甲壳类水产品中氨基脲的来源分析

张晓燕，张睿，陈雷，吴斌，蒋原，沈崇钰

（江苏出入境检验检疫局动植物与食品检测中心，国家蜂产品基准实验室，江苏南京 210001）

甲壳类水产品中氨基脲的来源分析

张晓燕，张睿，陈雷，吴斌，蒋原，沈崇钰

（江苏出入境检验检疫局动植物与食品检测中心，国家蜂产品基准实验室，江苏南京 210001）

摘 要：氨基脲是兽药呋喃西林的代谢物，常被认为是判断动物源性食品中是否滥用呋喃西林的标志。由于甲壳类水产品中常有氨基脲检出，但经过证实未使用呋喃西林药物，所以有必要对其中的氨基脲来源进行分析。本文介绍了甲壳类水产品中氨基脲的可能来源，如甲壳类水产品中自然存在的以及来源于偶氮二甲酰胺的，并对避免非药物滥用导致的SEM污染的方法做了简介，在此基础上对甲壳类水产品的生产和检测提出一些建议。

关键词：甲壳类水产品；氨基脲；来源；分析

氨基脲（Semicarbazide，SEM）是呋喃西林的代谢产物，硝基呋喃类药物常被认为具有致癌性和基因毒性，由于原药在动物体内迅速分解，而代谢物可在体内稳定存在几个星期，所以各国规定动物源性食品中硝基呋喃药物残留必须检测代谢物。欧盟在1995年就规定该类药物禁止在食物中使用，并于2003年公布水产品中硝基呋喃类药物及其代谢物的检测限，我国农业部也于2002年公布的《食品动物禁用兽药及其他化合物清单》中规定呋喃西林抗生素在所有食品动物中禁止使用。

我国每年有大量的水生动物源性产品出口，常常会有SEM被检出，由于氨基脲结构简单，来源广泛，食品在加工及包装过程均可能被氨基脲污染，从而导致产品不合格。因此，研究分析水产品中氨基脲的来源对于控制产品质量、避免污染具有重要意义。

1 甲壳类水产品中氨基脲的来源

1.1 呋喃西林药物代谢物

氨基脲是兽残硝基呋喃类呋喃西林的代谢物，并被认为是判断动物源性食品中是否滥用呋喃西林的标志。硝基呋喃类物质在动物体内迅速分解，而其代谢物能与蛋白结合，形成比原药化合物更稳定的蛋白结合物，能长期保持稳定。氨基脲在弱酸条件下可以从蛋白质中释放出来，因此当使用呋喃西林抗生素的水产品被人食用后，氨基脲就可以在胃酸作用下从蛋白质中释放而被人体吸收，危害人体健康。

1.2 食品中自然存在的

部分动物源性产品中可能本身就含有氨基脲或能产生氨基脲的成分，有研究表明在角叉菜胶（一种红藻提取物）[1]、鸡蛋粉[2]、未接触呋喃西林药物的淡水河虾[3-4]、龙虾[5]、对虾[6]以及雄蜂蛹粉[7]中均检出过氨基脲。目前对于样品中自然来源的氨基脲的产生机理已有一些研究，Hoenicke K等[1]在排除了药物滥用的情况后发现用于提取角叉菜胶的海藻原料（Eucheuma spp.，chondrus crispus等） 均含有 1 μg/kg～3 μg/kg 的 SEM。对于鸡蛋粉中的SEM，SCFCAH（欧盟食物链和动物健康委员会）认为是在加工过程中使用角叉菜胶树脂过滤，角叉菜胶是鸡蛋产品中SEM的来源；另外，Gatermann R等[8]认为鸡蛋粉中的SEM也可能是由于热处理产生的，在有氧条件下加热产生的SEM比缺氧条件下的多，氧气可能对SEM的生成有重要作用。对于雄蜂蛹中的氨基脲，周萍等[8]推测可能是雄蜂蛹在生长后期，身体外壳变硬，氨基脲的检出可能与体内甲壳素含量增加有关。甲壳类水产品由于常被检出氨基脲阳性，关于其来源也出现了一些研究，Van Poucke C[6]等对不同产地的对虾进行了分析，分别测定了虾肉和虾壳中SEM的含量，发现外壳中SEM的含量远高于肉，表明虾中存在自然来源的氨基脲，且可能主要来源于外壳。Robert MC[4]发现虾壳与肌肉之间存在一种分泌甲壳素的单细胞表皮层，在虾人工去壳过程中，表皮层的一部分碎屑会黏附在壳上被丢弃，而另一部分会缠在肌肉组织上，通过对河虾表层肌肉和内部肌肉分别进行制样分析，发现表层肌肉SEM的水平比内部肌肉高三倍以上，但远低于壳中SEM水平，表明虾肉中SEM的含量与表皮层有很大关系。

1.3 偶氮二甲酰胺产生的氨基脲

“压紧-拧松”（Press on-Twist off，PT）的密闭技术[9]用于玻璃罐装食品的密封已有30多年的历史，其特点是密封性好并能从视觉判断容器的密封程度（如：当玻璃罐漏气时安全按钮会弹出），对于灭菌的罐装食品可以延长其保质期，并避免罐内食品被灰尘、虫子及微生物污染。PT技术的密封垫圈是一种PVC塑料溶胶，在生产过程中常采用偶氮二甲酰胺作为发泡剂，通过形成微小的气室达到密封的效果。但是，早在2003年EFSA就发布报告称包装在玻璃罐中的食品有氨基脲残留，涉及到的食品包括玻璃包装的婴幼儿食品、果汁、果酱、蜂蜜、腌渍菜、蛋黄酱、芥末酱等[10]。有研究表明偶氮二甲酰胺在加热条件下会产生少量氨基脲[11]，使用含有偶氮二甲酰胺的包装材料，可能会对食品造成氨基脲污染。因此，欧盟于2004年颁布暂停使用偶氮二甲酰胺为发泡剂的指令，规定自2005年8月2日起，停止偶氮二甲酰胺作为发泡剂在欧盟市场使用，要求开发使用偶氮二甲酰胺的替代品。

此外，由于偶氮二甲酰胺具有漂白和氧化双重作用，常用作面粉改良剂，可以改善面团的物理操作性质及面制品组织结构[12]。偶氮二甲酰胺能将面粉蛋白质内氨基酸的硫氢根（-SH）氧化成二硫键（-S-S-），使蛋白质链相互连接而构成立体网状结构，改善面团的弹性、韧性和均匀性，使生产出的面制品具有较大的体积、较好的组织结构。但是已有很多研究证明面包制品中的氨基脲污染与面粉中的偶氮二甲酰胺有关。Ye J等[13]对四种不同类型的面制品进行了研究，发现面制品中的氨基脲含量要高于面粉中，面制品外部的氨基脲含量稍高于内部。Noonan GO等[14]通过在面粉和面包样品中添加偶氮二甲酰胺和联二脲的方式研究氨基脲的形成过程，发现氨基脲并不是偶氮二甲酰胺在湿润的条件下转化为联二脲过程中的副产物，生面团经室温或高温发熟后均未检出氨基脲，而在烘焙后均有氨基脲检出，表明偶氮二甲酰胺转化为氨基脲是通过一个稳定的中间体——联二脲。联二脲与氨基脲具有相似的分子结构，在酸性条件下能够转化为氨基脲[15]，其转化率约为0.1%[16]。目前欧盟国家禁止在制作面包的面粉中使用偶氮二甲酰胺，而在美国、巴西以及中国允许偶氮二甲酰胺在小麦粉中的最大添加量为45 mg/kg，因此，在目前无法排除干扰的情况下，使用含有偶氮二甲酰胺的面制品作为甲壳类水产品的裹粉原料是不安全的[17]。

1.4 食品经次氯酸盐处理产生的氨基脲

次氯酸盐是常用的消毒剂，次氯酸可以作用于细胞壁、病毒外壳，还能渗入菌（病毒）体内，与菌（病毒）体卵白、核酸、和酶等有机高分子产生氧化反应，从而杀死病原微生物。此外，次氯酸还可分化蔬菜、水果等农副产物上所剩余的微量农药，所以广泛用于食品车间的卫生处理和消毒以及农产品的清洗。由于次氯酸在食品生产过程使用较多，所以出现了一些关于次氯酸是否会使食品产生氨基脲的研究。袁涛等[18]发现次氯酸钠消毒剂使用后会残留在肉鸡皮肤中，造成样品SEM阳性，但经过后池充分冲洗后可使SEM显著降低。Hoenicke K等[1]用不同浓度的次氯酸盐溶液处理不同样品，测定其中游离态和结合态氨基脲的总量，研究发现用含1%活性氯的次氯酸盐溶液处理的鸡肉、蛋白粉、卡拉胶、刺槐豆胶、白明胶和淀粉中均产生了氨基脲，而北海虾、牛奶、大豆薄片和红藻中氨基脲的含量随着活性氯的含量从0.015%（推荐的消毒浓度）增加到0.05%（漂白常用浓度），并没有显著变化。2011年Robert MC等[4]也发现用漂白剂处理后，河虾尾部肉中的SEM含量变化并不明显，在加工过程中使用次氯酸盐处理，对虾中的氨基脲水平影响不大。

2 如何避免非药物滥用导致的SEM污染

由于甲壳类水产品中存在自然来源的氨基脲，虽然目前对于其产生过程还不清楚，但其水平与外壳有很大关系，所以可以通过选择合适的分析部位来判断是否存在滥用呋喃西林的情况：测定样品的肌肉部分（不能采用肉壳混合物），并尽量选取内部肌肉进行分析，以降低外壳及表皮层中自然来源SEM的影响[4]。

对于来源于偶氮二甲酰胺的氨基脲，由于呋喃西林在动物体内代谢为氨基脲后，氨基脲是以与蛋白结合的状态存在，在检测过程中需经过酸性水解将其释放，而来源于偶氮二甲酰胺的氨基脲是以游离态存在的，不需要通过酸性水解。常用的水解-衍生法检测出的为游离态和结合态氨基脲的总量，而不通过酸性水解直接测定的氨基脲为游离态的，Stadler RH等[11]采用直接测定法检测密封垫圈中氨基脲的含量，从而判断其包装的食品中是否存在SEM的污染。此外，由于联二脲是偶氮二甲酰胺的还原产物，联二脲转化为SEM的转化率约为0.1%，Mulder PP等[19]采用高效液相色谱-串联质谱法测定食品中的联二脲含量，进而判断食品中的SEM是否是由于使用偶氮二甲酰胺引起的污染。

3 结论

呋喃西林在动物体内会快速代谢成和蛋白结合的氨基脲，因此氨基脲一直以来都被认为是抗生素呋喃西林的特征代谢物，并作为监测食品中非法使用呋喃西林的标志物，然而甲壳类水产品中本身可能存在氨基脲或能产生氨基脲的成分，甚至很多途径都会引入氨基脲的污染，如：可以来自于使用偶氮二甲酰胺为发泡剂的包装材料或使用含有偶氮二甲酰胺的面制品作为裹粉原料等。因此，不能把SEM阳性作为判断甲壳类水产品滥用呋喃西林药物的唯一标准。在水产品生产加工过程中要避免使用易引起氨基脲污染的包装材料，同时在样品检测时要选取合适的分析部位，避免自然来源氨基脲的影响。

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[1]Hoenicke K,Gatermann R,Hartig L.Format ion of semicarbazide(SEM)in food by hypochlorite treatment:is SEM a specific maker for nitrofurazone abuse?[J].Food Additives and Contaminants,2004,21(6):526-537

[2]Bock C,Stachel C,Gowik P.Validation of a confirmatory method for the determination of residues of four nitrofurans in egg by liquid chromatography–tandem mass spectrometry with the software Inter－Val[J].Analytical Chimica Acta,2007(586):348-358

[3]Bock C,Gowik P,Stachel C.Matrix-comprehensive in-house validation and robustness check of a confirmatory method for the determination of four nitrofuran metabolites in poultry muscle and shrimp byLC-MS/MS[J].Journal ofChromatographyB,2007(856):178-189

[4]Robert MC,Bob H,David E,et al.The occurrence of semicarbazide in the meat and shell of Bangladeshi fresh-water shrimp[J].Food Chemistry,2013,136(3/4):1562-1567

[5]Saari L,Peltonen K.Novel source of semicarbazide:levels of semicarbazide in cooked crayfish samples determined by LC/MS/MS[J].Food Addit Contam,2004,21(9):825-832

[6]Van Poucke C,Detavernier C,Wille M,et al.Investigation into the possible natural occurence of semicarbazide in Macrobrachium rosenbergii prawns[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59(5):2107-2112

[7]周萍,胡福良,章征天,等.雄蜂蛹中硝基呋喃类代谢物含量的测定及超标原因分析[J].中国蜂业,2008,59(7):5-9

[8]Gatermann R,Hoenicke K,Mandix M.Formation of semicarbazide(SEM)from natural compounds in food by heat treatment[J].Czech J Food Sci,2004,22:353-354

[9]Nestmann ER,Lynch BS,Musa-Veloso K,et al.Safety assessment and risk-benefit analysis of the use of azodicarbonamide in baby food jar closure technology:putting trace levels of semicarbazide exposure into perspective--a review[J].Food Addit Contam,2005,22(9):875-891

[10]EFSA.Opinion of the Scientific Panel on food additives,flavourings,processing aids and materials in contact with food (AFC)related to Semicarbazide in food[J].The EFSA Journal,2005,219:1-36

[11]Stadler RH,Mottier P,Guy P,et al.Semicarbazide is a minor thermal decomposition product of azodicarbonamide used in the gaskets of certain food jars[J].Analyst,2004,29(3):276-281

[12]Becalski A,Lau BP,Lewis D,et al.Semicarbazide formation in azodicarbonamide-treated flour:a model study[J].Journal of agricultural and food chemistry,2004,52(18):5730-5734

[13]Ye J,Wang XH,Sang YX,et al.Assessment of the determination of azodicarbonamide and its decomposition product semicarbazide:investigation of variation in flour and flour products[J].J Agric Food Chem,2011,59(17):9313-9318

[14]Noonan GO,Begley TH,Diachenko GW.Semicarbazide Formation in Flour and Bread[J].Journal of agricultural and food chemistry,2008,56(6):2064-2067

[15]Cooper KM,Samsonova JV,Plumpton L,et al.Enzyme immunoassay for semicarbazide-The nitrofuran metabolite and food contaminant[J].Analytical Chimica Acta,2007(592):64-71

[16]Pereira AS,Donato JL,De Nucci G.Implications of the use of semicarbazide as a metabolic target of nitrofurazone contamination in coated products[J].Food Addit Contam,2004,21(1):63-69

[17]李金强,郭海霞,曹鹏,等.偶氮甲酰胺分解产生呋喃西林代谢物的相关性研究[J].化学计量分析,2009,18(6):34-36

[18]袁涛,田国华,吴伟,等.次氯酸钠·酒精及穿串用竹签对鸡肉产品中呋喃西林代谢物检测结果的影响[J].安徽农业科学,2011,39(30):18733-18735

[19]Mulder PP,Beumer B,Van Rhijn JA.The determination of biurea:a novel method to discriminate between nitrofurazone and azodicarbonamide use in food products[J].Anal Chim Acta,2007,586(1/2):366-373

Analysis to the Occurrence of Semicarbazide in Shellfish

ZHANG Xiao-yan，ZHANG Rui，CHEN Lei，WU Bin，JIANG Yuan，SHEN Chong-yu
（National Honey Reference Laboratory，Animal，Plant and Food Inspection Center（APFIC）of Jiangsu Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Nanjing 210001，Jiangsu，China）

Abstract：Semicarbazide is considered to be a characteristic metabolite of nitrofurazone and often used to estimate the abuse of nitrofurazone in animal product.Semicarbazide was frequently detected in shellfish，so it is essential to analyze the occurrence of semicarbazide in shellfish.This article introduced the possible source of semicarbazide， such as the natural occurrence in shellfish， semicarbazide rooted in azodicarbonamide and so on.Furthermore，the methods about how to reduce the risk of SEM contamination were introduced simply and some advice about production and detection of shellfish was proposed.

Key words：shellfish；semicarbazide；occurrence；analysis

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.13.035

国家质检总局科技资助项目（No.2008IK137）

张晓燕（1981—），女（汉），工程师，硕士研究生，从事食品中兽药残留检测。

2012-11-01