牛、羊肉和牛、羊奶中兽药残留现状分析及检测技术研究进展

高鹏飞，龚 威，汤亚云，管凡荀，郭亚文，贺兆源，戴国俊，谢恺舟*

(1.扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州 225009；2.教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室，江苏扬州 225009)

兽药能预防和治疗动物疾病，有目的地调节动物生理机能[1]，提高生产效益，然而由于对兽药的过度依赖，滥用或不正确使用兽药等原因导致动物体内兽药残留超标。兽药残留会使畜禽和人体内的病菌耐药性增强[2]，影响药物治疗；还会引发疾病，导致中毒，严重会导致畸形、癌症和基因突变[3]。为保障畜禽产品安全，优化市场环境，畜禽产品上市前必须进行兽药残留检测，以确保上市动物产品中的药物残留水平控制在允许的范围内。随着人们生活水平的不断的提升，牛、羊肉和牛、羊奶作为重要的蛋白质来源，由于其独特的风味和多元的营养成分，市场需求量也越来越大。为了控制和监测牛、羊肉和牛、羊奶中残留物质的出现，发展了不同的样品前处理技术和兽药残留检测技术，为食品安全保驾护航。综上，本文综述了近几年我国牛、羊肉和牛、羊奶中各类兽药的残留现状和国内外研发的样品前处理技术和残留检测技术研究进展，以期为兽药残留监控和溯源提供文献基础，为相关检测工作提供参考依据。

1 牛、羊肉和牛、羊奶中的兽药残留现状

2021年央视“3.15”晚会上曝光的河北青县“瘦肉精”羊事件，使得“瘦肉精”又一次进入大众视野，引起社会强烈关注[4]。“瘦肉精”指的是一类能抑制脂肪沉积，促进骨骼肌蛋白质合成的苯乙醇胺类化合物，属于β-受体激动剂。常用的主要有克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇和氯丙那林。在2002年农业部就禁止β-受体激动剂类药物使用，但是由于其能提高饲料报酬，增加瘦肉率，明显改善胴体品质，所以在生产上屡禁不止。自1990年西班牙首次出现因食用残留克伦特罗的牛肉导致集体中毒的事件以来，关于“瘦肉精”的食品安全问题频繁出现。2016年，王海斌[5]在对天津部分市场肉产品的调查中发现1例牛肉样品存在克伦特罗残留。2017年北京食品与药品监督局发布的抽检公告显示，5批次牛肉存在兽药残留，其中1批次检出克伦特罗[6]。李杉等[7]在2018年采集了河南省18个市的部分超市和农贸市场的猪、牛、羊肉进行残留分析，436份样品中有23份检测到克伦特罗、4份检测到莱克多巴胺，1份样品检出沙丁胺醇。刁艳艳[8]在研究中对市场上不同批次的20个牛奶样品进行兽药残留分析，其中有2份样品检出氯丙那林残留。2020年天津出现1例克伦特罗中毒事件，6人食用羊杂后均出现不良症状入院，经检测，羊杂中克伦特罗的检出值高达595.2 μg·kg-1[9]。2021年3月，江西省樟树市市场监管局通报了其所在市区某百货超市中的牛肉被检出含有克伦特罗[10]。

在牛羊生产和其产品的流通中，除了“瘦肉精”等禁用药，一些允许被用作治疗动物疾病的药物如果残留超标也会严重危害消费者的健康。为规范养殖用药，保障动物源性食品的安全，农业农村部于2019年发布了新版国标 GB 31650—2019《食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量》，其中包含牛、羊肉和牛、羊奶中的残留限量药物种类如表1所示。在新国标中，抗生素、抗虫药、杀虫药和抗菌药占兽药种类比例最多，这是在牛羊生产中较为常用的几类药物，存在残留超标的可能性很大。徐曦[11]在西安某市场采集了421份羊肉进行兽药残留分析，检测到8份样品中含有磺胺类药物残留，另有2份样品分别双氟沙星和诺氟沙星残留超标。黎晓林[12]在2018～2019年采集了钦州市不同来源的动物产品进行兽药残留现状调查，发现牛肉中的2份样品青霉素残留超标；部分羊肉存在磺胺类、四环素类和青霉素残留，其中1份样品磺胺类残留超标；牛奶样品中检出1份阿莫西林残留超标和1份青霉素G残留超标。赵善仓等[13]在对我国羊奶质量现状的分析中发现，我国奶羊养殖中不合理用药和非法用药现象仍然严重，导致羊奶中出现β-内酰胺类、磺胺类和四环素类药物残留现象。郭添荣[14]在研究中通过实际样品检测，发现94个样品存在兽药残留，大部分药物残留水平在国家标准允许的范围内，但在1份牛肉样品中检出地塞米松和林可霉素残留超标，在1份羊肉样品中检测到了克伦特罗。吕冰峰等[15]对2018年我国食品安全监督抽检结果进行分析，发现一批次羊肉中氯霉素残留超标，5批次牛肉中残留超标药物是克伦特罗、恩诺沙星和磺胺类。孙瑜[16]在济南不同的超市和农贸市场采集了10类动物源性食品进行兽药残留检测，牛、羊肉和牛奶均存在硝基咪唑类和苯并咪唑类药物残留现象，其中1份羊肉样品中甲硝唑的残留量达到了74.78 μg·kg-1，8份牛肉样品中噻苯咪唑残留超标；4份牛肉和6份羊肉中检测到了乙烯雌酚残留；2份牛肉和1份羊肉样品检测到高残留量的克伦特罗。目前我国兽药残留形势依然严峻，很多地方被报道出牛、羊肉和牛奶中存在兽药残留超标现象，羊奶可能由于产量和流通等原因，在很多调查中并没有将羊奶作为采样对象，所以关于羊奶中兽药残留的情况可调查的资料有限，但这不代表羊奶质量安全过关，以后的调研和抽检需要加大对羊奶的筛查力度，不给不法商户可乘之机。解决兽药残留问题不仅需要地方机构正确的引导生产，指导养殖户科学用药，遵守休药期规定，更需要加大监测、管控和惩治力度，切实保障国民饮食安全。

表1 GB 31650—2019 中牛肉、羊肉、牛奶、羊奶的兽药残留限量药物种类

2 牛、羊肉和牛、羊奶兽药残留检测中样品前处理技术的研究进展

在完整的实验过程中，样品前处理是残留检测的关键，所占时间比例最大，其过程包括提取、净化、浓缩或衍生化。在牛、羊肉和牛、羊奶中的兽药残留检测中，由于样品基质复杂，待测物质的浓度较低，水、蛋白质、脂肪等复杂基质的存在会加大分离和净化的难度，影响待测药物的净化效果与速度，所以检测不同样品必须要选择合适的前处理方法。目前，在牛、羊肉和牛、羊奶的兽药残留检测中常用的样品前处理技术主要有：液-液萃取、固相萃取、QuECHERS、加速溶剂萃取。

2.1 液-液萃取 液-液萃取法是最经典的提取净化方法之一，其原理是利用待测组分与样品杂质在互不相溶的两相中溶解性差异进行净化，在提取性质相似的待测物时应用广泛。Imamoglu等[17]在检测牛奶中26种兽药和187种农药残留的研究中，使用含0.1 %乙酸的乙酸乙酯进行液-液萃取，试验得到了满意的结果。Li等[18]通过乙腈提取牛奶中的25种兽药，基质效应较小且获得了满意回收率。

2.2 固相萃取 固相萃取是溶质在高分子固定液膜和水溶液间达到分配平衡后分离，就是将液体样品中的目标物质利用固体吸附剂吸附，再洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标药物的目的。贾玮等[19]基于SPE建立了一种检测羊肉中12种兽药残留的方法，在相应浓度范围内，所有药物的回收率高于71.37 %，RSD低于6.37 %，精密度高，灵敏度满足检测需要，适合羊肉中兽药残留的检测。最近，沈昕等[20]建立了牛、羊奶中莫昔克丁残留检测的方法，样品经乙腈提取后，再经过C18固相萃取柱净化，浓缩衍生后上机检测，该方法灵敏度高，样品回收率在75.5 %以上。

2.3 QuEChERS QuEChERS萃取法因具有快速、简易、廉价、有效、稳定和安全的特点而得名，其原理是利用吸附填料与基质中杂质之间的相互作用来吸附杂质，从而实现净化。Kang等[21]通过QuEChERS法提取牛肉和牛奶中的66种兽药，在试验的浓度范围内，所有药物回收率在70.0 %以上，其他质量参数均满足检测需要。陈娟等[22]基于QuEChERS萃取法建立了一种用于牛奶中11种激素类残留的检测方法，样品萃取剂为乙酸乙酯，净化管为Cleanert MAS-Q，该方法在相应浓度范围内线性良好，灵敏度高，适合牛奶中激素类药物的多残留检测。

2.4 加速溶剂萃取 加速溶剂萃取是在高温高压条件下用有机溶剂对固体或半固体的样品进行自动化萃取的技术。高温可以增加分析物的溶解度，降低基质效应，高压可以使溶剂在高温下仍保持液态，保证挥发性物质不挥发，缩短萃取时间。Han等[23]将ASE和凝胶渗透色谱结合来检测牛肉和牛肾中的克霉唑残留，该方法快速准确、灵敏度高。Yu等[24]开发了一种ASE法用于提取牛肉和肝脏中的7种四环素类化合物，提取三氯乙酸/乙腈提取肌肉和肝脏样品，提取温度为60 ℃，压力为65 bar。根据不同的前处理方法的性质，表3总结了以上四种方法的各自特点，根据不同样品性质选择合适的前处理方法，可以提高样品制备效果。目前不少研究是将两种前处理方法相结合，以弥补各自的不足，获得更好的试验结果。

3 牛、羊肉和牛、羊奶兽药残留检测中分析技术的研究进展

3.1. 气质联用法 气相色谱是根据待测化合物在载气的带动下通过色谱柱的速率不同来分离混合物。通常气相色谱检测药物残留都需要进行衍生化反应，并选择特定的毛细管柱来分离样品，再通过与质谱检测器相连进行分析测定。孙慧中等[25]通过气相色谱-质谱法测定牛肉中17种二噁英类残留，方法精密度高，满足检测需要。李晓晶等[26]通过气相色谱-串联质谱法同时测定牛奶中7种多溴二苯醚，所有样品的回收率在89.7%以上，检测限(limit of detection, LOD)为2.4～9.8 ng·kg-1，该方法简单快速，灵敏度高。气质联用法虽然检测速度快和灵敏度高，但适合检测的主要是可以气化或衍生后可以气化的小分子量药物，一些热不稳定或大分子量的药物只能选择其他检测方法，牛、羊肉和牛、羊奶中的药物残留大部分是大分子量的化合物，所以气质联用法的应用并不如液相色谱法和液质联用法广泛。

表2 不同的前处理方法优缺点对比

3.2 液相色谱法 液相色谱是以液体为流动相，采用高压输液系统，将极性不同的单一溶液或不同物质的混合溶液通过固定相色谱柱，根据经过色谱柱的停留时间不同达到分离检测的目的。HPLC和UPLC是在液相色谱的基础上发展来的检测技术，具有高速、高效、高灵敏度的特点，目前是检测牛、羊肉和牛、羊奶中兽药残留的常用方法。液相色谱将目标化合物分离后要选用适合的检测器进行测定，如荧光检测器(fluorescence detector, FLD)适合本身拥有或衍生后获得荧光基团的药物，二极管阵列检测器(photodiode array detector, PDAD)和紫外检测器(ultra-violet detector, UVD)则需要依靠紫外基团进行检测。表3列出了通过液相色谱连接不同检测器检测牛、羊肉和牛、羊奶中的兽药残留的研究结果对比。

表3 牛、羊肉和牛、羊奶中液相色谱连接不同检测器检测结果对比

3.3 液质联用法 LC-MS是以液相色谱作为分离系统，质谱为检测系统，由于质谱强大的定性能力，使其在有机物分析领域有广阔的应用空间。目前在牛、羊肉和牛、羊奶的兽药残留检测中常用的液质联用法主要有HPLC-MS/MS和UPLC-MS/MS，具有分析范围广、分离能力强、结果可靠等优点。表4列出了近几年通过液质联用法检测牛、羊肉和牛、羊奶中兽药残留的研究结果。通过表3和表4对比，可以发现与液相色谱法相比，液质联用法的应用范围更加广泛，可以分析更多不同种类的药物，且检测限相对更低。

表4 不同液相色谱-串联质谱法检测牛、羊肉和牛、羊奶的结果对比

3.4 其他方法

3.4.1 毛细管电泳 毛细管电泳(capillary electrophoresis，CE)是在高压直流电场作用下，以电渗流为驱动力，毛细管为分离通道，依据样品中各组分的通过速度不同而实现分离的技术。韩宇等[40]通过CE检测牛肉中两种氟喹诺酮类残留，该方法灵敏度高，满足检测需要。Yang等[41]通过CE分析畜产品中的6类磺胺类药物，牛奶样品的LOD在1.8～16.3 μg·L-1之间，方法简单快速，精密度高。CE具有试剂消耗低、分离效率高的优点，但由于进样量小，因而制备能力不足，且CE在重现性方面有一定的局限性。

3.4.2 免疫分析法 免疫分析法是通过抗原与抗体发生免疫反应后的特异性结合，以此对目标化合物进行测定分析，操作简单，检测速度快。李坚等[42]建立了一种新型酶联免疫吸附法检测食品中的恩诺沙星，该方法具有良好的灵敏度和特异性。安静等[43]用化学发光免疫分析法筛查新疆地区动物源性食品中的硝基呋喃及代谢物残留，被检出的样品通过UPLC-MS/MS进行验证，两种方法检测结果一致。免疫分析法更适合大批量样品的定性检测，其发展要保证准确性和灵敏度，避免“假阳性”问题。

3.4.3 生物传感器分析法 随着纳米技术的成熟，生物传感器技术的发展为牛、羊肉和牛、羊奶中的兽药残留检测提供了新方向，绿色环保、安全有效的高灵敏度检测方法在未来的发展空间很大。Sun等[44]通过化学发光传感器法检测牛奶样品中的四环素类兽药残留，方法优化后的LOD为21 fmol·L-1。Wang[45]通过电化学传感器检测样品中的氯霉素残留，该方法具有很高的灵敏度和很好的可重复性和稳定性，并已成功用于牛奶样品中氯霉素的检测。生物传感器具有试剂消耗低、灵敏度高、省时省力等优点，但在牛、羊肉和牛、羊奶残留检测的应用还不是非常广泛，目前主要是用于检测肉品质和风味等，而且由于研究历史较短，目前还有不少问题需要解决，但随着研究的深入，该方法在兽药残留检测领域的应用将成为一种趋势。

4 总结与展望

我国牛、羊肉和牛、羊奶中的兽药残留问题仍然严峻，特别是β-受体激动剂、抗生素类和抗菌类药物经常被查出残留超标。在养殖过程中要严格按照要求科学使用兽药，遵守休药期的规定，并且上市前要对产品进行残留抽检，符合国家标准才可以流通市场，避免药物残留超标危害消费者健康。对于不同的样品基质要选择合适的样品前处理方法，目前在牛、羊肉和牛、羊奶的检测中常用的样品前处理技术主要是SPE和QuEChERS，净化效果好，分离时间短，溶剂用量少，但在应用时要注意规避基质干扰。ASE法因其特有的优点，仍有很大的发展空间。将不同的样品前处理技术联用可以减少单一方法的缺陷，使样品制备更加完美，提高回收率。免疫分析法适合快速检测对样品进行定性，而更加精确的定量分析则需要仪器检测。与气相色谱和液相色谱相比，CE分析仪器相对便宜，适合没有色谱仪器的实验室。HPLC-MS/MS和UPLC-MS/MS是超痕量分析最常用的方法，适用范围广，分析结果准确可靠，且不需要衍生化反应，未来一段时间的大部分研究也都会是以液质联用技术为主。生物传感器对兽药残留的检测具有更高的准确度、安全，更有极高的灵敏度和精密度，时效快且成本更低，虽然目前生物传感器技术的应用还不如传统的检测方法广泛，但其未来发展可期。