牛羊肉中抗生素残留的检测与控制研究

文│王晓艳（安徽省阜阳市颍泉区农业农村局农业综合行政执法大队）

抗生素的滥用和误用已成为牛羊肉中抗生素残留的主要原因，不仅会危害消费者健康，还可能产生细菌耐药性。为解决这一问题，近年来出现的多种快速、灵敏、准确的抗生素残留检测方法被广泛应用。同时也涌现出了许多控制抗生素残留的策略，如严格的抗生素使用管理、使用替代品等。笔者首先探讨牛、羊养殖中抗生素使用的情况、抗生素在畜产品中的残留问题及其潜在健康风险，然后重点综述了牛羊肉中抗生素残留检测与控制的研究进展。

一、概述

在养殖业中通过大量使用抗生素来预防和治疗动物疾病，促进其生长。但抗生素的使用不当可能导致抗生素在畜产品中残留，对消费者的健康造成潜在威胁。因此，检测和控制抗生素残留在畜产品中的问题变得越来越重要。笔者将探讨牛、羊类养殖中抗生素的使用情况、抗生素在畜产品中的残留问题及其潜在健康风险，以及当前检测方法和控制措施的研究进展。

1.抗生素在牛、羊类养殖中的使用情况。抗生素在畜牧业中的使用可以追溯到20世纪50年代，当时广泛使用抗生素来预防和治疗疾病，并促进其生长。近年来，随着畜牧业的发展，抗生素的使用也变得更加普遍。研究表明，抗生素的使用在肉牛、肉羊和乳牛中都很常见，尤其是在工业化养殖场中。目前牛羊肉中主要可能存在β-内酰胺类抗生素、氨基糖苷类抗生素和多环类抗生素的残留。β-内酰胺类抗生素包括头孢菌素、氨苄西林、青霉素等。这些抗生素主要通过抑制细菌细胞壁的合成和细胞膜的功能来发挥杀菌作用。氨基糖苷类抗生素包括链霉素、卡那霉素、新霉素等。这些抗生素主要通过抑制细菌蛋白质合成来发挥杀菌作用。多环类抗生素包括四环素、氯霉素、氧氟沙星等。这些抗生素主要抑制细菌核酸和蛋白质合成，从而达到杀菌作用。

抗生素在畜牧业中的应用主要是为了促进生长和预防疾病。抗生素的使用可以改善畜禽生长速度和饲料转化效率，降低疾病发生率。在一些情况下，抗生素也被用于治疗疾病，如呼吸道感染、泌尿道感染和消化道疾病等。但滥用抗生素可能导致抗生素残留在畜产品中，对人体健康造成潜在危害。因此，检测和控制抗生素的残留问题变得越来越重要。

2.抗生素在畜产品中的残留问题及其潜在的健康风险。抗生素残留在畜产品中可能对人类健康造成潜在威胁。如果消费者摄入含有抗生素残留的畜产品，可能会导致耐药菌株的产生和传播，从而减少抗生素的疗效。此外，抗生素残留还可能引起过敏反应和其他健康问题。因此，监测和控制畜产品中的抗生素残留非常重要。国际食品法典委员会（Codex Alimentarius Commission）设立了最大残留限量（MRLs）的标准，这是指食品中可以存在的最高抗生素残留量。MRLs是基于科学证据和风险评估而设定的，以确保人类摄入食品中的抗生素残留量不会对健康产生危害。

目前，许多国家已经建立了抗生素残留监测系统，以确保畜产品中的抗生素残留不超过MRLs的限制。但由于抗生素的种类繁多，不同抗生素在不同动物种类中的残留水平也有所区别，需要开发不同的检测方法来检测不同的抗生素。

二、当前检测方法和控制措施的研究进展

当前用于检测畜产品中抗生素残留的方法包括生物学方法、化学方法和光谱学方法。其中常见的动物源食品抗生素检测技术包括生物传感技术、色谱分析技术和质谱分析技术等。这些方法具有灵敏度高、选择性好和准确性高等优点，能同时检测多种抗生素的残留。

1.生物传感技术。生物传感技术是一种快速、便捷、灵敏、低成本的抗生素检测方法。它基于生物体系对抗生素的选择性反应，通过测量生物体系的信号变化来定量检测样品中的抗生素残留。常用的生物传感技术包括酶联免疫吸附检测法（ELISA）、荧光免疫分析法（FIA）、表面等离子共振技术（SPR）等。

ELISA技术是一种广泛应用的生物传感技术，其原理是利用抗体与抗原结合的特异性，通过酶标记的二抗反应测定抗生素残留量。该方法具有操作简单、高灵敏度、快速、可靠等优点，但需要合适的抗体和试剂，且无法进行多重抗体检测。

FIA技术是另一种生物传感技术，其原理是利用荧光分子对抗生素的选择性荧光信号，快速、准确地测定抗生素残留量。该方法具有灵敏度高、操作简便、结果可视化等优点，但需要对荧光标记物进行修饰，且对样品矩阵和荧光物质的影响较大。

表面等离子共振技术（Surface Plasmon Resonance，SPR）是一种基于生物分子相互作用的实时监测技术。该技术利用金属薄膜表面等离子体共振效应，可以实现对生物分子相互作用的实时监测和定量分析。常见的SPR仪器包括Biacore和ProteOn等。

SPR技术主要通过检测生物分子在金属薄膜表面吸附的变化来实现对分子间相互作用的实时监测和定量分析。当生物分子（例如蛋白质、核酸等）在金属薄膜表面吸附时，会改变金属薄膜表面的电荷密度，从而影响表面等离子体共振现象，导致共振角度发生变化。通过测量共振角度的变化可以得到生物分子相互作用的实时监测数据，进一步进行数据分析和定量分析。在抗生素残留检测中，SPR技术可以将抗生素和其靶标（例如细菌、酶等）固定在金属薄膜表面上，实现对抗生素和靶标之间相互作用的实时监测和定量分析。该方法具有灵敏度高、快速、准确、不需要标记等优点，可以应用于多种动物源食品的抗生素残留检测。虽然SPR技术具有很多优点，但该技术也存在一些限制。如该技术对样品的处理要求较高，需要样品的纯度较高，且样品不能有较强的非特异性吸附。此外，该技术的设备成本较高，操作难度较大，需要专业的操作人员进行操作。总之，SPR技术作为一种快速、准确、灵敏的实时监测技术，在动物源食品抗生素残留检测中具有广阔的应用前景，可以作为其他抗生素检测技术的补充和完善。

2.色谱分析技术。色谱分析技术是一种常见的抗生素残留定量分析方法，包括气相色谱（GC）和液相色谱（LC）两种。其中，GC方法常用于检测挥发性、热稳定的抗生素，如四环素、链霉素、氨苄青霉素等，具有灵敏度高、分辨率好、重现性好等优点。但该方法不能检测不挥发性的抗生素，且样品制备较为烦琐。而LC方法主要用于检测不挥发性、热不稳定的抗生素，如青霉素、头孢菌素等，具有灵敏度高、分离效果好、准确度高等优点。但该方法对样品前处理的要求较高，而且某些抗生素可能会与矩阵产生相互作用，影响检测结果。

3.质谱分析技术。质谱分析技术是一种快速、高灵敏度、高选择性的抗生素检测方法，可以检测几乎所有的抗生素类别。常用的质谱分析技术包括高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS/MS）和气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）。其中，HPLCMS/MS方法是目前应用最广泛的抗生素残留检测技术之一，具有高灵敏度、高特异性、多重检测、低检出限等优点，可同时检测多种抗生素。但该方法需要复杂的样品前处理，且设备成本高。而GC-MS方法主要用于检测挥发性抗生素，具有分辨率高、灵敏度高、重现性好等优点，但无法检测不挥发性抗生素。

4.电化学检测技术。电化学检测技术是一种新型的抗生素残留检测方法，主要基于电极表面的电化学反应特性，测量反应产生的电流或电势变化。常用的电化学检测技术包括电化学阻抗法（EIS）、电化学发光法（ECL）和电化学生物传感器技术等。

其中，电化学生物传感器技术是一种基于生物体系的电化学检测技术，具有灵敏度高、特异性好、快速、低成本等优点，可检测多种抗生素类别。该方法将生物传感元件与电化学传感器相结合，通过对生物反应信号的测量实现对抗生素残留的检测。但该方法仍需要更多的研究来提高其稳定性和可靠性。

5.其他控制措施。除了开发新的检测方法，还可以采取控制措施来减少畜产品中抗生素的残留。这些措施包括改善动物饲养环境和管理，加强动物健康管理，减少抗生素的使用量和使用频率，优化抗生素的使用方法和使用时间，制定抗生素使用政策和加强监测等。

同时，对抗生素滥用和残留问题还需要采取跨学科的综合措施。这包括加强相关部门的监管、促进农业可持续发展、增强消费者的食品安全意识、推动抗生素研发和开发替代品等。

三、结语

在牛羊养殖中，抗生素的使用已成为一个普遍现象。但抗生素滥用可能导致抗生素残留在畜产品中，对人类健康造成潜在威胁。为确保畜产品中的抗生素残留不超过MRLs的限制，需要开发不同的检测方法，并采取控制措施来减少畜产品中抗生素残留。同时也需要采取跨学科的综合措施，如加强监管、促进可持续农业发展、增强消费者食品安全意识、推动抗生素研发和开发替代品等。

未来的研究方向包括加强抗生素使用政策和监管，发展新的检测方法和控制技术，加强动物健康管理和饲养环境改善等。此外需要进行更多的风险评估研究，评估抗生素残留对人类健康的潜在风险，并开展相关教育和宣传工作，提高公众对抗生素滥用和抗生素残留的认识和重视程度。

总之，抗生素的使用对畜产品生产和质量具有积极作用，但滥用可能导致抗生素残留问题，对人类健康造成潜在威胁。因此，需要采取综合措施确保畜产品中的抗生素残留不超过MRLs的限制，保障公众食品安全。