动物源性食品外源性有害残留检测技术研究※

●张 寅 马婷婷 王保卫 于正芒（石家庄市食品药品检验中心 河北 石家庄 050000）

1 动物源性食品外源性有害残留物分类

1.1 兽药残留

兽药在动物源性食品产业中占有重要地位。目前兽药种类繁多，主要包含抗生素（四环素类、大环内酯类、氯霉素类等），合成抗菌药（磺胺类、喹诺酮类），激素类兽药（类性激素、肾上腺皮质激素、β-受体激动剂等），以及抗寄生虫药和镇静剂等药物。由于兽药的滥用和误用，也带来了动物源性食品兽药残留的安全隐患。食用药物残留超标的动物源性食品后，会出现过敏反应、“三致”作用（致畸、致癌、致突变）等问题，而抗生素类药物残留则可引起肠道菌落失调，杀灭对人体有利的细菌，导致人体微生物菌群对抗生素的耐药性增强。

1.2 添加剂及非法添加物质残留

随着经济发展和工业化程度的提高，新工艺和化学制剂提升了动物源性食品的质量，顺应了人们对动物源性食品的需求。但是，这些新工艺和化学制剂也带来了新的安全问题，如苏丹红、三聚氰胺、瘦肉精、喹乙醇、类固醇激素等非法物质添加的现象屡禁不止，安赛蜜、苯甲酸、合成着色剂等食品添加剂不合理应用、乱用、滥用的现象更比比皆是。

1.3 环境污染物残留

工业会产生不能被降解的污染物，如化学制剂的使用、工业废弃物的随意排放以及原料燃烧或降解后的残留物，这些污染物通过大气、水、土壤等直接或间接进入动物体内，最终在人体内富集，危害人类的身体健康和生命安全。较为常见的是铅、镉、砷、汞等重金属和多环芳烃、烷基酚和邻苯二甲酸酯等污染物。

2 动物源性食品外源性有害残留安全检测技术

食品安全检测的不断进步，目的是为了打造更加高效、可靠的检测技术和前处理技术来守护动物源性食品“舌尖上的安全”。动物源性食品外源性有害残留具有组分多样、未知、痕量，以及检测手段复杂、成本高等特点。目前动物源性食品外源性有害残留在多残留组分同时检测、未知残留组分检测、重金属快速检测、低成快速检测、痕量残留组分定量准确检测等方面都取得了很大的进步，在绿色高效的前处理方面也取得了一定突破（图1）。

图1 动物源性食品的安全检测技术体系

2.1 检测技术

2.1.1 多残留组分同时检测技术动物源性食品外源性有害残留组分多样性问题突出，检验任务繁重且时间紧迫。如果采用以分类检测为主的检测技术，则会出现一个样品多次重复检验、耗时长的问题。QuEChERS萃取法结合超高效液相色谱-串联质谱技术的检测技术推动了多残留组分同时检测技术的进步，建立了快速、准确、高通量的多残留组分分析方法，可以同时检测多种外源性有害残留组分[1-2]，提高了外源性有害残留成分提取净化的效率和检测的灵敏度。例如，QuEChERS EMR-Lipid 与LC/MS/MS联用技术用于猪肉多兽药残留的快速筛查和分析，实现了55种兽残化合物的同时检测，准确度和重复性均符合定量分析的要求，大大提高了检验效率[3]。 QuEChERS萃取法结合LC/MS/MS联用技术，可以快速筛查蛋及蛋制品中硝基呋喃类药物代谢物，结果也较为准确，对蛋及蛋制品的多残留组分检测工作起了重大的推动作用。而且，在水产品麻醉剂残留组分的测定中显示出了其高效的特点，可同时测定鱼肉中利多卡因、苯佐卡因、普鲁卡因、丁卡因和普莫卡因等多种麻醉剂，前处理简便、方法检出限低、净化效果佳、易于推广实施，可为开展水产品中成本低、起效快的麻醉剂残留安全管理提供有力的技术支持。

2.1.2 未知残留组分检测技术动物源性食品外源性有害残留组分未知性问题严重，新工艺和化学制剂提升动物源性食品品质的同时，也带来了动物源性食品外源性未知残留组分检测的难题，传统检测手段已无法解决污染源未知性的问题。QuEChERS萃取法结合液相色谱-高分辨质谱（LC-TOF-MS/MS）技术推动了未知残留组分检测技术的进步，建立了准确、高效和可靠的动物源性食品中未知残留组分检测手段。以往针对水产品中残留的邻苯二甲酸酯和酚类环境雌激素、鸡肉中残留的抗球虫药物和贝类产品中存在的贝类毒素的检测方法在选择性、检出限、测试结果的准确度等方面均存在缺陷，检测中易受基质干扰而产生假阳性[4]。高分辨质谱能在高扫描速度下，保证最高质量的准确度和分辨率，一次扫描就能对数百种组分进行识别和验证，并对它们进行准确地量化，得到未知外源性有害残留的精确质量色谱图，为对市售的动物源性食品普查、确定未知兽药残留筛查检测范围提供了新的技术支持。QuEChERS萃取法结合液相色谱-高分辨质谱法具有省时、简单、准确、快速、稳定、灵敏的优点，可以满足邻苯二甲酸酯、酚类环境雌激素、抗球虫药物和贝类毒素等未知残留组分的检测需求。

2.1.3 重金属快速检测技术环境污染带来的重金属有害残留早已成为动物源性食品严重的安全问题，可能出现在饲养、加工生产、包装运输的各个环节。激光诱导击穿光谱技术（laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）弥补了重金属快速检测的欠缺。LIBS利用高能脉冲激光直接照射待测样品表面，与样品相互作用产生原子或离子发射光谱，通过分析这些光谱，即可获取样品中重金属元素的构成及含量。克服了原子荧光光谱法、原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法等检测技术操作复杂、耗时长、效率低、实验条件苛刻的缺点，满足了实时在线分析的需求，近年来已经逐步应用到了食品行业中[5-8]。例如，将LIBS创新性地引入乳制品安全检测领域，结合精确的模型定标方法和高效的光谱数据预处理算法，可以直接对样品进行无损检测，无需进行样品前处理，同时测定多种元素，人力及试剂消耗少，达到了对乳制品中低浓度重金属元素进行快速精确检测的目的[9]。对罗非鱼中Pb和Cu，猪肉中Cd、Pb、Cr和Cu，以及鸡肉中重金属的检测，均体现出了LIBS技术检测快速、操作简单、灵敏度及定量精度高的优点。此外，使用该技术对鱼进行检测时发现，重金属主要集中在鱼肝脏和鱼鳃中，这为水产品重金属检测提供了新的思路。

2.1.4 低成本免疫快速检测技术动物源性食品外源性有害残留组分检测技术存在成本高的问题，制约了我国企业，尤其是一些中小型动物源性食品生产加工企业的发展，而中小型企业在我国动物源性食品行业占有相当比例，因此，低成本外源性有害残留检测技术的研发迫在眉睫[10]。

低成本免疫快速检测技术是以抗原抗体特异性和可逆性结合为基础，将制备好的抗体与待测物（抗原）反应，进而测定待测物的含量，快速筛选出样品中的外源性有害残留。与常规的仪器方法相比，该技术操作简便、所需设备少、检测成本低、适用于批量样品的筛选检测等优点[11-13]。 如以酶联免疫吸附技术（ELISA）为代表的快速检测方法建立了直接竞争酶联免疫分析方法，最低检测限达0.002 ng/mL，对鸡肉、鸡肝、猪肉、猪肝等动物源性样品进行检测的加标回收率为 80.23%～90.07%[14]，可以快速高效地检测利巴韦林残留，适合现场大批量快速检测。此外，针对动物源性食品中氯霉素残留的问题，利用生物膜干涉技术建立了快速筛查的免疫分析方法[15]。基于胶体金试纸条方法和抗原抗体反应的酶联免疫分析方法等免疫快速检测技术，分别建立了乳制品和蜂产品的低成本胶体金免疫层析试纸条法、双显色酶联免疫吸附检测方法、凝胶穿流免疫亲和层析检验方法和酶联免疫分析方法。

2.1.5 痕量残留组分定量准确检测技术由于有些动物源性食品存在含量很低但危害极大的外源性有害残留组分，因此痕量检测成为了检测技术进步的一大瓶颈。近年来，动物源性食品中痕量残留组分分析检测的需求日益增多，迫切需要新的检测技术对这些痕量残留组分精准检测[16]。

同位素稀释质谱法（isotopic dilution mass spectrometry，IDMS）提升了痕量残留组分定量准确检测技术的效率。同位素稀释质谱法是指将已知质量及丰度的浓缩稳定同位素作为稀释剂加入待测样品中，均匀混合后，经过质谱仪测定混合前后同位素丰度的变化，计算出待测样品中该元素含量的方法。在检测过程中不需严格定量分离待测元素，就可以有效地消除样品前处理过程中元素的损失，以及测定过程中基体效应等因素的影响，为检测提供最精确的测定值[17]。随着新型同位素稀释剂的不断开发，同位素稀释法不断优化，再加上质谱仪器的不断推广和更新换代，同位素稀释质谱法将会在乳制品、畜禽肉、蜂蜜、水产品、肉制品等动物源性食品喹诺酮类、硝基咪唑类、磺胺类和青霉素类等痕量残留组分检测中得到更为广泛的应用，充分发挥了同位素稀释质谱法灵敏、准确的分析特点，从而满足痕量有害残留成分组分准确高效检测的要求。

2.2 前处理技术

动物源性食品中含有大量的蛋白质、无机盐、脂肪等不同 成分会影响外源性有害残留的提取净化率，甚至会污染检测仪器。因此，建立动物源性食品简单高效的前处理技术和多残留组分样品前处理技术，成为动物源性食品外源性有害残留分析检测的关键。

2.2.1 样 品 前 处 理 技 术GB/T21312—2007、GB/T21313—2007、GB/T21316—2007和 GB/T21317—2007等国家标准规定的前处理过程过于繁琐，样品的前处理耗费了检测80%以上的时间[18]，样品前处理技术的“化繁为简”势在必行。

近年来，样品前处理技术着眼于提取与净化两个最为关键的步骤，根据不同基质和不同残留组分的物理、化学性质，调整提取溶剂、稀释剂，改变净化剂、pH等来适应不同的检测情况[19]。研发动物源性食品绿色高效的前处理技术，向多样化、简单化、自动化和商品化的方向发展，并向设备的集成化和与检测设备联用的方向发展是对动物源性食品外源性有害残留检测技术最强有力的支持。如磺胺类药物、喹诺酮类药物、安定类药物与蛋白质的结合作用较强，利用有机溶剂水溶液作为提取剂的方法，可以建立该类外源性有害残留的高效前处理技术；前处理过程中添加PSA、C18等净化剂进行提取，可以开发出较为简单高效的前处理操作，准确度、精密度、加标回收率都令人满意，实现了缩短前处理时间和加强萃取纯化效果上的双重改进目标。

2.2.2 多残留组分样品前处理技术随着现代化产业的迅猛发展，多残留组分同时检验技术成为未来发展的一种趋势。因此，样品前处理技术也在向着可同时提取和净化多类残留成分的方向发展。

目前，对于可同时检测多残留组分常用的样品前处理技术主要包括液液萃取技术、固相萃取技术、QuEChERS萃取技术和基质固相萃取技术等[20]。通过选取合适的吸附剂、吸附材料，改变洗脱溶剂、填充材料、萃取条件等，增加接触面积来适应，同时对具有不同物理、化学性质的多残留组分进行提取，以保证提取和净化多残留组分时均有较好的处理效果[21]。如乳制品、肉和肉制品的前处理采用检测动物源性食品中PAEs总量的方法代替分别检测单个的PAE，采用DLLME萃取PA并用反萃取法将PA萃取到水溶液中,最终用高效液相色谱-二极管阵列检测器 （HPLC-DAD）分析，建立了一系列用于分析不同食品基质（包括高脂食品和饮料）中PAEs总量的分析方法，节省时间的同时减少了空白污染，极大地提高了分析结果的准确度。

3 展望

近年来，随着食品行业工业化程度的不断提高，新工艺、新技术和新理念带来了新的食品安全问题。外源性有害残留成分可以出现在生产、加工、贮运、销售、餐饮、消费等各个环节，既有环境污染因素造成的，也有不法分子为牟取暴利而人为添加的。应当在推进食品行业工业化进程的同时快速发展动物源性食品安全检测技术，为动物源性食品安全保驾护航，确保广大人民群众“舌尖上的安全”。

为保证动物源性食品安全，我国在寻找新技术、新方法提高检测水平的过程中不遗余力，成效显著。目前，较为先进的检测技术大多来源于分离纯化过程的优化以及先进检测仪器的利用两个方面。针对外源性有害残留成分的检测技术，结合实际应用，在光谱、质谱检测领域进行探索，并将光谱、质谱等技术与其他领域的传感技术和分析方法相结合，形成了具有极大应用价值的多领域交叉检测方法；不断优化预处理方法、测量参数以及仪器装备，提升检测结果的特异性、灵敏度，开发低成本、便携式、高精度检测仪器，挖掘更为高效、精准的痕量残留组分检测技术并应用到具体的场景中，提升检测水平；此外，以免疫快速检测技术为支撑研发出携带方便、操作简单的动物源性食品安全快检盒，并逐渐应用到中小型食品生产加工企业的自我检测中。这些研究对保障动物源性食品品质、人民健康乃至食品行业的快速发展具有重要的意义，是动物源性食品外源性有害残留检测巨大的进步。

但是，我国的动物源性食品检测技术还存在一些不足。目前还没有能够同时测定上百种多残留组分的检测技术。另外，大部分食品企业的安全检测能力不足、技术落后，只有2%的企业具备食品添加剂、农兽药残留、生物毒素、微生物等全项目检测能力，5%的企业具备有毒有害物质分析检测能力，20%的企业具有简单的常规检测能力。这些都会严重影响动物源性食品的出口问题。因此，需要继续全面了解动物源性食品外源性有害残留成分的特征，针对现有动物源性食品安全检测技术的不足，充分利用其他相关学科的快速发展，与生物学、免疫学、电化学及材料学等相结合，研发出更为高效、准确、简单的检测技术，制造出更加适应我国食品行业的先进检测设备，严格控制各项检测指标，保证动物源性食品的安全。