饲料加工中药物交叉污染及控制研究进展

王卫国

饲料工业的终极目标是为动物饲养业和社会提供生态饲料产品。所谓生态饲料是具有最佳的营养物利用率和最佳的动物生产性能，且能最大限度地注重饲料对饲养动物、动物源食品、生产者和环境的安全性，促进生态和谐的饲料[1]。饲料安全是一个系统工程[2]，要生产出安全饲料产品，必须实现对饲料生产全过程包括配方设计、原料、添加剂、辅助材料采购检验、加工过程、产品贮运发放的控制。而饲料加工过程是安全饲料生产的关键环节之一。

交叉污染又称传带污染，是指在某一批次饲料产品中混入了上一批或前面某些批次产品中含有，而本批次产品中不应含有的饲料添加剂或其他物质[3]。饲料药物添加剂和某些有潜在危害的物质如有害微生物等的非预期交叉污染可能会造成饲喂动物和动物产品的不安全，从而影响最终消费者的健康。

交叉污染广泛存在于饲料厂的生产过程[4]。而药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许多方面，如加工设备结构不合理，工艺组合不合理，操作程序不正确，管理制度不健全，人员工作不尽责等。其中加工设备残留、操作不规范是最重要的环节。控制交叉污染需要建立饲料厂生产中交叉污染的控制标准、检测方法标准、控制和预防交叉污染的操作规范等。目前我国尚缺乏这些标准规范，这不利于安全饲料的生产。

1 饲料加工中的药物交叉污染控制法规

2006年1月1日起实施的现行的欧盟法规No(EC)183/2005中规定了对饲料卫生的要求[6]。该法规第10条规定饲料企业业主应确保在他们控制之下的饲料厂,经有资质的管理部门批准使用允许使用的药物添加剂或含允许使用药物添加剂的添加剂预混合饲料来加工生产和销售配合饲料产品。在该法规的附录Ⅱ中要求，饲料厂设施和设备的布置、设计和建造应当允许进行适当的清扫和/或消毒，应使犯错的风险最小化，避免污染和交叉污染，避免对产品质量和安全性的不利影响。与饲料接触的设备在采取任何湿法清洁后必须干燥。在欧盟指令No(EC)70/524中规定了准许使用的药物添加剂及其使用限量。欧盟在No(EC)1831/2003等相关法规中规定了对饲料添加剂和添加剂预混饲料在采购、加工、贮藏、运输和使用中的要求。

美国和加拿大将药物饲料添加剂分为两类：第Ⅰ类药物和Ⅱ类药物。第Ⅰ类药物添加剂用于允许使用的每一种动物时，以起作用的最低剂量使用不需要停药期。而在饲料中以起作用的最低剂量使用Ⅱ类药物添加剂时则必须有停药期，以防止或降低药物在动物产品中的残留。所有使用Ⅱ类药物添加剂的企业都必须申请获得FDA的审批证书，并接受FDA的管理[7]。美国将加药饲料分为A、B、C三种类型。其中A型为加药预混料，用于生产B型加药浓缩饲料和C型加药全价饲料或补充饲料。而B型加药饲料可用于生产C型加药全价饲料和补充饲料。所有生产加药饲料的企业必须执行现行良好生产质量管理规范（CGMPs）。为防止生产过程中药物的交叉污染，美国FDA的饲料现行良好质量管理规范中专门规定应制定并实施设备清理程序，包括真空清扫、清洗、扫除、排序生产、冲洗等有效方法。

我国国家标准GB/T 16764—2006“配合饲料企业卫生规范”规定中要求，应对生产设备、处理器具等进行彻底清洗，并应在生产中合理生产排序以防止药物的交叉污染[8]。另外我国农业部制定的配合饲料企业、添加剂预混料厂的设立条件中也规定了对药物饲料添加剂交叉污染要进行控制的要求。

饲料产品中药物交叉污染的允许量是具体控制饲料交叉污染的控制限，该限值应依据动物源食品中药物残留允许量和饲料中的交叉污染药物可能对非目标饲养动物造成的危害程度设定。目前尚无此类国际标准。2009欧盟对在饲料中发生的因不可避免的交叉污染导致的抗球虫药或组织鞭毛虫抑制药的最大残留允许水平分两种情况规定，即对敏感性较低的非靶动物饲料为药物最大允许添加量的3%，对敏感性非靶动物或停药期饲料为药物最大允许用量的1%。对靶动物的其它无抗球虫药或组织鞭毛虫抑制药的饲料来说也执行最大1%的药物交叉污染允许量标准，如泌乳期奶牛饲料和产蛋鸡产蛋期饲料[9]。这较欧盟的早期规定更加严格。通常在实际生产中，药物交叉污染的控制限为≤1%。

我国目前尚无对药物交叉污染最大允许量的国家、行业标准，急需制定该标准。笔者建议我国的饲料企业按欧盟的标准实施饲料产品的药物交叉污染控制。

2 药物饲料添加剂在饲料加工中的残留污染研究进展

饲料加工过程中的药物污染是由残留在设备中的药物混入后续批次的饲料中而形成。堪萨斯州立大学1995年对磺胺甲基嘧啶和卡巴多两种药物进行的混合和清扫研究表明，与生产加有两种抗生素的饲料批次之后，用粉碎玉米冲洗混合机和输送系统，然后从混合机底部、斗提机底部和打包仓中取样分析，并对冲洗物料进行分析，发现第一批冲洗物料中均检测出了三种抗生素，在第二批冲洗料中检测出了两种磺胺甲基嘧啶，未检测出卡巴多；在混合机清扫出的物料中检测出了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，而卡巴多在混合机清扫料中未检出。在斗提机底部和打包仓中清扫出的物料中三种药物均具有可检测的浓度[10]。

欧洲1996年的一项实验室调查表明，161个非加药饲料样品中有71种检测到抗生素，其中有42个样品的浓度达到检测限值。检测的247种加药饲料中有87种含未申报的抗生素，其中有59种浓度达到检测限值。最经常检测到的污染性抗生素有金霉素（CTC,15.2%）、磺胺类药物（6.9%）、青霉素（3.4%）。大多数CTC的浓度在正常剂量浓度（300mg/kg）的0～1%。4个样品的药物含量达到治疗剂量浓度，一个样品的莫能霉素量远高于治疗剂量浓度[11]。

W.John Blanchflower等1996年检测了161个鸡场中的鸡蛋样品，发现66%中拉沙里菌素的残留污染量达到0.3 ng/g，原因是饲料厂的饲料生产中发生了交叉污染，饲料中的药物残留含量达到了0.1～5.0mg/kg，当用这一含量的饲料饲喂蛋鸡时，鸡蛋中含有相似含量的拉沙里菌素[12]。

在对德国大多数饲料厂（约450个）进行的调查中，发现有一半以上的饲料厂发生了4%以下水平的交叉污染(Strauch,2002)。而一项对比利时配合饲料厂的调查发现，有一半以上的颗粒饲料样品中发生了4%以下的交叉污染 (OVOCOM,2004),而有约69%的粉状饲料产品发生了5%以下的交叉污染[6]。

2007年欧洲食品安全委员会将莫能霉素作为饲料添加剂使用对非靶动物饲料造成的交叉污染影响的一份评估报告中报道[6]，在检测的40个非靶动物饲料样品中，22.5%的样品的莫能霉素含量超过欧盟莫能霉素最大允许使用量（110mg/kg）的5%。后续的研究发现这类交叉污染主要发生于混合工段之后（包括混合机）。在研究后期饲料厂改变了加工操作后，莫能霉素的交叉污染超过5%的样品数从22.5%降至2.5%。

2008年欧洲食品安全委员会将尼卡巴嗪作为饲料添加剂使用对非靶动物饲料造成的交叉污染影响的一份评估报告中报道[13]，尼卡巴嗪具有很强的静电特性，更易于造成交叉污染。在一项试验中，于生产加有尼卡巴嗪批次饲料后的第四批不加尼卡巴嗪的饲料中检查到8.2%的尼卡巴嗪最大允许添加量的浓度。对尼卡巴嗪污染机理的研究发现，在生产添加尼卡巴嗪（125mg/kg）饲料后接着生产的第一批不添加尼卡巴嗪的饲料中，检测到（3.4±0.26）mg/kg的尼卡巴嗪。随着后续批次的增加，检测到的尼卡巴嗪浓度逐渐降低。

国内有关饲料厂内药物交叉污染的试验研究未见文献报道。作者的研究室对三个装备精良的饲料厂药物交叉污染的测定表明，在实际生产中，确实存在药物交叉污染，部分样品交叉污染的水平超过药物添加量的1%。而对中小饲料企业，这一问题可能更加严重和普遍，必须引起饲料生产厂家和政府管理部门的高度重视，并应加以有效控制，确保饲料产品的安全性。已知国内一些外资添加剂预混料企业在生产中进行药物交叉污染的检测来控制产品质量。

导致引起药物交叉污染的因素首先是药物添加剂本身的特性。主要包括壁面粘附性、粒度与密度、静电特性等。如果药物添加剂产品的粘附性差、静电学特性值低则会降低交叉污染的水平[13]。药物添加剂粒度过小和密度小，容易导致交叉污染。导致药物添加剂发生交叉污染的其他原因主要还有：①混合机的性能，主要是混合机本身的残留量,混合机本身的自清功能。混合机本身的残留量越低，自清功能越强，其发生交叉污染的水平就越低。②混合机下的缓冲斗和输送机。缓冲斗的壁面与水平面夹角的最小角度越小，发生残留和交叉污染的程度就越高；输送机采用自清式低残留刮板输送机可以降低交叉污染水平。③混合料的斗式提升机。该提升机选用自清式斗式提升机可以减少残留量，降低交叉污染水平。④制粒部分的待制粒仓、制粒机的调质器、制粒机、冷却器、斗式提升机。其中制粒机的调制器中常常会因湿热物料粘附壁面和底部而造成交叉污染。⑤成品打包与除尘系统。成品打包仓设计不合理，成品打包机喂料器残留，除尘系统吸出的粉尘回流使用都会造成药物添加剂的交叉污染。因此这些设备和设施的科学设计会在很大程度上影响药物添加剂在不同饲料中的交叉污染水平。另外，生产操作管理的科学与否，也会对药物添加剂的交叉污染水平产生重大影响。所以，需要建立并实施科学的生产操作规程。

3 药物饲料添加剂残留污染检测方法研究进展

药物饲料添加剂在饲料产品或动物源性食品（如肉、蛋、奶）中的检测主要采用理化检测法。理化检测法是目前使用最普遍的抗生素及抗菌药物残留检测的分析方法，也是国际上公认的定量确认方法。常用的分析方法有分光光度法、气相色谱法、液相色谱法和联用技术等。

吸收分光光度法广泛用于检测磺胺类、喹诺酮类药物及四环素类的药物残留。紫外分光光度法多用于测定喹诺酮类的残留，荧光光度法测定磺胺类药物、四环素类的残留。气相色谱法中气相色谱仪配有许多高灵敏、专一性强的检测器供选用，但测定较繁琐，这限制了气相色谱在兽药残留检测中的应用。

高效液相色谱法是国内外药物残留检测应用最普遍、最有效的分析方法，国外一些学者用该法检测畜禽饲料添加剂取得了一些成果[14－17]。

Muldoon M.T.等[18－21]研究了一种新的磺胺类药物残留检测方法——酶联免疫吸附法(ELISA)，该法作为一种免疫学检测技术不仅具有操作简便、快速、灵敏的优点,而且准确性好、特异性强、检测成本低,还可用于大批量样品的检测。

国内针对配合饲料产品中药物残留或交叉污染的检测研究方法报道甚少。国内外对动物产品和饲料药物添加剂中药物含量的测定方法标准较多，但针对配合饲料产品中药物残留或交叉污染的分析检测的国家、行业标准较少。由于配合饲料产品中药物含量较低，而残留或交叉污染的含量就更低，因此样品的前处理较复杂，检测精度也会受影响。

药物饲料添加剂在饲料加工的污染情况也可以借助于示踪物在饲料厂进行现场检测分析。示踪物可分为外源性及内源性两种。外源性示踪物是作为惰性成分加入饲料，内源性示踪物是饲料中的组成成分之一。外源性示踪物仅适合于设备性能评价和单项研究性试验使用，不适合于实际大批量生产中的分析检测饲料中药物添加剂的残留和交叉污染水平。而内源性指示剂则最好使用药物本身。因为许多非药物成分与药物成分存在理化性质上的差异，并不能理想地代替被检药物在饲料产品中的特性与水平。

4 药物交叉污染控制措施的研究进展

药物交叉污染广泛存在于生产加药饲料产品的饲料厂中，降低饲料交叉污染是保证饲料安全的关键措施。对设备定期进行冲洗和排序生产是降低交叉污染的方法，同时也是最简便易行的方法。此外选择清洁饲料加工设备、清洁输送设备，科学设计清洁饲料生产工艺则是生产清洁饲料的基础条件[3，22－23]。

冲洗是在前一批加药饲料生产之后,于下一批饲料生产之前，使用特定数量的某种固体原料（而非液体）通过生产线或特定设备，以降低生产线或特定设备内的药物残留量，消除或减少交叉污染的作业。用作冲洗后的物料通常要单独包装、打上标记,并另作处理。

美国和加拿大在加药畜禽饲料生产中将冲洗作为控制交叉污染的基本和必须措施，并应用于饲料企业的生产实际。这些冲洗措施为[24]：①每次冲洗的量为混合机额定批量的5%～10%；②冲洗原料可以采用任何中性物料,如豆粕或玉米；③冲洗物应通过加工系统送到第一个存料仓,并在生产最后一批加药饲料时加回到饲料中；④用于卸载预混合饲料产品和加药饲料的散装车冲洗时，应用至少25 kg的中性原料进行冲洗。

许永生针对饲料加工和输送过程中的药物残留与污染情况进行了研究，并提出了一些常见的对残留污染源的纠正措施[25]。对加药水产饲料生产中的冲洗技术措施应用原则与加药畜禽饲料基本一致[26]。

在实际加药饲料生产中，对于冲洗用的饲料用量应通过试验获得。冲洗量太小，设备药物残留量大，对后续批次的不加药饲料的交叉污染量大，不利于生产作业。笔者研究室的研究结果表明，混合机机内及后续生产系统中的药物残留量随冲洗物料量的增大而显著降低。随冲洗批次的增加，后续批次中的药物交叉污染量显著降低。

排序生产是指按照药物添加剂的性质、饲喂对象的要求和发生非预期混入其它动物饲料时所造成的安全影响程度而对不同饲料产品的生产、储存和发放预先排出顺序，以最大限度地减小或消除前后批次之间药物的交叉污染，降低饲料安全风险。生产排序中常常伴随有冲洗、清扫等作业[24]。国内外有关排序生产降低交叉污染的试验性研究未见报道。

笔者曾综述了美国和加拿大减少交叉污染的排序措施[24，26]。根据药物添加剂的分类情况，将加药畜禽饲料的排序生产分为6种情况处理，分别是第一类、第二类、第三类、第四类、第五类和磺胺类药物添加剂的排序生产以及马饲料的排序生产情况。对加药水产饲料可分三类情况排序生产，即使用第一类药物添加剂、第二类药物添加剂和磺胺类药物添加剂的排序生产。

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