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禽蛋产品中兽药残留检测技术的研究发展

2022-11-16马颖清丰东升汪弘康张维谊

食品安全导刊 2022年18期
关键词:禽蛋质谱法色谱法

马颖清,丰东升,王 敏,汪弘康,张维谊

(上海市农产品质量安全中心,上海 201708)

禽蛋富含蛋白质、微量元素、维生素和卵磷脂等多种人体所需的营养物质,是居民日常饮食中重要的组成部分,但禽蛋中的兽药残留问题一直是影响禽蛋质量安全的主要危害因素之一。兽药按用途主要分为7 类,包括抗生素类和合成抗生素类、驱肠虫药类、生长促进剂类、抗原虫药类、灭锥虫药类、镇静剂类以及β-肾上腺素能受体阻断剂。其中,抗生素类和合成抗生素类药物是使用最多的兽药,占比达60%,主要包括β-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类、四环素类和酰胺醇类抗生素等。兽药残留既包括原药,也包括药物在动物体内的代谢产物和兽药生产过程中伴随的杂质。兽药残留会导致药物在人体蓄积,对人体产生毒性,或致癌、致畸、致突变等。兽药残留问题已成为全球关注的焦点,不仅影响人们的身体健康,也直接关系到畜牧产业的经济效益[1-2]。本文整理分析了近年来禽蛋中的兽药残留检测技术,为进一步研究并建立高效的检测方法提供依据和参考。

1 前处理方法

禽蛋的主要成分是蛋白质,在检测过程中,蛋白质会对目标物的提取净化造成干扰,从而影响药物的定性和定量,因此减少蛋白质的干扰极其重要。前处理步骤一般包括提取、分离、净化和浓缩等,其中提取和净化是最重要的两个步骤。根据现有的文献和标准来看,在禽蛋产品中应用较多的是液液萃取法(Liquid-Liquid Extraction,LLE)、固相萃取法(Solid Phase Extraction,SPE)、凝胶渗析萃取技术和QuEChERS 法等[2-3]。

1.1 液液萃取法

液液萃取常用于分离样品中的被测物质与基质,主要利用被测物质在两种不相容液体中的分配系数不同或溶解度不同,使被测物质从一种液体转移到另一种液体中,经过多次萃取,最终将被测物质提取出来的方法。液液萃取也称为溶剂提取或抽提,是一种广泛应用的前处理方法。WANG 等[4]分两次用乙酸乙酯提取鸡蛋中的7种抗生素药物(喹诺酮类和磺胺类药物),经浓缩过滤,采用超高效液相色谱-质谱联用法(Ultra Performance Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry,UHPLC-MS/MS)进行分析。7种抗生素药物检测的线性相关系数均在0.990以上,检出限为2 ~10 μg·kg-1。但在大多数情况下,液液萃取法常与其他前处理方法配套使用。

1.2 固相萃取法

固相萃取技术是通过固体吸附剂对目标组分进行选择性吸附,从而达到分离、纯化和浓缩目标物的目的[5]。固相萃取技术具有针对性强、操作简单、速度快和可同时处理多个样本等优点,已发展成为许多领域内样品前处理的常用方法,也广泛用于禽蛋产品中兽药残留的检测。我国现存的国家标准或行业标准中主要采用的即为固相萃取法。《进出口动物源食品中14种β-内酰胺类抗生素残留量检测方法 液相色谱-质谱/质谱法》(SN/T 2050—2008)[6]用乙腈-水溶液提取β-内酰胺类抗生素残留物,经浓缩复溶后用HLB 固相萃取柱净化。《鸡蛋中氟喹诺酮类药物残留量的测定 高效液相色谱法》(农业部781 号公告—6—2006)[7]用提取液提取后,用C18固相萃取柱进一步净化。秦宇等[8]建立了以1.0%甲酸乙腈为提取剂,Oasis PRiME HLB 柱净化,超高效液相色谱-串联质谱法正负同时扫描测定禽蛋中12种兽药残留的检测方法,该方法大大降低了检测处理时间,提升了工作效率,为禽蛋中多种兽药残留分析检测标准的建立提供了依据。

1.3 凝胶渗析萃取技术

凝胶渗析色谱又称体积排阻色谱,是一种根据溶质分子大小进行分离的色谱技术。它不仅可以用来分析分子体积不同但化学性质相同的高分子同系物,也可以用于小分子物质的分离及鉴定,具有操作简单、可自动化进行、实验条件温和、重复性良好、回收率高和萃取速度快等优点。《动物源性食品中地克珠利、妥曲珠利、妥曲珠利亚砜和妥曲珠利砜残留量的检测 高效液相色谱-质谱/质谱法》(SN/T 2318—2009)[9]先用乙酸乙酯提取试样中的地克珠利、妥曲珠利、妥曲珠利亚砜和妥曲珠利砜残留,再通过凝胶渗透色谱净化后,用高效液相色谱-串联质谱法测定。

1.4 QuEChERS 法

QuEChERS 方法是由美国农业部Anastassiades教授等于2003年开发的一种用于农产品检测的快速样品前处理方法,该方法具有快速(Quick)、简单(Easy)、低廉(Cheap)、高效(Effective)、稳定(Rugged)和安全(Safe)等特点[10]。QuEChERS 法最早用于果蔬样品中的农药残留检测的前处理,其原理与高效液相色谱法和固相萃取法的分离原理相似,通过吸附剂、基质和待测物间不同的相互作用达到净化的目的[11]。QuEChERS 方法主要分为3个步骤:①样品经粉碎后用溶剂进行提取分离,溶剂一般选择单一溶剂,如乙腈等;②加入盐类除水,常用的试剂有无水硫酸镁;③加入吸附剂进行净化,最后使用仪器进行测定。杨婷婷等[12]以QuEChERS 方法处理样品,结合四极杆飞行时间串联质谱仪法(Quadrupole-Time of Flight Mass Spectrometry,Q-TOF-MS)对样品进行检测及分析,建立了一种能够快速筛查蛋及蛋制品中硝基呋喃类代谢物残留的方法,该方法耗时少,平均回收率为78.6%~120.8%。

2 检测方法

目前,禽蛋中兽药残留检测常用的方法有高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用法、高效液相色谱-质谱联用法等。

2.1 高效液相色谱法

高效液相色谱法适用于分析相对分子量大、极性大、受热不稳定易分解和沸点高、不易挥发的兽药。高效液相色谱仪有紫外检测器、荧光检测器、蒸发光散射检测器等,可根据不同的检测目标选择合适的检测器。我国《鸡蛋中磺胺喹噁啉残留检测 高效液相色谱法》(农业部1025 号公告—15—2008)[13]、《动物性食品中泰乐菌素残留检测 高效液相色谱法》(农业部1163 号公告—6—2009)[14]和《鸡蛋中氟喹诺酮类药物残留量的测定 高效液相色谱法》(农业部781 号公告—6—2006)中规定对鸡蛋中磺胺喹噁啉、泰乐菌素和氟喹诺酮类药物的残留测定用高效液相色谱仪。其中,磺胺喹噁啉、泰乐菌素检测用的是紫外检测器,氟喹诺酮类检测用的是荧光检测器。高效液相色谱法具有分离效率高、定量准等优点,但易受到杂质、干扰峰的影响,无法精准定性。

2.2 气相色谱-串联质谱法

气相色谱-串联质谱法主要用于食品中易挥发小分子痕量化合物的检测。目前,其在兽药残留中应用较少,主要用于农药残留的检测,上机前需进行衍生。我国《食品安全国家标准 动物性食品中林可霉素、克林霉素和大观霉素多残留的测定 气相色谱质谱法》(GB 29685—2013)[15]规定了鸡蛋中林可霉素、克林霉素和大观霉素残留量的检测方法。

2.3 高效液相色谱-质谱联用法

近年来,高效液相色谱-串联质谱已逐渐取代高效液相色谱法,成为兽药残留检测的主要分析工具。质谱技术具有分离度高、灵敏度高、应用范围广和专属性强等特点,不易受到杂质、干扰峰的影响,能够做到精准定性、定量。除了单一组分的检测外,还可对多组分进行分离、定性和定量。此外,随着电喷雾电离和大气压化学电离技术的发展,液质联用仪在药物残留分析中应用领域迅速扩展。我国相关标准中对兽药残留的检测大多采用液相色谱-串联质谱法,如《出口动物源食品中氨丙啉残留量的测定液相色谱-质谱/质谱法》(SN/T 4583—2016)、《食品安全国家标准 猪、鸡可食性组织中泰万菌素和3-乙酰泰乐菌素残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》(GB 31613.2—2021)、《食品安全国家标准 动物性食品中金刚烷胺残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》(GB 31660.5—2019)等。

我国药物残留的检测标准主要是靶向检测,而动物源性食品中药物污染非常复杂,可能是一种化学物质或一类化学物质,也可能是尚未被监测到的、不在检测范围内的组分。为识别检测出各种潜在、未知的污染物等,需要更灵敏、快速、更有效的筛查识别手段。药物残留的非靶向、高通量筛查是未来农产品化学污染物检测的发展方向。高分辨质谱仪(分辨率≥10 000)能够测得更精确的相对分子质量,给出化合物的组成式,常用于对未知物的定性分析。高分辨质谱技术的发展弥补了三重四极杆质谱在未知化合物检索方面的不足,其强大的定性筛查能力为兽药残留的监督检测和风险监控提供了新的技术手段,是兽药残留风险监测和科学研究的热点[16]。KANG 等[17]建立了一种可同时对肉、蛋、奶和鱼中的100 多种兽药进行分析的液相色谱-飞行时间质谱法(Liquid Chromatography-Time-of-Flight Mass Spectrometry,LC-TOF/MS)。晏亮等[18]以5%甲酸乙腈溶液为提取剂,应用QuEChERS 法,建立了同时测定蛋及蛋制品中5 大类49种药物残留的超高效液相色谱四极杆飞行时间质谱方法。该方法快速、简便、准确,大大提高了工作效率。

3 快速检测技术

除了以上的检测技术外,快速检测技术也是目前发展迅速的一项检测技术。快速检测技术是一种操作简单、快速灵敏、检测时间较短的技术,其最大的特点是易于在现场开展实验。我国已逐步将食品安全快速检测技术列入了相关法律法规。《中华人民共和国食品安全法实施条例》第五十条规定,相关监督管理部门在食品安全监督管理工作中可采用公认的快速检测方法对食品进行初步筛查。因此,它作为保障农产品质量安全的重要技术支撑,在农产品生产、流通全过程控制和监管以及进出口贸易中发挥着重要的作用。国内外食品安全中常用的快速检测技术有化学比色分析检测技术、分子生物学分析检测技术、免疫学分析检测技术、生物传感器技术和纳米技术等。产品种类丰富,包括胶体金检测卡、微流控芯片、化学检测试剂和ELISA 试剂盒等。检测结果可分为定量检测、定性检测及半定量检测等[19-22]。目前市场上在禽蛋中检测较多的兽药主要为喹诺酮类药物、四环素类、硝基呋喃类代谢物和磺胺类等抗生素、抗菌药物。

4 结语

随着人们对食品安全的日益关注,作为优质蛋白质来源的禽蛋将成为人们关注的焦点。禽蛋中的兽药残留问题不仅影响着人们的身体健康,也对周边环境和畜牧业的发展产生了影响,因此加强禽蛋中兽药残留监管极为重要。本文总结了近年来使用较多的前处理方法和分析方法,但越来越严格的限量标准、复杂而未知的药物成分都对检测技术提出了更高的要求。随着检测技术的不断发展,将会有更多的方法应用于禽蛋中的兽药残留检测中。

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