堯聰,周茜,王紅*,朱寬正,彭瑾
湖北省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院(武漢 430060)
我國(guó)是世界上豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國(guó)。但近年來,我國(guó)豬肉的安全問題日益突出,以“瘦肉精”“獸藥殘留”“豬流感”為代表的豬肉安全事件頻發(fā)。2018年的非洲豬瘟事件,再次引起人們對(duì)豬肉安全的關(guān)注。目前,微生物超標(biāo)、重金屬污染和獸藥殘留是導(dǎo)致豬肉及豬肉制品安全問題的三個(gè)關(guān)鍵因素。原因在于:(1)部分養(yǎng)殖戶為防控疾病,提高仔豬存活率,任意使用獸藥,致使豬肉中獸藥殘留量嚴(yán)重超標(biāo);(2)為促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育,使用重金屬含量超標(biāo)的飼料或者直接在飼料中添加高劑量礦物質(zhì),造成豬肉中重金屬超標(biāo);(3)在養(yǎng)殖到銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)中均可造成豬肉微生物污染,進(jìn)而引發(fā)食物中毒。隨著人們對(duì)豬肉安全的不斷重視,豬肉污染物的檢測(cè)方法也越來越完善,新技術(shù)層出不窮,同時(shí)為了提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性,檢測(cè)人員一直在尋找更高效的檢測(cè)技術(shù)。
微生物的污染途徑貫穿整個(gè)豬肉供應(yīng)鏈中,常見的幾種微生物指標(biāo)有菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌、酵母、致病菌(包括沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森菌和大腸埃希氏菌等),主要對(duì)豬肉中常見的致病菌進(jìn)行綜述。
1.1.1 沙門氏菌
沙門氏菌有2 600余種血清型,屬于腸桿菌科,是重要的人畜共患病食源性致病菌,沙門氏菌已被確定在豬肉生產(chǎn)的所有鏈條中都有潛在的感染性,因此,在肉類行業(yè)的致病菌檢測(cè)方面意義重大[1-2]。
1.1.2 金黃色葡萄球菌
金黃色葡萄球菌通常在人和動(dòng)物的皮膚和鼻腔中發(fā)現(xiàn),由于它在環(huán)境中廣泛存在,可污染豬肉、家禽、蛋和奶制品等多種食物,因此,人類受其感染的概率很大,同時(shí)感染程度和范圍也很廣,從皮膚、軟組織感染到更嚴(yán)重的心內(nèi)膜炎、壞死性肺炎等全身感染[3-4]。
1.1.3 單核細(xì)胞增生李斯特菌
單核細(xì)胞增生李斯特菌通常簡(jiǎn)稱為單增李斯特菌,屬于李氏桿菌屬,該屬還有綿李氏桿菌、塞林格李氏桿菌、無害李氏桿菌、格氏李氏桿菌、默氏李氏桿菌和威爾斯李桿菌,但僅有單增李斯特菌具有致病性,與金黃色葡萄球菌類似,李斯特氏菌分布廣泛,食品污染率高。有研究表明大多數(shù)人類李斯特菌病的病例是食源性,涉及的食物主要是乳制品,其次是家禽和豬肉[5]。與大多數(shù)食源性病原體不同,單增李斯特菌的生存和繁殖能力很強(qiáng),可以在低濕度、高鹽環(huán)境中,最重要的是可以在低溫環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖[6]。
1.1.4 小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌
小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌是一種食源性病原菌,主要存在于人和動(dòng)物的腸道中,可引起發(fā)熱、腹瀉腹痛、肺炎、咽炎、關(guān)節(jié)炎、腦膜炎、敗血癥等疾病,死亡率較高,豬是它的主要宿主,最易在肥育期間感染這種食源性病原體[7-8]。
1.1.5 大腸埃希氏菌
大腸埃希氏菌一般被稱為大腸桿菌,經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)腸出血性大腸桿菌、腸產(chǎn)毒素大腸桿菌、腸侵襲性大腸桿菌、腸致病性大腸桿菌、腸粘附性大腸桿菌和彌散黏附性大腸桿菌這6類致病性強(qiáng),統(tǒng)稱為致病性大腸桿菌,致病性大腸桿菌主要通過牛肉、豬肉、羊肉、牛奶、奶制品、家禽、蛋、水產(chǎn)品等導(dǎo)致人類食物中毒[9]。早期,人們認(rèn)為大腸桿菌為非致病菌,但隨后發(fā)現(xiàn)全球范圍內(nèi)均發(fā)生過大腸桿菌O157:H7的大規(guī)模人群感染,大腸桿菌O157:H7是腸出血性大腸桿菌,感染后會(huì)出現(xiàn)出血性腹瀉,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起溶血性尿毒綜合征并危及生命[10]。由于大腸桿菌O157:H7的強(qiáng)致病性,因此,在食品尤其是肉類產(chǎn)品中的檢測(cè)意義重大。
豬肉中重金屬的污染來源主要有:(1)自然環(huán)境的污染以及農(nóng)藥和化肥的大量使用導(dǎo)致重金屬蓄積于農(nóng)作物中,然后通過食物鏈進(jìn)入豬體內(nèi);(2)飼料中含有高劑量的礦物質(zhì),會(huì)造起豬肉中重金屬的富集;(3)人員管理疏忽致使豬肉在供應(yīng)鏈下游遭受二次污染[11]。
豬肉中常見的有害重金屬有汞、鎘、鉻、鉛、砷等。汞主要以甲基汞的形式存在于食物中,人長(zhǎng)期食用甲基汞污染的食物后,甲基汞在肝臟中蓄積,并破壞人的大腦、神經(jīng),影響視力等;鎘是最常見的重金屬污染物之一,會(huì)損傷人體的腎、骨骼等,引起腎衰竭,造成骨質(zhì)疏松;六價(jià)鉻對(duì)人體有害,會(huì)導(dǎo)致胃腸道、肝腎的損傷,并有致癌性;鉛的毒性較大,對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)和血液影響較大,特別是對(duì)兒童的腦部損害較大,影響智力發(fā)育,進(jìn)入人體后也很難排出;砷主要沉積在骨骼和肝腎中,影響人體的各個(gè)系統(tǒng),慢性低水平砷暴露會(huì)導(dǎo)致各種癌癥[12-16]。
獸藥由于在促進(jìn)仔豬的生長(zhǎng)發(fā)育、降低豬的發(fā)病率和死亡率、改善豬肉的品質(zhì)方面效果顯著,而且還可以幫助養(yǎng)殖戶提高飼料的利用率,降低生產(chǎn)成本等,但使用不當(dāng),不僅會(huì)導(dǎo)致豬肉產(chǎn)品中的獸藥殘留超標(biāo),還會(huì)嚴(yán)重影響人類的健康,因此,國(guó)內(nèi)外都規(guī)定了獸藥的最大殘留限量并發(fā)布了禁止使用名單。
1.3.1 抗生素類
抗生素包括微生物或動(dòng)植物的次級(jí)代謝產(chǎn)物和人工合成物,畜牧養(yǎng)殖過程中經(jīng)常使用的抗生素有磺胺類、四環(huán)素類、喹諾酮類等,這些抗生素可以在低濃度下作用于細(xì)菌或致病性微生物,對(duì)宿主影響不大,雖然抗菌效果明顯,但由于抗生素的濫用,病原體出現(xiàn)了變異,甚至出現(xiàn)了“超級(jí)細(xì)菌”,這樣就進(jìn)一步促使抗生素的超劑量使用,導(dǎo)致食品中的抗生素殘留嚴(yán)重超標(biāo),人類食用后嚴(yán)重的會(huì)引起多種癌癥[17]。
1.3.2 生長(zhǎng)促進(jìn)劑類
促生長(zhǎng)類藥物如β-受體激動(dòng)劑、糖皮質(zhì)激素、性激素等,主要是通過調(diào)節(jié)動(dòng)物體內(nèi)的物質(zhì)代謝發(fā)揮促生長(zhǎng)作用,但有些藥物如克倫特羅、萊克多巴胺等不僅可以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),還可以降低脂肪含量,提高瘦肉率等,而這類藥物對(duì)人體傷害極大,長(zhǎng)期食用含這類物質(zhì)的食物會(huì)引起中毒,誘發(fā)心律失常,出現(xiàn)心悸、頭暈、乏力等癥狀,因此,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)明令禁止使用該類藥物[18]。
1.3.3 抗寄生蟲藥類
目前抗寄生蟲藥分為抗體內(nèi)寄生蟲(蠕蟲和原蟲)和抗體外寄生蟲兩類??谷湎x藥如敵百蟲、咪唑類、伊維菌素、檳榔堿、吡喹酮等,主要是殺滅動(dòng)物體內(nèi)的線蟲、絳蟲、吸蟲等;原蟲(包括隱孢子蟲、球蟲、纖毛蟲、滴蟲等)容易感染豬的胃腸道,會(huì)引發(fā)豬腹瀉,甚至死亡;抗體外寄生蟲藥即殺蟲藥,常見的有有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、除蟲菊酯類藥物,有些殺蟲藥的性質(zhì)穩(wěn)定,殘留期長(zhǎng),在殺滅體外寄生蟲外同時(shí)還會(huì)在動(dòng)物體內(nèi)會(huì)大量富集,對(duì)動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生一定的毒副作用,有的還有致癌作用[19-21]。
1.3.4 中獸藥產(chǎn)品類
中獸藥產(chǎn)品主要來源于動(dòng)植物,成分多樣,除蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分外,還含有各種次生代謝產(chǎn)物如多糖、生物堿、苷類、有機(jī)酸等,具有抗病原體、增強(qiáng)免疫與營(yíng)養(yǎng)作用等,同時(shí)中獸藥還具有毒副作用小、使用方便、動(dòng)物不易產(chǎn)生耐藥性、用藥安全等特點(diǎn),已在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛使用。但目前中藥材資源受到嚴(yán)重破壞,加上目前中藥材種植、加工、貯藏等不規(guī)范容易造成藥材的質(zhì)量不穩(wěn)定,有效成分含量降低,有害物質(zhì)如農(nóng)藥殘留、重金屬等含量超標(biāo),甚至市場(chǎng)上還出現(xiàn)中西藥物混合,摻偽售假等現(xiàn)象[22]。
2.1.1 國(guó)標(biāo)法
目前,食品中微生物的檢驗(yàn)主要以GB 4789.2—2016、GB 4789.3—2016、GB 4789.4—2016、GB 4789.1—2016等為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),以平板計(jì)數(shù)法為主。國(guó)標(biāo)法的檢測(cè)步驟繁瑣,檢測(cè)過程耗時(shí)長(zhǎng),檢測(cè)結(jié)果主要依靠主觀判斷,在速度、敏感性和特異性方面都存在局限性,不能及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行食品質(zhì)量安全評(píng)價(jià),并且不適宜大量且快速的樣品檢測(cè)[23]。
2.1.2 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)(PCR)
PCR技術(shù)利用DNA的半保留復(fù)制,將特定的DNA片段在體外進(jìn)行快速擴(kuò)增,可提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。Kasanchi等[24]在PCR的基礎(chǔ)上采用一種新型的DNA定向擴(kuò)增等溫方法,即聚合酶螺旋反應(yīng)(PSR),用沙門氏菌陽(yáng)性菌株和陰性菌株檢測(cè)PSR的特異性,結(jié)果表明PSR比傳統(tǒng)的末端PCR敏感性高10倍,其敏感性可與實(shí)時(shí)PCR相媲美,而且該方法的準(zhǔn)確率可達(dá)100%。
2.1.3 基因芯片技術(shù)
基因芯片技術(shù)又稱DNA芯片技術(shù),是指DNA片段經(jīng)過PCR擴(kuò)增后,帶有熒光標(biāo)記的樣本分子與固定基因芯片上的分子探針雜交,從而對(duì)其進(jìn)行含量測(cè)定,具有檢測(cè)靈敏、結(jié)果直觀精準(zhǔn)、方法簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。馮可[25]通過原位合成基因芯片技術(shù)對(duì)單增李斯特菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌O157:H7、沙門氏菌和副溶血性弧菌這5種食源性病原微生物進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)DNA芯片技術(shù)可同時(shí)對(duì)病原微生物靶基因數(shù)千條探針進(jìn)行篩選,并驗(yàn)證了DNA芯片技術(shù)對(duì)這5種目標(biāo)菌的特異性和有效性。
2.1.4 環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)(LAMP)
LAMP技術(shù)不同于PCR技術(shù),可以在等溫條件下實(shí)現(xiàn)核酸的體外擴(kuò)增,具有靈敏度高、特異性強(qiáng)和檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在病毒、臨床診斷等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,也可用于常見食源性致病菌的檢測(cè)。Lü等[26]建立了PMAxx與qLAMP相結(jié)合的方法,對(duì)冷凍牛肉中的大腸桿菌O157:H7進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示PMAxxqLAMP的檢測(cè)低限為30 CFU/mL,高靈敏度,在60min內(nèi)就能完成檢測(cè)。
2.1.5 免疫磁珠分離技術(shù)(IBMS)
IBMS作為一種新的免疫技術(shù),具有操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)效率高、結(jié)果準(zhǔn)確等特點(diǎn)。在食品微生物檢測(cè)中,主要是利用免疫磁珠上的特異性抗體與抗原相結(jié)合,從樣品中分離并富集相應(yīng)的微生物。為縮短檢測(cè)時(shí)間,經(jīng)常與其他檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合,馬凱等[27]將IBMS與雙重?zé)晒舛縋CR相結(jié)合,對(duì)新鮮豬肉中的金黃色葡萄球菌和志賀氏菌進(jìn)行檢測(cè),檢出限分別為3.4和9.4CFU/g,與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)方法的檢測(cè)結(jié)果相同,但I(xiàn)BMS-雙重?zé)晒舛縋CR更加快速和高效。
2.1.6 酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)
ELISA是免疫分析技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的方法,是讓酶標(biāo)抗體或酶標(biāo)抗原與相應(yīng)抗原或抗體結(jié)合,通過顯色來檢測(cè)。伍燕華等[28]在單抗基礎(chǔ)上建立了雙抗夾心ELISA方法,即以抗沙門氏菌單克隆抗體C1359和抗沙門氏菌多克隆抗體分別為檢測(cè)抗體和捕獲抗體,對(duì)豬霍亂沙門氏菌、甲型副傷寒沙門氏菌、鴨沙門氏菌、腸炎沙門氏菌和鼠傷寒沙門氏菌5種不同類型的沙門氏菌進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明該方法特異性較強(qiáng),靈敏度高。
2.2.1 原子吸收光譜法
原子吸收光譜法的靈敏度高、選擇性好、操作簡(jiǎn)單,可用于絕大多數(shù)金屬元素痕量組分的測(cè)定。謝炯炯[29]建立了微波消解-石墨爐原子吸收法測(cè)定豬肉中的鎘,方法檢出限為0.001 mg/kg,濕法消解肉類農(nóng)產(chǎn)品時(shí)會(huì)出現(xiàn)損失、難消解、操作繁瑣的問題,而微波消解可以有效解決,并且消化時(shí)間更短,30 min之內(nèi)就能完成。
2.2.2 原子熒光光譜法
原子熒光光譜法是依據(jù)原子在輻射下發(fā)射出的熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析,主要用于金屬元素的檢測(cè),而在實(shí)際檢測(cè)中,此方法常與其他檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合,以提高檢測(cè)效率。廖彪[30]將氫化物發(fā)生與原子熒光法結(jié)合測(cè)定豬不同部位的硒含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)豬腎臟中的平均硒含量最高,脂肪中的最低。
2.2.3 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法
與原子吸收法相比,等離子發(fā)射光譜法可以同時(shí)測(cè)定大多數(shù)金屬元素,并且線性范圍寬,分析速度快,靈敏度高。吳雪蓮[31]濕法消解西藏牦牛肉后,用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法可以同時(shí)測(cè)定其中的鐵、鋅、錳、銅、鉬5種微量元素,檢測(cè)在1 min內(nèi)完成,5種元素的檢出限為0.001 2~0.039 0 mg/L,說明這種方法的準(zhǔn)確度和精密度都很好。
2.2.4 電感耦合等離子體質(zhì)譜法
電感耦合等離子體質(zhì)譜法靈敏性高、適應(yīng)性強(qiáng)、檢測(cè)效率高,是食品中的微量元素或重金屬元素的主要檢測(cè)技術(shù),靳紅果等[32]在微波消解肉與肉制品后,通過電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定其中的鉻、銅、砷、鎘、汞、鉛6種金屬元素,并進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證,結(jié)果表明電感耦合等離子體質(zhì)譜法可用于多種金屬元素的同時(shí)檢測(cè)。
獸藥殘留目前主要依靠色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行定量檢測(cè),此外還有液相色譜法、氣相色譜法、微生物法、酶聯(lián)免疫吸附法、膠體金免疫層析法、生物傳感器等。色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)除常見的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS/MS)和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(Liquid chromatographytandem mass spectrometry,LC-MS/MS)外,還在LCMS/MS的基礎(chǔ)上發(fā)展出更高級(jí)的色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù),如液相色譜-四極桿線性離子阱質(zhì)譜(Liquid chromatography coupled to quadrupole linear ion trap mass spectrometry,LC-Qtrap/MS)和液相色譜-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜(Liquid chromatography-time-of-flight mass spectrometry,LC-Q-TOF-MS)等,主要對(duì)色譜串聯(lián)質(zhì)譜進(jìn)行綜述。
2.3.1 液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜
貝峰等[33]采用QuEChERS提取、凈化,通過HPLC-MS/MS成功地建立了豬肉中102種農(nóng)獸藥殘留及非法添加物的檢測(cè)方法,得到了良好的回收率和精密度。徐偉等[34]使用WondaPakQuEChERS多獸藥殘留專用提取包和凈化包,通過HPLC-MS/MS建立了16min對(duì)豬肉中125種獸藥同時(shí)進(jìn)行的檢測(cè)方法,為食品中多種獸藥殘留快速篩查提供了技術(shù)支持。
2.3.2 液相色譜-四極桿線性離子阱質(zhì)譜
王春等[35]采用超分子溶劑萃取法對(duì)血液中的喹諾酮類藥物進(jìn)行提取與凈化,結(jié)合UPLC-QTrap MS/MS,建立了11種喹諾酮類藥物殘留的檢測(cè)方法。聶雪梅等[36]采用低溫高速離心的方法凈化豬肉樣品,對(duì)其中的20種β-受體阻滯劑及代謝物利用UPLC-QTrap MS/MS進(jìn)行高通量篩查定量分析。
2.3.3 液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜王珮[37]使用LC-Q-TOF-MS對(duì)磺胺類、三苯甲烷類、氟喹諾酮類、林可胺類、大環(huán)內(nèi)酯類、雌激素類和酰胺醇類共7類45種獸藥殘留同時(shí)篩查分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)整個(gè)分析過程為40 min,儀器檢測(cè)限LOD為0.5~20 μg/L,定量限LOQ為1~50 μg/L,且檢測(cè)靈敏度、分離度和重現(xiàn)性均能達(dá)到檢測(cè)要求,說明LC-Q-TOFMS為多種獸藥殘留的同時(shí)檢測(cè)提供有力的技術(shù)支持和參考。劉小鳳[38]采用LC-QqTOF-MS,不僅對(duì)豬肉中26種獸藥進(jìn)行檢測(cè),還建立了豬飼料中32種獸藥殘留的快速篩查方法,為豬肉及豬飼料的獸藥殘留檢測(cè)提供技術(shù)支持。
2.3.4 氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜
薛良辰等[39]用在線凝膠滲透色譜-GC-MS/MS對(duì)魚肉中9種羥基類獸藥殘留進(jìn)行快速檢測(cè),可縮短樣品前處理時(shí)間,為動(dòng)物源性食品監(jiān)管提供方法參考。崔璐璐[40]首次建立了雞、鴨、鵝等禽類和豬肉、豬內(nèi)臟、豬皮及脂肪中哌嗪殘留的GC-MS/MS檢測(cè)方法,為動(dòng)物源性食品中的哌嗪殘留提供技術(shù)手段。
目前,我國(guó)大力發(fā)展生豬養(yǎng)殖,為滿足人民對(duì)豬肉的需求,同時(shí)為保障食品安全尤其是豬肉安全,加大了對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品的抽檢力度和頻次。從2016至今,未發(fā)生豬肉質(zhì)量的重大安全事故,但非洲豬瘟疫情的發(fā)生,又引起人們對(duì)豬肉安全的高度關(guān)注,目前的研究趨勢(shì)是建立污染物的快檢技術(shù)。加強(qiáng)對(duì)豬肉及其他制品的快速檢測(cè),建立完善的檢測(cè)流程,需要各科研機(jī)構(gòu)和政府部門的合作和交流。