动物源性食品中抗生素残留物质的 快速检测方法
2022-11-20李敏,商春锋,李凤姣
在我国,由于兽医用药制度的不完善及相应的检测监督系统不健全,再加上经济利益方面的影响,常会出现抗生素类药物滥用现象,其潜在致病危害逐渐引起了社会的普遍关注。抗生素的使用和细菌的耐药性是互相依存、互相制约的两个方面,人们食用了有抗生素残留的动物性食品后,体内的耐药菌株和抗生素药物的毒副作用都会严重威胁身体健康,因此积极寻求简单、快速、高效和准确的抗生素残留检测技术成为人们关注的热点问题[1-2]。
1 动物源性食品中抗生素的分类
动物源性食品中的抗生素一般包括β-内酰胺类抗生素、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类、氯霉素类以及林可酰胺类等几种类型。
β-内酰胺类抗生素主要包括青霉素类、头孢菌素类等。青霉素类抗生素是最早用于临床的抗生素,作用于革兰氏阳性球菌、革兰氏阳性杆菌和部分革兰氏阴性球菌,它是通过抑制细菌细胞壁的生成而达到杀菌的目的,主要用于治疗敏感细菌导致的败血症、肺部感染等疾病,是一种窄谱抗生素,因此针对性强,具有疗效高、毒性低、临床应用广泛等特点。其毒副作用比较明显,易引起过敏反应,严重者会导致过敏性休克。头孢菌素类抗生素是从冠头孢菌培养液中分离的头孢菌素C,经改造侧链而得到的一系列半合成抗生素,抗菌谱广,对厌氧菌有高效的杀伤力,和青霉素作用机理相同,也是通过抑制细菌细胞壁的生成而达到杀菌的目的,属于繁殖期杀菌药。由于其不良反应和毒副作用较低,是当前开发较快的一类抗生素。
氨基糖苷类抗生素的性质比较稳定,主要作用是与细菌核糖体结合,抑制蛋白质的合成,并破坏细菌细胞膜的完整性,是一类静止期杀菌剂,抗菌谱较广,在有氧条件下能对敏感细菌起到良好的消杀作用。它的副作用比较明显,剂量超标易引起肾中毒、呼吸衰竭等反应。
大环内酯类抗生素是一种快速抑菌剂,常见的有红霉素、阿奇霉素、克拉霉素等。它是通过选择性抑制蛋白质的合成达到杀菌的作用,主要作用于需氧的革兰氏阳性菌和革兰阴性菌,在轻中度感染中有着广泛应用。它的毒副作用也较明显,主要表现为消化道症状和肝毒性。
四环素类抗生素主要包括四环素、土霉素和强力霉素等,是由放线菌产生的,具有抑菌作用并在极高浓度时有杀菌作用的一大类半合成广谱抗生素,除常见的革兰阳性菌、革兰阴性菌以及厌氧菌外,还应用于多数立克次氏体、衣原体、支原体等所导致的感染。畜禽养殖过程中,四环素类抗生素作为防治药物添加到饲料中,用于防治肠道感染、促进动物生长,在水产养殖中其也被广泛应用于预防和治疗多种感染性疾病。长期摄入四环素残留超标的食品会引起人体严重的肝损害,对骨和免疫系统也有影响。
氯霉素是由委内瑞拉链丝菌产生的抗生素,抗菌谱极广。它作用于核糖体上,能抑制细菌蛋白质的合成,因此对大多数的G+菌和G-菌都有较好的消杀效果,同时它的脂溶性较高,易进入脑脊液和脑组织,对许多病原体有着良好的抑制作用。虽然氯霉素类抗生素的作用比较广泛,但毒副作用较多,会导致再生障碍性贫血,严重者会产生致命性的危害,因此使用量逐渐减少,很多国家在水产、畜牧生产中已经禁止使用。
林可酰胺类抗生素是一种由链霉菌产生的具有强效、窄谱的抑菌性抗菌药物,主要包括林可霉素和克林霉素,该类抗生素针对性强,对革兰阳性菌及厌氧菌具有良好的抗菌活性。
2 动物源性食品中抗生素残留的检测方法
2.1 前处理方法
2.1.1 液-液萃取法
液-液萃取主要是根据物质在两相系统分配系数不同的特性展开相应的提取和分离操作。该方法的操作比较简单,但其需要使用大量的检测试剂,对于实验人员和实验环境具有一定的危害,实验重现性较差,整体的回收率也较低。液-液萃取法在基质比较复杂的动物源性食品检测中应用较少,需结合其他处理和检测方法来保证实验的合理性[3]。借助两步液-液萃取对目标样本进行提取,使用乙酸乙酯和丙酮进行分别萃取处理,采用Oasis MCX混合阳离子固相萃取小柱对提取液实施净化富集处理操作,最后借助高效液相色谱串联质谱法(High Performance Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry,HPLCMS)对样品进行检测。
2.1.2 固相萃取法
固相萃取技术的原理是通过固体吸附剂对目标组分实施选择性吸附操作,以此来实现目标物的高效分离、纯化和浓缩处理。固相萃取技术在发展和应用过程中因其自身简洁高效的特点而得到了大范围的推广和应用。固相萃取法检测所需时间短,很快就可得出检测结果,同时能够节省一定量的溶剂,重现性良好。固相萃取检测法需结合应用其他分析方法和处理技术进行抗生素残留物质的检测,针对不同基质形成专属性方法。固相萃取法对检测样品有着较好的富集作用,同时可显著降低基质的干扰程度[4]。但针对基质较为复杂的动物源性食品样品的检测工作,只使用一般的固相萃取方法无法同时兼容和考虑到不同类别的多种抗生素残留检测,同时对其进行提取净化处理。
2.2 快速检测方法
2.2.1 免疫亲和色谱
免疫亲和色谱是借助抗体或与抗体相关的材料作为固定相的色谱,与抗原性物质特异性结合,而其他样品基质和杂质不与固定相结合,从而进行检测。在实际的检测过程中,技术人员应借助琼脂糖包埋克伦特罗多克隆抗体的免疫亲和预柱展开样品的预处理和测定。相较其他检测方法,免疫亲和色谱检测技术的特异性较强,实验过程需使用大量的纯化特异性抗体作为固定相,因此要花费较多的成本和资金,这在一定程度上限制了免疫亲和色谱检测技术在动物源性食品抗生素残留检测中的进一步发展和应用。
2.2.2 液相色谱-串联质谱法
目前,在动物源性食品的抗生素残留检测中,液相色谱-串联质谱技术是重要的分析分离方法。该技术是以液相色谱为分离系统,质谱为检测系统,样品经液相色谱分离后,在质谱的离子源中被离子化,质量分析器将离子碎片按质量数分开,最后经检测器得到质谱图。这种技术有效结合了色谱的高分离能力和质谱的定性检测能力,是一种复杂混合物定性定量分析的有效方法。与其他方法相比,液相色谱-串联质谱法灵敏度高,选择性强,检测过程快捷高效,在抗生素残留检测领域有着广泛的应用。
2.2.3 免疫学检测法
免疫学检测方法在动物源性食品抗生素残留检测中也有着一定的应用,在实际检测过程中分为酶联和层析两种类型。酶联免疫学检测法一般是借助抗原与抗体、酶与底物之间的变化实施抗生素残留物质的有效检测,其可以完成对检测目标样品的定量定性检测和分析,实际检测效果良好。免疫层析检测方法是通过抗原与抗体之间的免疫学反应和层析技术实现抗生素残留检测。
2.2.4 微生物检测法
微生物检测法是借助微生物抑制分析流程并结合抗生素物质对特异微生物的抑制作用实现残留物质的有效检测和定性分析。在检测过程中,微生物检测法具有样品处理简单、回收率高的特点,在抗生素残留分析筛选中能够发挥较大的作用。现阶段,部分技术人员和检测人员将特异微生物作为工作菌,结合使用圆滤纸片法或杯蝶法对抗生素残留物质展开系统性分析和检测[5]。微生物检测法在检测灵敏度和精度方面存在着一定的不足,特异性欠缺,仅可以在抗生素总残留的检测方面发挥一定的作用和效果,同时会受到其他抗生素物质的干扰,技术人员应结合应用免疫法和仪器分析法展开综合检测,以此来提高检测结果的科学性与可靠性。
3 动物源性食品中抗生素残留控制对策
3.1 加强抗生素药物使用管理工作
结合国家在动物源性食品抗生素类药物和添加剂使用方面的法律规定,加强抗生素药物的使用管理,同时对法律法规进行合理补充和完善,提高对动物食品安全立法问题的研究和重视程度,约束地方执法行为,针对违规使用抗生素药品和物质的行为给与相应的处罚,严厉打击不同动物源性食品中的抗生素药物的违法生产、销售和使用等行为[6]。
3.2 加强宣传,合理用药
针对动物源性食品中抗生素药物和添加剂残留问题,相关部门应组织养殖人员参加科学用药培训工作,从而在一定程度上减少不合理的用药行为。同时加强科普知识的科学宣传和推广,主管部门积极落实专题讲座活动和座谈会,大力宣传动物养殖生产过程中的抗生素药品使用相关的法律法规,使养殖人员掌握正确的抗生素和添加剂使用方法。
3.3 加强源头监管
为进一步提高畜牧产品的质量,相关部门需在源头上采取科学合理的监管措施和方案,积极落实抗生素专项治理工作,借助执法与监管、检测与查询相结合的方式,建立上下联动机制限制抗生素违规使用现象。同时,在基层工作开展过程中使用先进的抗生素残留检测技术将检测与动物检疫的行政行为充分结合起来,借助检疫手段推动检测和养殖档案的科学建立,规范抗生素用药行为。
4 结语
综上所述,在动物源性食品抗生素残留检测过程中,检测人员需合理应用各中前处理和检测技术,结合实际情况联合应用不同的检测技术和方法提高检测的精准度和效率。动物源性食品残留的抗生素物质对人体健康有着较大的危害,相关部门需加强对此方面的监管。相关人员应积极研发并应用先进的检测技术和方法,在保证食品安全的同时保证人们的健康,降低对环境的污染和影响。