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水产品中硝基呋喃类药物残留的检测与控制

动物科学《现代农业科技》2007年第18期

水产品中硝基呋喃类药物残留的检测与控制

王习达1

陈辉1

左健忠1

陆文浩2

郭立新1

(1江苏省水生动物疫病预防控制中心,江苏南京210036;南京师范大学生命科学学院)

摘要介绍水产品中硝基呋喃类药物及其代谢物的残留危害,分析当前本类药物残留检测的最新方法:高效液相色谱、液相色谱质谱

联用和酶联免疫吸附分析等。同时从多方面对控制水产品中硝基呋喃类药物残留提出建议。

关键词水产品;硝基呋喃;残留;检测;控制

近年来,我国水产养殖业发展迅猛,由于养殖集约化程度提高,养殖病害日益严峻,各类药物在生产中广泛使用,水产品药物残留问题日益突出。硝基呋喃类药物(Nitrofurans)对大多数革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌、真菌和原虫等病原体均有杀灭作用,曾经在水产养殖业中广泛使用。但随着其毒副作用日益为人们所认识,作为水产养殖的药物已被大多数国家禁用。不过由于此类药物价格低,药效好,很多养殖单位还在继续使用。近年来,水产品硝基呋喃类药物残留超标事件屡屡发生,严重威胁着人民身体健康和我国水产品出口贸易。加强对硝基呋喃类药物残留检测和控制有着十分紧迫的现实意义。

系统就可以引起细菌的突变。呋喃它酮为强致癌性药物,呋喃唑酮具中等强度致癌性。高剂量饲喂食用鱼和观赏鱼,可诱导鱼的肝脏发生肿瘤。繁殖毒性结果表明,呋喃唑酮能减少精子的数量和胚胎的成活率。

1.2.3代谢产物对人体危害严重。硝基呋喃类药物在体内

代谢迅速,代谢的部分化合物分子与细胞膜蛋白结合成为结合态,可长期保持稳定,从而延缓药物在体内的消除速度。普通的食品加工方法(如烧烤、微波加工、烹调等)难以使蛋白结合态呋喃唑酮残留物降解,但这些代谢物可以在弱酸性条件下从蛋白质中释放出来。因此,当含有硝基呋喃类抗生素残留的水产品为人所食用后,这些代谢物就可以在胃酸作用下从蛋白质中释放而被人体吸收,造成严重危害。

鉴于硝基呋喃类药物残留的严重危害,欧盟已于1995年禁止在食用物中使用,并决定自2002年3月开始对进口的食品类产品进行此类药物的现场检测。2003年欧盟委员会通过决议,确定水产品中硝基呋喃类药物及代谢物的限值为1μg/kg。我国农业部也于2002年4月发布193号公告,公布了《食品动物禁用兽药及其他化合物清单》,规定硝基呋喃类抗生素在所有食品动物中禁止使用,2003年又将水产品硝基呋喃代谢物纳入残留监控计划。

11.1

药物概况

理化性质与作用机理

硝基呋喃类药物是人工合成的具有5-硝基呋喃基本

结构的广谱抗菌药物,主要是指呋喃唑酮(Furazolidone)、呋喃它酮(Furalta-done)、呋喃西林(Nitrofurazo-ne)、呋喃妥因(Nitrofuran-toin)。代谢产物见表1。

表1

常见水产品中硝基呋喃类药物

代谢物

3-氨基-2-恶唑烷酮(AOZ)

5-吗啉-3-氨基-2-恶唑烷酮(AMOZ)氨基脲(SEM)

1-氨基海特因(AHD)

原物名称

呋喃唑酮(Furazolidone)呋喃它酮(Furalta-done)呋喃西林(Nitrofurazone)呋喃妥因(Nitrofuran-toin)

2残留检测方法

由于硝基呋喃类药物对光敏感,代谢速度非常快,在动

呋喃类化合物均为性质稳定的黄色粉末,无味或味微苦。呋喃西林难溶于水,微溶于乙醇,呋喃唑酮几乎不溶于水和乙醇;呋喃妥因几乎不溶于水,微溶于乙醇。其抗菌作用是通过干扰细菌体内的氧化还原酶系统,使细菌代谢发生紊乱。呋喃类药物抗菌谱较广,抗菌力不受血液、粪便、脓汁和组织分解产物影响,外用对组织刺激性小,细菌对本类药物亦较少产生耐药性。

物体内的半衰期很短,检出原药残留的可能性较小。例如呋喃唑酮在停药后12h内从组织中消失,而其代谢物3-氨基-2-恶唑烷酮(AOZ)在动物体内则以组织蛋白结合物的形式在体内残留数周。因此,对其进行残留检测不但要关注原药,还要检测其代谢产物。目前用于检测此类药物及其代谢物残留的方法主要有:高效液相色谱法及其联用技术、分光光度法、免疫分析法等。

1.21.2.1

残留危害

对养殖动物有毒性作用。大剂量或长时间使用硝基

2.1高效液相色谱法

在硝基呋喃类抗生素原药化合物的检测中,高效液相

呋喃类药物均能对养殖动物产生毒性作用,其中呋喃西林的毒性最大,呋喃唑酮的毒性最小,为呋喃西林的1/10左右,以呋喃西林对动物体的毒性作用最常见。

色谱法(HPLC)应用最多,最常用的检测器为紫外检测器(UV,包括二极管阵列检测器DAD)。我国农业部2001年11月1日发布的农牧发[2001]38号文件中规定了10种动物源食品中兽(渔)药残留检测方法,其中呋喃唑酮的检测方法就是高效液相色谱法(紫外检测器)。这个标准方法适用于鱼肉中呋喃唑酮残留量的检测。利用高效液相色谱法测定水产品中呋喃唑酮的残留量,其方法灵敏度高,检测限为大量试验表明,HPLC法检测硝基呋喃类药物检1.0μg/kg。

1.2.2“三致”作用。“三致”作用指致癌、致畸、致突变作用。

王习达(1977-),男,硕士,工程师,主要从事水生动物病害

与药物研究工作。

硝基呋喃类化合物是直接致变剂,它不用附加外源性激活

作者简介收稿日期

2007-07-12

测限能满足国内外水产品中微量呋喃唑酮测定的要求。此项检测方法正日趋成熟,灵敏度不断提高。

性虾样品添加浓度0.7μg/kg,批内和批间相对标准偏差分别为18.8%和38.2%。从此结果来看,此方法可获得很好的再现性。罗杰等人建立了呋喃唑酮间接竞争ELISA检测法,将呋喃唑酮与牛血清白蛋白(BSA)、人血清白蛋白(HAS)联接,分别作为免疫原及包被原,建立了水产养殖动物组织中呋喃唑酮的ELISA筛选方法,测定的最适范围为10~100μg/L,最小检测限为1μg/L,孔间差异为4.16%,板间差异为

2.2液质联用技术

近年来,各种色谱联用技术分析法在硝基呋喃类药物

及代谢物的检测中发展迅速,主要是液相色谱—质谱法(LC-MS)和液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)。色谱技术广泛应用于多组分混合物的分离和分析,特别适合有机化合物的定量分析;但定性较困难。质谱仪只能够对单一组分提供高灵敏度和特征的质谱图;但对复杂化合物分析无能为力。将色谱和质谱技术进行联用,对混合物中微量或痕量组分的定性和定量分析具有重要意义。

在检测食品中硝基呋喃类药物残留的试验中,利用柱前衍生的方法,使4种硝基呋喃代谢物的极性降低,在液相色谱上得到有效分离,同时4种硝基呋喃代谢物衍生后的相对分子质量增加,在质谱分析时产生特异性断裂碎片,有助于对被测物进行定性,并可以提高检测灵敏度,提高了回收率和精密度。

在鳗鱼肌肉组织4种硝基呋喃类药物代谢物AOZ、

9.20%,实验重复性好,添加回收率试验测得虾肉样本平均

回收率为94.86%±在试验浓度范围内,呋喃唑酮的抗9.55%。血清与呋喃西林的交叉反应性为43%,与其他药物未显示免疫交叉反应性。

酶联免疫检测法采用了AOZ或AMOZ特异性抗体,精确度、灵敏度均较高,具有经济、操作简便、检测时间短等优点,适合于大量水产品样本中呋喃唑酮、呋喃它酮残留量检测的快速筛选,缺点是经常会出现假阳性率结果。

2.5原子吸收法

呋喃唑酮在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与乙醇的混合

溶剂中与Zn-NH4Cl反应生成胲,胲与Tollens试剂按1∶2的比例反应生成单质Ag沉淀,通过测定上清液中剩余Ag的原子吸收光度来间接测定呋喃唑酮片剂中的呋喃唑酮,为硝基呋喃类药物的测定提供了一种简便、灵敏、选择性高、试剂用量少的新方法。

AMOZ、SEM、AHD的测定中,采用代谢物水解与衍生化同

步进行,液液萃取,串联质谱检测,外标法定量,标准曲线线性良好,定量定为0.5μ在添加浓g/kg,检测限为0.25μg/kg。度0.5~10μg/kg范围内,4种代谢物添加回收率为70%~

130%。

由于在水产品中几种硝基呋喃类药物及其代谢物可能同时残留,利用液质联用技术将大大提高分析的灵敏度、特异性和准确性。为满足痕量分析的要求,我国于2006年12月31日发布了国家标准《猪肉、牛肉、鸡肉、猪肝和水产品中硝基呋喃类代谢物残留量的测定液相色谱-串联质谱法》(GB/T20752-2006)。目前许多国家已将LC-MS/MS方法作为检测硝基呋喃类抗生素的代谢物的确证性方法。

3药物残留控制措施

近几年因为硝基呋喃类药物残留超标阻碍我国水产品

出口贸易的事例屡见报道。2002年3月,欧盟以从我国进口的某些水产品测出呋喃西林等硝基呋喃类药物残留为原由,开始全面停止进口我国动物源性产品。造成大量产品积压和企业停产。2005年11月,日本对中国大陆和台湾省的烤鳗分别检测出硝基呋喃类代谢产物AOZ超标。2006年2月,宁波慈溪某进出口公司的27.5t冻烤鳗由于被检出硝基呋喃类代谢产物AOZ超标,被日本方面全部退回,损失达

2.3分光光度法

分光光度法主要是用来测定水生动物饵料中呋喃唑酮

54.6万美元。

因此,加强水产品中硝基呋喃类药物的检测和控制是一项刻不容缓的工作。笔者建议从以下几个方面来加大对水产品中硝基呋喃类药物残留的控制力度。

等硝基呋喃类药物添加剂。采用这种方法测定乳膏中呋喃西林的含量,测定波长为367±1nm,结果显示,呋喃西林的平均回收率为100.7%,RSD为0.68%,表明分光光度法可作为该制剂质量控制标准。分光光度法可以判定水产品中是否存在硝基呋喃类药物,且不需昂贵的仪器与试剂,样品前处理操作简单,有较好的推广及应用价值,缺点是测定结果准确度较低。

3.1建立健全水产品质量管理法规体系和标准体系我国目前有关硝基呋喃类药物的监管法规和检测标准

还不完全适应国际市场上对水产品质量的要求。因此,应在充分了解不同国家对水产品质量要求的基础上,修订和制定与国际接轨、又符合我国国情的相关法律法规和质量标准。

2.4酶联免疫分析法

由于硝基呋喃类抗生素代谢迅速,目前免疫分析方法

3.2加强培训与宣传,提高安全用药意识

广泛宣传健康养殖知识、国家安全用药的有关法律法

都是针对硝基呋喃类抗生素代谢物的酶联免疫分析方法(ELISA)。2004年,KevinM.Cooper等首先制备出了呋喃唑酮代谢物3-氨基-2-恶唑烷酮(AOZ)的衍生物的高特异性多克隆抗体,IC50值为0.065μg/L,其高灵敏度能够满足当前兽药残留分析标准,为呋喃唑酮代谢物的免疫分析方法奠定了基础。随后又建立了虾组织中AOZ的ELISA方法。通过分析20个样品,计算方法检测限为0.1μg/kg,使用阴

规和硝基呋喃类药物残留对人类健康的危害性,让广大养殖者了解使用此类药物产生的危害及法律后果,提高养殖者的法律意识和安全用药的自觉性。

3.3加强兽(渔)药和饲料生产经营管理

严格按照兽药管理条例、兽药生产质量管理规范(GMP)

(下转第155页)

比,虫草酸相近,虫草多糖是蚕蛹草的2.5倍,虫草素则为其

因为北虫草对生长基质及生态环境要求与一般食用菌有所不同,而且长期采用无性繁殖及多次转管的北虫草菌种,其母种基因容易变异,表现为出草畸形甚至不出草,产量和质量都不稳定。因此,有必要研究和摸索出一种有效防止虫草菌种退化的方法,推动蚕虫草的生产向产业化,规模化发展,使家蚕这一丰富的昆虫资源得以更好地利用。二是批量生产时接种的蚕容易发生败血病,如何从菌种培养、接种及环境控制等各方面采取措施解决这一问题也需要进一步的研究。

(2)关于北虫草的药理作用的研究很多,但大多是以蚕蛹为寄主或以大米作培养基生产的,以家蚕幼虫作寄主的蚕虫草的药理作用研究仍未见相关报道,而同样的菌种在不同的寄主或培养基上生长,其虫草成分含量与药理作用可能有所不同。另外,家蚕幼虫体的药用价值很早就被人们所认识,在《本草纲目》等许多古代医书中都有家蚕幼虫体入药的记载。现代医药学也进一步证明了家蚕幼虫体的药用价值,并在其药理学基础方面进行了深入研究,取得了可喜成果,推动了家蚕幼虫的药用产品开发与临床应用。目前,

4倍,只有腺苷是其1/2;蚕虫草与冬虫夏草相比,虫草素是

冬虫夏草的数百倍,腺苷也为其4倍,而虫草多糖和腺苷则是它的1/2左右。以上比较结果说明,蚕虫草的活性成分含量优于蚕蛹草,同时也优于冬虫夏草,尤其是虫草素的含量远高于蚕蛹草和冬虫夏草。

在对蚕虫草的不同部位进行活性检测结果表明,菌核(僵蚕体)的虫草菌素含量最高,蚕虫草的虫草多糖含量最多,子座的腺苷含量最高。

33.1

家蚕感染北虫草菌种后的生理生化变化侵染脂肪体,破坏脂类的代谢

接种家蚕血淋巴的脂肪、蛋白质和糖类的含量都发生

了明显的变化。而作为昆虫能量代谢重要指标的甘油酯含量下降最为显著,健蚕在试验5d甘油酯含量为2.073mmol/L,而接种组在接种后5d甘油酯含量只有0.199mmol/L,远远低于对照组的水平。

3.2破坏家蚕的能量供应体系

家蚕的主要能量来源是海藻糖,海藻糖酶是家蚕分解

海藻糖为葡萄糖而直接用于能量供应的酶,海藻糖含量的下降可以直接影响对其他组织器官的能量供应,从而间接影响其生理功能。接种家蚕从第3天开始血淋巴中海藻糖含量大大低于未接种家蚕。

5龄3d的家蚕幼虫经过冻干后制成的全蚕粉,是开发得较

好的家蚕幼虫体保健品;然而利用家蚕幼虫作寄主的虫草是否会有特别的药理功能还是一个未知数。从蚕虫草的活性成分的含量来看,其开发前景还是十分广阔的。

3.3接种初期,家蚕体内迅速作出了免疫反应

接种后家蚕3种保护酶SOD、POD和CAT活性在接

5参考文献

种后初期呈现较快上升趋势;但后期,除CAT活性仍保持在较高水平外,SOD和POD活性有不同程度下降。

4讨论

(1)虽然蚕虫草的人工培养在我国已获得成功,但批量

生产中仍存在着一定的难题。一是北虫草菌种的退化问题。(上接第153页)

和兽药经营管理规范(GSP)的要求,规范兽(渔)药和饲料生产经营行为,加大对生产、经营企业的监督管理,严厉查处生产、经营禁用药的行为。严禁使用硝基呋喃类药物作为饲料添加剂。加强对原料检测,重点加强对鱼粉原料的检测,防止含有硝基呋喃类药物的饲料原料投入生产。

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系,可比性、可操作性、灵敏度较差;检测方法繁琐,不适应日常大量的生产流通环节对产品质量的监控。因此,应加大投入,建设完善我国水产品药物残留监控体系;进一步制定和完善残留检测标准方法;加快硝基呋喃类药物残留监控检测方法的研究步伐,发展简单快速准确灵敏的分析技术;加强对生产、加工和流通环节的监管,加大对养殖场、加工厂和农贸市场等水产品的抽样检测力度,对使用硝基呋喃类药物的依照相关规定进行处罚。力求从源头控制水产品硝基呋喃类药物的使用,实现从生产到市场的全过程质量控制。

3.4加强水产养殖过程的管理

养殖过程是药物残留监控的关键环节,养殖者安全用

药与否直接关系到水产品安全。养殖场应建立规范的养殖档案,载明饲料、饲料添加剂等投入品和药物的来源、名称、使用对象、时间和用量等有关情况,禁止使用硝基呋喃等违禁药物。同时保持养殖环境的清洁,防止在生产过程中受到硝基呋喃等违禁药物的污染。

4参考文献

3.5加强药物残留监控体系建设

目前我国在水产品药物残留监控体系和检测监控水

平与欧盟、美国等要求仍有差距。现行的水产品安全检验标准相对落后于水产业生产和国际贸易的发展水平,检测方法多借鉴畜产品或参照国外的一些方法,没能形成体

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