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養(yǎng)殖水產(chǎn)品中磺胺類藥物的檢測(cè)方法及殘留分析研究進(jìn)展

2018-05-30 04:52余麗梅陳家長(zhǎng)
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018年9期
關(guān)鍵詞:磺胺類色譜法水產(chǎn)品

余麗梅, 宋 超, 張 聰, 陳家長(zhǎng),

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)無(wú)錫漁業(yè)學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214081; 2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心,江蘇無(wú)錫 214081;3.農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品質(zhì)量安全環(huán)境因子風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214081; 4.農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江下游漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,江蘇無(wú)錫 214081)

中國(guó)是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó),據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒報(bào)道,2013年我國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)6 172萬(wàn)t,而人工養(yǎng)殖所占比例高達(dá) 92.4%[1]。中國(guó)是抗菌藥物生產(chǎn)和使用大國(guó)[2]。抗菌藥物在水產(chǎn)品養(yǎng)殖過(guò)程中主要用于多種細(xì)菌性疾病的預(yù)防和治療、促進(jìn)水生動(dòng)物的生長(zhǎng)和發(fā)育以及降低某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量等[3]。但抗菌藥物在使用過(guò)程中常常出現(xiàn)亂用和濫用現(xiàn)象[4],導(dǎo)致污染問(wèn)題嚴(yán)重。養(yǎng)殖廢水中殘留的抗菌藥物可能對(duì)水生環(huán)境造成污染[5],破壞水生環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)平衡性;而水產(chǎn)品是與人類生活息息相關(guān)的食物之一,抗菌藥物藥物的不合理使用導(dǎo)致水產(chǎn)品中藥物殘留,能夠直接或者間接地通過(guò)環(huán)境、食物鏈等對(duì)人體產(chǎn)生毒副作用,引起細(xì)菌耐藥性的增加、觸發(fā)過(guò)敏反應(yīng)等[6],從而對(duì)人類健康構(gòu)成威脅。

磺胺類抗菌藥物是一種具有基本官能團(tuán)“對(duì)氨基苯磺酞胺”的一類藥物的總稱[7],也是應(yīng)用得最多最早的一類人工合成的抗菌藥物[8]。它能夠干擾大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌的生長(zhǎng)繁殖,對(duì)魚類爛鰓病、細(xì)菌性豎鱗病、癤瘡、弧菌病、腸炎赤鰭病、鞭毛蟲病等也都有良好的防治效果[9-10];并且性質(zhì)穩(wěn)定、高效、低毒、抗菌譜廣、價(jià)格低廉,因此在水產(chǎn)養(yǎng)殖中被廣泛使用,例如作為動(dòng)物飼料添加劑、促生長(zhǎng)劑[11]、預(yù)防和治療各種細(xì)菌性魚病等,對(duì)于降低水產(chǎn)品的發(fā)病率、改善水產(chǎn)品品質(zhì)[9]和提高經(jīng)濟(jì)效益方面均具有顯著效果。

然而,磺胺類抗菌藥物不合理使用可能逐漸成為一種新型的有機(jī)污染物,對(duì)環(huán)境和人體健康都存在潛在的威脅,因此其在養(yǎng)殖水產(chǎn)品中的殘留情況日益受到關(guān)注。本研究主要對(duì)磺胺類抗菌藥物在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用情況、檢測(cè)方法以及在養(yǎng)殖水產(chǎn)品中的殘留情況作簡(jiǎn)要綜述,并指出了一些不足和需要進(jìn)一步探究的方向,對(duì)深入了解磺胺類抗菌藥物在養(yǎng)殖水產(chǎn)品中的殘留情況,及時(shí)采取危害防治措施、保護(hù)人類健康和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定都具有重要意義。

1 水產(chǎn)品中的磺胺類抗菌藥物的來(lái)源和危害

1.1 水產(chǎn)品中的磺胺類抗菌藥物的來(lái)源

水產(chǎn)品中的磺胺類抗菌藥物主要來(lái)源于2個(gè)方面:養(yǎng)殖水體和養(yǎng)殖本身的投加。養(yǎng)殖水體是水生生物的集聚場(chǎng)所,具有顆粒懸濁物多、水色深、組成多樣、生物密度高、抗菌藥物組成復(fù)雜等特點(diǎn)。水中抗菌藥物的存在直接會(huì)引發(fā)水產(chǎn)品中的抗菌藥物殘留量蓄積,在給人們健康帶來(lái)極大隱患的同時(shí)也嚴(yán)重阻礙了我國(guó)水產(chǎn)品進(jìn)出口貿(mào)易的發(fā)展[12]。養(yǎng)殖水體中的抗菌藥物主要來(lái)源于以下3個(gè)方面:地表水、地下水及應(yīng)用水等水資源的污染;土壤、底泥等沉積物的抗菌藥物殘留;水產(chǎn)養(yǎng)殖管理者人為的添加。動(dòng)物糞便中已有多種磺胺類抗菌藥物檢出[13],而在許多地區(qū),動(dòng)物糞便作為有機(jī)肥料被廣泛施用于田間,造成水體和土壤污染,污染的土壤經(jīng)雨水淋濾、地表徑流等作用又間接地污染了地表水和地下水,它們之間又通過(guò)補(bǔ)給關(guān)系造成交叉污染[14]。養(yǎng)殖水體中殘留的抗菌藥物易被底泥吸附,這又進(jìn)一步加深了養(yǎng)殖水體中抗菌藥物污染的情況。何秀婷等在大亞灣、陽(yáng)江等6個(gè)養(yǎng)殖區(qū)的沉積物中均能檢出磺胺類抗菌藥物的殘留,其中磺胺嘧啶的檢出率高達(dá)82.7%[15]。以飼料添加劑的形式應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖是另一種抗菌藥物直接進(jìn)入水產(chǎn)品中的方式。早在20世紀(jì)70年代,我國(guó)平均每年就有約6 000 t的抗菌藥物用作飼料添加劑[16]??咕幬镲暳咸砑觿┑淖饔脵C(jī)理可以概括為:(1)殺滅病原微生物,抑制病原菌增殖,使動(dòng)物的養(yǎng)分增加,促進(jìn)動(dòng)物的順利生長(zhǎng);(2)使動(dòng)物的腸壁變薄,加強(qiáng)養(yǎng)分的吸收;(3)延長(zhǎng)飼料在動(dòng)物體消化吸收的時(shí)間;(4)提高機(jī)體的免疫能力,增強(qiáng)對(duì)外界環(huán)境變化的適應(yīng)能力;(5)刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng),使得機(jī)體的各種生理活動(dòng)加強(qiáng)加速,從而促進(jìn)機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育。

1.2 水產(chǎn)品中的磺胺類抗菌藥物的危害

1.2.1 誘導(dǎo)抗藥性細(xì)菌的產(chǎn)生 低濃度的抗菌藥物環(huán)境會(huì)使長(zhǎng)期生長(zhǎng)于其中的菌類的抗藥性(抗藥性是指生物,尤指病原微生物對(duì)抗菌藥物產(chǎn)生的耐受和抵抗能力)增強(qiáng),進(jìn)而破壞人、動(dòng)物和環(huán)境三者之間微生物系統(tǒng)的平衡性[14]。菌株的抗藥性變異一經(jīng)產(chǎn)生,就可以代代相傳,因此攜帶抗藥性基因的菌株可能成為了一種新型污染物;它們還可以感染原來(lái)沒(méi)有抗藥性的敏感菌,使抗藥菌逐年增加。磺胺類抗菌藥物的濫用已經(jīng)導(dǎo)致了大量抗藥性菌株的產(chǎn)生,給臨床用藥帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn),造成了一些細(xì)菌感染性疾病幾乎無(wú)藥可治的現(xiàn)狀[17-19]。越南北部水環(huán)境中已經(jīng)檢測(cè)到25種抗藥性菌屬[20]。

1.2.2 對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的危害 隨著國(guó)家的發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,對(duì)水產(chǎn)品的需求量越來(lái)越大,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)大。但由于中國(guó)近幾年的水產(chǎn)品生產(chǎn)主要為高密度、多品種、集約化的養(yǎng)殖模式,使得養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)品疾病率上升,很多養(yǎng)殖場(chǎng)為了預(yù)防和治療各種疾病,加快水產(chǎn)品生長(zhǎng)發(fā)育,提高產(chǎn)量和減少經(jīng)濟(jì)損失,而選擇加大用藥甚至盲目用藥,導(dǎo)致飼料添加劑超標(biāo)使用?;前奉惪咕幬镆蚓哂懈咝А⒘畠r(jià)、低毒且抗菌譜廣的優(yōu)點(diǎn)而成為目前水產(chǎn)養(yǎng)殖中用得最多、最廣的抗菌藥物之一[7],對(duì)魚類的癤瘡病、爛鰓病、腸炎病、弧菌病、細(xì)菌性敗血病等疾病[8]具有良好的療效。然而,投加的抗菌藥物只有部分被利用,剩余的抗菌藥物大多殘留在水體、沉積物以及水生生物體內(nèi),這使得水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中藥物殘留的問(wèn)題更加嚴(yán)峻。養(yǎng)殖環(huán)境的污染、漁藥與飼料添加劑的濫用、養(yǎng)殖及貯運(yùn)過(guò)程中一些不規(guī)范的操作等造成了水產(chǎn)品養(yǎng)殖環(huán)境中理化污染、微生物病害及物理危害等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了水產(chǎn)品的質(zhì)量安全[21];而且低濃度的抗菌藥物環(huán)境會(huì)對(duì)長(zhǎng)期生活于其中的水生生物有毒害作用,進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[22]。有研究顯示:抗菌藥物可通過(guò)食物鏈進(jìn)行傳遞,并通過(guò)食物鏈的傳遞作用進(jìn)一步影響高級(jí)生物,以致破壞整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)平衡[23]。

1.2.3 對(duì)人體的危害 水產(chǎn)品主要成分是水、蛋白質(zhì)、脂肪、磷脂和維生素、無(wú)機(jī)鹽等,其中尤以豐富的蛋白質(zhì)含量(15%~25%)而被人類公認(rèn)為是營(yíng)養(yǎng)又美味的食品,是與人類生活息息相關(guān)的食物之一。但是,磺胺類抗菌藥物在水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中的不合理使用,極易產(chǎn)生藥物殘留,人類經(jīng)常食用有磺胺類藥物殘留的動(dòng)物性食品,就可能引起磺胺類藥物在體內(nèi)蓄積,對(duì)人體的消化系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、腎臟等產(chǎn)生不良影響,具有潛在致突變、致畸、致癌等嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)[17,45],磺胺二甲基嘧啶就存在使小鼠致癌的可能[46]。此外,磺胺類抗菌藥物還易使人產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)、變態(tài)反應(yīng)以及激素樣作用[14]。

2 磺胺類抗菌藥物殘留的檢測(cè)分析方法

抗菌藥物污染問(wèn)題已經(jīng)受到各界的高度關(guān)注,水產(chǎn)品作為人們?nèi)粘V饕氖澄镏?,其質(zhì)量安全也日益受到關(guān)注。水產(chǎn)品中的抗菌藥物殘留具有提取凈化難、污染濃度低的特點(diǎn),能快速準(zhǔn)確地檢測(cè)水產(chǎn)品中多種藥物殘留的檢測(cè)及分析方法急需被研發(fā)。目前抗菌藥物殘留的檢測(cè)技術(shù)有很多種,最常用的有免疫分析法、微生物法、毛細(xì)管電泳法和儀器分析法等。

2.1 免疫學(xué)分析法

免疫方法的基本原理是利用抗原抗體特異性結(jié)合反應(yīng)來(lái)檢測(cè)各種物質(zhì)(藥物、激素、蛋白質(zhì)、微生物等)的分析方法。常見(jiàn)的主要有酶聯(lián)免疫分析法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)、放射免疫分析法(radioimmunoassay,RIA)、熒光免疫分析(fluorescence immunoassay,F(xiàn)IA)、免疫親和色譜(immunoaffinity chromatography,ICA)等。其中ELISA法由于特異性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)成為最為常用的方法之一[47]。用于篩查水中磺胺類抗菌藥物污染的ELISA法已經(jīng)被Shelver等建立,且檢出限<0.04 μg/L[48];多種磺胺藥物的快速ELISA檢測(cè)方法已經(jīng)建立,并已初步應(yīng)用于動(dòng)物樣品藥物殘留的檢測(cè)工作中,對(duì)磺胺類藥物表現(xiàn)了較高的敏感性[49]。免疫學(xué)分析方法雖具有操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),適合現(xiàn)場(chǎng)對(duì)大量樣品的快速篩檢工作,但是在操作上也存穩(wěn)定性不高的缺點(diǎn),導(dǎo)致易出現(xiàn)假陽(yáng)性的問(wèn)題,不適合作確證性試驗(yàn)。

2.2 微生物法

微生物方法是應(yīng)用較為廣泛的一種檢測(cè)方法,它的基本原理是利用特定菌株與藥物的作用來(lái)檢測(cè)樣品中抗菌藥物的種類和含量。微生物檢測(cè)方法主要有分為亮黑還原法、紙片法、TTC法等[50]。該方法具有直觀性強(qiáng)、成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),但它的靈敏度和特異性相對(duì)較低且操作費(fèi)時(shí),已經(jīng)逐漸不能滿足當(dāng)下各種抗菌藥物殘留的檢測(cè)工作[51]。

2.3 毛細(xì)管電泳法(capillary electrophoresis,CE)

2.4 儀器分析法

儀器分析法是依據(jù)樣品物質(zhì)的各種表征特性,包括物理上、化學(xué)上的以及生理性質(zhì)等方面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,再通過(guò)探頭或傳感器、放大器、分析轉(zhuǎn)化器等轉(zhuǎn)換成人體可直接感受的已認(rèn)識(shí)的關(guān)于物質(zhì)成分、含量、分布或結(jié)構(gòu)等信息的分析方法。在抗菌藥物殘留檢測(cè)分析領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外目前應(yīng)用得最多最廣的儀器是各種色譜和質(zhì)譜,如氣相色譜、液相色譜、高效液相色譜、四極桿質(zhì)譜儀(Q)、離子阱質(zhì)譜儀(IT)、三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀以及液質(zhì)聯(lián)用儀等。

2.4.1 氣相色譜法(gas chromatography,GC) 氣相色譜法(GC)是色譜法的一種,根據(jù)固定相的不同,分為用固體吸附劑作固定相的氣固色譜和用涂有固定液的單體作固定相的氣液色譜。自James和Martin在1952年提出氣液相色譜法后,磺胺類抗菌藥物殘留分析實(shí)驗(yàn)應(yīng)用氣相色譜法的較為廣泛,主要采用的檢測(cè)器為電子捕獲檢測(cè)器(ECD)。氣相色譜法在1993年被規(guī)定為檢測(cè)磺胺類抗菌藥物殘留的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法。但由于ECD的靈敏度較高,易受多種雜質(zhì)的影響,使得對(duì)樣品前處理、凈化等過(guò)程要求較高,對(duì)操作人員的專業(yè)性要求也比較強(qiáng),使得氣相色譜法的應(yīng)用不具有普遍性,且隨著液相色譜法的發(fā)展,該方法己逐步被淘汰[56]。

2.4.2 液相色譜法(liquid chromatography,LC)和超高效液相色譜法(ultra performance liquid chromatography,UPLC) 液相色譜檢測(cè)技術(shù)(LC)就是以液體作為流動(dòng)相的色譜法,主要檢測(cè)器配有:紫外可見(jiàn)光檢測(cè)器(UV)、二級(jí)陣列檢測(cè)器(diode array detector,DAD)、各種質(zhì)譜儀(MS)等;色譜柱主要選用C8或C18;流動(dòng)相分為高比例有機(jī)相和高比例水相,常用的有乙腈-甲酸、乙腈-乙酸、甲醇-乙酸、甲醇-乙酸銨等。 液相色譜法是獲得國(guó)際公認(rèn)分析磺胺類抗菌藥物殘留的方法,具有測(cè)定范圍廣、專一性強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn);此外,液相色譜流動(dòng)相組成、比例以及酸堿度等均可根據(jù)待測(cè)物質(zhì)靈活調(diào)節(jié),輔助待測(cè)物質(zhì)分離,能夠使許多難揮發(fā)、強(qiáng)極性化的待測(cè)物質(zhì)得以測(cè)定,彌補(bǔ)了氣相色譜法不能準(zhǔn)確檢測(cè)分析這些化合物的缺點(diǎn)。但是同樣存在對(duì)樣品前處理要求較高的缺點(diǎn),且儀器化程度高,分析周期長(zhǎng),不適宜進(jìn)行藥物殘留的快速檢測(cè),所以目前主要用于一些藥物的確證分析[18]。液相色譜法的色譜圖不能直接給出未知物質(zhì)的定性結(jié)果,必須在有已知標(biāo)準(zhǔn)作對(duì)照的前提下才能定性,當(dāng)沒(méi)有已知標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照時(shí),定性鑒定就很困難,這時(shí)需借助紅外法、化學(xué)法、質(zhì)譜法等配合;另外大多數(shù)金屬鹽類和熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)還不能分析,此缺點(diǎn)可用高效液相色譜法克服。

高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)法是色譜法的另一個(gè)重要分支,也是以液體為流動(dòng)相,不同的是采用高壓輸液系統(tǒng),將緩沖液、不同極性的單一溶劑或者不同比例的混合溶劑等液體流動(dòng)相泵入裝有特定固定相的色譜柱中,各成分在柱內(nèi)被分離后,進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的檢測(cè)分析。超高效液相色譜法(UPLC)是在高效液相色法的基礎(chǔ)上,通過(guò)增加色譜峰容量、分析通量以及提高儀器靈敏度等,使得在其他條件相同的情況下,UPLC能分離的色譜峰量是HPLC的2倍以上。UPLC由于具有分析范圍廣泛、分離效率高、檢測(cè)限低、分析時(shí)間短、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代分析實(shí)驗(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用。Xu等運(yùn)用液相色譜-熒光檢測(cè)器檢測(cè)了食品中5種磺胺類抗菌藥物的殘留情況,檢測(cè)限范圍0.018~0.033 μg/kg[57]。Blackwell等應(yīng)用高效液相色譜-紫外檢測(cè)器檢測(cè)地下水及地表水中的磺胺氯噠嗪、泰樂(lè)菌素、土霉素等抗菌藥物的殘留情況,其中磺胺氯噠嗪檢出限低至0.25 μg/L[58];Casetta等應(yīng)用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定了蜂蜜中磺胺類抗菌藥物殘留情況[59]。

2.4.3 液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)是以液相色譜作為分離系統(tǒng),質(zhì)譜作為檢測(cè)系統(tǒng)的一種結(jié)合方法:樣品物質(zhì)在液相色譜中經(jīng)分離并離子化后,被質(zhì)譜的質(zhì)量分析器將離子化的碎片按質(zhì)荷比分開(kāi),再經(jīng)檢測(cè)器檢測(cè)得到質(zhì)譜圖。液質(zhì)聯(lián)用充分地利用了色譜和質(zhì)譜各自的優(yōu)勢(shì),使得色譜對(duì)復(fù)雜樣品的高分離能力與質(zhì)譜的高靈敏度、高選擇性及能準(zhǔn)確定性完美結(jié)合起來(lái),提高了對(duì)復(fù)雜樣品的分離分析能力。近些年色譜和質(zhì)譜技術(shù)都在飛速地進(jìn)步,如高效液相色譜(HPLC)、超高效液相色譜(UPLC)、高分離度快速液相色譜(RRLC)及超快速液相色譜(UFLC)等高性能技術(shù)的應(yīng)用使檢測(cè)分析更加高效;不同質(zhì)譜配有不同的質(zhì)量分析器,如常用四極桿質(zhì)譜儀(Q)、離子阱質(zhì)譜儀(IT)、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(TOF)等。它們的聯(lián)合應(yīng)用使得檢測(cè)分析更加準(zhǔn)確可靠。目前,色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到抗菌藥物的多殘留檢測(cè)之中。如陳瑩等建立了同時(shí)檢測(cè)鰻魚中25種藥物的超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法,包括磺胺類、喹諾酮類和大環(huán)內(nèi)酯類等抗菌藥物,檢測(cè)限均在0.1~0.2 μg/kg的范圍內(nèi)[60];趙春暉建立了鱸魚、鰻鱺、對(duì)蝦、河蟹等組織樣品中抗生素多殘留的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法,檢測(cè)限低于0.3 μg/kg[10]。

液質(zhì)技術(shù)的發(fā)展使抗生素殘留檢測(cè)分析研究進(jìn)入了一個(gè)全新階段,但同時(shí)也存在不足,如對(duì)樣品前處理要求較高、對(duì)操作人員的專業(yè)性較強(qiáng)、質(zhì)譜譜庫(kù)不健全和基質(zhì)效應(yīng)問(wèn)題等。如何對(duì)簡(jiǎn)化樣品的前處理步驟、如何減小樣品的基質(zhì)效應(yīng)、如何提高靈敏度以及減少分析時(shí)間,從而建立可同時(shí)高效、快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)分析多種類獸藥殘留的方法是今后研究的重點(diǎn)、熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

3 磺胺類抗菌藥物在水產(chǎn)品中的殘留情況

近些年水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中抗菌藥物殘留問(wèn)題引起了廣泛關(guān)注,目前市場(chǎng)上大多數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)采用高密度、多品種、集約化的養(yǎng)殖模式,導(dǎo)致抗菌藥物的不合理使用,這不僅可能對(duì)水生生物造成不利影響[61],還可能增加病原菌的抗藥性[62]。不僅如此,這些抗菌藥物的殘留可能聚集在養(yǎng)殖水產(chǎn)品中,通過(guò)食物鏈進(jìn)行傳遞,可能最終會(huì)威脅到人類的健康[61,63-64]。然而,水產(chǎn)品由于其高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和美味的口感,被認(rèn)為是人類主要的也是最受歡迎的食物之一,這就使水產(chǎn)品中抗菌藥物殘留問(wèn)題的研究更加棘手。雖然水產(chǎn)品中抗菌藥物殘留的問(wèn)題日益受到關(guān)注,但是關(guān)于水產(chǎn)品中抗菌藥物殘留的研究和報(bào)道還相對(duì)較少。建立高效、快速、準(zhǔn)確檢測(cè)水產(chǎn)品中抗菌藥物殘留的方法和進(jìn)行客觀科學(xué)的健康殘留風(fēng)險(xiǎn)估測(cè)等研究急需開(kāi)展。

3.1 水產(chǎn)品中磺胺類抗菌藥物的殘留分析

水產(chǎn)品中抗菌藥物殘留的問(wèn)題近些年由于水生環(huán)境的嚴(yán)重污染逐漸受到關(guān)注,再加上檢測(cè)分析儀器設(shè)備精密度的限制,對(duì)于水產(chǎn)品中抗菌藥物殘留的探究相對(duì)較少。目前我國(guó)關(guān)于水產(chǎn)品中磺胺類抗菌藥物的殘留研究主要集中在廣州地區(qū),且主要集中在海水養(yǎng)殖區(qū);而像長(zhǎng)江下游等主要淡水養(yǎng)殖區(qū),這方面的研究還未展開(kāi)。表1顯示,廣州地區(qū)的水產(chǎn)品肌肉中一些常用磺胺類抗菌藥物的殘留量均在最高殘留限量(100 μg/kg)[65]以下,而其肝臟中的抗生素殘留量則相對(duì)較高,部分已超出100 μg/kg,這可能要引起高度重視。

表1 不同地區(qū)水產(chǎn)品中磺胺類抗生素的殘留情況

3.2 最高殘留限量(maximum residue limits,MRLs)

最高殘留限量指的是食品動(dòng)物在用藥后產(chǎn)生的存在于食品表面或者食品內(nèi)部所允許該獸藥殘留的最高量。許多國(guó)家及國(guó)際組織已經(jīng)對(duì)不同基質(zhì)(如豬、牛、羊、水產(chǎn)等)中的獸藥殘留規(guī)定了最高允許殘留限量(MRLs),如歐盟MRLs的獸藥和添加劑種類為121種,CAC為57種,美國(guó)為87種[68-69],加拿大為85種,中國(guó)為134種,日本多達(dá)231種。美國(guó)以及歐盟的一些國(guó)家明確規(guī)定動(dòng)物組織中磺胺類藥物總含量的MRLs不得超過(guò)0.1 mg/kg[70];日本的“肯定列表制度”中規(guī)定,部分磺胺類藥物的殘留量需嚴(yán)格執(zhí)行“一律標(biāo)準(zhǔn)”為 0.01 mg/kg[71];中國(guó)農(nóng)業(yè)部第235號(hào)公告中也規(guī)定動(dòng)物性食品中磺胺類藥物的MRLs不得超過(guò)100 μg/kg[65]。

3.3 人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法

目前,國(guó)外環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的研究主要集中在人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)2個(gè)方面,一系列的評(píng)價(jià)規(guī)范、準(zhǔn)則等的制定,使得一個(gè)科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系已經(jīng)基本形成。其中人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法已經(jīng)基本定型。1983 年美國(guó)科學(xué)院公布了化學(xué)物質(zhì)的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)4步法:(1)危害鑒別:主要包括鑒定風(fēng)險(xiǎn)源的性質(zhì)及強(qiáng)度;(2)暴露評(píng)價(jià):指的是對(duì)人群或者生態(tài)系統(tǒng)暴露風(fēng)險(xiǎn)因子時(shí)的方式、頻率、強(qiáng)度及時(shí)長(zhǎng)的描述及評(píng)估;(3)劑量-反應(yīng)分析:暴露與暴露所導(dǎo)致的人群健康或生態(tài)系統(tǒng)影響下的因果關(guān)系;(4)風(fēng)險(xiǎn)表征:就是利用前3步所獲得的數(shù)據(jù),估算某化學(xué)物質(zhì)在不同暴露途徑下所可能產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)概率、強(qiáng)度以及可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平等。統(tǒng)計(jì)顯示,較常見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)在10-6~10-3的范圍。人們生活中食入食品和飲水等引起某種危害的水平在 10-9~10-5的范圍。對(duì)于人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(USEPA)認(rèn)可的致癌物的可接受風(fēng)險(xiǎn)閾值為10-5/年,若人的平均壽命按70歲算,則人一生最大可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)為 7×10-4;對(duì)于非致癌性化學(xué)污染物,英國(guó)皇家協(xié)會(huì)、瑞典環(huán)境保護(hù)局及荷蘭建設(shè)環(huán)境部等推薦的化學(xué)污染物對(duì)人體健康危害的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平為10-6/年,即終生最大可接受風(fēng)險(xiǎn)為7×10-5。人類通過(guò)膳食從水產(chǎn)品中攝入的抗菌藥物含量可通過(guò)膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)其進(jìn)行粗略的估測(cè),但由于有限的毒理學(xué)數(shù)據(jù)和待商定的各種標(biāo)準(zhǔn),估測(cè)人類通過(guò)膳食水產(chǎn)品而引起的抗菌藥物殘留量安全的潛在風(fēng)險(xiǎn)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。目前最常引用的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)是最大無(wú)作用劑量(maximal no-effective level,MNEL)、最小有作用劑量(minimal effective level,MEL)、每日容許攝入量(acceptable daily intake,ADI)和每日攝入量評(píng)估值(estimated daily intake,EDI)等。

3.3.1 最大無(wú)作用劑量(MNEL)和最小有作用劑量(MEL) MNEL指在一定時(shí)間內(nèi)按一定途徑或方式,某種外源化學(xué)物與機(jī)體接觸后,用當(dāng)前認(rèn)識(shí)水平下的最靈敏的試驗(yàn)方法和觀察指標(biāo),未能觀察到對(duì)機(jī)體造成任何損害或使機(jī)體出現(xiàn)異常反應(yīng)的最高該化學(xué)物的劑量。MEL也稱之為中毒閾值(toxic threshold value)或中毒閾劑量(toxic threshold level),它指的是一種外源性化學(xué)物在一定時(shí)間內(nèi)按一定方式或途徑與機(jī)體接觸后使某項(xiàng)靈敏的觀擦指標(biāo)開(kāi)始出現(xiàn)異?;蚴箼C(jī)體開(kāi)始出現(xiàn)損害現(xiàn)象的最低劑量

3.3.2 每日容許攝入量(ADI) ADI是指人或動(dòng)物每日直接或間接地?cái)z入某種化學(xué)物質(zhì)后,如食品添加劑、抗生素、農(nóng)藥等,對(duì)人體健康無(wú)任何已知不良效應(yīng)的劑量。ADI值越高,說(shuō)明該化學(xué)物質(zhì)的毒性越低。ADI=NOEL(最大無(wú)作用劑量)/SF(安全因子),SF一般取100、200;單位一般是mg/kg或g/kg,以相當(dāng)于人或動(dòng)物1 kg體質(zhì)量的毫克數(shù)或克數(shù)來(lái)表示。攝入該化學(xué)物質(zhì)如果在ADI劑量下,則終身不會(huì)對(duì)其健康造成任何可測(cè)量的損害;根據(jù)ADI計(jì)算出的每種食品中某些化學(xué)物的安全添加劑量,保證隨著食品進(jìn)入人體的化學(xué)物質(zhì)總量低于ADI;例如某化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體的ADI值為 2 mg/kg,體質(zhì)量按60 kg算,則人體每日攝入該化學(xué)物質(zhì)在 120 mg 以內(nèi)是安全無(wú)害的。

3.3.3 每日攝入量評(píng)估值(EDI) EDI 表示ADI值的百分比,由糧食及農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)生組織推薦使用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不同,計(jì)算方法上有些許差異,如He等采用的計(jì)算方法是EDI=C×K/BW,C代表水產(chǎn)品抗生素殘留的平均濃度,K代表平均每人每天食用的水產(chǎn)品量,BW代表人體平均體質(zhì)量[61];Chen等采用的計(jì)算方法是EDI=Cbiota×Mbiota,Cbiota表示的是所檢測(cè)的抗菌藥物在水產(chǎn)品中的最大濃度,Mbiota表示的是一個(gè)特定的年齡層的群體每人每天食用的水產(chǎn)品量[72]。

4 展望

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境中如地下水、地表水、養(yǎng)殖水、廢水、土壤、底泥等的抗菌藥物污染開(kāi)展了許多研究,但是對(duì)水生生物體中抗菌藥物污染的研究還相對(duì)較少,無(wú)論是檢測(cè)方法上還是分析方法上都還不成熟:檢測(cè)方法上,水產(chǎn)品中抗菌藥物污染大多數(shù)是微量甚至是痕量的,這就要求儀器具有更高的靈敏度、更低的檢測(cè)限和更準(zhǔn)確的定性定量;分析方法方面,現(xiàn)有的方法還不夠完善,在檢測(cè)分析上缺少譜庫(kù),存在一些中間代謝產(chǎn)物無(wú)法辨別等問(wèn)題。我國(guó)是水產(chǎn)大國(guó),水產(chǎn)品中抗菌藥物污染檢測(cè)分析以及治理技術(shù)上的探索仍處于初級(jí)階段,保證綠色健康的水產(chǎn)品質(zhì)量,建立高效準(zhǔn)確快速的抗菌藥物檢測(cè)分析方法,作出科學(xué)健康的膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是每個(gè)科研工作者應(yīng)盡的責(zé)任,這些問(wèn)題的解決和系統(tǒng)完善仍需要廣大學(xué)者不斷地研究解決。

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