動物源食品中殘留抗生素的危害和檢測技術

何文

摘 要：治療感染性疾病的抗生素被廣泛用作畜禽飼料添加劑，導致動物源食品中抗生素的殘留與危害日漸嚴重。因此，尋找開發(fā)有效的技術來檢測抗生素的殘留、消除和控制抗生素的濫用情況，勢在必行、刻不容緩。本文對動物源食品中殘留抗生素的危害進行了詳細的闡述和說明，并對我國抗生素殘留的檢測分析技術進行了總結、對比和展望。

關鍵詞：動物源食品;抗生素;檢測技術

Harm and Detection Technology of Residual Antibiotics in Animal Derived Foods

HE Wen

（Henan Nursing Vocational College， Anyang 455001， China）

Abstract： Antibiotics for the treatment of infectious diseases are widely used as livestock and poultry additives， resulting in the increasingly serious residue and harm of antibiotics in animal derived food. Therefore， it is imperative and urgent to find and develop effective technologies to detect the residue of antibiotics and eliminate and control the abuse of antibiotics. In this paper， the harm of residual antibiotics in animal derived foods was described in detail， and the detection and analysis techniques of antibiotic residues in China were summarized， compared?and prospected.

Keywords： food of animal origin; antibiotic; detection technology

1 動物源食品中殘留抗生素概述

動物源食品是指來源于動物體的，可供人食用的動物組織或初級動物性產品。抗生素是由細菌、真菌等微生物發(fā)酵或者通過人工合成的具有抗菌活性的化合物，其特點是在極低濃度下能干擾或殺滅其他正常生物細胞，主要用于人類和動物感染性疾病的治療。獸藥中常見的抗生素主要包括四環(huán)素類、磺酰胺類、β-內酰胺類、喹諾酮類、硝基呋喃類和多粘菌素等藥物。抗生素在動物體中有3種作用：治療動物的感染性疾病;預防動物感染性疾病的發(fā)生;作為生長促進劑提高牲畜產量。因此，原本只是治療感染性疾病的抗生素被廣泛用作畜禽飼料添加劑。例如，養(yǎng)蜂人給蜜蜂喂食大量四環(huán)素等抗生素，預防蜜蜂生病，同時也能提高蜂蜜產量;為使雞、豬和牛等人工飼養(yǎng)動物不生病，提高產量，養(yǎng)殖戶通常會使用較大劑量的抗生素進行治療和預防，雞肉和豬肉抗生素殘留超標現(xiàn)象嚴重，甚至雞蛋也相繼被檢測出含有超標的抗生素;養(yǎng)殖魚、蝦和蟹類海鮮產品也是抗生素污染的重災區(qū)，多檢測出氯霉素和呋喃唑酮兩類廣譜抗菌藥。其中，呋喃唑酮由于具有潛在的致畸、致癌、致突變作用，已經被列為禁止使用的藥物?？股貫E用除了直接污染動物體外，慢慢蓄積的殘留藥物還可能污染乳肉制品、蜂蜜、奶粉甚至雞蛋和鴨蛋等動物源食品，從而嚴重危害人體健康。因此，抗生素在食品中，特別是肉及其制品中的殘留與危害也日漸顯露[1]。

2 動物源食品中殘留抗生素的危害

食品中殘留抗生素的量一般很低，對機體的直接毒性較小，但長期攝入后會在體內蓄積，給人體健康帶來潛在或直接的危害。長期攝食含抗生素的動物性食品，容易誘導耐藥菌株的出現(xiàn)，增加細菌的耐藥性，打亂人體正常有益菌群平衡，導致機體免疫力下降，易發(fā)感染性疾病。體內如果長期蓄積過量的抗生素還會產生“毒性”。例如，氨基糖苷類抗生素（鏈霉素、慶大霉素和卡那霉素等）可以損害第八對顱腦神經，導致眩暈和聽力減退;四環(huán)素類藥物中的富電子體系能與多種金屬離子結合，影響人體對鈣和鐵的吸收，抑制骨骼的發(fā)育，形成的金屬離子絡合物沉積在牙齒組織中形成“四環(huán)素牙”;具有造血系統(tǒng)毒性的氯霉素會誘發(fā)人體產生再生障礙性貧血;青霉素、四環(huán)素和磺胺類藥物能刺激機體產生抗體，造成過敏反應，出現(xiàn)蕁麻疹、水泡、發(fā)熱等現(xiàn)象，嚴重時會出現(xiàn)過敏性休克，甚至死亡;磺胺二甲嘧啶、土霉素和呋喃唑酮等抗菌藥物長期低劑量地攝入，會導致癌癥、腫瘤。

未被動物腸道吸收的過量抗生素，會通過動物的糞便和尿液持續(xù)并頻繁地排泄到環(huán)境中，造成殘留抗生素對環(huán)境持續(xù)性的污染。持續(xù)污染環(huán)境的抗生素又通過食物鏈循環(huán)、水資源循環(huán)等各種循環(huán)方式重新進入人類生活，直接或間接進入人體，導致抗生素治療率下降，發(fā)病率和死亡率增加[2]。為保護消費者的健康，許多國家已經禁止在農業(yè)中使用某些抗生素。1997年，歐盟理事會指令中規(guī)定了有關控制動物及其產品中抗生素殘留的法規(guī)，禁止阿伏霉素和螺旋霉素、磷酸泰樂菌素、維吉尼亞霉素和桿菌肽鋅生長促進劑在食用動物中的使用。1998年丹麥食品工業(yè)停止使用所有抗微生物促生長劑。2004年澳大利亞農藥和獸藥管理局禁止在動物中使用喹諾酮類抗菌藥。2005年，美國食品藥品管理局禁止在食用動物中使用恩諾沙星[3]。我國自1989年以來，也對動物飼料中抗生素的使用進行了規(guī)范。

3 動物源食品中殘留抗生素的前處理技術

（1）液-液萃取前處理技術。該萃取技術主要是利用目標成分在不同溶劑中分配系數(shù)的差異，實現(xiàn)目標成分與混合基質或其他無關成分的分離，該前處理技術對實驗條件要求不高，但操作時間比較長。

（2）液-固萃取前處理技術。該技術則是利用固體吸附劑對液體樣品中目標成分和基質吸附性差異，實現(xiàn)樣品中目標成分與基質分離，該處理技術無需使用大量溶劑就可以快速實現(xiàn)樣品分離目標，節(jié)約試驗成本，且處理時不會出現(xiàn)乳化現(xiàn)象[4]。

4 國內動物源食品中殘留抗生素檢測技術現(xiàn)狀

目前，我國動物性食品中殘留抗生素常用的檢測技術主要有生物檢測技術（微生物抑制檢測法和免疫分析檢測法）、液相色譜-質譜聯(lián)用檢測技術和新興的傳感器快速檢測技術。

微生物法是通過分析抗生素對微生物的抑制作用，計算抗生素的含量。例如，范維等[5]建立一種高通量微生物顯色法對60份動物源性食品中抗生素殘留進行篩檢，再結合高效液相色譜-串聯(lián)質譜法對陽性樣品進行復測，驗證高通量微生物顯色法的可行性。免疫檢測法包括酶聯(lián)免疫吸附測定法和膠體金免疫層析技術。例如，梁娟等[6]采用酶聯(lián)免疫法測定水產苗種中氯霉素殘留量。許俊麗等[7]利用納米金標記戊唑醇單克隆抗體，建立了戊唑醇免疫層析快速檢測方法。以20 nm的膠體金顆粒標記抗戊唑醇單克隆抗體作為檢測探針，分別將包被原Teb-OVA（0.3 mg/mL）和羊抗小鼠IgG抗體（1 mg/mL）包被于硝酸纖維膜（NC膜），形成檢測線（T線）和質控線（C線），組裝成的膠體金免疫層析檢測試紙條裸眼觀察的檢出限為6.25 ng/mL（T線完全消線），可在15 min內實現(xiàn)小麥、黃瓜和甘藍中戊唑醇的定性與半定量分析。

色譜-質譜聯(lián)用檢測技術已經廣泛應用于抗生素殘留的檢測，該技術能夠準確對食品中藥物痕量殘留進行檢測和定量。例如，陳燕等[8]應用固相萃取及液相色譜串聯(lián)質譜技術，建立了水產品中磺胺類、喹諾酮類、大環(huán)內酯類、四環(huán)素類和氯霉素類等17種抗生素藥物殘留量的檢測方法。樣品中的抗生素通過PEP固相萃取小柱進行富集后，以C18反相柱為分析柱，乙腈和0.1%甲酸為流動相，采用液相色譜串聯(lián)質譜進行定量分析。水產品中抗生素的方法檢出限為0.5～10.0 μg/kg，平均回收率為61%～115%。

傳感器法是一種新型便捷的現(xiàn)場分析檢測技術，主要包括生物傳感器法、電化學傳感器法和光譜傳感器法等。李春花[9]針對動物性食品典型的四環(huán)素、多西環(huán)素、土霉素和金霉素殘留，針對性地設計了4種能夠特異性識別四環(huán)素抗生素的功能化金屬有機骨架熒光傳感器，實現(xiàn)了動物性食品中四環(huán)素抗生素殘留的靈敏檢測。張慧[10]以電化學、熒光兩種生物傳感方法，將特定適配體與納米材料結合構建兩種適配體傳感器：①以石墨化多壁碳納米管（MWCNTGr）和金納米殼（Au nanoshells）修飾的絲網印刷碳電極（SPCE）作為測試平臺，構建了一種基于電化學方法的信號雙重放大適配體傳感器并成功應用于鏈霉素（STR）的檢測;②制備了一種熒光適配體傳感器，其5’端修飾巰基以連接納米金（AuNPs），3’端修飾氨基以連接碳量子點（CQDs），用于卡那霉素（KAN）的檢測。以鏈霉素（STR）和卡那霉素（KAN）為目標物，成功地將構建的兩種適配體傳感器應用到牛奶樣品中氨基糖苷類抗生素的殘留檢測。電化學檢測STR的回收率為94%～108%（不脫脂）和96.4%～103.8%（脫脂）;熒光檢測KAN的回收率為91.63%～99.80%（不脫脂）和97.12%～105.20%（脫脂），脂肪對熒光方法產生的影響較大，對電化學影響不大。

5 動物源食品中殘留抗生素檢測技術的分析與展望

微生物抑制檢測法雖然簡單，但主要適用于大批量樣品檢測，對于動物性食品中微量殘留抗生素的測量無法實現(xiàn)，且檢測過程和結果非常容易受到其他藥物成分干擾。免疫分析技術雖然靈敏度高、特異性強，但樣品的前處理程序煩瑣復雜，不適用于大批量樣品和未知樣品的檢測。例如，膠體金免疫層析技術的檢測卡多是單殘留的檢測卡，對未知靶標的樣品進行檢測需要購置多種檢測卡，檢測成本大大提高[11]。色譜-質譜聯(lián)用分析檢測技術用途廣泛，能夠準確對食品中藥物痕量殘留進行定性和定量的檢測分析，但前處理工作費力耗時，儀器昂貴、不方便攜帶。傳感器快速檢測技術靈敏度高、選擇性高、響應時間短和可操作性強，但傳感器檢測技術的準確性和穩(wěn)定性還需要進一步改善和提高，以及如何建立同時具有高特異性、高靈敏度、可重復利和便攜性等諸多優(yōu)勢的傳感器檢測技術還需進一步研究[12]。

參考文獻

[1]黃璐，楊成雄，劉生鵬.動物源性食品中抗生素殘留的危害及檢測方法[J].廣州化工，2021，49（5）：44-47.

[2]BOOTH A，AGA D S，WESTER A L.Retrospective analysis of the global antibiotic residues that exceed the predicted no effect concentration for antimicrobialresistance in various environmental matrices[J].Environment International，2020，141：105796.

[3]BEN Y J，F(xiàn)U C X，HU M，et al.Human health risk assessment of antibiotic resistance associated with antibiotic residues in the environment： a review[J].Environmental Research，2019，169：483-493.

[4]李俊霞，馬麗雅，林河通，等.果蔬中農藥殘留檢測分析研究進展[J].江蘇農業(yè)科學，2021，49（6）：1-9.

[5]范維，高曉月，李賀楠，等.高通量微生物顯色法快速檢測動物源性食品中抗生素殘留[J].食品科學，2017，38（16）：239-244.

[6]梁娟，張倩玉，魏海英，等.酶聯(lián)免疫法測定水產苗種中氯霉素殘留量[J].水產養(yǎng)殖，2022，43（3）：49-52.

[7]許俊麗，劉貝貝，王玉龍，等.膠體金免疫層析試紙法檢測農產品中戊唑醇殘留[J].分析化學，2019，47（11）：1823-1831.

[8]陳燕，李康柏，許均圖，等.液相色譜串聯(lián)質譜法檢測水產品中17種抗生素殘留量[J].現(xiàn)代食品，2021（9）：201-204.

[9]李春花.金屬有機骨架納米傳感器檢測食品中的四環(huán)素類抗生素[D].楊凌：西北農林科技大學，2020.

[10]張慧.基于適配體傳感器的牛奶中氨基糖苷類抗生素殘留檢測方法研究與應用[D].淄博：山東理工大學，2021.

[11]羅俊霞，張剛，申戰(zhàn)賓，等.膠體金免疫層析技術應用于農藥殘留檢測的研究進展[J].農產品質量與安全，2022（1）：41-49.

[12]竇博鑫，張云亮，王艷，等.生物傳感器在食品檢測領域的應用研究進展[J].食品安全質量檢測學報，2022，13（3）：845-851.