畜禽產品中抗生素殘留主要檢測技術及應對策略

李斌 吉增濤

摘? 要：畜禽養殖中抗生素的不合理使用導致我國畜禽產品中抗生素殘留問題時有發生。飼用添加或疾病防治是我國抗生素的主要消耗途徑。從技術、管理雙層面解決抗生素殘留問題具有重要意義。在檢測技術層面，當前常用的生物檢測法和理化檢測法具有檢測時間長、前處理復雜、成本高等缺點，急需新型檢測技術。作者對新型太赫茲檢測技術及其應用潛力進行了探討，又對解決抗生素殘留的全流程監控體系的構建提出了思路。

關鍵詞：畜禽產品;抗生素;抗生素殘留檢測;太赫茲技術

中圖分類號：S859.84? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1673-1085（2019）02-0050-07

我國是畜禽產品生產、加工及消費大國，2016年我國肉類總產量達8538萬噸，牛奶產量3602萬噸，禽蛋產量3095萬噸[1]。隨著生產與貿易的發展，我國畜禽類產品質量安全問題也日益突出，抗生素殘留是重要問題之一。不合理的使用或濫用是造成動物源性食品和環境中大量抗生素殘留的最主要原因。在使用過程中大部分抗生素不能完全被機體吸收，大量的抗生素以其原形或者代謝產物的形式經畜禽的糞便、尿液進入環境，對地表水、農田土壤甚至地下水等造成嚴重污染。抗生素殘留嚴重威脅著人體健康，主要有“六大危害”，包括毒副作用、過敏反應、二重感染、耐藥性、致畸、致突變作用等，其中耐藥性是人體生命健康的最大威脅。畜禽養殖過程中的獸藥使用是畜禽產品中抗生素殘留的直接原因。據統計，中國2013年消耗抗生素16.2萬噸，其中有52%的抗生素應用于養殖業。2012年1月份及2月份，德國相繼發生“抗生雞”、“抗生豬”事件[2]，為我國養殖業濫用抗生素現象敲響了警鐘。2014年9月，央視曝光“大連養殖戶大量使用抗生素等藥物養海參”事件;2016年2月2日，國家食藥總局公布的數據顯示，我國食品農獸藥殘留問題依然突出，農獸藥殘留不符合標準占不合格樣品的3.8%。

經不完全統計[3]，2014至2016年初中國各地食藥局發布或者披露的檢出抗生素超標或使用違禁抗生素的食品達127批次，其中魚類及水產品最多，高達91批次，問題主要集中在呋喃唑酮代謝物、氯霉素、呋喃西林代謝物、恩諾沙星、環丙沙星、土霉素、呋喃它酮代謝物、喹乙醇等抗生素，多達8種。在127批次食品中，呋喃類藥物占到61批次，而在呋喃類藥物中，又以呋喃唑酮代謝物的曝光次數最多，涉及40批次。10批次蜂蜜均為氯霉素不合格，4批次鮮雞蛋則檢出有氟苯尼考、恩諾沙星、環丙沙星。另外，在牛、豬、羊等肉制品中，抗生素的使用比較分散，磺胺、氟苯尼考、土霉素、氯霉素、恩諾沙星、呋喃它酮代謝物等抗生素均有涉及。

1? 畜禽養殖業中主要抗生素分類及存在問題

在動物養殖業中抗生素的使用方法通常可以分為兩大類：一類是畜禽飼養環節中通過飼料或者飲水添加，主要是用于預防疫病及促進生長;第二類是在動物發生疾病時進行的情況下用于治療的抗生素。此外，在肉品加工過程中為保鮮也常被加入。養殖業常用的抗生素包括天然抗生素和合成抗生素等兩大類[5]，具體如表1所示。

飼料中合理添加抗生素，能夠起到提高改善飼料轉化效率、預防疾病等作用，但是一些養殖戶為了“降低”傳染性疾病風險、防治動物疾病、提高養殖效益，很容易發生抗生素不合理使用的狀況。主要表現為：①獸醫知識缺乏，憑飼養經驗、憑感覺用藥，不嚴格遵守休藥期;②錯誤用于飼料添加劑、用于疾病預防;③抗生素配伍不當或人藥獸用，由于獸用抗生素種類較少，許多養殖戶配伍使用抗生素，甚至使用人用抗生素，經常發生配伍不當使得藥效減少甚至產生毒性的現象;④使用抗生素時，在給藥劑量、給藥途徑、用藥時間和用藥部位等方面不符合用藥規定，造成抗生素殘留在體內并使殘留時間延長[6-7];⑤不遵守休藥期即在使用抗生素或直接進行動物屠宰。畜禽動物通過注射、口服或飲水等方式進入動物體內后，如果在注射后不經休藥期或在休藥期結束前將動物屠宰，則會在注射部位的肌肉和其他組織中殘留超量的抗生素。此外，在獸醫臨床上用藥時，還常將不同的抗生素聯合起來使用，更容易造成抗生素類藥物在動物體內殘留，導致動物性食品污染[8]。

2? 畜禽產品抗生素殘留主要檢測方法

抗生素在動物不同的器官和組織中含量不同，一般情況下，對藥物有代謝作用的臟器，如肝臟、腎臟中濃度較高;使用了抗生素的乳牛可將其代謝產物通過泌乳而排到牛奶中。一般說來，各種畜、禽、魚的肌肉、脂肪、肝、腎、奶、蛋都可成為抗生素殘留污染的部位[9]。抗生素殘留的常規檢測方法根據檢測原理的不同主要包括生物檢測法、理化檢測法，近幾年太赫茲檢測技術也廣泛應用到抗生素殘留檢測上。

2.1? 生物檢測法? 生物檢測法主要包括微生物檢測法、免疫分析法、生物傳感器方法[10]。

2.1.1? 微生物檢測法[11]? 抗生素微生物檢測法是一種經典的方法，也是一種快速方法，其原理是根據抗生素對該藥敏感微生物的抑菌圈大小與抗生素濃度呈線性相關來定量檢測的。微生物法檢測抗生素殘留的代表方法主要包括稀釋法、濁度法、擴散法、微生物受體檢測法。微生物檢測法的優勢在于成本低廉、操作簡單、不需要特殊的儀器;其缺點在于菌種篩選的時間較長、檢測時間長、干擾因素多、靈敏度低、準確度低、無法區分具體的抗生素種類、無法定量，若存在耐藥菌的還會導致誤檢，不同菌種的結果差距不可控等因素。因此微生物法雖然應用廣泛，但是只適用于實驗室少量樣品檢測及樣品的初篩查，當出現陽性樣品時，還需要使用其他方法進一步確定。

2.1.2? 免疫分析法? 免疫分析法是利用抗原和抗體的特異性結合等特征進行抗生素殘留檢測的一種方法。代表方法主要有化學發光免疫分析、酶聯免疫分析、熒光免疫分析、放射免疫分析、免疫傳感器等。該法的優點在于操作簡單、速度快、分析成本低、高選擇性、高靈敏度，樣品需要復雜預處理，可用于現場檢測或者大規模檢測及企業日常的監控，但是存在假陽性的問題。其高度特異性性降低了檢測效率，一次只能檢測一種抗生素，無法實現多種抗生素同時檢測，且檢測結構類似的抗生素時則容易產生交叉反應。其中酶聯免疫分析法是免疫分析法中使用最為廣泛的方法，隨著近些年來酶制備、抗體制備等技術的發展，該技術發展迅速并得到了很多國家的認可。Singh等[12]基于生物素-抗生物素蛋白的競爭性酶聯免疫法檢測牛奶中的四環素，該法的檢測線性范圍為濃度為 3.16×10-10M～3.16×10-7M，其最低檢測限為1.0×10-10M（0.048μg/L）。孫曉崢等建立了一種基于膠體金技術的簡單、快速、靈敏、特異的肉雞組織中氟喹諾酮類抗生素殘留檢測方法，對CPFX、培氟沙星、達氟沙星、氧氟沙星、諾氟沙星、恩諾沙星、洛美沙星的檢測限為3.2ng/ml，對沙拉沙星、雙氟沙星、麻保沙星的檢測限為6.4ng/ml[13]。

2.2? 理化檢測法? 理化檢測方法主要包括分光光度法、薄層色譜法、毛細管電泳法、高效液相色譜法、氣相色譜法、氣-質聯用法、高效液相色譜法、液-質聯用法、超臨界流體色譜法[7][9]。

其中用于抗生素殘留的分光光度法主要包括紫外-可見分光光度法和熒光分光光度法。這兩種方法的測定原理不同，紫外-可見分光光度法主要是利用被測物質在特定波長范圍內的對光的吸收與物質的濃度成正比的原理進行測定的。而熒光分光光度法則是根據其熒光強度與物質的濃度成正比的原理進行測定的。利用紫外-分光光度法進行檢測方法較多，只要被測抗生素具有紫外吸收基團即可，而少數具備熒光發光基團的抗生素則可以利用熒光分光光度法檢測，如喹啉類衍生物結構的氟羅沙星。但是分光光度法因其靈敏度低、易受干擾等缺點而具有一定的限制性。薄層色譜法是一種非常經典的方法，具有操作簡單、分析迅速、成本低等特點，對于檢測沒有紫外吸收的抗生素尤其適用。但是薄層色譜法靈敏度低、分離能力差、不易定量的特點卻限制了其應用范圍，目前已經很少使用。毛細管電泳法也是一種液相分離的技術，再用紫外-可見檢測器掃描成電泳譜圖，若利用高靈敏度檢測器的話，亦能夠達到檢測效果，但是其進樣量低、分析誤差高、待測物限制性，使其難以用于痕量分析[14]。Casado-Terrones等[15]基于毛細管電泳法檢測蜂蜜中的四環素類抗生素，待測抗生素在16min全部出峰，檢測限為23.9～49.3mg/kg，在蜂蜜中的加標回收率為55%～89%，該法具有簡單快速的特點。

高效液相色譜法（HPLC）由于具有高效分離、高靈敏度和分離速度快等特點，是目前國內藥物殘留最普遍最有效的方法，而多數大環內酯類抗生素在紫外下都有較強的吸收，因此常用紫外檢測器（UV）。Yu等[16]開發的基于HPLC-UV的方法能夠同時檢測肌肉、豬肝、雞肉和牛肉中的氧四環素、四環素、米諾霉素、美他環素、地美環素及多四環素。氣相色譜法（GC）是以氣體作為流動相的色譜法，此法在大部分抗生素檢測方面都有所應用。而色譜質譜的聯用技術將液相色譜儀有效分離的能力和質譜的定性功能結合起來，相當于給氣相色譜或者液相色譜配備了一臺質譜儀作為檢測器，因此產生了液-質聯用法（LC-MS）和氣-質聯用法（GC-MS）。色譜質譜聯用方法具有高選擇性、高效能、低檢測限、分析速度快、應用范圍廣等優點，且能夠滿足食品中多類抗生素殘留同時檢測的需要，是非常可靠的檢測方法，因此成為近年來研究和應用熱點[17]。Hassouan M K等[18]利用LC-MS方法在豬腎中同時檢測8種喹諾酮類藥物殘留，檢測限為1～8μg/kg。張敏等[19]利用超高效液相色譜-串聯質譜法（UPLC-/MS/MS）建立了沼肥中6種喹諾酮類抗生素獸藥（恩諾沙星、諾氟沙星、環丙沙星、氧氟沙星、噁喹酸、氟甲喹）殘留的測定方法，檢出限為0.5～1μg/kg。超臨界流體色譜是以超臨界流體作為流動相的色譜法，其可作為液相色譜和氣相色譜的補充。它既可分析氣相色譜不適于的高沸點、低揮發性樣品，又比高效液相色譜有更快的分析速度和條件。因此，超臨界流體色譜是一種應用非常廣泛的技術。

現存的抗生素殘留檢測方法中，理化檢測方法雖然應用廣泛，但是一般存在前處理復雜易導致回收率偏低、不實用、耗時長、成本高、需專人測量、設備昂貴等缺點，而生物檢測法則存在樣品前處理和清理耗時長、快速檢測不實用、昂貴、非實時檢測等特點，這兩類技術已經無法滿足廣大消費者及檢測部門對抗生素殘留的檢測需求，因而亟需一種新型、快速的定性及定量檢測方法。近些年來發展起來的太赫茲時域光譜技術能夠利用物質對太赫茲波的特征吸收分析物質的成分、結構及其相互作用，并且能夠對其細微變化做出鑒別，在抗生素檢測方面具有很大潛力。太赫茲波是指頻率位于0.1～10THz（1THz=1012Hz） 之間的電磁輻射的總稱，在電磁波譜上位于微波與紅外之間。太赫茲光譜具有實時性、無損性等檢測優點，都使得太赫茲光譜技術在藥物檢測中具有巨大優勢[20]。

戴浩等[21]利用太赫茲時域光譜（THz-TDS）技術在常溫下研究了青霉素類抗生素、頭孢菌素類抗生素、單環β-內酰胺類抗生素三類共6種臨床常用抗生素類藥物，獲得了它們的太赫茲吸收光譜。其測試結果表明：即使分子結構相似，但它們的太赫茲光譜具有明顯不同的特征，說明THz-TDS技術能夠鑒別這種分子結構的微小差異，可以很好地用于藥品檢測和分析。朱思原等[22]人以包含磺芐西林、舒他西林、美洛西林、替卡西林的常用的四種青霉素為研究對象，獲取例如藥品的太赫茲時域光譜，結合傅里葉變換，獲得頻域光譜及太赫茲吸收系數曲線。其結果表明，四種藥品在0.40～1.60THz波段存在明顯不同的吸收特征。因此，太赫茲光譜技術十分適合檢測抗生素這種化學結構有微小不同的藥品。張曼等[23]采用太赫茲技術獲得14種頭孢類抗生素純品在0.2～1.5THz 頻段的吸收譜和折射率譜，這些抗生素種類中部分存在明顯的特征吸收峰，對于沒有特征吸收峰的抗生素可以根據折射率的差異進行鑒別。吉特等[24]采用太赫茲技術對D-、L-、DL-青霉胺的吸收光譜研究發現其光譜存在顯著差異，利用純D-、L-青霉胺混合樣品的吸收光譜進行擬合，據此證明了可以利用太赫茲技術鑒別青霉胺的相對含量，這為檢測藥物分子提供了新的方法。綜上，太赫茲技術在抗生素鑒別上有著巨大的優勢，值得開展深入研究。

3? 畜禽產品抗生素使用的應對措施

上述從抗生素殘留的主要檢測手段進行了方法綜述，要解決殘留問題，除了運用技術從后端進行檢測外，也應用整個養殖環節進行管理層面的監管，提出以下應對措施：

3.1? 抗生物種類及用量的合理使用? 現階段我國雖然沒有禁止抗生素用作飼料添加劑使用，但是其危害巨大，因此畜禽養殖必須在安全休藥期內使用抗生素和飼料藥物添加劑，嚴格遵守《中華人民共和國獸藥典》和國家有關標準規定的用法、用量，休藥期必須按國家有關規定執行[25]。在養殖過程中，應該謹慎使用抗生素作為飼料添加劑，且應提高飼養管理水平，保證養殖環境衛生，降低抗生素的使用量，若確實需要使用抗生物指標動物疾病時，應該保證科學、合理的使用抗生素類藥物，并提高獸醫執業的準入門檻。在抗生素的使用過程中：應保證正確診斷、準確用藥，根據疾病的產生原因及病原微生物種類選擇合適的抗生素;結合畜禽的病情、體況，制定合理的給藥方案，包括藥物品種、給藥途徑、劑量、用藥間隔時間及療程等;抗生素的使用，不是品種越多越好，要適可而止，不能隨意配伍使用，遵循停藥期規定，否則不但達不到預期效果，反而會出現減產、中毒等后果。

3.2? 監控體系的完善? 我國動物性食品抗生素類藥物殘留監控體系尚不完善，仍采用多部門分頭管理，不能及時向社會提供抗生素類藥物產品質量狀況和動物性食品中抗生素類藥物殘留監控狀況。在我國，農業局、畜牧局、漁業局、環保局、衛生防疫所、工商局、質量監督局、檢驗檢疫局等部門的職能均涉及到抗生素的監管工作，存在分工過細、職能重疊等缺點，可能出現互相推諉的現象，若能實現各部門在抗生素、獸藥、飼料、養殖、食品監管等領域的職能統一，則無疑可實現抗生素濫用及殘留的有效監管[26]。同時，健全食品生產到餐桌的全程安全監控體系，對動物產品實行市場準入制和產地追溯制，對濫用抗生素的養殖者和銷售藥物殘留超標動物產品的違法行為，依法嚴懲[27]。

3.3? 加強抗生素的使用及殘留的法制體系完善及其宣傳和教育? 濫用抗生素是全球性的問題。2014年4月30日，世界衛生組織發布《抗菌素耐藥：全球監測報告》指出[28]，在對全球114個國家的調查發現，所有地區都存在抗生素耐藥問題，但是許多國家和地區較早的意識到這個問題。比如說早在1986年瑞典首先宣布了全面禁止抗生素用于飼料添加劑，其他歐盟國家紛紛效仿[29]。2006年，歐盟全面停止使用任何抗生素生長促進劑，包括離子載體類抗生素。2012年美國食品藥品監督管理局（FDA）下令采取措施禁止飼料中使用常用抗生素。2008年日本已經禁止在飼料中使用抗生素;韓國于2011年7月也宣布全面禁止使用抗生素飼料添加劑。

我國是世界畜禽養殖大國，一直對抗生素的使用及殘留問題極為重視，但是由于基本國情，盡管全面禁抗的呼聲很高，但是實際養殖仍在廣泛的使用抗生素。在2004年衛生部就頒布了《抗菌藥物臨床應用指導原則》[30]，但這只是個指導原則，不具備行政和法律的強制性。2012年8月1日，被稱為“史上最嚴限抗令”的《抗菌藥物臨床應用管理辦法》開始實施，該文件以安全性、有效性、細菌耐藥情況和價格因素4個方面為基本原則，將抗菌藥物分為非限制使用、限制使用與特殊使用三級管理。

我國涉及獸藥質量安全的標準有：《獸藥國家標準和專業標準中部分品種的停藥期規定》（農業部278號公告）、《食品動物禁用的獸藥及其它化合物清單》（農業部193號公告）、《禁止在飼料和動物飲水中使用的藥物品種目錄》（農業部176號公告）等;涉及獸藥殘留標準的有殘留限量標準和殘留檢測方法標準，我國制定發布了《動物性食品中獸藥最高殘留限量》（農業部235號公告），制定發布了屬于國家標準序列的獸藥殘留檢測方法145項。

針對這些基本國情、國家法律法規及標準，應充分發揮新聞媒體的宣傳作用，提高動物養殖業從業人員的素質及意識，使其嚴格遵守抗生素類藥物使用對象和休藥期的規定。同時，利用多媒體信息傳輸方式，及時向社會公布有關抗生素類藥物殘留方面的安全信息。一方面提高廣大人名群眾的關于抗生物安全的意識;另一方面，起到警示動物性食品生產和經營者的作用，使其受到社會各個層面的共同監督。

3.4? 提高飼養管理水平，減少抗生素的使用? 隨著畜牧業的發展，養殖散戶逐漸減少，取而代之的是規模化養殖，因而可通過提高規模化養殖業的飼養管理水平來減少抗生素的用量，具體應該通過科學選址、加強養殖知識培訓、重視動物福利、保持養殖環境衛生、制定科學的免疫程序及日常消毒等措施。另外，隨著科技的發展，國內微生態制劑、酶制劑和酸化劑等抗生素類替代品得到迅速發展，也為替代抗生素、補償抗生素的預防細菌感染和促生長作用提供了新途徑[31]。但是這些抗生素補償劑的作用還有待于進一步確定，如果以藥劑的形式使用，則應符合國家食藥總局關于獸用藥物的規定，如進行飼養添加時，應該進行標識并符合相關規定。

4? 總結與展望

我國的抗生素濫用情況較為嚴峻，動物性食品的生產及流通量巨大，具有批次多、周期短的特點，因此需要檢測樣品量也十分龐大。常用的方法包含生物檢測法和理化檢測法，而最通用的方法則包括液相色譜、氣相色譜、液-質聯用和氣質-聯用等儀器分析法。但是如果每個樣品都用液相色譜、氣相色譜或者聯用方法的，檢測費用將十分驚人。因此，亟需成本低、速度快、易操作且準確高的檢測技術，太赫茲光譜檢測技術將是一種非常具有應用前景的檢測技術。中華人民共和國農業部第176號公告，指出需要“加大對飼料生產、經營、使用和動物飲用水中非法使用違禁藥物違法行為的打擊力度”，在第十三屆全國人大一次會議新聞中心舉行的記者會上，農業部（現改為農業農村部）新聞發言人、辦公廳主任潘顯政表示農業部高度重視，堅持“產管”結合的理念，標本兼治并推出監管的硬措施，打好整治的"組合拳"，深入推進獸用抗生素的綜合治理。對于動物性食品中的抗生素殘留，需要在養殖過程中的控制、檢測方法的創新、監控體系的完善發揮協同作用，三位一體，才能有效保證動物性食品無抗生素殘留之憂。

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Main Detection Techniques and Coping Strategies for

Antibiotic Residues in Animal Products

LI Bin，JI Zengtao

（Beijing Research Center for Information Technology in Agricultural， Beijing 10097，China）

Abstract：The unreasonable use of antibiotics in livestock farming has led to the problems of antibiotic residues in animal products in China， Feeding or treatment of livestock diseases is the main consumption route of antibiotics in China. The biological detection method and physical and chemical detection method commonly used for antibiotic residues in animal products have the characteristics of long detection time， complicated front， high cost and etc. Terahertz spectroscopy has fast and non-destructive advantages and has a good application prospect in antibiotic residue detection. Solving the problem of antibiotic residues not only requires efforts in testing methods and monitoring systems， but also needs to strengthen and improve the use of antibiotics and improve the management of animals.

Key Words：Animal products; Antibiotics; Detection of antibiotic residue; Terahertz technology□