周迎春,華向美,劉少博
(1.河南進口肉類指定口岸漯河查驗區(qū)服務中心,河南 漯河462300;2.中華人民共和國漯河海關,河南 漯河462300;3.大咖國際食品有限公司,河南 焦作454850)
黃霉素(Flavomycin)又稱默諾霉素(Moenomy?cin、Moenomycine)、斑 伯 霉 素(Bambermycin、Bambermycine)、黃磷脂素(Flavophospholipol)或黃磷脂醇素[1]、富樂霉素(Furomycin)、富拉磷[2]、黃磷脂素(Flavopholopo1)[3]。2013年農業(yè)行業(yè)標準制定與修訂(農產品質量安全)項目申報目錄(飼料部分)明確列出“制定《飼料中黃霉素的測定》標準”。2016年8月國家衛(wèi)生計生委等十四部委聯(lián)合發(fā)布《遏制細菌耐藥國家行動計劃(2016—2020年)》,黃霉素作為一種抗菌藥物,也將不可例外地受到風險評估[4]。目前檢驗檢疫部門已將黃霉素列為飼料和動物源性食品殘留監(jiān)控計劃[5]。
針對目前研究多集中于對黃霉素中黃霉素A的鑒定、檢測,且方法檢出限偏高,急需建立與國際接軌的先進的飼料中黃霉素檢測技術這一情況,本文詳細總結了黃霉素的主要成分、理化性質和功能特性,分析了黃霉素殘留的潛在危害,提高公眾對黃霉素的認知,方便后期深入研究飼料中黃霉素殘留量的測定,以期為國家制定飼料中黃霉素相關監(jiān)控計劃提供依據。
黃霉素是由灰綠鏈霉菌(斑伯鏈霉菌,Strepto?myces bambergiensis)厭氧發(fā)酵產生的一種多組分磷酸糖脂類抗生素[6],CAS號(Chemical Abstracts Ser?vice Registry Number)為11015-37-5,分 子 式 為C69H107N4O35P,相對分子質量為1 583.582[7],純品為白色無味無定形非結晶性粉末,飼料添加劑為褐色或暗褐色無定形粉末,有特殊的真菌氣味[8]。
黃霉素呈弱酸性,屬于強極性化合物,易溶于水、甲醇、二甲基甲酰胺等小分子物質,在乙醇、丙醇中幾乎不溶[9],微溶于乙醚、乙酸乙酯,不溶于苯類、三氯甲烷等其他有機溶劑[10];無明確熔點,200℃開始分解[11];在中性水和甲醇溶液中穩(wěn)定,但在強酸和強堿條件下易失效[12];紫外吸收峰(中性水溶液)為258 nm[13]。
目前,實際應用中的黃霉素預混劑是由斑伯鏈霉菌發(fā)酵后直接制成的,而不是先生產原料再配制成黃霉素預混劑,生產企業(yè)一般先生產含黃霉素20~250μg·mg-1(相當于含量2%~25%)的粗品,然后再添加輔料配成含量為4%、8%、12%的獸用預混劑使用。由于粗品中含有微生物長期培養(yǎng)發(fā)酵產生的大量代謝副產物,雜質成分復雜,穩(wěn)定性差,生產人員在生產過程中接觸黃霉素粗品易產生咳嗽、高燒、腹瀉等不良過敏反應,但機理不明?,F(xiàn)有研究表明黃霉素有5種活性成分,分別是黃霉素A[14]、黃霉素A12[15]、黃霉素C1[16]、黃霉素C3[17]、黃霉素C4,皆具有類似的化學特性和抗菌活性,黃霉素的5種組分分子結構式見圖1[18],其分子式、CAS號及分子量見表1。黃霉素中最主要的活性組分為黃霉素A[19],占活性組分總和的50%以上,一般在60%~80%[20]。我國規(guī)定黃霉素A的相對量應大于50%[21]。
圖1 黃霉素5種組分(A、A12、C1、C3、C4)的分子結構式
表1 黃霉素5種組分(A、A12、C1、C3、C4)的基本信息
相關文獻表明:黃霉素5種主要成分的分子結構相似[22],且還可能存在如磷脂霉素(Pholipomy?cin)、諾霉素A(Nosokomycin A)、諾霉素B(Noso?komycin B)、諾霉素C(Nosokomycin C)、諾霉素D(Nosokomycin D)等具有相似結構的雜質[23]。
黃霉素最先是由德國赫斯特(Hoechst)公司在1965年注冊的第一個專門用于動物的抗生素類促生長劑,自20世紀70年代起,黃霉素產品在畜禽上進行了試用性研究[1]。作為國外上市最早的一種抗生素飼料添加劑,黃霉素曾是國外唯一允許在養(yǎng)殖業(yè)生產中使用的含磷糖脂類抗生素。它用量少卻對牛、豬、雞等動物促生長效果突出[24],提高飼料利用效率[1];可用于預防球蟲病[25];黃霉素主要抑制革蘭氏陽性菌[26],如金黃色葡萄球菌、鏈球菌[27]和雙球菌等,部分革蘭氏陰性菌如巴氏桿菌、布魯氏桿菌等也對黃霉素敏感[28];與其他藥物添加劑如維生素、氨基酸、微量元素等無配伍禁忌[29]。這些顯著優(yōu)勢使黃霉素廣泛用于畜禽養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖。
1991年,赫斯特公司在我國注冊進口黃霉素預混劑,其質量標準被收載于中華人民共和國農業(yè)農村部(原農業(yè)部)《進口獸藥質量標準》[30]。1993年,我國農業(yè)農村部(原農業(yè)部)以“93外獸藥準字05號”文批準進口荷蘭英特威(Intervet)公司的黃霉素40和黃霉素80(商品分別含黃霉素40 g·kg-1和80 g·kg-1)[1],其在中國的商品名為“富樂旺”。我國1997年發(fā)布的《允許作飼料藥物添加劑的獸藥品種及使用規(guī)定》中黃霉素被定為無停藥期且產奶期可使用的兩種抗菌藥之一[9]。2002年農業(yè)農村部(原農業(yè)部)正式批準黃霉素預混劑為新獸藥,并在同年引進外國先進的黃霉素生產工藝技術進行大規(guī)模生產[31]。現(xiàn)階段,黃霉素以及所有與其有關的產品僅用于動物飼料[32],且已被廣泛使用在我國畜禽水產養(yǎng)殖中來提高動物的生長繁殖性能,目前我國是世界上黃霉素產量和出口量最大的國家。國內已有數(shù)家大型抗生素發(fā)酵企業(yè)生產黃霉素產,并且浙江海正藥業(yè)股份有限公司等幾家大型制藥企業(yè),已經成功研制開發(fā)出了4%黃霉素和8%黃霉素的預混劑[9]。
在美國,黃霉素被批準用于牛、豬和家禽,但使用水平應在0.5~20 mg·kg-1,可以單獨使用,也可以與莫能菌素、拉沙里菌素或鹽霉素等離子載體抗生素聯(lián)合使用,以提高增重率和飼料效率[33]。
由于黃霉素通過抑制轉糖酶活性,干擾細胞壁構成物質肽聚糖的生物合成,導致細胞裂解、死亡,達到很強的殺菌效果[2],歐盟曾授權在藥理學劑量為1~25 mg·kg-1范圍內允許將黃霉素添加使用于飼料中,但當發(fā)現(xiàn)黃霉素還具有顯著的促生長作用時,本著預防原則,2005年歐盟農業(yè)部長會議決定[34],自2006年1月1日起,禁止在飼料中添加黃霉素[35],自2009年9月30日起黃霉素僅允許用于兔子飼養(yǎng)過程中[1]。另有學者研究表明,黃霉素可引起瘤胃細菌的適應性反應,從而顯著改變其抗生素敏感性[36]。黃霉素本身無抗原性,與其他常用的抗生素之間有無交叉抗原性有待深入研究。
作為非代謝類藥物,黃霉素經口服后幾乎不被吸收,這就使黃霉素可能在動物產品中殘留,長期食用黃霉素殘留的動物源食品會破壞人體腸道菌群[37],對動物的骨骼發(fā)育造成不良影響,大量攝入甚至會產生造血功能障礙[38],其對動物及人體的其他危害還有待于深入研究;另外,黃霉素通過動物糞便會不可避免地排到環(huán)境中,容易污染土壤、地表水等環(huán)境[39],進而可能給人類安全帶來威脅。
黃霉素由斑伯鏈霉菌發(fā)酵后直接制成,已有的研究證明它至少含有5種活性成分。由于黃霉素具有極佳的促生長、抗菌等效果,使黃霉素廣泛用于畜禽養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖。隨著科技進步,人們發(fā)現(xiàn)黃霉素作為促生長性抗生素,很難避免污染水、土壤等地表環(huán)境,進而威脅人類健康,如破壞人體腸道菌群,造成骨骼發(fā)育異常和造血功能障礙等。因此,各國相繼將黃霉素列入飼料及動物源性食品監(jiān)控計劃。針對世界各國對黃霉素的使用和殘留限量要求越來越嚴,急需建立飼料中黃霉素殘留量的檢測技術和監(jiān)控體系,從而對國內外飼料中黃霉素殘留現(xiàn)狀展開調查、評估,形成應對措施,填補技術空白,滿足食品安全需要,有效推進進出口動物源性食品貿易便利化。