畜禽配合饲料生产中的药物交叉污染与控制研究

2013-02-20王卫国林慧仙王金荣高天增张天勇

饲料工业 2013年7期

■王卫国林慧仙王金荣高天增张天勇

（1.河南工业大学生物工程学院，河南郑州 450001；2.河南广安生物科技有限公司，河南郑州 450001）

交叉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[1]。在畜禽配合饲料生产企业，由于采用同一条生产线生产多种饲料产品，而生产设备内的残留不能完全避免，造成交叉污染普遍存在。而当饲料厂的管控措施不到位时，这种情况会较严重。由于大多数饲料企业自己并不做设备或产品药物残留量检测，因而他们并不知道自己生产线的交叉污染的真实情况。欧盟和美国的若干研究表明，许多畜禽配合饲料厂生产中确实存在交叉污染[2-4]。部分产品中的药物交叉污染水平超过了欧盟对不可避免的交叉污染的允许量（即该种药物添加量的1%～3%）。为此，欧美饲料工业均把药物交叉污染控制作为饲料安全的关键控制点来控制。我国农业部即将颁布的“饲料质量安全管理规范”中要求饲料“企业在生产过程中应当采取有效措施防止交叉污染”，并提出了3条具体要求[5]。然而国内对畜禽配合饲料生产中药物的交叉污染水平及具体的防控措施的研究报道很少。因此，开展这方面的研究对于了解药物残留与交叉污染情况并采取正确有效的预防措施很有必要。

本试验选择典型畜禽配合饲料厂为研究对象，在饲料生产过程从混合机底部、混合机下刮板输送机头部、斗提机底座和打包口处等4个检测点取样，检测饲料中的药物残留和交叉污染状况，并针对存在问题研究降低和防止交叉污染的措施，供饲料企业应用推广。

1 材料与方法

1.1 主要材料

1.1.1 饲料厂采样品种（见表1）

1.1.2 本次试验采用的标准品（见表2）

表1 采样饲料名称及添加药物一览

表2 试验采用的标准品一览

1.1.3 试剂

草酸溶液（AR）：[c(1/2H2C2O4)=0.01 mol/l]；盐酸溶液（AR）：[c(HCl)=4 mol/l]；醋酸铵溶液：0.1 mol/l；丙酮(AR)；甲醇（HPLC级）；乙腈（HPLC级）；超纯水。

1.1.4 主要仪器与设备

TDL-5-A型低速台式大容量离心机，上海安亭科学仪器厂；PHS-3C型精密酸度计，上海大普仪器有限公司；XK96-B快速混匀器，姜堰市新康医疗器械有限公司；RE-52AA型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂；KQ-300E型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；BLOHT移液器（0.5～10 μl；10～100 μl；100～1 000 μl），芬兰百德器械公司；微孔滤膜（0.45 μm）。

岛津LC-10A VP Plus液相色谱仪：LC-10AT VP Plus双泵、DGU-12A VP Plus在线脱气机、Welchrom-C18分析柱,5 μm,150 mm×4.6 mm；SPD-10A VP Plus紫外-可见检测器、CBM-10A VP Plus系统控制器、CTO-10AS VP Plus柱温箱、岛津Lc⁃solution Life色谱管理软件。

1.1.5 试验的典型畜禽配合生产线

为20～30 t/h的畜禽配合饲料厂，采用计算机控制的自动配料-混合系统，先粉碎后配料工艺，混合机为双轴桨叶混合机，生产能力为2 t/批，混合周期4 min。

1.2 试验方法

1.2.1 配合饲料中金霉素交叉污染的测定

1.2.1.1 配合饲料厂金霉素交叉污染调查实验方案（见表3）

表3 配合饲料中金霉素交叉污染的调查取样方案

按照表3中所示排序安排生产，分别在混合机底部（A）、刮板头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)对1～7个批次的饲料进行取样，取样量约500 g左右，贴上标签备用。

1.2.1.2 配合饲料厂饲料中金霉素冲洗试验方案（见表4）

表4 配合饲料中金霉素交叉污染的冲洗试验方案

1.2.1.3 饲料中金霉素的测定方法(GB/T19684—2005)

按GB/T 19684—2005进行，根据实验室具体条件做适当的调整。

按照表4中所示排序安排生产，分别在混合机底部（A）、混合机下刮板头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)对1～6个批次的饲料进行取样，取样量500 g左右，贴上标签备用。

1.2.2 配合饲料中吉他霉素交叉污染的测定

1.2.2.1 配合饲料厂吉他霉素交叉污染调查试验方案（见表5）

表5 配合饲料中吉他霉素交叉污染的调查取样方案

按照表5中所示排序安排生产，分别在混合机底部（A）、混合机下刮板头部（B）、斗提机底部（C）和打包口处（D）对1～6个批次的饲料进行取样，取样量约500 g左右，贴上标签备用。

1.2.2.2 配合饲料厂饲料中吉他霉素冲洗试验方案（见表6）

按照表6中所示排序安排生产，分别在混合机底部（A）、混合机下刮板头部(B)、斗提机底部（C）和打包口处（D）对1～6个批次的饲料进行取样，取样量500 g左右，贴上标签备用。

表6 配合饲料中吉他霉素交叉污染的冲洗实验方案

1.2.2.3 饲料中吉他霉素的测定方法

1.2.2.3.1 主要试剂配制

流动相：0.1 mol/l醋酸铵溶液+乙睛(色谱纯)+甲醇(色谱纯)=40+5+55。

吉他霉素标准储备液：准确称取吉他霉素标准品0.150 0 g，精确至0.1 mg，置于50 ml容量瓶中，用流动相溶解并定容至刻度，摇匀，其浓度为3 g/l，贮于4～6 ℃冰箱中。

吉他霉素标准工作液：分别准确量取储备液，用流动相依次稀释成2.0、1.5、1.0、0.5、0.2、0.1、0.05 g/l标准溶液,当天配制使用，现用现配。

1.2.2.3.2 分析步骤

试样的选取和制备：分别选取有代表性样品200～500 g，用四分法缩至 100 g，充分混匀，贮于磨口瓶中备用。

分别称取试样约20 g，准确至0.1 mg，置于具塞锥形瓶中，加入100 ml提取液（本试验中用流动相代替），手摇2 min，盖紧塞子，置恒温震荡器中振荡30 min。再倒入离心管，3 000 r/min离心15 min。取离心上清液用滤膜(0.45 μm)过滤，滤液作为试样溶液。

如果试液中吉他霉素含量过低，可取适量试液置于旋转蒸发器中，减压蒸发，记下浓缩倍数。

HPLC测定参数的设定如下。

分析柱 C18：柱长 150 mm，内径 4.6 mm，粒度 5 μm；柱温：60 ℃；

检测器：紫外检测器，检测波长231 nm；流动相速度：0.8 ml/min；

进样量：10 μl；

定量测定：采用多点外标法，根据浓度与峰面积的线性回归方程计算吉他霉素的含量(μg/ml)。

1.2.2.3.3 测定结果的计算

试样中所含吉他霉素的含量X(mg/kg)按下式计算：

式中：X——试样中所含吉他霉素的含量(mg/kg)；

m1—— HPLC试样色谱峰对应的吉他霉素质量(μg)；

m——试样质量(g)；

n——吉他霉素中吉他霉素A5的含量。

2 结果与分析

2.1 配合饲料厂饲料中金霉素交叉污染

2.1.1 金霉素标准曲线的制作

取0.5、1.0、5.0、10.0、25.0、50.0、100.0 μg/ml金霉素标准溶液进行测定，以浓度(μg/ml)为横坐标，峰面积为纵坐标，求得回归方程为：Y=8 656.8X-5 442.5，相关系数R2=0.999 1（见图1）。

2.1.2 配合饲料厂饲料中金霉素药物残留与交叉污染测定结果

运用饲料中金霉素的测定方法对配合饲料厂饲料中金霉素的含量进行测定，并根据图1中所示回归方程计算结果（见表7）。

图1 配合饲料厂金霉素标准曲线

表7 配合饲料中金霉素含量及交叉污染测定结果

由表7可以看出,通过试验所测得的S2饲料(添加有金霉素)中金霉素含量为197.01～278.60 mg/kg,该品种饲料中金霉素的理论添加量为200 mg/kg，平均值为232.96 mg/kg，即平均超出理论添加量16.48%，而该药物测定方法的分析允许误差仅为7%，相对于允许误差超出9.48%，即超出部分为超量。说明该厂金霉素的实际添加量超过了理论添加量。

另外，从表7和图2中可以看出，在生产含有金霉素的饲料品种S2的前后(未添加金霉素的饲料S1品种)批次中，在混合机底部（A）、混合机下刮板机头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)这4个取样点取到的饲料中均有一定量的金霉素残留，也就是说明在这4个点上都存在药物的交叉污染。

图2 四个关键点处各批次金霉素含量比较

由图2中可以很直观的看出，混合机底部（A）、混合机下刮板头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)四个取样点的第1批次料中金霉素的检测结果不为零，这表明，在生产未加药饲料前，若不对生产系统进行清理，则前一批生产的加药饲料造成的药物残留很可能污染后批生产的未加药饲料。图2中混合机底部（A）、混合机下刮板头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)四个取样点在第5、6批次的未加药饲料S2中检测到金霉素的含量也不为零，这表明，前面第2、3、4批次生产的加药饲料S2中的金霉素在设备中有残留，对后批生产的未加药饲料S1造成了交叉污染。

在饲料中，如果按欧盟允许的交叉污染残留量为上批料中添加的药物量的1%～3%(其中，对动物极敏感药物为1%，普通药物为3%)，即为2～6 mg/kg；试验测得，在S2（添加有金霉素）生产结束后的第5、6、7批饲料S1（未添加金霉素）中，混合机底部（A）、混合机下刮板头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)四个取样点的金霉素的残留量均大于6 mg/kg，这表明金霉素交叉污染残留量超出允许范围，已超标。由表7还可以看出，随着未加药饲料S1批次量的增加，后批料中检测到金霉素含量在降低，但在连续生产第3批之后残留和交叉污染状况依然超出允许范围内，影响到产品的质量安全。结果表明必需采取有效措施来防止这种情况的发生。

2.1.3 配合饲料厂饲料中金霉素冲洗效果

运用饲料中金霉素的测定方法对配合饲料厂冲洗料中的金霉素含量进行测定，并根据图1中所示回归方程计算结果如下(见表8)。

表8 配合饲料厂饲料和冲洗料中金霉素含量测定结果

图3 不同量冲洗料的清洗效果

由图3中可以看出，在每一批冲洗料中，混合机底部（A）、混合机下刮板头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)四个关键点处检测的金霉素含量略有差异，大体来看，刮板头部和斗提底部的冲洗料中金霉素含量较低，其它两个点含量偏高。造成这种现象的原因比较复杂，可能跟如下两个方面有关，一是这两个关键点存在死角，死角部位囤积的旧料对试验取样造成影响，致使取的饲料样品不符合试验要求；另一方面可能在检测过程中，由于操作和设备等原因出现较大误差。

由图3还可看出，用豆粕作为冲洗料来清扫饲料设备，随着冲洗料量的增加，冲洗料中检测到的金霉素含量降低。这说明，在一定的范围内，冲洗料量越大，冲洗效果越好，越符合清洁饲料生产的要求。

2.2 配合饲料厂饲料中吉他霉素交叉污染的测定结果

2.2.1 吉他霉素标准曲线的制作

吉他霉素标准曲线的制作：取2.0、1.5、1.0、0.5、0.2、0.1、0.05 g/l吉他霉素标准溶液依次进样，记录色谱图；根据吉他霉素标准品中吉他霉素A5的含量，计算吉他霉素A5的进样量（μg），以吉他霉素A5的峰面积对进样量进行线性回归，求得回归方程为：Y=887 336X-220 463，相关系数R2=0.999 0（见图4）。

图4 配合饲料厂吉他霉素标准曲线

2.2.2 配合饲料厂饲料中吉他霉素药物残留与交叉污染测定结果

运用饲料中吉他霉素的测定方法对配合饲料厂饲料中吉他霉素含量进行测定，并根据图4中所示回归方程计算结果(见表9)。

表9 配合饲料中吉他霉素含量及交叉污染的测定结果

由表9可以看出，通过试验所测得的553饲料（添加有吉他霉素）中吉他霉素含量为301.73～364.93 mg/kg，该品种饲料中吉他霉素的理论添加量为320 mg/kg，平均值为329.68 mg/kg，即平均超出了3.02%，而该药物测定方法的允许误差仅为7%，本试验误差在允许范围内，未超量。说明该厂吉他霉素的实际添加量与理论添加量相一致。

另外，从表9和图5中可以看出，在生产含有吉他霉素的饲料品种553后的批次中（未添加吉他霉素的饲料品种A1），在混合机底部（A）、混合机下刮板头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)这4个取样点取到的饲料中均有一定量的吉他霉素残留，说明在这4个点上都存在药物的交叉污染。

图5 四个取样点处各批次产品中吉他霉素含量比较

由图5中可以很直观的看出，混合机底部（A）、刮板头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)四个取样点在第5批次的未加药饲料A1中检测到吉他霉素的含量不为零，这表明，前面第1、2、3批次生产的加药饲料553中的吉他霉素在设备中有残留，对后批生产的未加药饲料A1造成了交叉污染。

在饲料中，如果按欧盟允许的交叉污染残留量为上批料中添加的药物量的1%～3%(其中，对动物极敏感药物为1%，普通药物为3%)，允许的吉他霉素交叉污染残留量为3.2～9.6 mg/kg；试验测得，在553（添加有吉他霉素）生产结束后的第1批饲料A1（未添加吉他霉素）中，混合机底部（A）、刮板头部（B）、斗提机底部（C）和打包口处（D）四个关键点的吉他霉素的残留量均大于9.6 mg/kg，为35～45 mg/kg，表明吉他霉素交叉污染量超出允许范围，该批饲料是不安全的。而随后生产的第2、3批饲料A1（未添加吉他霉素）的各取样点样品的吉他霉素的检测结果为零，表明，经过一次不含吉他霉素饲料产品的冲洗，生产设备中的吉他霉素残留量已经降低到很低的水平。不会对后续的饲料生产造成安全危害。

2.2.3 配合饲料厂饲料中吉他霉素冲洗试验测定结果

运用饲料中吉他霉素的测定方法对配合饲料厂冲洗料中的吉他霉素进行测定，并根据图4中所示回归方程计算，结果见表10。

由表10和图6中可以看出，在每一批冲洗料中，混合机底部（A）、混合机下刮板头部(B)、斗提机底部(C)和打包口处(D)四个取样点处采集的样品中检测的吉他霉素含量相差不大，而斗提机底部的冲洗料中吉他霉素含量较高。可能的原因是由于斗提机底座存在死角，死角部位囤积的旧料对试验取样造成影响，致使取样的饲料样品中吉他霉素的含量偏高。

表10 配合饲料厂饲料和冲洗料中吉他霉素含量的测定结果

图6 不同量的冲洗料的冲洗效果比较

由图6中可以看出，用豆粕作为冲洗料来清洁饲料设备，随着冲洗料量的增加，冲洗料中检测得到吉他霉素含量降低。表明，在一定的范围内，冲洗料量越大，冲洗效果越好。

3 讨论

饲料厂中交叉污染主要是饲料在生产线中的残留造成。通常设备制造质量在很大程度上决定了残留量。饲料企业自身在生产线建成后较难改变设备的残留水平，除非对设备做出改造或更新。另外不少设备要做到无残留是很困难的。饲料企业要防止残留造成交叉污染，必须了解自身生产系统和各设备的残留水平，有针对性地制定防止残留转化为交叉污染的措施，提高饲料的安全质量。

金霉素和吉它霉素是国内目前广泛使用的饲料药物添加剂。两者主要用于猪、鸡配合饲料中，但禁用于产蛋期产蛋鸡配合饲料[6]。因此如果在生产中先生产了加有金霉素或吉他霉素的猪鸡饲料，接着生产产蛋鸡饲料，就会出现金霉素或吉他霉素交叉污染的不安全的产蛋鸡饲料。因此，必须先冲洗混合机及后续的生产系统，使残留量降低至安全水平后再生产产蛋鸡饲料。或者应将产蛋鸡配合饲料排在含金霉素的猪鸡饲料之前生产。

本试验所选配合饲料厂中选用的混合设备是SLHSJ系列双轴桨叶式高效混合机，型号SLHSJ2，混合量为1 t/批。在取样过程中，观察设备内的情况，发现混合机的底部有物料残留，刮板头部和斗提机底座都存在死角，存有残料，这些是简单的冲洗所不能解决的问题，所以应进行人工定期清理后，再用物料冲洗整个生产系统。

本研究中采用的冲洗料为豆粕。豆粕是配合饲料厂常用的大宗原料，经冲洗过后的豆粕还可以再应用于其他同类饲料的生产。根据混合机的混合量，将冲洗豆粕的量定为3个水平，依次为400 kg（约占混合机混合量的20%）、600 kg（容积约占混合机容积的30%）、800 kg（容积约占混合机容积的40%）。从冲洗效果看，随着冲洗料量的增加，冲洗料中检测到的药物含量降低。这说明，在一定的范围内，冲洗料量越大，冲洗效果越好。而在含金霉素或吉他霉素的饲料生产后接着生产不含这两种药物的饲料时，由于装料量为1 t，即满载，则在第2、3批不含药的饲料中的药物含量要低于用20%、40%和60%的豆粕冲洗料中药物含量，这说明，采用混合机额定混合量的冲洗料冲洗，降低残留率和交叉污染的效果最佳。

科学的产品生产排序是降低交叉污染风险的有效手段。按照不加药饲料—低药物含量饲料—高药物含量饲料—冲洗的先后顺序排序生产是科学的安排。此外饲料生产线的定期清扫，特别是设备内死角的定期清洁也是消除交叉污染的必要手段。只有严格控制加工过程的各个环节，才能生产出清洁安全的饲料产品。