飼料加工中藥物交叉污染及控制研究進展

王衛國

飼料工業的終極目標是為動物飼養業和社會提供生態飼料產品。所謂生態飼料是具有最佳的營養物利用率和最佳的動物生產性能，且能最大限度地注重飼料對飼養動物、動物源食品、生產者和環境的安全性，促進生態和諧的飼料[1]。飼料安全是一個系統工程[2]，要生產出安全飼料產品，必須實現對飼料生產全過程包括配方設計、原料、添加劑、輔助材料采購檢驗、加工過程、產品貯運發放的控制。而飼料加工過程是安全飼料生產的關鍵環節之一。

交叉污染又稱傳帶污染，是指在某一批次飼料產品中混入了上一批或前面某些批次產品中含有，而本批次產品中不應含有的飼料添加劑或其他物質[3]。飼料藥物添加劑和某些有潛在危害的物質如有害微生物等的非預期交叉污染可能會造成飼喂動物和動物產品的不安全，從而影響最終消費者的健康。

交叉污染廣泛存在于飼料廠的生產過程[4]。而藥物交叉污染是最大的安全危害之一[5]。引起交叉污染的因素涉及許多方面，如加工設備結構不合理，工藝組合不合理，操作程序不正確，管理制度不健全，人員工作不盡責等。其中加工設備殘留、操作不規范是最重要的環節。控制交叉污染需要建立飼料廠生產中交叉污染的控制標準、檢測方法標準、控制和預防交叉污染的操作規范等。目前我國尚缺乏這些標準規范，這不利于安全飼料的生產。

1 飼料加工中的藥物交叉污染控制法規

2006年1月1日起實施的現行的歐盟法規No(EC)183/2005中規定了對飼料衛生的要求[6]。該法規第10條規定飼料企業業主應確保在他們控制之下的飼料廠,經有資質的管理部門批準使用允許使用的藥物添加劑或含允許使用藥物添加劑的添加劑預混合飼料來加工生產和銷售配合飼料產品。在該法規的附錄Ⅱ中要求，飼料廠設施和設備的布置、設計和建造應當允許進行適當的清掃和/或消毒，應使犯錯的風險最小化，避免污染和交叉污染，避免對產品質量和安全性的不利影響。與飼料接觸的設備在采取任何濕法清潔后必須干燥。在歐盟指令No(EC)70/524中規定了準許使用的藥物添加劑及其使用限量。歐盟在No(EC)1831/2003等相關法規中規定了對飼料添加劑和添加劑預混飼料在采購、加工、貯藏、運輸和使用中的要求。

美國和加拿大將藥物飼料添加劑分為兩類：第Ⅰ類藥物和Ⅱ類藥物。第Ⅰ類藥物添加劑用于允許使用的每一種動物時，以起作用的最低劑量使用不需要停藥期。而在飼料中以起作用的最低劑量使用Ⅱ類藥物添加劑時則必須有停藥期，以防止或降低藥物在動物產品中的殘留。所有使用Ⅱ類藥物添加劑的企業都必須申請獲得FDA的審批證書，并接受FDA的管理[7]。美國將加藥飼料分為A、B、C三種類型。其中A型為加藥預混料，用于生產B型加藥濃縮飼料和C型加藥全價飼料或補充飼料。而B型加藥飼料可用于生產C型加藥全價飼料和補充飼料。所有生產加藥飼料的企業必須執行現行良好生產質量管理規范（CGMPs）。為防止生產過程中藥物的交叉污染，美國FDA的飼料現行良好質量管理規范中專門規定應制定并實施設備清理程序，包括真空清掃、清洗、掃除、排序生產、沖洗等有效方法。

我國國家標準GB/T 16764—2006“配合飼料企業衛生規范”規定中要求，應對生產設備、處理器具等進行徹底清洗，并應在生產中合理生產排序以防止藥物的交叉污染[8]。另外我國農業部制定的配合飼料企業、添加劑預混料廠的設立條件中也規定了對藥物飼料添加劑交叉污染要進行控制的要求。

飼料產品中藥物交叉污染的允許量是具體控制飼料交叉污染的控制限，該限值應依據動物源食品中藥物殘留允許量和飼料中的交叉污染藥物可能對非目標飼養動物造成的危害程度設定。目前尚無此類國際標準。2009歐盟對在飼料中發生的因不可避免的交叉污染導致的抗球蟲藥或組織鞭毛蟲抑制藥的最大殘留允許水平分兩種情況規定，即對敏感性較低的非靶動物飼料為藥物最大允許添加量的3%，對敏感性非靶動物或停藥期飼料為藥物最大允許用量的1%。對靶動物的其它無抗球蟲藥或組織鞭毛蟲抑制藥的飼料來說也執行最大1%的藥物交叉污染允許量標準，如泌乳期奶牛飼料和產蛋雞產蛋期飼料[9]。這較歐盟的早期規定更加嚴格。通常在實際生產中，藥物交叉污染的控制限為≤1%。

我國目前尚無對藥物交叉污染最大允許量的國家、行業標準，急需制定該標準。筆者建議我國的飼料企業按歐盟的標準實施飼料產品的藥物交叉污染控制。

2 藥物飼料添加劑在飼料加工中的殘留污染研究進展

飼料加工過程中的藥物污染是由殘留在設備中的藥物混入后續批次的飼料中而形成。堪薩斯州立大學1995年對磺胺甲基嘧啶和卡巴多兩種藥物進行的混合和清掃研究表明，與生產加有兩種抗生素的飼料批次之后，用粉碎玉米沖洗混合機和輸送系統，然后從混合機底部、斗提機底部和打包倉中取樣分析，并對沖洗物料進行分析，發現第一批沖洗物料中均檢測出了三種抗生素，在第二批沖洗料中檢測出了兩種磺胺甲基嘧啶，未檢測出卡巴多；在混合機清掃出的物料中檢測出了12.6mg/kg的制粒型的磺胺甲基嘧啶和8.1mg/kg的小粒型磺胺甲基嘧啶，而卡巴多在混合機清掃料中未檢出。在斗提機底部和打包倉中清掃出的物料中三種藥物均具有可檢測的濃度[10]。

歐洲1996年的一項實驗室調查表明，161個非加藥飼料樣品中有71種檢測到抗生素，其中有42個樣品的濃度達到檢測限值。檢測的247種加藥飼料中有87種含未申報的抗生素，其中有59種濃度達到檢測限值。最經常檢測到的污染性抗生素有金霉素（CTC,15.2%）、磺胺類藥物（6.9%）、青霉素（3.4%）。大多數CTC的濃度在正常劑量濃度（300mg/kg）的0～1%。4個樣品的藥物含量達到治療劑量濃度，一個樣品的莫能霉素量遠高于治療劑量濃度[11]。

W.John Blanchflower等1996年檢測了161個雞場中的雞蛋樣品，發現66%中拉沙里菌素的殘留污染量達到0.3 ng/g，原因是飼料廠的飼料生產中發生了交叉污染，飼料中的藥物殘留含量達到了0.1～5.0mg/kg，當用這一含量的飼料飼喂蛋雞時，雞蛋中含有相似含量的拉沙里菌素[12]。

在對德國大多數飼料廠（約450個）進行的調查中，發現有一半以上的飼料廠發生了4%以下水平的交叉污染(Strauch,2002)。而一項對比利時配合飼料廠的調查發現，有一半以上的顆粒飼料樣品中發生了4%以下的交叉污染 (OVOCOM,2004),而有約69%的粉狀飼料產品發生了5%以下的交叉污染[6]。

2007年歐洲食品安全委員會將莫能霉素作為飼料添加劑使用對非靶動物飼料造成的交叉污染影響的一份評估報告中報道[6]，在檢測的40個非靶動物飼料樣品中，22.5%的樣品的莫能霉素含量超過歐盟莫能霉素最大允許使用量（110mg/kg）的5%。后續的研究發現這類交叉污染主要發生于混合工段之后（包括混合機）。在研究后期飼料廠改變了加工操作后，莫能霉素的交叉污染超過5%的樣品數從22.5%降至2.5%。

2008年歐洲食品安全委員會將尼卡巴嗪作為飼料添加劑使用對非靶動物飼料造成的交叉污染影響的一份評估報告中報道[13]，尼卡巴嗪具有很強的靜電特性，更易于造成交叉污染。在一項試驗中，于生產加有尼卡巴嗪批次飼料后的第四批不加尼卡巴嗪的飼料中檢查到8.2%的尼卡巴嗪最大允許添加量的濃度。對尼卡巴嗪污染機理的研究發現，在生產添加尼卡巴嗪（125mg/kg）飼料后接著生產的第一批不添加尼卡巴嗪的飼料中，檢測到（3.4±0.26）mg/kg的尼卡巴嗪。隨著后續批次的增加，檢測到的尼卡巴嗪濃度逐漸降低。

國內有關飼料廠內藥物交叉污染的試驗研究未見文獻報道。作者的研究室對三個裝備精良的飼料廠藥物交叉污染的測定表明，在實際生產中，確實存在藥物交叉污染，部分樣品交叉污染的水平超過藥物添加量的1%。而對中小飼料企業，這一問題可能更加嚴重和普遍，必須引起飼料生產廠家和政府管理部門的高度重視，并應加以有效控制，確保飼料產品的安全性。已知國內一些外資添加劑預混料企業在生產中進行藥物交叉污染的檢測來控制產品質量。

導致引起藥物交叉污染的因素首先是藥物添加劑本身的特性。主要包括壁面粘附性、粒度與密度、靜電特性等。如果藥物添加劑產品的粘附性差、靜電學特性值低則會降低交叉污染的水平[13]。藥物添加劑粒度過小和密度小，容易導致交叉污染。導致藥物添加劑發生交叉污染的其他原因主要還有：①混合機的性能，主要是混合機本身的殘留量,混合機本身的自清功能。混合機本身的殘留量越低，自清功能越強，其發生交叉污染的水平就越低。②混合機下的緩沖斗和輸送機。緩沖斗的壁面與水平面夾角的最小角度越小，發生殘留和交叉污染的程度就越高；輸送機采用自清式低殘留刮板輸送機可以降低交叉污染水平。③混合料的斗式提升機。該提升機選用自清式斗式提升機可以減少殘留量，降低交叉污染水平。④制粒部分的待制粒倉、制粒機的調質器、制粒機、冷卻器、斗式提升機。其中制粒機的調制器中常常會因濕熱物料粘附壁面和底部而造成交叉污染。⑤成品打包與除塵系統。成品打包倉設計不合理，成品打包機喂料器殘留，除塵系統吸出的粉塵回流使用都會造成藥物添加劑的交叉污染。因此這些設備和設施的科學設計會在很大程度上影響藥物添加劑在不同飼料中的交叉污染水平。另外，生產操作管理的科學與否，也會對藥物添加劑的交叉污染水平產生重大影響。所以，需要建立并實施科學的生產操作規程。

3 藥物飼料添加劑殘留污染檢測方法研究進展

藥物飼料添加劑在飼料產品或動物源性食品（如肉、蛋、奶）中的檢測主要采用理化檢測法。理化檢測法是目前使用最普遍的抗生素及抗菌藥物殘留檢測的分析方法，也是國際上公認的定量確認方法。常用的分析方法有分光光度法、氣相色譜法、液相色譜法和聯用技術等。

吸收分光光度法廣泛用于檢測磺胺類、喹諾酮類藥物及四環素類的藥物殘留。紫外分光光度法多用于測定喹諾酮類的殘留，熒光光度法測定磺胺類藥物、四環素類的殘留。氣相色譜法中氣相色譜儀配有許多高靈敏、專一性強的檢測器供選用，但測定較繁瑣，這限制了氣相色譜在獸藥殘留檢測中的應用。

高效液相色譜法是國內外藥物殘留檢測應用最普遍、最有效的分析方法，國外一些學者用該法檢測畜禽飼料添加劑取得了一些成果[14－17]。

Muldoon M.T.等[18－21]研究了一種新的磺胺類藥物殘留檢測方法——酶聯免疫吸附法(ELISA)，該法作為一種免疫學檢測技術不僅具有操作簡便、快速、靈敏的優點,而且準確性好、特異性強、檢測成本低,還可用于大批量樣品的檢測。

國內針對配合飼料產品中藥物殘留或交叉污染的檢測研究方法報道甚少。國內外對動物產品和飼料藥物添加劑中藥物含量的測定方法標準較多，但針對配合飼料產品中藥物殘留或交叉污染的分析檢測的國家、行業標準較少。由于配合飼料產品中藥物含量較低，而殘留或交叉污染的含量就更低，因此樣品的前處理較復雜，檢測精度也會受影響。

藥物飼料添加劑在飼料加工的污染情況也可以借助于示蹤物在飼料廠進行現場檢測分析。示蹤物可分為外源性及內源性兩種。外源性示蹤物是作為惰性成分加入飼料，內源性示蹤物是飼料中的組成成分之一。外源性示蹤物僅適合于設備性能評價和單項研究性試驗使用，不適合于實際大批量生產中的分析檢測飼料中藥物添加劑的殘留和交叉污染水平。而內源性指示劑則最好使用藥物本身。因為許多非藥物成分與藥物成分存在理化性質上的差異，并不能理想地代替被檢藥物在飼料產品中的特性與水平。

4 藥物交叉污染控制措施的研究進展

藥物交叉污染廣泛存在于生產加藥飼料產品的飼料廠中，降低飼料交叉污染是保證飼料安全的關鍵措施。對設備定期進行沖洗和排序生產是降低交叉污染的方法，同時也是最簡便易行的方法。此外選擇清潔飼料加工設備、清潔輸送設備，科學設計清潔飼料生產工藝則是生產清潔飼料的基礎條件[3，22－23]。

沖洗是在前一批加藥飼料生產之后,于下一批飼料生產之前，使用特定數量的某種固體原料（而非液體）通過生產線或特定設備，以降低生產線或特定設備內的藥物殘留量，消除或減少交叉污染的作業。用作沖洗后的物料通常要單獨包裝、打上標記,并另作處理。

美國和加拿大在加藥畜禽飼料生產中將沖洗作為控制交叉污染的基本和必須措施，并應用于飼料企業的生產實際。這些沖洗措施為[24]：①每次沖洗的量為混合機額定批量的5%～10%；②沖洗原料可以采用任何中性物料,如豆粕或玉米；③沖洗物應通過加工系統送到第一個存料倉,并在生產最后一批加藥飼料時加回到飼料中；④用于卸載預混合飼料產品和加藥飼料的散裝車沖洗時，應用至少25 kg的中性原料進行沖洗。

許永生針對飼料加工和輸送過程中的藥物殘留與污染情況進行了研究，并提出了一些常見的對殘留污染源的糾正措施[25]。對加藥水產飼料生產中的沖洗技術措施應用原則與加藥畜禽飼料基本一致[26]。

在實際加藥飼料生產中，對于沖洗用的飼料用量應通過試驗獲得。沖洗量太小，設備藥物殘留量大，對后續批次的不加藥飼料的交叉污染量大，不利于生產作業。筆者研究室的研究結果表明，混合機機內及后續生產系統中的藥物殘留量隨沖洗物料量的增大而顯著降低。隨沖洗批次的增加，后續批次中的藥物交叉污染量顯著降低。

排序生產是指按照藥物添加劑的性質、飼喂對象的要求和發生非預期混入其它動物飼料時所造成的安全影響程度而對不同飼料產品的生產、儲存和發放預先排出順序，以最大限度地減小或消除前后批次之間藥物的交叉污染，降低飼料安全風險。生產排序中常常伴隨有沖洗、清掃等作業[24]。國內外有關排序生產降低交叉污染的試驗性研究未見報道。

筆者曾綜述了美國和加拿大減少交叉污染的排序措施[24，26]。根據藥物添加劑的分類情況，將加藥畜禽飼料的排序生產分為6種情況處理，分別是第一類、第二類、第三類、第四類、第五類和磺胺類藥物添加劑的排序生產以及馬飼料的排序生產情況。對加藥水產飼料可分三類情況排序生產，即使用第一類藥物添加劑、第二類藥物添加劑和磺胺類藥物添加劑的排序生產。

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