趙軍強(qiáng),韓典峰,田秀慧,王景,劉鴿,丁玉竹,彭中校,薛敬林,劉永春,喬瑞光,徐英江*

(1. 山東省海洋資源與環(huán)境研究院, 山東省海洋生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 煙臺(tái) 264006; 2. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院, 上海 201306)

金剛烷胺(amantadine, AMD)是一種水溶性三環(huán)胺, 分子式為C10H17N, 結(jié)構(gòu)式如圖1所示[1]。金剛烷胺通常為白色粉末或小顆粒狀, 無臭無味, 易溶于有機(jī)溶劑, 在光和空氣中性質(zhì)穩(wěn)定, 常儲(chǔ)存在陰涼干燥的密閉容器中。

圖1 金剛烷胺結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formula of amantadine

金剛烷胺于1959年首次合成, 1964年人們發(fā)現(xiàn)其抗病毒作用[2], 1969年SCHWAB等[3]發(fā)現(xiàn)金剛烷胺能改善帕金森氏病的癥狀。研究表明, 金剛烷胺是一種離子通道阻斷劑, 其能阻斷M2離子通道, 減少污染細(xì)胞中病毒蛋白的釋放, 從而具備抗流感病毒活性[4-6]。金剛烷胺是美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的首個(gè)抗流感病毒藥物[7-8], 日本于1998年批準(zhǔn)金剛烷胺用于流感病毒A型感染性疾病的防治[9]。上世紀(jì)70年代以后, 中國使用金剛烷胺治療帕金森障礙和帶狀皰疹, 并用其防治A型流感病毒引起的呼吸道感染[10]。金剛烷胺因價(jià)格低廉且能夠有效抑制流感病毒活性等特點(diǎn), 曾被用于畜禽養(yǎng)殖中流感病毒的防治, 但金剛烷胺在畜禽體內(nèi)不易代謝, 常以原藥形態(tài)在畜禽產(chǎn)品中殘留, 對(duì)畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全和人體健康造成不利影響[11], 長(zhǎng)期使用金剛烷胺將導(dǎo)致喂養(yǎng)的畜禽產(chǎn)品中毒, 病毒產(chǎn)生耐藥性。同時(shí), 過量使用的金剛烷胺會(huì)進(jìn)入土壤、湖泊和海洋, 在生物體中富集, 進(jìn)而對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。目前, 中國對(duì)食品中金剛烷胺殘留檢測(cè)重點(diǎn)關(guān)注在禽蛋類產(chǎn)業(yè), 對(duì)海產(chǎn)品及環(huán)境中檢測(cè)較少且國內(nèi)金剛烷胺的安全性研究尚處于起步階段。因此, 本研究綜合分析金剛烷胺造成的危害, 以及食品中金剛烷胺的檢測(cè)方法, 以期更廣泛的為動(dòng)植物食品中金剛烷胺的檢測(cè)及安全性研究提供參考。

1 金剛烷胺的危害

金剛烷胺的病毒耐藥株已引起學(xué)者關(guān)注。流感病毒的肆虐和金剛烷胺類藥物的廣泛使用, 導(dǎo)致近年來流感病毒耐藥株呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。另一方面, 金剛烷胺以原藥形式在生物體內(nèi)部存在和蓄積, 在體內(nèi)降解代謝量極少, 從而對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響。金剛烷胺的副作用主要與中樞神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān), 這些副作用包括幻覺、混亂和噩夢(mèng)。這些癥狀在日劑量超過200 mg或與抗膽堿能藥物同時(shí)使用時(shí)尤為常見。過量用藥時(shí), 將引起急性精神病、昏迷和心血管毒性等癥狀, 嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致病人死亡。

大量研究表明, 金剛烷胺可引起病毒變異并提高病毒耐藥性, 進(jìn)一步導(dǎo)致耐藥性病毒具有更強(qiáng)的致病性和傳播性。現(xiàn)已在全球多個(gè)地區(qū)發(fā)現(xiàn)金剛烷胺的耐藥性病毒株[12-13]。BELSHE等[14]研究了1978—1988年西弗吉尼亞州亨廷頓甲型流感病毒的臨床分離株，結(jié)果表明這些耐藥病毒在金剛烷胺和金剛乙胺之間表現(xiàn)出完全的交叉耐藥性。KYOTO等[15]對(duì)日本15名甲型流感病毒患者研究發(fā)現(xiàn), 80% (12名)患者體內(nèi)流感病毒對(duì)金剛烷胺產(chǎn)生耐藥性且產(chǎn)生耐藥性突變, 突變后的病毒更具有傳染性。CHEUNG等[16-17]在泰國、越南、柬埔寨、馬來西亞等國家也發(fā)現(xiàn)金剛烷胺的耐藥株。HE等[18]發(fā)現(xiàn)相較于其他亞洲國家, 中國分離出抗性H5N1病毒的情況較少, 但中國北方分離的金剛烷胺耐藥病毒的發(fā)生率較高, 83.3%的病毒對(duì)金剛烷胺有耐藥性。李靜等[19]對(duì)吉林省2018—2020年的甲型流感進(jìn)行研究, 發(fā)現(xiàn)34株甲型H3N2亞型流感病毒均對(duì)金剛烷胺類藥物具有耐藥性。

除導(dǎo)致病毒產(chǎn)生耐藥性, 金剛烷胺還可直接或間接引起生物體神經(jīng)損傷。馬傳響等[20]發(fā)現(xiàn)大劑量的金剛烷胺導(dǎo)致小鼠的神經(jīng)遞質(zhì)異常, 并對(duì)小鼠的心理神經(jīng)系統(tǒng)造成傷害。REES等[21]開展金剛烷胺對(duì)馬的神經(jīng)系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn), 低劑量金剛烷胺對(duì)馬產(chǎn)生下背部肌肉無力等短暫神經(jīng)影響, 高劑量使馬的癲癇發(fā)作并死亡。研究表明, 蛋雞注射金剛烷胺后會(huì)產(chǎn)生精神不振和排白色稀糞等不良反應(yīng)[22-24]。人類長(zhǎng)期服用金剛烷胺類藥物常見的不良反應(yīng)有產(chǎn)生幻覺、意識(shí)障礙等[25-27], 嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致精神安定性惡性綜合癥或產(chǎn)生自殺意念[28]。

此外, 食品中殘留的金剛烷胺可通過食物鏈傳遞到人體, 進(jìn)而影響人體健康。相關(guān)研究表明, 人體過量或長(zhǎng)期服用金剛烷胺, 將增加中毒的風(fēng)險(xiǎn), 并對(duì)胃腸道、皮膚、腎功能、角膜等造成損害[29]。人類每日服用高劑量金剛烷胺, 可能損害角膜內(nèi)皮細(xì)胞[31]、內(nèi)皮功能障礙和其他角膜合并癥[32]。葉金朝等[25]發(fā)現(xiàn)患者服用金剛烷胺后, 腎功能的血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)和肌酐(creatinine, Cr)升高, 導(dǎo)致雙下肢水腫。HELMANDOLLAR等[32]對(duì)長(zhǎng)期服用金剛烷胺的患者開展研究, 發(fā)現(xiàn)40%的患者長(zhǎng)期服用金剛烷胺后會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀青斑的現(xiàn)象。

2 食品中金剛烷胺的檢測(cè)

目前, 因金剛烷胺對(duì)畜禽產(chǎn)品、對(duì)人體產(chǎn)生不良反應(yīng)且市場(chǎng)上各類養(yǎng)殖產(chǎn)品中仍能檢出金剛烷胺殘留, 研究人員對(duì)食品中金剛烷胺的殘留檢測(cè)加以關(guān)注。國內(nèi)外對(duì)食品中金剛烷胺的檢測(cè)方法以色譜法為主, 檢測(cè)對(duì)象包括禽蛋類、牛奶、蜂蜜、海帶和辣椒等。金剛烷胺因不易揮發(fā)、缺乏生色基團(tuán)和含伯氨基等特點(diǎn)不易檢測(cè), 需選擇合適的前處理和儀器分析方法。

2.1 前處理方法

樣品制備對(duì)于從復(fù)雜基質(zhì)中分離所需組分至關(guān)重要, 并極大地影響其分析的可靠性和準(zhǔn)確性[33]。金剛烷胺的前處理主要包括提取、凈化、濃縮等步驟, 這些步驟能夠有效的消除基質(zhì)的影響, 但前處理所需時(shí)間較長(zhǎng)。金剛烷胺常用的前處理方法是固相萃取法和QuEChERS法。固相萃取能提高分析物的回收率, 有效地將分析物與干擾組分分離, 金剛烷胺檢測(cè)常用的固相萃取柱為MCX、HLB和SCX固相萃取柱。李占彬等[34]用PRiME HLB固相萃取柱檢測(cè)雞蛋樣品中金剛烷胺殘留量, 平均回收率為90%。云雅光等[35]通過檢測(cè)動(dòng)物源性食品中金剛烷胺殘留, 發(fā)現(xiàn)使用Waters Oasis MCX固相萃取柱凈化樣品回收率最好, 平均回收率可達(dá)96.5%。王亞會(huì)等[36]通過比較MCX、HLB和SCX固相萃取柱對(duì)雞肉樣品中金剛烷胺的提取效果, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)SCX固相萃取柱對(duì)金剛烷胺的回收率和重復(fù)性最優(yōu), 平均回收率為92.56%。隨著技術(shù)的創(chuàng)新, 一些新型材料和新固相萃取技術(shù)被用于金剛烷胺檢測(cè)。張崇威等[37]利用新型的Captiva增強(qiáng)型脂質(zhì)去除固相萃取柱對(duì)動(dòng)物源食品中51種藥物殘留進(jìn)行檢測(cè), 確定豬肉中金剛烷胺的平均回收率為105%～109%。王鳳麗等[38]利用磺化聚苯乙烯納米纖維(sulfonated polystyrene nanofibers, SPS NFs)建立的SPS NFs固相萃取法, 極少量(3.0 mg) SPS NFs即可高效萃取樣品中金剛烷胺, 且樣品前處理過程快速、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保, 回收率在71.6%～87.5%。王彩娟[39]通過TurboFlow在線固相萃取全自動(dòng)技術(shù), 對(duì)比Cyclone、Cyclone-P、C18、C18-P和Cyclone MCX等5種TurboFlow柱效果, 結(jié)果表明金剛烷胺在Cyclone柱回收率最好, 可達(dá)90.4%。

近年來, QuEChERS方法因回收率、精確度和準(zhǔn)確度更高, 分析速度更快, 被廣泛用于金剛烷胺的檢測(cè)。QuEChERS法常用的吸附劑有N-丙基乙二胺(primary secondary amine, PSA)、C18、弗羅里硅土和石墨化炭黑(graphitized carbon black, GCB)等[40]。LIN等[41]利用C18和NH2填料,進(jìn)行分散固相萃取凈化雞蛋和雞肉中金剛烷胺, 回收率為89%～108%。任傳博等[42]通過響應(yīng)面法優(yōu)化刺參(Stichopusjaponicus)中金剛烷胺檢測(cè), 結(jié)果表明PSA吸附劑為250 mg時(shí)回收率最大, 為118%, 而C18對(duì)刺參中金剛烷胺的回收率有抑制效果。WU等[43]使用多壁碳納米管作為反分散固相萃取材料, 方法簡(jiǎn)單快速、且具有較好的回收率(96.8%～104.6%)。YAN等[44]通過改進(jìn)的QuEChERS法處理雞肌肉, 利用1%乙酸-乙腈(V/V)和C18提取凈化, 回收率范圍為87.5%～102.4%。周劍等[45]選取C18、PSA、硅藻土、弗羅里硅土4種凈化劑測(cè)定雞肉中金剛烷胺, 結(jié)果顯示PSA和弗羅里硅土的凈化效果較好, 最后回收率可達(dá)88%。郭禮強(qiáng)等[46]測(cè)定禽肉中的金剛烷胺, 發(fā)現(xiàn)中性氧化鋁和NH2的回收率較好, 分別為75.3%～84.5%和70.0%～87.6%。

2.2 儀器分析方法

食品中金剛烷胺的檢測(cè)方法多樣, 但目前食品中金剛烷胺的檢測(cè)方法仍以儀器分析法為主。儀器分析法具有適用性廣, 靈敏性高, 重復(fù)性好和準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn), 但前處理時(shí)間長(zhǎng), 檢測(cè)設(shè)備昂貴, 需要專業(yè)人員操作且不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。傳統(tǒng)的儀器分析方法有氣相色譜法[47]、液相色譜法[48]和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[49]等。近年來, 隨著色譜與質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展, 高分辨質(zhì)譜因其能提供更準(zhǔn)確的定性和定量分析結(jié)果, 成為金剛烷胺類抗病毒藥物殘留檢測(cè)新型技術(shù)。王珂等[50]建立液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法確定豬肉、雞肉、魚肉和牛奶中的金剛烷胺, 方法定量限為0.5～1.0 μg/kg, 方法靈敏度高。鄒宇等[51]采用超高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜法測(cè)定雞肉組織中金剛烷胺殘留, 確定金剛烷胺檢出限為4.9 ng/g, 定量限為9.8 ng/g, 回收率為81.8%～96.3%。YAN等[44]通過超高效液相色譜結(jié)合高分辨率LTQ Orbitrap質(zhì)譜法測(cè)定雞肌肉組織中的金剛烷胺, 確定檢出限為1.02 μg/kg, 定量限為3.40 μg/kg。表1列出食品中金剛烷胺的前處理方法和儀器分析方法。目前金剛烷胺檢測(cè)方法中, 高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法相較于高效液相色譜法和高分辨質(zhì)譜, 準(zhǔn)確度和靈敏度較高且價(jià)格適中, 因此食品中金剛烷胺的檢測(cè)方法仍以液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法為主, 且檢測(cè)限在0.02～10.00 μg/kg之間, 能較好的滿足金剛烷胺殘留檢測(cè)分析方法的要求。

表1 已報(bào)道的食品中金剛烷胺的檢測(cè)方法匯總表Tab.1 Summary of reported methods for the detection of amantadine in food

續(xù)表1,Tab.1 Continued

3 金剛烷胺的殘留現(xiàn)狀及安全性評(píng)價(jià)

3.1 金剛烷胺的殘留現(xiàn)狀

中國獸藥行業(yè)起步于改革開放初期, 隨著發(fā)展, 獸藥行業(yè)的整體水平在不斷提高, 大型養(yǎng)殖戶用藥趨于規(guī)范, 但仍有部分養(yǎng)殖戶在利益的驅(qū)使下過量使用金剛烷胺。近年來, 各地監(jiān)管部門對(duì)各種養(yǎng)殖產(chǎn)品進(jìn)行獸藥殘留安全監(jiān)督抽查, 結(jié)果顯示金剛烷胺檢出事件時(shí)有發(fā)生。YAN等[44]測(cè)定北京超市中的100批次雞肌肉中金剛烷胺, 結(jié)果顯示3批樣品金剛烷胺的殘留量分別為4.25、37.30、86.00 μg/kg。崔乃元等[64]檢測(cè)發(fā)現(xiàn)北京市海淀區(qū)1份雞肉樣品和1份鴨肉樣品金剛烷胺殘留量為3.5 μg/kg和2.1 μg/kg。WANG等[56]發(fā)現(xiàn)563批蜂蜜樣品中, 2份樣品含金剛烷胺。齊剛[65]對(duì)遼寧省北鎮(zhèn)市12批雞蛋進(jìn)行檢測(cè), 結(jié)果表明2批樣品中金剛烷胺殘留為1.4 μg/kg和4.6 μg/kg。張玉昆等[61]發(fā)現(xiàn)市面上1批對(duì)蝦(Penaeusorientalis)樣品中金剛烷胺含量為4.7 μg/kg。鄭偉云[66]對(duì)山東煙臺(tái)長(zhǎng)島的海帶檢測(cè)后, 發(fā)現(xiàn)海帶中金剛烷胺殘留量葉體平直部>葉體凹凸部>假根和柄, 含量分別為64.92、54.14、48.72 μg/kg。胡巧茹等[59]通過高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)市場(chǎng)上66批次辣椒及辣椒制品檢測(cè), 結(jié)果顯示9批鮮辣椒樣品、3批干辣椒樣品中檢出金剛烷胺, 含量為3.1～22.7 μg/kg。

隨著金剛烷胺的過量使用, 除部分地區(qū)畜禽產(chǎn)品中能檢出金剛烷胺, 部分地區(qū)海水中亦檢出金剛烷胺, 而水產(chǎn)品可通過海水積累金剛烷胺, 這些食品進(jìn)入人體后將對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。但目前國內(nèi)對(duì)金剛烷胺的檢測(cè)主要集中于畜禽產(chǎn)品, 對(duì)水產(chǎn)品及其他植物食品檢測(cè)較少。雞蛋中檢出金剛烷胺, 說明金剛烷胺的穩(wěn)定性強(qiáng), 可通行親代傳遞給子代。因此, 金剛烷胺的殘留問題需引起人們注意。

3.2 金剛烷胺的安全性評(píng)價(jià)

由于金剛烷胺可通過食物鏈傳遞對(duì)人體造成危害, 國內(nèi)外已有相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)金剛烷胺的使用和測(cè)定做出規(guī)定。2005年中國農(nóng)業(yè)部發(fā)布560號(hào)公告禁止金剛烷胺類人用抗病毒藥移植獸用, 以防為動(dòng)物疫病控制帶來嚴(yán)重后果。2006年, 美國食品藥品監(jiān)督管理局禁止金剛烷胺用于家禽養(yǎng)殖[11]。2013年日本厚生勞動(dòng)省在進(jìn)口食品監(jiān)控計(jì)劃中加入對(duì)中國產(chǎn)雞肉中金剛烷胺的檢查。

中國對(duì)食品中金剛烷胺殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究尚處于起步階段。孫海新等[67]調(diào)研發(fā)現(xiàn), 部分肉雞養(yǎng)殖戶存在金剛烷胺濫用問題, 且養(yǎng)殖規(guī)模越小, 金剛烷胺的使用越無序。楊琳芬等[68]通過對(duì)禽肉和禽蛋中金剛烷胺進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估調(diào)查研究, 結(jié)果表明, 在蛋禽和肉禽的養(yǎng)殖過程中均存在違法使用金剛烷胺的現(xiàn)象, 且一般養(yǎng)殖戶樣品中金剛烷胺檢出率高于規(guī)模養(yǎng)殖戶。任傳博等[42]通過響應(yīng)面法優(yōu)化刺參中的金剛烷胺檢測(cè)發(fā)現(xiàn), 目前刺參樣品中確實(shí)存在金剛烷胺殘留風(fēng)險(xiǎn)。鄭偉云[66]在金剛烷胺與藻類質(zhì)量安全相關(guān)性研究中, 對(duì)金剛烷胺安全狀態(tài)指數(shù)和殘留量的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分析, 結(jié)果顯示, 在所采樣月份和城市中, 各指標(biāo)安全指數(shù)均小于1且風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為1.1 (小于1.5), 說明海帶中金剛烷胺風(fēng)險(xiǎn)低。BERENDSEN等[69]利用柱轉(zhuǎn)換液相色譜與串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)火雞中殘留金剛烷胺。XU[70]等采用超高效液相色譜-電噴霧正離子串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)海水和海帶, 結(jié)果表明, 海水和海帶中均存在金剛烷胺且海帶中金剛烷胺含量明顯高于海水。說明海帶可以在海水中積累金剛烷胺, 并通過食物鏈進(jìn)行生物放大。

4 結(jié)論與展望

金剛烷胺因其具有神經(jīng)毒性并可產(chǎn)生抗藥性等危害已經(jīng)引起國際社會(huì)的廣泛關(guān)注。金剛烷胺殘留量檢測(cè)及其造成的食品和生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)將是今后研究工作的熱點(diǎn)。

目前, 國內(nèi)外已經(jīng)建立較為成熟的食品中金剛烷胺殘留量的測(cè)定方法, 開展禽蛋、牛奶、蜂蜜、辣椒和海帶中金剛烷胺殘留量的檢測(cè)分析。但檢測(cè)方法多為儀器分析方法, 需耗費(fèi)大量的人力物力, 效率較低, 需探索更加簡(jiǎn)單, 快速且穩(wěn)定性高的方法。

目前國內(nèi)外對(duì)金剛烷胺的安全性評(píng)價(jià)較少, 尚處于起步階段。國外對(duì)金剛烷胺的安全性評(píng)價(jià)側(cè)重于人體用藥方面, 國內(nèi)食品中金剛烷胺的安全性評(píng)價(jià)研究文獻(xiàn)屈指可數(shù), 因此, 要加強(qiáng)食品中金剛烷胺對(duì)人體健康的安全性研究。

金剛烷胺不易降解, 在生物體中多以原藥形式排入外界環(huán)境, 對(duì)環(huán)境中的動(dòng)植物等產(chǎn)生一定的影響, 亟需建立環(huán)境及更廣泛動(dòng)植物中金剛烷胺殘留量的測(cè)定方法, 并開展環(huán)境中金剛烷胺污染狀況調(diào)查, 進(jìn)一步明確金剛烷胺的環(huán)境行為特征和生物富集規(guī)律。