郝洪丹
(河北工程大学生命科学与食品工程学院,河北 邯郸 056038)
随着我国经济的发展和国民生活水平的提高,人们对食品的品质要求日益增加,更多人关注食品安全问题,而动物性食品中兽药残留问题受到的关注度最高。鸡蛋作为价廉质优的动物蛋白质来源,是人们饮食中的普遍食材。根据国家统计局和联合国粮食及农业组织数据库资料对2016~2020年我国居民人均蛋类消费量和鸡蛋年产量数据进行统计分析,显示我国的鸡蛋年产量和人均消费量都在逐年增加,我国成为世界鸡蛋的主要消费国和生产国。具体数据见表1。
表1 2016~2020年我国鸡蛋年产量和年消费量
市场监管部门对2020年食用农产品市场监管部门抽检不合格情况进行汇总分析,畜禽类食用农产品中兽药残留超标批次排名前四的依次是鸡蛋(249)、鸡肉(162)、猪肉(108)、牛肉(82),其中鸡蛋中氟苯尼考和恩诺沙星残留超标批次最多。
表2是对2016~2021年国家市场监管局在全国食品安全监督抽检蛋制品情况的汇总。数据显示2016年全国抽检总数为5 492批次,之后抽检批次数量逐年增加,到2021年达到30 790批次,比2016年增加了近5倍;而鸡蛋抽检不合格率在逐年下降。这与国家对食品安全问题非常重视和加大监管力度有一定的相关性。
表2 2016~2021年蛋制品全国监督抽查情况
本文对农业农村部2013~2020年畜禽及其产品兽药残留监控结果通报中对鸡蛋样品兽药残留抽检情况进行汇总,详见表3。
表3 2013~2020年鸡蛋样品抽检兽药残留情况汇总
表3数据显示,2013~2020年鸡蛋中抽检出的残留兽药种类多样,超标最多的是氟喹诺酮类;其它是氯羟吡啶、四环素类和金刚烷胺等。但在文献中报道的鸡蛋中残留的兽药还包括磺胺类、氯霉素类、硝基咪唑类、酰胺醇类、聚醚类及大环内酯类等其它种类兽药[1,3-4]。
历年必有的抽检药物种类是氟喹诺酮类药物,包括环丙沙星、恩诺沙星、氧氟沙星等品种,除2014年、2018年上半年(下半年数据未查到)无批次兽药残留超标外,氟喹诺酮类药物均在历年中检出,尤其是2017年鸡蛋中氧氟沙星超标严重。但也可以看出,自2018年后鸡蛋中的兽药残留情况有所改善,可能与市场监管部门加大监督抽检和治理处罚力度有关。从总趋势看,我国兽药残留状况总体稳中趋好。
兽药残留物可能引起各种副作用,如耐药性细菌向人类转移、免疫病理效应、过敏反应、肝肾毒性、骨髓毒性、心血管毒性、再生障碍性贫血、抑制骨髓发育、听觉障碍、呼吸加快、心跳加速、肥胖、性早熟、生殖障碍、肌肉震颤、剧烈腹部疼痛,严重的还会致畸、致突变、致癌等[2,5],威胁人类生命安全。各类兽药残留物中抗微生物药物残留超标和检出违禁药物现象最普遍。耐药细菌引起的感染会导致病程更长、死亡率更高、替代治疗费用增加,目前预测表明,到2050年抗菌素耐药性将导致约3亿人过早死亡。含有药物残留的动物源性食品也被认为是一种公共卫生风险[6]。
兽药残留还会通过粪、尿等途径进入环境,不仅对生态环境中的动植物造成污染,还会破坏环境中的微生物群从而影响动植物生长。此外,环境中残留的兽药会进入动植物体内,然后经过食物链再次返回人体内,给人体健康安全带来二次危害[7]。
鸡蛋中兽药残留中有禁用物质,但普遍含量较低,因此全蛋样品匀浆后需要经过前处理提取、净化纯化、富集等步骤,是兽药残留检测准确的关键环节。目前国内检测标准根据兽药的溶解性开发了液液萃取、固相萃取(包括分散固相、基质固相分散、磁性固相萃取、微萃取等技术)、离子交换、超临界流体、加速溶剂萃取、搅拌棒吸附萃取、免疫亲和层析法、快速前处理净化柱、全自动固相萃取仪等方法进行样品前处理。根据兽药残留的溶解性,检测样品前处理时常使用乙腈、乙腈-水溶液或乙腈-缓冲盐溶液进行提取,净化步骤可对提取液用正己烷去脂化、二氯甲烷萃取液分配净化、用氮吹法或旋转蒸发法至近干后再次溶解,也可用阳离子交换树脂柱或固相萃取填充柱净化以及QuEChERS试剂盒净化提纯等多种方式[8-12]。有研究将全蛋用酸化乙腈提取后经过FaPEx-MN50快速柱等操作前处理,其检出限为0.02~0.58 μg/kg,简单快速,可用于快速筛查检测[13]。李明、张振宇利用Oasis系列固相萃取柱净化对鸡蛋进行前处理,超高效液相色谱-质谱联用测定,可同时测定包括磺胺类、酰胺醇类、喹诺酮类17种兽药残留的含量,相关系数r在0.993~0.999,检出限0.1~10 μg/kg,准确性及重复性均良好,这种前处理方法简便可靠,提高了检测效率[14]。
分子印迹技术是一种新型兽药残留前处理手段,以待测药物为靶分子,将功能单体与靶分子类似的模板聚合,然后除去模板,制备出的聚合物含有功能单体且可匹配靶分子的空白立体孔穴,全蛋样品匀浆稀释后,靶分子经立体孔穴与功能单体构建而形成印迹聚合物,实现了靶分子的筛选和富集[15]。有研究者利用分子印迹技术制备磺胺类分子印迹聚合物微球药物,并采用吸附选择性试验、药代动力学试验、底物选择性的测试实验等方法对聚合效果进行综合评价,获得较好结果[8]。
1.2.1 对照组 给予常规孕期保健,询问既往病史,对血糖水平进行定期监测,定期进行产前常规检查,建立健康档案,评估胎儿生长发育情况,指导孕妇进行胎动计数的自我检测,进行运动、饮食方面的指导。
农业部颁布实施的《食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量》(GB 31650)中,规定了15种药物在鸡蛋中的残留限量以及26种产蛋期禁用药物。农业部1025号公告-18-2008和农业部781公告-6-2006 均适用于鸡蛋。农业部《2020年度动物及动物产品兽药残留检测方法及残留限量》中使用高效液相色谱法(HPLC)和液相色谱-质谱法(LC-MS或LC-MS-MS)对鸡蛋的兽药残留进行检测。
3.2.1 高效液相色谱法 高效液相色谱属于色谱法,使用液体作为流动相,通过高压输液系统,使拥有不同极性的溶剂或缓冲液等流动相及待测物泵入装有小颗粒固定相的高效柱内,色谱柱内完成各成分的分离,通过检测器进行定性定量检测分析,可快速在线检测。目前此法是应用范围最广也是最重要的检测技术,具有效率高、检测速度快、灵敏度高等优点。现有研究利用柱前衍生-液相色谱荧光检测,优化前处理条件和仪器条件,用于检测鸡蛋中的哌嗪,效果良好[8]。高效液相色谱广泛应用于β-内酰胺类、四环素类、酰胺醇类、磺胺类、喹诺酮类的残留检测[16],汪竟芝等研究者将鸡蛋样品先用甲醇振荡再经过超声波提取,通过优化高效液相色谱条件,同时对鸡蛋中4种激素残留量(雌二醇、雌三醇、雌酮与睾酮)进行测定,其检出限为0.06~0.17 mg/kg,其回收率和相对标准偏差良好,可重复性好,操作比较简单[17]。
3.2.2 液相色谱-质谱法 高效液相色谱与质谱联用是上世纪70年代开始发展的分析技术,通过用高效液相色谱分离待测物质经过接口技术用质谱仪器进行检测,达到对待测物的定性定量分析。液相色谱-质谱法具有应用范围广、分辨率高、灵敏度好的特点。目前高效液相或超高效液相和高分辨质谱联用技术是高通量兽药残留检测的重点研究方向,包括高效液相或超高效液相与三重四极杆质谱、静电场轨道阱质谱、离子肼质谱、飞行时间质谱、四极杆飞行时间质谱、磁质谱、傅里叶变换质谱等联用的研究。有研究用液相-静电场轨道阱质谱联用检测鸡蛋中磺胺喹噁啉、二甲氧苄啶的残留,检出限为0.1~0.2 μg/kg,回收率良好[18]。刘建宇创建了超高效液相质谱联用可达三级四级杆(UPLC-MS/MS)和高效液相质谱联用三级四级杆(HPLC-MS/MS)的方法用于鸡蛋清、鸡蛋黄、全蛋中的8种抗球虫药物的测定,用针泵吸取氯苯胍、拉沙菌素、卤夫酮、盐霉素、甲基盐霉素、尼日利亚菌素、莫能菌素和马杜霉素的工作液,利用ESI扫描,一级质谱图确定目标物母离子,二级质谱选取子离子,结果表明:两者标准曲线均有良好线性关系,超高效液相质谱联用灵敏度更好[8,19]。
3.3.1 微生物学法 一是微生物抑制检测技术,常用于兽药残留的初次筛选,具有操作简单、成本低、应用范围广等优点,目前可有效地对鸡蛋中喹诺酮类和四环素的残留进行检测[20,21]。
二是受体的放射配体结合分析检测技术,其通过受体与放射性标记配体的特异性结合反应,可对受体进行定位及定量检测的分析方法。目前已完成了商品化,对兽药残留的种类可以快速并准确地筛选出来,灵敏度高,稳定性好,使用效果良好。目前可用于磺胺类药物、四环素类药物和大环内酯类药物的残留检测[21]。
3.3.2 薄层色谱检测技术 本技术是传统的理化检测手段,具备操作方法简单、检测快速、成本低等优势,缺点是分辨力较低、灵敏度以及重现性相对较差,应用范围较小。目前已有研究者创建了高效薄层色谱检测方法,其检测的适用性和应用范围都得到了很好的提升[8,21]。
3.3.3 免疫分析法 一是酶联免疫分析法(ELISA),是一种基于酶标记物的免疫检测技术,它是一种利用固相载体对抗原/抗体和抗原进行吸附的方法。检测氟喹诺酮类药物残留其灵敏度可达0.13 ng/mL,该方法可快速测定鸡蛋中的氟喹诺酮类药物,但缺点是检测结果为氟喹诺酮类药物的总量,仅能作为初筛使用[8-10,22]。
二是荧光免疫检测法,它是以荧光物质和潜荧光物质作为主要标记物来检测。目前时间分辨荧光免疫分析方法、荧光偏振和猝灭等荧光免疫分析技术的出现和发展,检出限可为2.4 ng /mL,其灵敏度比ELISA可提升1.5倍,检测时间也减少0.5 h[21,23]。
三是胶体金免疫检测法,其所用的主要标记物是胶体金颗粒,可对样品中的兽药残留高效快速准确地检出。此方法操作较为简便、灵敏度较高,常见的喹诺酮类胶体金检测卡可对鸡蛋中兽药残留进行快速检测[21]。有研究者用鸡蛋中胶体金试纸条检测呋喃唑酮代谢物残留量,其最低检测限可达0.02 μg/kg,实现了高灵敏度和快速检测[24]。
四是免疫传感器技术,是一种新型免疫检测方法,将免疫分析方法和生物传感技术有机结合形成的新型生物传感器,具有检测快速、特异性强、高灵敏度和准确性等优点。可用于检测伊维菌素、硝基咪唑类药物、氯霉素等药物残留[21,25]。
3.3.4 气相色谱法 气相色谱法具有检测快速、分离效率高、较强选择性、高灵敏度、检出限低且稳定性好等优点,检测结果可达μg/kg级别,但样品的前处理需衍生化来避免受到药物较高极性和沸点的影响,应用范围并不广。有研究建立了鸡蛋中氯霉素、滴滴涕、六六六的药物残留检测方法,检测效果良好[2,21]。
3.3.5 毛细管电泳法 毛细管电泳是一种用弹性石英毛细管作为分离泳道,并用高压直流电驱动,根据样品在单位电场强度下各组分在泳道中的定向迁移速度和分配差异而分离的新型液相分离技术,具有分离效率高且速度快的优点,但由于样品进样量少其灵敏度不高。目前已有研究者将电化学分析方法和毛细管电泳技术结合,优化分离条件,可用于鸡蛋中土霉素及四环素的残留限量检测。有研究者用胶束溶剂堆积富集法进行区带电泳,优化条件,创建了高效毛细管电泳对鸡蛋中磺胺类药物残留进行检测,检测限可达1.0 ng/mL,线性相关系数为0.999[7-9,26]。
3.3.6 荧光分析法 荧光分析具有高灵敏度、强选择性的优点,因此在兽药残留检测中得到较广泛的应用。有研究者通过选择检测条件,创建了使用荧光分光光度计对鸡蛋中恩诺沙星和环丙沙星残留进行同时测定的方法[8]。赵进辉等研究者结合表面增强荧光技术,使土霉素的荧光特性得到加强,再通过荧光分光光度计进行检测,检测效果良好[27]。
3.3.7 化学发光分析法 化学发光又叫冷光,化学发光分析法是利用化学反应、生物化学反应、电化学反应产生反应能,产生电子激发态产物,使分子本身或引起其它会发光分子发生辐射跃迁而发光的一种新型的分析技术,可分为普通化学发光分析、生物化学发光分析、电致化学发光分析,具有极高的灵敏度、较好的选择性、相对简单的仪器、线性范围宽、分析速度快、效率高等优点。有研究者通过流动注射化学发光法对鸡蛋中喹诺酮类药物残留进行检测,确定了检测不同药物的发光体系,优化其它检测条件,效果良好[8]。
3.3.8 分光光度法 分光光度法是被测样品在特定波长或一定波长范围内测定其对光的选择性吸收度,产生特有吸收光谱,可用于样品的定性和定量分析。常见的有比色法、红外光谱法和紫外-可见分光光度法。本方法灵敏度高、速度快、操作简单,但是准确度比不上色谱法等,较少用于兽药残留检测。有研究者通过筛选鸡蛋液的沉淀试剂,将分光光度法用于四环素的残留测定,效果良好[8,21,28]。
随着科学技术的飞速发展,兽药残留检测技术水平必将不断提升,且会更加趋向于高通量智能化和操作简单、方便携带。例如分子印迹仿生柱、新萃取方法(气象萃取、吸附萃取、液膜萃取、膜萃取、微波辅助萃取等)、亲和免疫层析柱、新型碳纳米材料、石墨烯材料、超分子材料等用于兽药残留检测的样品前处理过程,将会提高兽药残留的提取和富集,加强检测准确性;利用核酸适配体、亲合配体、重组抗体等新型生物识别物质,可有效地提高检测效率;结合荧光偏振、荧光磁性分子印记传感器、荧光微球、抗体芯片、半导体纳米晶体、生物传感器等新型生物信号输出技术的结果检测,其精确度将得到很大提升[29]。随着兽药残留检测技术的不断优化和更新发展,以及在食品领域的广泛应用,这会大大提高食品中兽药残留检测的效率和准确性,对保障消费者健康、提高食品质量安全以及对食品安全工作的开展具有非常重要的意义。