动物性食品药物残留的检测方法和防控对策

李唐 ，黄永震，姜艳芬，张彦明，贺花*

1. 西北农林科技大学动物医学院（杨凌 712100）；2. 西北农林科技大学食品科学与工程学院（杨凌 712100）；3. 西北农林科技大学动物科技学院（杨凌 712100）

“民以食为天，食以安为先，安以质为本”。从古至今，人类的生存繁衍与健康的饮食息息相关。随着人类生活水平的逐渐提升，动物性食品更加普遍地出现在人类的餐桌上。这些动物性来源的食物，通常包含畜禽的肉、蛋、奶制品、水产品等，为人类提供丰富的营养物质。兽药的使用最初仅是为了提高动物体重增加率，提升饲料利用率和喂养效率，预防和治疗动物疾病，从而更好地面对全球人口剧烈增长带来的食物需求增长的问题。药物残留是指因动物使用药物后而积蓄于动物细胞、组织及器官内的化学活性物质及其代谢产物和部分杂质。通常情况下，大多数药物及其代谢产物可通过动物尿液和粪便形式排出体内，但仍有部分物质残留在动物蛋、奶和肉中。药物残留的动物性食品可造成人类不同程度的腹泻、过敏和中毒等症状，长期积累会引起细菌耐药性增加，存在极大的安全隐患。药物残留过量和超标也严重影响中国的畜牧业发展、生态环境健康和动物性食品出口贸易等。如今，药物残留已成为影响动物性食品质量与安全的最主要因素之一，也成为全世界关注的食品安全问题。因此，介绍了动物性食品药物残留的来源，以及潜在风险和可能造成的危害，探讨了药物残留的检测方法及其优缺点，并提出解决药物残留的防控对策，最后对未来动物性食品的发展进行了展望。

1 动物性食品中药物残留的来源

1.1 药物的不合理使用

饲养者未能严格依照用药规定合理使用药物，包括不遵守使用剂量和用药周期，用药途径或用药部位错误，单个注射点药物用量过大，标签外药物使用（仅批准人类使用的药物擅自用于动物，适用于特定一种动物的药物用于另一种动物，用于治疗药物规定以外的病情）等，动物不能通过自身正常有效代谢排出体内，造成较大残留量或残留时间增加。

1.2 未严格遵守休药期

休药期是指动物从停止给药到允许屠宰或制成食品的时间间隔[1]。部分饲养者不能严格遵守休药期或擅自减短休药期，导致沉积于动物体内的药物未能及时被彻底分解至对人类无害的浓度，导致残留药物超标或出现不应该的残留物等现象。休药期长短受动物和药物种类，用药剂量和途径等因素的影响，饲养者由于知识欠缺或受到利益驱使而改变休药期，甚至一直使用药物至屠宰前，部分药物未提供明确的休药期建议等，均会造成药物残留过量。药物半衰期（药物在血液中的浓度或生物体内药物含量减少到初始值的二分之一所需要的时间）常用于估计动物的休药期，但大多数药物性质是在健康动物中测得，而患病动物通常可能需要更长时间去代谢体内的药物。

1.3 饲养过程中的污染

饲养过程中的污染可分为饲养者管理操作欠缺导致的污染和饲养环境受污染。饲养者多次使用被药物污染的废水与废弃物，未及时更换垫料和食盆导致饲料被药物或废弃化学物质污染，未及时清理厩圈舍导致动物直接接触粪尿池中含有药物的废水和排泄物[2]。不适当地使用除草剂和杀虫剂，工业废水和残渣随意排放，化工企业废弃的重金属等会造成生态环境的污染，随着饲料和水等动物必须的食物进入体内，造成代谢困难并大量积累。

1.4 药物之间化学反应

饲养者由于缺乏医药常识，盲目购买或同时使用几种药物，导致药物之间发生化学反应，药效下降的同时可能会产生某种毒素进一步危害动物健康。动物的生理状态会影响动物自身代谢系统对药物的分解代谢能力，在受感染或有炎症的组织部位极易形成药物局部累积。

1.5 禁用或未批准药物的使用

部分饲养者使用《食品动物禁用的兽药及其他化合物清单》中所列的药物，使用未经过农业部批准的药物，使用不符合《中国兽药典》规定的药物，使用没有兽药生产许可证的厂家或生产厂家不明的半成品药物，使用没有规范药物标签和说明书的假冒伪劣药物，使用毒性较大且不易排泄的成分不明的复方药物等[1, 3]。

2 动物性食品中药物残留的危害

在动物性食品中通常大量或超标的药物残留主要是抗微生物类、抗寄生虫类、激素类、磺胺类、呋喃类等。药物通常通过尿液和粪便形式排出体外，故在动物肝脏与肾脏等分解代谢的主要器官中药物残留量普遍大于肌肉或脂肪组织，导致动物内脏中药物残留量通常大于肉、奶、蛋中残留量。不同类型的残留物质对人类和环境带来不同程度的损害和威胁。

2.1 抗药性增加

抗微生物药物通过彻底杀灭微生物或抑制其生长繁衍，从而有效预防动物疾病，提高畜禽生产性能，被广泛用于动物饲养产业。由于药物的大量使用，使得药物极易残留在动物的组织和器官。人类长期或大量食用抗微生物药物残留的动物性食品，等同于持续服用抗微生物药物，使得微生物对药物逐渐产生耐受和抵抗能力，并且抗药性随着微生物基因变异可传递给后代或引发敏感菌成为耐药菌，动物性来源的微生物可以通过克隆人类内生菌群或附加到人类自身抗性基因中来传播抗药性[4]。抗药性一旦形成，若人类遭受微生物入侵，正常剂量的抗微生物药物将无法发挥相应的效果，疾病将更难被控制与治疗。已有研究表明，人类对沙门氏菌、空肠弯曲杆菌和葡萄球菌的抗药性增长是来源于动物性食品药物残留[5]。

2.2 超敏反应

药物超敏反应指部分人群对致敏药物的免疫介导反应，药物作为外来抗原与人体内的抗体间发生的免疫反应。药物超敏反应会导致人体组织损伤或生理紊乱，通常会出现皮肤反应，血清病和过敏性休克等症状。迟发型超敏反应通常与抗生素的摄入相关，尤其是青霉素，大约10%的人对包括青霉素在内的一定量的药物会产生超敏反应[4,6]。链霉素、磺胺类药物、四环素等药物也会引起相关过敏反应，严重者可能会出现呼吸困难，血压下降，休克甚至死亡[7]。避免超敏反应的最有效途径是避免使用致敏药物，而动物性食品中的药物残留会造成致敏药物的非主观性摄入，造成极大的健康隐患和危害。

2.3 “三致”作用

“三致”作用是指致癌、致畸与致突变。长期摄入“三致”作用药物残留的食物，药物经过不断积累达到一定浓度，从而对人类造成不同程度的毒害作用。

致癌药物残留可以与细胞内多种物质，如蛋白质、DNA、RNA、肝糖原、磷脂和谷胱甘肽等，共价结合，相互影响，存在潜在危害。磺胺二甲嘧啶会引起甲状腺肿瘤，甚至诱发甲状腺癌[7]；女性摄入过量雌激素残留可能会引发乳腺癌、卵巢癌和子宫内膜癌；黄曲霉毒素和土霉素可以诱发肝癌。致突变药物中含有一些化学物质，如碱化剂和DNA碱基类似物，可以诱导突变活性，从而可能造成基因突变或染色体断裂进而影响人类生育能力。喹乙醇被饲养者用作新型“瘦肉精”非法添加于动物饲料中，这种药物残留可能引发急性中毒或细胞染色体畸形。致畸性是指药物或化学物质可能在妊娠临界期产生毒素影响胚胎或胎儿，造成结构性或功能性不完整，导致先天性畸形。苯并咪唑作为有效的常用驱虫剂，其驱虫活性产生胚胎毒性，潜在致畸性对怀孕初期胎儿造成极大影响[4]。

除此之外，药物残留长期积累引发许多危害人类健康的毒副作用。磺胺类药物积累会严重损坏人类造血系统和泌尿系统，尤其是肾脏功能；氯霉素可引起粒细胞缺乏病、再生障碍性贫血和溶血性贫血；呋喃类药物会引起出血综合征；氟喹诺酮类药物损害内分泌系统、消化系统和神经系统等多种人体系统[7]。

2.4 生理紊乱

动物性食品内的激素残留会引起人体内分泌紊乱，造成体态改变、女性月经失调、生殖障碍等，水电解质及糖代谢异常会间接引发高血压和糖尿病；残留在人类体内的激素可能通过胎盘传递给胎儿，可能造成出生缺陷和发育异常；四环素可以与骨骼中的钙相结合，从而抑制幼儿骨骼和牙齿正常发育；β-兴奋剂类和类固醇类药物残留对儿童生长发育极为不利，可造成儿童性早熟、异性化倾向、身高异常增长等，β-兴奋剂类大量累积还会造成心悸、肌肉震颤、心动过速和神经过敏等症状[8]。

长期食用抗生素和抗菌药物残留的食品，会抑制或杀灭人体内的重要敏感菌，减少有益细菌总量，抑制肠道菌群的广泛多样性，耐药菌和致病菌大量繁殖会破坏人体内微生态平衡，从而造成菌群失调，引起胃肠紊乱、腹泻和感染等[2]。

2.5 生态环境污染

动物体内的药物通过排泄物形式进入环境中，其中耐药菌和抗生素类药物排出体外却仍然具有生物活性，若没有合理处理，可在植物中积累或二次污染动物饲料和水源，使得周围生态环境恶性循环，随着食物链传递逐渐扩大污染范围。抗寄生虫类药物，如阿维菌素类，很难通过体内代谢分解，仍具有杀虫活性的原体形态排出，对土壤中昆虫生态造成一定影响[9]。药物残留超标或用药后异常死亡的动物的内脏、肉、奶和蛋，因为无法销售或从市场召回，通常采用填埋处理，残留药物会污染填埋土地。

近年来，人类患肿瘤疾病的比率大幅度上升，各种疑难杂症层出不穷，癌症年轻化，极有可能和人类饮食中的药物残留在体内积累有关。

3 动物性食品中药物残留的检测方法

药物残留的检测直接决定动物性食品是否符合或低于各项最大残留限度，从而足够安全被人类直接或再加工后食用。由于样品检测量极大，通常采用每批次随机抽样检测。然而，药物残留一般成分复杂，含量小，干扰物质较多，所以样品检测前处理需要进行残留物分离纯化，以提高检测效率和灵敏度。常用的有固相萃取、超临界流体萃取、微波或超声波辅助提取、基质固相分散和分子印迹等技术方法[10]。目前常用的药物残留检测方法可分为免疫学法、色谱法、高效毛细管电泳法、生物传感器等四大类。通常要求检测设备易操作，可检样品量大，省时高效，具有特异性、敏感性和可重复性。

3.1 免疫学法

抗体和抗原反应通常被用来检测食品成分组成，尤其是用于检测食品掺假和污染。抗原和抗体特异性结合可以用来检测化学成分和兽药残留。

3.1.1 酶联免疫吸附测定法（Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）

通过酶标记某种抗体（或抗原）而检测相对应的抗原（或抗体）的免疫学方法。基本原理是使抗原（或抗体）结合到特定的固相载体表面并保持其免疫活性，相对应抗体（或抗原）与某种酶连接形成酶抗体（或抗原），底物中加入酶后形成有色物质，而有色物质含量和受检抗原（或抗体）含量存在比例关系，即可通过颜色深浅程度进行定性与定量分析。此方法兼备极强的灵敏性和较好的特异性，可实现快速检测和多次重复检测，也适合大量样本检测和实验室外进行检测。Huet等[11]利用与甲硝唑结合的抗体建立直接竞争酶联免疫吸附法检测鸡蛋和鸡肉中硝基咪唑类药物残留，二甲硝咪唑的检测限为1 ng/mL（鸡蛋）和2 ng/mL（鸡肉），甲硝唑和异丙硝唑的检测限分别为10和40 ng/mL。Jin等[12]建立单克隆抗体直接竞争酶联免疫吸附法检测动物血浆和牛奶中的庆大霉素残留，动物血浆和牛奶中的检测限分别为1.0和0.5 ng/mL，在25～100 ng/mL添加量下庆大霉素回收率为85%～112%。

3.1.2 放射免疫测定（Radioimmunoassay，RIA）

运用放射性标记抗原和未放射性标记抗原与不足量的抗体发生竞争性抑制反应，分离并检测放射性，从而得到未放射性标记抗原的含量。该方法具有较强灵敏性和特异性，且用于标记的物质用量少、放射性强度低，基本不会使检测员受到辐射损伤。缺点是抗原与抗体间容易出现交叉反应或假阳性反应，样品处理不及时也可能造成检测结果存在偏差，标记材料半衰期短且有可能造成放射性污染。李佐卿等[13]利用闪烁液建立放射免疫测定法用于检测鱼肉和鸡肉中磺胺类药物残留，对鱼肉和鸡肉样品加标10 μg/kg分别检测18次和16次，精密度分别为5.4%和6.9%，检测限为10 μg/kg。陈小雪等[14]利用竞争性受体免疫反应建立Charm Ⅱ放射免疫系统，用于检测水产品中氯霉素残留，其检测限为0.15 μg/kg，Cmp（Counts per minute，n/min）读数相对标准偏差在2.4%～8.8%之间。

3.1.3 荧光偏振免疫分析法（Fluorescence polarization immunoassay，FPIA）

荧光物质经波长485 nm的单一平面的偏振光照射后，能有效吸收光能跃入激发态，随后恢复至基态并发出波长525 nm的偏振荧光。该定量免疫分析技术通常应用于测定半抗原（大多数多糖和所有类脂）的药物浓度，测定反应体系中偏振光的大小，运用标准曲线从而精准检测样品中待测抗原的含量。该方法有利于大批量样品分析测定，有颜色和浑浊的样品也可被准确检测[15]。Eremin等[16]利用N-磺酸-4-氨基丁酸（N-sulfanil-4-aminobutyric acid，SAB）制备磺胺类抗体，SAB衍生物用于合成荧光标记示踪剂，建立荧光偏振免疫分析法检测牛奶中磺胺类药物残留，在沉淀乳和稀释牛奶中的检测限分别为0.07和0.10 μg/mL，检测结果变异系数小于5%，包括样品预处理在内的总检测时间可控制在10 min内；该抗体与磺胺嘧啶、磺胺甲氧吡啶和磺胺氯吡啶有较高的交叉反应活性，故可应用于牛奶中多种磺胺类药物的同时检测。

3.1.4 免疫胶体金层析法（Immune colloidal gold technique，GICT）

将胶体金（氯金酸被还原而聚合形成特定大小的金颗粒）作为示踪标记物，使其与蛋白质等大分子物质结合，通过免疫反应进行检测[17]。胶体金试纸较为广泛用于残留快速检测。冯婷婷等[18]利用20 nm的胶体金试纸建立免疫胶体金层析法检测猪肉和虾中的氟喹诺酮类药物残留，环丙沙星、恩诺沙星和氧氟沙星检测限均为30 ng/g，包括样品预处理在内的总检测时间可控制在20 min内。吴茂生等[19]建立免疫胶体金层析法检测水产品中的呋喃妥因代谢物残留，鱼肉和虾肉样品中检测限均为1 μg/kg，假阳性率小于5%，假阴性率为0%。

3.1.5 量子点荧光免疫分析法（Quantum dots fluorescence immunoassay，QDFIA）

利用量子点作示踪标记物进行免疫层析分析[17]。量子点是一种半导体纳米微晶体，相比传统有机荧光染料，具有更好的光化学稳定性，激发广谱宽和生物兼容性好等优点，此方法有极高灵敏性和极强抗干扰能力[20]。张蕾等[21]利用碲化镉（CdTe）量子点和呋喃唑酮代谢物（AOZ）抗体制备CdTe-AOZ免疫荧光探针，建立量子点荧光快速免疫层析试纸条检测虾肌肉组织中呋喃唑酮残留，检测限为10 ng/g，假阳性率和假阴性率均小于5%。

3.2 色谱技术（Chromatographic techniques）

3.2.1 高效薄层色谱法（High performance thin-layer chromatography，HPTLC）

利用粒度分布极窄（5～10 μm）的微粒硅剂制成高效薄层板，支持物涂布于薄层板上作为固定相，选取合适溶剂作流动相，将混合样品分离并进行鉴定和定量检测。此方法的特点是分辨效率高，灵敏度较高，且分析用时短。Bertini等[22]建立高效薄层色谱法检测动物肝脏中抗生素残留，莫能菌素和拉沙里菌素检测限分别为0.2和0.1 μg/g，该方法重复性强，线性好（r2＞99%），灵敏度高。

3.2.2 高效液相色谱法（High performance liquid chromatography，HPLC）

运用高压输液系统，将流动相溶液泵入装有固定相的色谱柱，分离柱分离不同成分，随后使用检测器分析检测，目前已被广泛应用于HPLC技术同时检测动物性食品中几十种兽药残留[23]。多种残留的检测则需要将固相提取和纯化，随后过滤并注入有紫外二极管阵列检测器的反相高效液相色谱（Reversed-phase high performance liquid chromatograhy，RP-HPLC）中检测。该方法可在短时间内分析检测样品中的多种残留物质，减少样品预处理，可以实现完全自动化，极大减少人员需求。RP-HPLC基本能分离所有可溶于极性或弱极性的有机物。但HPLC的流动相pH有时过高或过低，长时间使用容易损害色谱柱，且运行成本较高。Anderj等[24]建立高效液相色谱法检测多种动物组织中喹诺酮残留，牛、猪、家禽肌肉组织中恩氟沙星、环丙沙星和氟甲喹残留量比规定的最大残留水平低600倍。Masakazu等[25]建立高效液相色谱法同时测定鱼和肉中的13种兽药残留，在0.02～0.1 μg/g浓度范围内回收率在75.1%～90.5%之间。

3.2.3 免疫亲和色谱（Immnuoaffinity chromatography，IAC）

将抗原抗体的特异性与可逆性相结合的免疫色谱技术，非常适用于分离和分析复杂样品中含量极小的特定成分，在国内外的兽药残留检测中通常以低分子量为主要目标[10]。IAC具有选择性强，纯化浓缩效果好，色谱柱可多次重复使用，比传统的固相萃取技术成本更低的优点[26]。目前主要应用于检测动物性食品中的激素类药物和β-兴奋剂类残留[26]。王建平等[27]利用免疫亲和色谱柱纯化，通过气相色谱/质谱法检测猪肝样品中的β-兴奋剂残留，沙丁胺醇和克伦特罗的检测限分别为0.5和0.8 ng/g，空白组织中回收率高于70%。

3.3 高效毛细管电泳法（High performance capillary electrophoresis，HPCE）

利用直流电场动力和毛细管作分离通道，检测各组分在电场中的不同迁移速率。该方法相比于HPLC，不需要高压泵辅助，且不受缓冲液酸碱性与表面活性剂的影响，用量少，效率高[28]。该方法与质谱联用检测灵敏度显著提高。汪雪雁等[29]建立高效毛细管电泳法同时检测鸡肝中喹诺酮类和磺胺类药物的残留，几种残留药物可在10 min内完全分离，平均回收率在85.39%～90.23%之间，标准偏差为2.95%～3.41%，且有较好可重复性。

3.4 生物传感器（Biosensors）

将生物敏感部件与转换器紧密结合的装置，对特定化学物质或生物活性物质有选择性和可逆性响应，其中包括酶传感器、组织传感器、微生物传感器等[10]。生物传感器的设计可以实时操作，同时检测单个或多个兽药残留。Lisa等[30]利用光学生物传感器技术建立生物传感器法检测鸡肌肉中硝基咪唑类及其代谢物残留，二甲硝咪唑的检测限为0.5 ng/mL，已生产的硝基咪唑试剂盒比现有分析技术更具优势：操作简单，反应迅速，结果精准。

综合目前的多种检测技术，免疫法适用于快速检测，易制成标准化试纸或试剂盒用于商业化市场推广；色谱法适用于实验室定量分析检测，灵敏度更高，自动化程度高；高效毛细管电泳法具有较好的灵敏性，受客观影响较小；生物传感器可以同时检测多种药物残留。目前药物残留检测技术仍然在向更灵敏、快速、准确、方便化发展，从而更好检测动物性食品中少量却复杂的药物残留。

4 动物性食品中药物残留防控对策

4.1 加强食品检疫检验，增强市场监督管理

建立完善的动物性食品药物残留检测管理体系，明确规定不同食品中不同药物的最大残留量并确定相应的检测技术，积极研发更快捷、准确、简便的检测方法，检测人员实名制负责同批次样品分析，积极借鉴和引入国外先进技术与经验，加强各检测机构之间的联系，实施多级多次检测分析和互联网数据共享。各级行政管理机构加强联系，明确各自职责，市场管理者严格把控动物性食品的质量，杜绝药物残留超标和成分掺假的食品进入市场，及时处理和召回不符合食用要求的产品，加强和检测机构之间的联系，确保形成完善的检测监管系统。

4.2 明确法律法规和惩处制度

进一步完善《兽药管理条例》《动物性食品中兽药残留最高限量》《食品动物禁用的兽药及其他化合物清单》等法律法规，明确禁用药物和成分，增加残留检测品种，完善检测方法规定，针对内销产品和不同国家进出口产品有明确的划分与规定，各省市统一规范标准，参考发达国家法规制度形成符合我国国情的相应法规[9]。对于生产违规兽药和饲料的企业以及擅自滥用禁用或未批准药物的饲养者，出台明确的惩戒和处罚制度，根据其轻重程度进行罚款或取消生产养殖资格。

4.3 提升兽医职业水平

提升兽医药理学知识，更充分了解多种药品性质。针对批准产品合理进行标签外使用，用药前确认是否适用于该品种，保证合理用量、用药途径和周期，通过药物半衰期性质估计和确认动物休药期[4]。加强兽医职业责任心，有效隔离患病动物，减小疫情扩散，药物选择灵活有效，对不同药物合理联合或轮换使用。

4.4 饲养者专业知识普及

提高对动物饲养者的教育与培训，尽可能确保动物生活在干净健康的环境中，实施严格管理和畜群健康计划，保证良好的动物营养，满足哺乳期需求，加强通风和消毒，实施卫生防疫措施，减少动物病害发生次数与频率，从而进一步减少药物使用量[1]。普及休药期的必要性、药物残留的严重危害性，提高饲养者遵守法规的意识，培养守法自觉性，提升饲养者的综合素质。引进国外先进饲养技术，形成规范化且高效的新型养殖产业链。

4.5 建立新型饲养关系

建立兽医-饲养管理者-患病动物的良好对应关系，处方药和不同于标签使用规范的应用需要兽医和饲养者之间有密切联系和足够的相互信任。建立动物健康记录卡制度，明确记录每个动物的患病历史与用药情况。发展动物病害自动监测生物系统，实时传输健康数据，有效监控，及时用药和处理，尽早控制病情，减少药物大量使用。

4.6 积极研发和推广天然药物

推广微生态制剂和益生素等饲料添加剂，增加肠道内正常微生物，增强机体免疫力及抗应激能力[2]。研制在功效上可替代传统药物的安全且无污染无残留的绿色环保药物，加强中草药的利用和开发，研制无抗药性、毒性小、低残留的新型中草药药剂[9]。积极发展高效且无公害的药物和饲料添加剂，增加新型药物科技投入。

5 结语与展望

动物性食品作为人类必不可少的日常饮食，保证其质量和安全是至关重要的。然而，动物性食品中的药物残留复杂且多样，虽含量少但长期摄入对人体和环境产生极大的危害和潜在的影响。且这些残留不易分离纯化，更多精确高效的检测分析技术仍需不断研发，相关法律法规还需不断完善，动物饲养者、药物生产者和兽医的综合素质有待提升，对动物性食品的重视度和资金投入仍需加强。

动物性食品质量的保证需要动物饲养者、药物和饲料生产者、屠宰人员、食品加工者、物流运输者、检疫检验人员、市场营销人员、消费者和科研人员等全社会共同努力，营造一个良性循环。建立干净卫生的科学饲养环境，建立动物健康实时监测追踪记录系统，研发效果好、毒性小、易代谢的绿色环保药物，研发精确且简便的快速检测分析技术，积极研发去除药物残留却不损害食品营养结构的新型加工技术，加强国际之间技术交流与合作，通过全人类共同努力一定会改善现状，形成更好的食品市场，确保人类健康生存和发展。