［4］。而后来证明，性激素类化合物具有致癌作用，各国相继停止使用。20世纪70年代，国外开始禁止将己烯雌酚等性激素用于食品动物。1980年FAO/WHO决定全面禁用己烯雌酚等人工合成类雌性激素化合物，欧共体也于1988年1月1日完全禁止在畜牧生产中使用类固醇类激素［5］。20世纪80年代，我国开始禁止将己烯雌酚用于食品动物。

2.2 性激素类在水产品养殖中的使用情况［6］

当前，养殖水域被污染、水产养殖业自身污染和养殖生态破坏等所带来的环境问题［7］，疾病复杂化和滥用抗生素等所带来的病害问题，过度使用动物激素等所造成的对水产养殖的负面影响等问题已成为我国水产养殖业可持续发展的重要制约因素。

我国是大规模使用催产剂对鱼类进行人工繁殖的国家。近些年来，大量的团头鲂、彭泽鲫、鲤鱼等在催产以后直接作为食用鱼在市场上出售。一些水产品养殖户为了提高产量，经常在养殖过程中添加生物激素、抗生素等，导致有毒物质残留［8］。

3 动物源食品中性激素残留对人体的危害

激素类物质虽然能够产生很强的作用效果，但会对人体带来很大的副作用［9］，尤其对儿童青少年的生长发育极为不利，可促成少儿性早熟［10］。实际上，肉类中天然地含有一定量的性激素，因此食肉较多的孩子比以素食为主的孩子发育早，是必然的事件。但可怕的是目前确有养殖者为了获取暴利，在饲料中滥用雌激素来增肥，这样喂养的畜禽成人吃了并不明显，但未发育的孩子体内激素水平很低，而且孩子体重低，相对摄入量大，比较敏感。

性激素对人体的危害主要表现在几个方面:a.对人体生殖系统和生殖功能造成严重影响，如雌性激素能引起女性早熟、男性女性化，雄性激素化合物能导致男性早熟，第二性特征提前出现，女性男性化等;b.诱发癌症，如长期经食物吃进雌激素可引起子宫癌、乳腺癌、睾丸肿瘤、白血病等;c.对人的肝脏有一定损害作用。除此之外，内分泌失调、肥胖、月经周期紊乱等也与激素残留有关［11］。

4 动物源食品中性激素残留检测方法研究［12－15］

食品基质复杂，性激素残留量极低(ng/kg～μg/kg)，这些客观存在的情况对激素类残留的检测方法提出了较高的要求。更值得注意的是，不法分子为谋取利益在动物饲养过程中添加各种激素，使每种激素含量比以前更低，同时造成多种激素残留。因此对检测方法提出了新的要求:在高灵敏度、准确度、特异性、低检出限的基础上，还要求能同时检测多种性激素［16］。

4.1 前处理方法

一些激素以结合物的形式存在于样品基质中，不易用有机溶剂直接提取，需先将样品水解［17］。常用的水解方法有酶水解、碱水解等。酶水解常使用β－葡糖苷酸酶/芳基硫酸酯酶或枯草杆菌蛋白酶，但使用酶水解样品的效率目前为止还存在着一些争议［18］;碱水解常使用氢氧化钠溶液。

适当预处理后，用溶剂将分析物从样品基质中提取出来，进一步净化，去除基质中的脂肪、蛋白等杂质，从而达到降低干扰，提高灵敏度的目的。前处理步骤在激素的定量定性分析中十分关键。常用的净化方法主要有以下几种。

4.1.1 液相萃取法［19］液相萃取法是利用溶液中不同组分在萃取剂中溶解度的差异，使被萃取组分从溶液相转入萃取相，从而完成液相间的传质，以达到分离均相液体混合物的操作。液相萃取法需耗费大量的有机溶剂、样品回收率和精密度不够理想且易于乳化，该法已逐渐被固相萃取法取代。

4.1.2 固相萃取法［20］固相萃取法(SPE)是一种由液固萃取和柱液相色谱技术结合形成的样品前处理技术，具有分离效率高、选择性好、有机溶剂用量少、易与各类检测方法联用等优点。SPE的原理与液相色谱分离过程相似，主要用于液体样品的处理。

4.1.3 超临界流体萃取法［21］超临界流体萃取分离法是利用超临界流体作为萃取剂在两相之间进行的一种萃取方法。超临界流体是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态，它只能在物质的温度和压力超过临界点时才能存在。超临界流体的液体溶解溶质能力强且气体传质效率高，因而可使萃取过程较为高效、经济的完成。

4.1.4 冷冻离心除脂法［22］Seo等提出冷冻离心除脂法可除去基质中约90%的脂肪，使样品损失减少，回收率提高。其原理主要是将－20℃贮藏的样品经微波炉处理后在4℃条件下离心，得到的上层物质和沉淀脂肪在同温下保持1h，过滤并用低温的甲醇洗涤，为了更好地去除脂肪再过C8柱，得到的洗脱液又过二氧化硅和NH2柱，经三甲基硅烷衍生后，用气相色谱－质谱联用法检测，结果约90%的脂肪被除去，同时被测激素损失较低，回收率为68%～106%。

4.1.5 加速溶剂萃取法［23］加速溶剂萃取法(ASE)，也叫加压液体萃取法，是一种在高温高压的条件下对固体样品进行提取的新技术，该法能减少试剂的用量并加快提取过程，适用于分析大量的样品。ASE是一项很有应用前景的技术，但目前在性激素多组分残留分析中的应用还很少，有待于进一步发展。

4.1.6 基质固相分散萃取法［24］基质固相分散萃取法(MSPD)是一种集提取与净化于一体的新方法，能够显著缩短处理时间，减少溶剂用量，且能应用于各类基质中。其原理主要是将样品与吸附剂在研钵中混合，再倒入另一固相萃取柱中进行提取净化，分析洗脱后得到的液体。该法避免了因样品匀化、转溶、乳化、浓缩而造成的待测物损失，但使用过程中要严格注意洗涤和洗脱剂的选择及它们的使用顺序。

4.2 检测方法［25］

4.2.1 分光光度法 性激素分子结构中由于存在共轨体系、苯环、酚羟基等结构，有特定的紫外吸收，均可用紫外分光光度法测定。但分光光度法灵敏度低、特异性不强、对结构相近的物质无法辨别，不能满足多残留分析检测的要求，已逐渐被淘汰。

4.2.2 免疫分析法 免疫分析法主要有放射免疫分析(RIA)和酶联免疫分析(ELISA)。RIA对人体具有放射危害，因此很少得到应用。ELISA检测应用较多［26］。免疫分析法前处理方法快速简单，省去了萃取和水解，相对标准偏差(RSD)均小于5%，可作为动物源食品中性激素残留的筛检方法。

免疫分析方法在单一性激素的分析检测上已较为成熟，比如雌激素免疫盒市场上已有销售。但由于其是基于抗原抗体的特异结合反应，一般仅能对一种或几种物质同时进行筛检。因此对于性激素的多残留检测，免疫分析方法无论是从抗体的角度还是从经济的角度考虑都难以满足要求。

4.2.3 生物测定法［27］基于激素受体反应的生物测定法也可用来检测动物源食品中的性激素，一般这类方法需要结合受体基因的表达，应用荧光素酶报告质粒或绿色荧光蛋白等，根据酶的活性或发射的荧光进行检测，因此检测过程比较复杂。

4.2.4 毛细管电泳技术 毛细管电泳技术由于分辨率高、样品用量少、分析时间短以及分离效率高等优点在分析领域得到广泛应用。胶束电动色谱(MEKC)正是基于此技术发展起来的。

4.2.5 色谱法 近年来，色谱法特别是色谱质谱联用技术发展迅速，已逐渐取代其他检测方法，成为性激素多残留测定的主要方法。

色谱法包括薄层色谱法、气相色谱法、气相色谱－质谱联用法、液相色谱法和液相色谱－质谱联用法。其中以气相色谱－质谱联用及液相色谱－质谱联用法应用最为广泛，也最有发展前景。薄层色谱检测方法灵敏度较低，已不能达到食品基质中激素残留量的要求，逐渐被气相色谱－质谱或液相色谱－质谱联用取代，只有在一些特定物质的检测上，如α－或β－群勃龙的检测时，才会采用高效薄层色谱。

4.2.5.1 气相色谱、气相色谱－质谱联用法［28－31］气相色谱法(GC)测定食品基质中多残留性激素的报道较少，此种方法基本上已被气相色谱－质谱联用法取代。气相色谱－质谱联用测定性激素是以气相色谱为分离手段，以质谱或串联质谱为检测手段，它综合了气相色谱分离方面的优点与质谱在检测和确认化合物灵敏度高、准确度及选择性好等一系列优点。

气相色谱－质谱联用法是当前性激素多组份残留分析检测中最为常用的技术。同时检测雌激素、雄激素、孕激素已可实现，但由于测定过程中需要对目标物衍生化，从而使测定过程复杂、检测灵敏度降低。

4.2.5.2 液相色谱、液相色谱质谱联用法 液相色谱法(LC)适于分离、分析沸点高或热稳定性差的物质，因而被广泛用于性激素的分离分析。同样，由于灵敏度和准确性的限制，近几年液相色谱法有逐渐被液相色谱－质谱联用法取代的趋势。液相色谱－质谱联用法检测性激素的出发点和气相色谱－质谱联用法一致，都旨在将色谱的高分离性能与质谱的高选择性、准确性及高灵敏度结合起来，从而更加灵敏准确地同时测定多种性激素残留。Wang［32］等用液相色谱－质谱联用法测定牛肝中群勃龙残留量，检出限为1μg/kg，回收率在62%至69%之间。Xu等［33］用液相色谱－质谱联用法同时测定动物肌肉组织中10种同化激素的残留;Yang等［34］用液相色谱－质谱联用法测定出鸡蛋中8种孕激素的残留。

食品基质中性激素多残留检测的现行标准多采用液相色谱－质谱联用法，基本上能达到检测要求。如GB/T 20760－2006采用液相色谱－串联质谱法测定牛肌肉、肝、肾中α－群勃龙、β－群勃龙的残留量，检出限均为2μg/kg;GB/T 20766－2006采用液相色谱－串联质谱法测定牛、猪的肝肾和肌肉组织中玉米赤酶酮、玉米赤霉醇、己烷雌酚、己烯雌酚、双烯雌酚的残留量，其中，玉米赤酶酮、玉米赤霉醇、己烷雌酚的检出限可达0.5μg/kg，己烯雌酚和双烯雌酚的检出限则为1.0μg/kg;GB/T 20758－2006采用液相色谱－串联质谱法测定牛肝和牛肉中睾酮、表睾酮、孕酮的残留量，肝脏中的检出限为0.5μg/kg，肌肉中的检出限为0.1μg/kg［35］。最近几年以液相色谱－质谱联用法来测定动物源食品中性激素残留的标准越来越多，主要归因于其较高的准确性和灵敏度［36］。但是，液相色谱－质谱设备昂贵，并非所有的实验室都能配备，因而给应用带来一定的困难。

5 结论

中国作为畜禽产品生产绝对量最大的国家，食品的进出口标准必须国际化，相关法律必须与国际法接轨。如果没有做好激素残留分析与最高残留限量标准等工作［37］，动物源食品的出口势必受到国际上对其激素残留检验的巨大压力。无论是哪一个国家，如果不执行相关的激素残留标准，都不可避免地在食品贸易中发生拒收、扣留、退货、索赔和终止合同等事件［38］。对此，我国应加强对激素生产和使用的管理，并严格制定激素的最高残留限量标准，同时通过建立起动物源食品中激素残留的常规监测制度来规范市场。

近几年，食品中性激素多组分残留的检测主要采用色谱(GC/LC)与高灵敏度的检测系统——质谱(MS)联用实现。其中又以气相色谱－质谱法(GC－MS)或气相色谱－串联质谱法(GC－MS－MS)应用最为广泛。采用GC－MS法测定性激素，由于性激素不易挥发且对热不稳定，因而要将其衍生化。然而迄今为止，尚未有一种衍生试剂可以将所有的性激素都较好的衍生化，另外，在衍生化过程中还会出现一些副反应，使分析底物复杂，导致分析物难以确定、检测灵敏度降低。采用液相色谱－质谱联用法测定性激素，可避免上述问题，而且随着质谱仪的发展，利用液相色谱－质谱联用还可以确定一些未知激素。随着液相色谱－质谱联用法的逐渐普及，液相色谱－质谱联用法测定食品基质中性激素多组分残留必将有很大的发展。

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Detection methods of residual sex hormones in animal－origin food

YANG Jia－yi，LI Hong－jun*
(College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400716，China)

Hormones have been abused in livestock production despite repeated prohibition.The problem of residual sex hormones in animal－origin food has become a global concern in food safety.Pointed out the current situation of residual sex hormones applied in animal－origin，analyzed the hazards of residual sex hormones，gave an overview of detection methods of sex hormones in animal－origin food at home and abroad，and aimed at providing reference for researchers.

animal－origin food;sex hormone;hazard;detection;residue

TS207.3

A

1002－0306(2012)02－0423－05

2011－08－25 *通讯联系人

杨佳艺(1988－)，女，研究生，研究方向:食品生物技术。

公益性行业(农业)科研专项(200903012)。