張震,張俊,王現(xiàn)軍,閆躍飛,趙玉璽,閆磊
(1.河南省奶牛生產(chǎn)性能測定中心,河南鄭州450046;2.河南省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)部免疫學重點實驗室,河南鄭州450002;3.河南省奶牛健康養(yǎng)殖國際聯(lián)合實驗室,河南鄭州450046;4.河南省鼎元種牛育種有限公司,河南鄭州450008;5.河南省種牛遺傳性能測定中心,河南鄭州450046;6.河南乾祥農(nóng)牧科技有限公司,河南鄭州450002)
隨著人民生活質(zhì)量的提高,對牛奶的需求呈現(xiàn)逐年上升趨勢。牛奶被稱作大自然賦予人類最接近完美的食品,不僅富含蛋白、脂肪等常規(guī)營養(yǎng)物質(zhì),而且還含有很多其他食品中沒有或少有的活性物質(zhì),因此,牛奶越來越被大眾接受和喜愛,現(xiàn)已成為大家生活中必需品。目前我國對牛奶的安全管理和相關研究大多集中在微生物[1]、農(nóng)藥[2]、抗生素[3]和重金屬[4]等指標,對于牛奶中激素殘留的安全性研究較少,而且尚無官方的管理標準[5]。近年來,不少專家學者開始研究食物中激素對大眾健康的影響,尤其是牛奶[6]。牛奶中含有相當量的激素,如孕酮,人類長期食用含有該激素水平的牛奶,是否對人體健康有較大影響,越來越受到學術界關注。
牧場生鮮乳的質(zhì)量安全直接決定乳制品的質(zhì)量安全,因此,從源頭上研究和把控生鮮乳中激素殘留,對于研究和控制乳制品中激素含量具有重要意義。依據(jù)目前行業(yè)檢測標準NY/T 2069-2011《牛乳中孕酮含量的測定高效液相色譜-質(zhì)譜法》[7]以及在此標準上所做方法優(yōu)化,本研究對河南省44家牧場生鮮乳進行孕激素孕酮含量的檢測,旨在初步統(tǒng)計河南省牧場生鮮乳中孕酮殘留水平的現(xiàn)狀,為生鮮乳中孕酮含量深入研究提供基礎數(shù)據(jù),也為相關單位制定標準提供一些數(shù)據(jù)參考。
1.1.1 樣品來源
從2017年8月到2017年12月,采集覆蓋全省13個地級市的牧場生鮮乳大罐混合樣。
1.1.2 樣品采集
按照《乳與乳制品采樣指南》[8],總共采集全省44家牧場生鮮乳大罐混合樣,均取采樣當天或前一天的全天混合奶樣,采集后4℃冷鏈保存,24 h內(nèi)送達實驗室。
孕酮標準品(1 000 μg/mL,純度≥98.0%):北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司;乙腈(HPLC級,純度≥99.9%)、乙酸銨(HPLC級,純度≥99.0%):MACKLIN公司;甲醇(LC-MS級,純度≥99.9%)、甲酸(HPLC級,純度≥98.0%):ALADDIN公司;乙酸鉛(分析純):天津市科密歐有限公司;純化水:Watsons公司。
高效液相色譜儀(LC 1290)、三重串聯(lián)四級桿質(zhì)譜儀(MS/MS 6460)、固相萃取裝置、色譜柱Eclipse Plus C18(2.1 mm×100 mm,1.8 μm):美國Agilent公司;高速離心機:SIGNA公司;超聲波儀:北京中晟銘科技有限公司;高速振蕩混合器(QB-600):海門市其林貝爾儀器公司;C18 固相萃取柱(500 mg,6 mL):Agela公司;0.45 μm微孔有機濾膜:天津市津騰實驗設備有限公司。
2.1.1 液相參數(shù)設置
色譜柱:Eclipse Plus C18(2.1 mm×100 mm,1.8 μm);流動相:A(5 mmol/L乙酸銨溶液+0.1%甲酸)和B(乙腈);進樣體積:10 μL;柱溫:40 ℃;流速:0.3 mL/min;梯度洗脫。梯度洗脫條件見表1。
表1 梯度洗脫條件Table 1 Gradient elution conditions
2.1.2 質(zhì)譜參數(shù)設置
(1)電離方式:電噴霧電離,正離子;(2)離子噴霧電壓:3.5 kV;(3)霧化氣:氮氣,40 psi(1 psi=6.895 kPa);(4)干燥氣:氮氣,流速 10 L/min,溫度 350℃;(5)碰撞氣:高純氮氣;(6)分辨率:Q1(單位)Q3(單位);(7)掃描模式:多重反應監(jiān)測,具體參數(shù)見表2。采用“三離子”原則定性定量檢測,定性時相對離子豐度的最大允許偏差見表3。
表2 孕酮多重反應監(jiān)測參數(shù)Table 2 Multiple reaction monitoring parameters of progesterone
表3 定性時相對離子豐度的最大允許偏差Table 3 The maximum allowable deviation of relative ion abundance when qualitative
準確吸取適量孕酮標準品溶液于10 mL容量瓶中,用甲醇稀釋并定容至刻度,配制成濃度為100 ng/mL的標準儲備液,再用基質(zhì)溶液依次稀釋成濃度梯度0.1、0.5、1、2、5 ng/mL 的標準工作溶液。
2.3.1 提取
1)稱取5 g(精確至0.001 g)奶樣于50 mL離心管中,分別加入15 mL甲醇和1 mL 20%乙酸鉛溶液,渦旋振蕩30 s,超聲提取10 min,10 000 r/min高速離心10 min。
2)取上清液,置于25 mL容量瓶中,向離心管殘渣中加入5 mL甲醇,重復操作(1)提取步驟,即振蕩30 s,超聲10 min,1 000 r/min離心10 min,合并上清液,用甲醇定容,得到25 mL甲醇提取液。
2.3.2 凈化
1)把C18固相萃取小柱置于固相萃取裝置,進行活化處理,依次加入5 mL甲醇和5 mL水。
2)吸取5 mL甲醇提取液,再用5 mL水稀釋,可得10 mL混合液,把10 mL混合液上C18固相萃取柱,再用5 mL水淋洗固相萃取柱,抽干后用2 mL乙腈洗脫。
3)洗脫液過0.45 μm有機濾膜,供液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜分析。
孕酮標準曲線圖見圖1。
圖1 孕酮標準曲線圖Fig.1 Calibration curve of progesterone
本檢測采用校正標準曲線,外標法定量。從圖1可知,在0.1 ng/mL~5 ng/mL濃度范圍內(nèi),線性方程為Y=2 448.1X-13.6,相關系數(shù)為0.999 9,表明孕酮在濃度0.1 ng/mL~5 ng/mL范圍內(nèi)有較好線性關系,檢測數(shù)據(jù)可信度高,可用于實際樣品的檢測分析。
通過孕酮的加標回收試驗,來驗證所建檢測方法的可靠性。添加回收率和精密度見表4。
表4 純奶中孕酮添加回收率和精密度(n=6)Table 4 The recoveries and RSD of progesterone in pure milk(n=6)
由表4可知,每組孕酮添加水平重復檢測6次,在添加濃度0.1 ng/mL~1 ng/mL范圍內(nèi),生鮮乳中孕酮檢測的回收率為80%~105%,相對標準偏差RSD≤8.9%,滿足生鮮乳中孕酮檢測的要求。
從2017年8月到12月份,基本每月1~2次到不同地區(qū)牧場采集生鮮乳樣品,總共采集44家牧場生鮮乳,對其孕酮含量進行測定,并對獲得數(shù)據(jù)進行分析。
3.3.1 44家牧場生鮮乳樣品孕酮檢測結果
牧場生鮮乳中孕酮含量最小值、最大值和平均值見表5。
表5 牧場生鮮乳中孕酮含量最小值、最大值和平均值Table 5 The minimum,maximum and average content of progesterone in pasture fresh milk
由表5檢測統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知,44家牧場生鮮乳中孕酮含量大致在 3.3 μg/kg~16.9 μg/kg,平均值為 7.4 μg/kg。
3.3.2 44家牧場生鮮乳孕酮含量趨勢分布狀況
牧場生鮮乳中孕酮含量趨勢分布結果見表6。
表6 牧場生鮮乳中孕酮含量趨勢分布結果Table 6 Distribution tendency of pastures of progesterone in fresh milk
從表6可知,大多數(shù)牧場生鮮乳孕酮含量集中在4 μg/kg~10 μg/kg,其中,孕酮含量在 4 μg/kg~8 μg/kg的牧場最多。
3.3.3 不同月份牧場生鮮乳中孕酮平均含量的比較
對被檢測44家牧場生鮮乳中孕酮殘留,8月、9月、10月、11月和12月份被檢測牧場平均值進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,比較平均值隨月份變化的趨勢,結果見圖2。
圖2 全省生鮮乳中8~12月孕酮含量平均值的比較Fig.2 The comparison of average progesterone content of fresh milk from August to December in whole province
從圖2中數(shù)據(jù)可看出,從2017年8月到12月,每月被檢測牧場生鮮乳孕酮含量平均值呈逐漸下降的趨勢,分析原因,這可能與隨著溫度的降低,各牧場懷孕牛逐步增多及產(chǎn)犢高峰期的到來有關。
從試驗數(shù)據(jù)可知,所建立用高效液質(zhì)色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法檢測生鮮乳中孕酮方法,繪制孕酮標準曲線的相關系數(shù)是0.999 9,相關性較好,可以用于實際生鮮乳樣品的檢測分析。孕酮的加標回收試驗顯示,加標回收率在80%~105%之間,說明所建方法符合回收率要求,所建立的檢測方法是可靠的,可用該方法進行大批量生鮮乳樣品孕酮含量的檢測。檢測44家牧場生鮮乳中孕酮殘留統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,河南省牧場生鮮乳中孕酮含量在 3.3 μg/kg~16.9 μg/kg 之間,平均值 7.4 μg/kg,大多數(shù)牧場生鮮乳孕酮含量集中在4 μg/kg~10 μg/kg,且孕酮含量隨天氣溫度降低呈下降趨勢。
現(xiàn)代奶牛生產(chǎn)中,孕激素和雌激素一起被用于誘導奶牛發(fā)情和泌乳,因此,牧場生鮮乳中孕激素殘留包括奶牛本身產(chǎn)生的孕激素(即內(nèi)源性孕激素)和用于奶牛生產(chǎn)的孕激素(即外源性孕激素)。分析牧場生鮮乳中會有孕酮殘留的原因,可能有以下3點:第一,與100年前相比[9],現(xiàn)代奶牛品種不同[10],現(xiàn)代飼養(yǎng)奶牛多為高產(chǎn)奶牛,如荷斯坦奶牛,多數(shù)經(jīng)基因改良,而不同品種的奶牛生鮮乳中激素含量不同;第二,現(xiàn)代奶牛飼養(yǎng)方法不同[11],牧場為提高奶牛單產(chǎn),多使用高蛋白含量的飼料,這也有可能會提高現(xiàn)代奶牛生鮮乳中孕激素含量;第三,也是最重要一點,現(xiàn)代奶牛繁育中,奶牛出生后90天左右,就對其進行人工授精,取代傳統(tǒng)的自然交配,這使得奶牛妊娠期間持續(xù)泌乳,特別是妊娠后期,奶牛血清中孕激素含量顯著升高,導致牛奶中孕激素含量也隨之升高[12]。據(jù)文獻報道,大約75%牛奶來源于妊娠奶牛[13]。在規(guī)范用藥的前提下,生鮮乳中的激素殘留可忽略不計,但目前我省主要以中小型牧場為主,奶牛飼養(yǎng)農(nóng)戶規(guī)模較小和分散,因此,控制激素使用難度很大。
國家對生鮮乳中孕激素殘留暫無明確規(guī)定,目前也尚無直接證據(jù)證實牛奶中孕激素殘留會對人體健康有不利影響,但學術界和消費者一直很關心和關注牛奶中激素殘留問題,本研究統(tǒng)計和分析了全省44家牧場生鮮乳中孕酮殘留情況,較具有代表性,因此,本研究數(shù)據(jù)可為相關部門制定政策和標準提供依據(jù)和參考[14]。