食品中瘦肉精常用检测方法及快速检测技术研究进展
2022-08-11刘颖沙李艳莉吝瑞花徐妍妍岳彩洋
刘颖沙, 李艳莉, 雷 琼, 吝瑞花, 徐妍妍, 鲁 瑶, 岳彩洋
(1. 杨凌职业技术学院,陕西 杨凌 712100; 2. 杨凌质量技术检测检验所,陕西 杨凌 712100)
0 引言
瘦肉精是β 肾上腺受体激动剂类化合物的统称,包括盐酸克伦特罗、沙丁胺醇、莱克多巴胺等10 余种物质,这种药物能加速畜禽体内的瘦肉生长,同时也能对畜禽体内的肥肉生长进行抑制[1]。最初在动物喂养过程中,以超出10 倍规定剂量将瘦肉精应用到畜禽饲料,因为瘦肉精的用量很大,且畜禽代谢慢,会在畜产品中造成大量的药物残留,如果人们食用含有瘦肉精残留的畜产品,会出现中毒情况[2]。近些年,我国农业农村部等部门颁布制定各项规章,禁止使用抗生素、促生长激素及一些化学合成物,也发布若干项关于兽药残留的监控计划,很多省市地方均建立了猪肉安全体系,规定活体的猪只有尿检合格后才可以进行屠宰,也在各个地方建立产地检疫和屠宰检疫,确保消费者舌尖上肉制品的安全[3]。在现有政策和法规的约束下,仍然存在部分养殖人员未遵守相关规定,为得到更多瘦肉获取更大利润,继续使用瘦肉精;也有一些企业采用私下手段,非法使用盐酸克伦特罗等药品,以牟取暴利,威胁消费者的身体和生命安全[3]。市面上关于瘦肉精的检测方法琳琅满目,本文就现有瘦肉精的检测方法进行比较研究,重点综述感官检测法、酶联免疫吸附法、高效液相色谱法的优劣,分析在国家越来越重视快速检测的大背景下涌现的瘦肉精快速检测方法,介绍常见瘦肉精快速检测卡优化和改进措施,为后续继续不断深入研发新型快速检测技术提供依据,确保消费者舌尖上肉制品的安全,推动肉类食品加工行业的可持续发展。
1 现有瘦肉精检测方法
1.1 感官检测法
感官检测法是通过肉眼最直接判定的方法,观察肉的颜色,一般含有瘦肉精的猪屠宰后肉色鲜红,后臀肌肉饱满突出,脂肪厚度较薄,一般小于1 cm,而健康肉的肉色一般都呈现淡红色,肉的弹性较好[4]。
1.2 酶联免疫吸附法
酶联免疫吸附法(Enzyme-linked Immunosorbent Assay,ELISA)是利用酶标记抗原或抗体以检测相应抗原或抗体的一种免疫学标记技术。由于抗原抗体结合具有特异性,ELISA 法具有特异性强、灵敏度高、通量大及检测效率高等优点。酶标板上包被的抗原会与样品中的抗原共同竞争酶标抗体,在试验过程中加入底物,通过显色反应,酶标孔中会有颜色的变化,最后加入终止液在15 min 内终止反应,依据颜色变化定性判定,通过酶标仪或分光光度计进行定量判定。由于ELISA 的原理特异性,在建立方法过程中使用的抗原、抗体都具备较强活性,结果容易受到酶的影响,对温度及孵育条件具有较高的要求,再加上ELISA 法全程使用移液枪,对操作者技术操作要求较高,稍微不熟练或者使用不规范就会造成结果不准确,容易出现假阳性现象[5]。CONG Yang 等[6]以小鼠抗体建立OSELISA 反应试验,将克伦特罗与牛血清白蛋白结合来对小鼠进行免疫,得到抗体库,对抗体进行分离和筛选,检测限为8 ng/mL。很多科研工作者对现有ELISA方法不断改进,制备单克隆抗体,通过优化免疫技术,分离和筛选得到特异抗体,改善假阳性现象,提高了精确度和灵敏度,但是目前ELISA 法还是适用于大批量样品的初筛。
1.3 高效液相色谱法
高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)因其具有准确度高等优点,是我国规定的克伦特罗残留的半确证性检测的方法之一,其对于猪尿和猪肉前处理方式不同,猪尿可直接上机检测,猪肉需要先制成匀浆,然后进行萃取、洗脱等操作,上机测定后,通过外标法进行定量[2]。HPLC 检测准确度高、精确度高及假阳性低,是较可靠的瘦肉精检测方法,整个检测过程只需要4 h 即可,对于几乎所有的猪肉制品都可以采用高效液相色谱法,此法可以与质谱等系统联用,结果更加准确[7-8]。刘缨等[9]利用固相萃取−液质联用法,以多壁碳纳米管及其改性材料为吸附剂,建立新型识别检测法。通过试验验证,这种方法不仅节约时间、方便,而且准确度高,以加标进行基质干扰试验,回收率87.5%~97.8%,比较适合猪尿液的前处理。程江闯等[10]建立了QuEChERS-超高效液相色谱−串联质谱法,在10 min 内完成分离分析,在0.5、1.0 和5.0 μg/kg 添加水平的回收率为62.4%~116.0%,相对标准偏差位1.1%~20.0%,检出限为0.5 μg/kg,完成牛羊肉中36 种瘦肉精残留量的测定。刘迪等[11]建立一种超高效液相色谱−串联质谱法,克伦特罗的检出限和定量限分别为0.05、0.20 μg/kg,同时测定猪肉中传统型和新型“瘦肉精”的分析方法。吴剑平等[12]建立了猪尿中盐酸赛庚啶残留量的分散液相微萃取(DLLME)/超高效液相色谱−串联质谱内标检测法,方法的检出限为0.05 μg/L,具有较好的准确度与精密度。孙晓亮等[13]对液相色谱分离条件、MS/MS 检测参数及样品前处理方式进行了优化,建立超高效液相色谱−串联质谱法,检出限为0.1 μg/L,定量限为0.3 μg/L。柳海燕等[14]对新型“瘦肉精”赛庚啶及其检测方法进行了探究。李丹妮等[15]建立了QuEChERS 前处理结合超高效液相色谱−串联质谱同时检测猪组织中赛庚啶和可乐定残留量的方法,方法检出限为0.5 μg/kg。科研工作者通过对高效液相色谱法检测瘦肉精的前处理、检测参数和分离条件优化,提高检测速率,从而使检测结果更加准确和灵敏。
2 现场快速检测方法必要性
我国与欧美在食品入市方面的做法比较(图1)发现,欧美等发达国家在食品入市方面的做法是采样后进行快速检测,快速检测达标的产品可直接上市,未达标的样品需要进行进一步检测,若达标可直接上市,若不达标禁止上市并做召回处理,如图1b 所示。我国与欧美国家相比,在快速检测方面未广泛应用。近些年,我国食品安全朝着向好的方向发展,但是仍发生一些食品安全事故[16]。国家越来越重视快速检测在食品安全检测方面的应用,尤其是快速检测设备越来越多,为传统的简单通过眼睛、鼻子等方便进行筛查提供了技术支撑和保障。《中华人民共和国食品安全法实施条例》中规定质量监督等部门可以用快速检测方法对食品进行初步筛查。
图1 我国与欧美等发达国家在食品入市方面的做法比较Fig. 1 Comparison of food market entry practices between China and developed countries such as Europe and the United States
对于瘦肉精的快速检测,指在短时间(理化检测时间<2 h,酶联免疫检测时间<4 h)出具检测结果的过程。现在市面上最常用的现场瘦肉精快速检测通过现场采样,利用快速检测胶体金试纸条进行样品检测,得出阴阳性判定结果。通过现场检测,可以有效提高检测效率,对于初筛不合格的样品或可疑样品进行二次检测,二次检测的样品量明显大大降低,这样既可以提高监督效率,扩大检测覆盖面,也可以降低实验室的检测费用,减少实验室工作压力。
3 现场快速检测方法
3.1 表面增强拉曼光谱法
为了快速检测生鲜肉中的瘦肉精,翟晨等[17]研究利用表面增强拉曼光谱技术,以沙丁胺醇为检测目标物,建立了一种快速检测肌肉组织和肝脏中瘦肉精含量的方法。对肌肉组织和肝脏中沙丁胺醇含量进行检测,检出限分别为0.01 和0.02 mg/kg,实现肌肉组织和肝脏中沙丁胺醇含量的定量检测。
3.2 背景荧光猝灭−免疫层析法
基于背景荧光猝灭−免疫层析法,吴晓霞[18]研制快速检测猪肉中盐酸克伦特罗、沙丁胺醇和莱克多巴胺的定量检测卡,建立筛选检测系统,其中可确定T 线抗原浓度和小试杯中抗体标记浓度,应用最佳检测系统进行方法学验证和样品测定。与国标方法检测结果无显著性差异(p>0.05),特异性强、灵敏度高,将待测物的方法学结果储存于二维码中,可实现快速、准确比对。
3.3 便携式瘦肉精快速检测箱
基于现有瘦肉精检测的弊端问题,李洪根[19]研发成功一款小巧便携、续航能力强、温度较恒定、简便易操作、耐用不易损的便携式瘦肉精快速检测箱,检测结果正确率为90%以上,解决低温条件下瘦肉精快速检测准确率低的难题。
3.4 胶体金免疫层析卡
市面上最常见的瘦肉精快速检测方法即为快速检测试纸条。此方法利用抗原与抗体的免疫学反应。胶体金对蛋白质分子有较强的吸附功能,加上胶体金表面呈负电性,能够与表面带正电荷的蛋白(抗原、抗体)通过静电作用结合进行标记,形成具备稳定性的金标抗原或金标抗体。对于瘦肉精快速检测卡,在底板上固定硝酸纤维素膜(NC 膜),在NC 膜的检测区(T 线)包被抗原,在质控区(C 线)包被二抗。在NC 膜左上压住NC 膜0.2 cm 区域为金标垫,在金标垫喷涂金标抗体,当样品加入后,液体从样品垫−金标垫−NC 膜−吸水垫进行层析泳动,样品中的抗原会和T 线上包被的抗原共同竞争金标抗体。若样品中含有瘦肉精,在金标垫上会形成金标抗体−样品抗原,接触T 线后,不会出现红色条带;若样品中不含瘦肉精,T 线的抗原会与金标抗体−抗原,出现红色条带。C 线是用来判定卡片是否有效,因为多余的金标抗体会继续泳动,与C 线的二抗发生反应,使得C 线显示区红色条带,故C 线显色是判定检测卡是否有效的标志。
胶体金免疫层析法检测结果方便观察、成本较低,检测时间10~15 min,适合大批量初筛检测,但是市售的卡片灵敏度为3~5 μg/L,行业标准NY/T 933−2005《尿液中盐酸克仑特罗的测定 胶体金免疫层析法》中对于胶体金免疫法检测克伦特罗的判定限为3 μg/L,检测方法略高于标准,所以特异性和灵敏度较低,容易造成结果的不准确,出现误判的可能性大。另外,采用肉眼判读,当检测线显色比较模糊时,可能引起误判或漏判,检测结果难以保存[20]。结果没有数据显示且不能与物联网相结合,所测结果难以进入国家食品安全数据库。
随着技术的发展,现在市面上对传统的方法进行了改进。陈艺宏[21]通过自制的CLB-BSA,对瘦肉精金标检测卡的制备条件及样品的前处理条件进行了优化,采用2 μg/mL 抗体最适添加量,14 000 r/min 离心15 min等条件,检测限可达到12 ng/g。刘兆金等[22]研发多通道胶体金读卡仪软件V1.0,即可消除肉眼判读误差。定量检测卡的出现打破胶体金卡只能定性的单一性,用小型的胶体金读数仪进行结果读取,定量检测范围在0.3 ~10.0 μg/L,提高准确度和灵敏度。那冠琼[23]设计完成新型“瘦肉精”等兽药的免疫快速检测,建立了胶体金试纸条方法定性定量检测猪肝中沃尼妙林,制备高灵敏度的单克隆抗体并进行ic-ELISA 鉴定,达到裸眼消线值为50 ng/g,读条仪定量检测IC50为6.06 μg/L。郭翼等[24]研发成功利用免疫竞争法的一种基于光学成像的瘦肉精检测仪器,仪器具备自动检测、智能计算和数据存储等优点,定量显色分析仪器已推广应用于其他多项食品安全项目的检测。柳海燕等[25]研制了用于现场检测肉制品中盐酸克伦特罗和沙丁胺醇(瘦肉精)的二联快速检测试纸条,其检测灵敏度、特异性、稳定性、重复性都较高。任清丹等[26]对瘦肉精三联快速检测卡的检测准确性提出改进措施,提供技术攻关。喻俊磊等[27]对动物源性食品中克伦特罗、莱克多巴胺和沙丁胺醇快速检测产品的稳健性评价,对瘦肉精快检产品进行评价测试和改进。李鹏等[28]研发新型瘦肉精班布特罗胶体金快速检测卡和瘦肉精西马特罗胶体金快速检测卡,拓宽瘦肉精检测范围。
随着科学进步,目前胶体金检测卡在实践检验中准确度和灵敏度有所提高,因其具备被基层推广及简单快速的优点,现已应用于基层筛选工作。瘦肉精快速检测的技术、产品已经经过国家食药局批准认可,并在国家兽药残留监控计划的大力支持下广泛使用,已有30 个省市,200 多份样品例行检测。据统计,我国有近万家的养殖、屠宰、动物加工企业,累计2 亿份样品需要进行日常检测,据此数据说明瘦肉精快速检测卡具有广阔的应用市场和前景[29]。
4 结束语
瘦肉精有促生长、减少脂肪含量、提高瘦肉率等功效,但可对人们健康造成威胁。对于瘦肉精的检测,消费者可采用感官检测法进行日常筛查。对于检测部门,采用胶体金快速检测卡进行初步筛查,接着用酶联免疫法进行初步复查,进而用高效液相色谱法、液质联用法及生物传感技术等实验室方法进行定量检测,提高检测效率和准确度。现在市面上最常用的瘦肉精快速检测方法是利用胶体金试纸条,对于科研工作者,将继续不断深入研发新型快速检测技术,确保消费者舌尖上肉制品的安全性,推动肉类食品加工行业的可持续发展。