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第4章农药及抗生素残留.doc

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农药 抗生素 残留
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第2篇 食品安全的化学危害及其检测方法第4章 农药及抗生素残留农药残留是指农药施用后,残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢产物、降解物和杂质的总称。而抗生素残留主要来源于动物性食品原料,其药物分子的原形或代谢产物可能过量的蓄积、贮存于动物的细胞、组织器官或可食性产品中。4.1农药残留食品中农药残留的来源三个方面:施用农药对农作物的直接污染;农作物从污染的环境中吸收农药;通过食物链,生物富集污染及其他来源的污染。当农药直接应用于农作物、畜禽或环境介质(包括水、空气、土壤等)时,或者间接通过挥发、漂移、径流、食物或饲料等方式接触到上述受体时,就产生了农药残留。过高的农药残留量一般是由于使用化学性质稳定、不易分解的农药品种,或者是不合理地过量使用农药造成的。当用有农药残留的饲料饲喂家畜,或者在农药污染的土壤种植作物,就出现农药残留向家畜、作物的转移并蓄积,这种现象是农药残留的间接来源。4.1.1常见农药的种类、结构和理化性质农药品种很多,迄今为止,在全世界各国注册的已有2000多种,目前全世界实际生产和使用的农药的品种为500多种,其中常用的达300余种,主要是化学合成生产的。我国现有主要农药合成企业近400家,已建成年产700千吨以上原药生产装置,可常年生产250多种原药、农药中产量居世界第二位(美国第一),农药产量呈逐年增长的趋势。我国已由农药进口国变成农药出口国。4.1.1.1 种类为了研究和使用的方便,常常从不同角度把农药进行分类。常见的有以下三种分类方法。1. 按主要用途分类 包含有杀虫剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀软体动物剂、杀菌剂、杀线虫剂、除草剂、植物生长调节剂等。2. 按来源分类 可分为矿物源农药、生物源农药及化学合成农药三大类。3. 按化学结构分类 有机合成农药的化学结构类型有数十种之多,主要的有:有机磷(膦)、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机氯、有机硫、酰胺类、脲类、醚类、酚类、苯氧羧酸类、三氮苯类、苯甲酸类、脒类、三唑类、杂环类、香豆素类、有机金属化合物等。常用的有:有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯和有机磷农药四类。下面简单的介绍几类农药的结构与理化性质。4.1.1.2 结构和理化性质1. 有机氯农药的结构及理化性质有机氯农药曾广泛用于杀灭农业、林业、牧业和卫生害虫。常用的包括DDT、BHC(六六六)、林丹、艾氏剂、狄氏剂、氯丹、七氯和毒杀酚等。绝大部分有机氯农药因其残留严重,并具有一定的致癌活性而被禁止使用。目前仅有少数有机氯农药用于疾病(如疟疾)的预防。但由于这类农药在环境中具有很强的稳定性,不易降解,易于在生物体内蓄积,目前仍对人类的食物造成污染,是食品中最重要的农药残留物质。(1)六六六 六六六分子式为C6H6Cl6,化学名为六氯环己烷、六氯化苯,英文名为Benzene hexachl oride (简称 BHC)。BHC有多种异构体,其常见的异构体化学结构式如图4-1。Α-BHC β- BHC γ- BHC δ- BHC图4-1 BHC的异构体结构图BHC为白色或淡黄固体,纯品为无色无臭晶体,工业品有霉臭气味,在土壤中半衰期为2年,不溶于水,易溶于脂肪及丙酮、乙醚、石油醚及环己烷等有机溶剂。BHC对光、热、空气、强酸均很稳定,但对碱不稳定( β-BHC除外),遇碱能分解(脱去HCl)。(2)滴滴涕 滴滴涕分子式为C14H9Cl15,化学名为2,2-双(对氯苯基)-1,1,1-三氯乙烷、二氯二苯三氯乙烷,简称二二三,英文名为Dichlorodiphenyl trichloroethane,简称DDT。根据苯环上Cl的取代位置不同形成如图4-2所示的几种异构体:图4-2 DDT的异构体结构图DDT产品为白色或淡黄色固体,纯品DDT为白色结晶,熔点108.5~109℃,在土壤中半衰期3~10年,(在土壤中消失95%需16~33年)。不溶于水,易溶于脂肪及丙酮、CCl4.苯、氯苯、乙醚等有机溶剂。DDT对光、酸均很稳定,对热亦较稳定,但温度高于本身的熔点时,DDT会脱去HCl而生成毒性小的DDE,对碱不稳定,遇碱亦会脱去HCl。2. 有机磷农药的结构及理化性质有机磷(Organophosphate)农药是人类最早合成而且仍在广泛使用的一类杀虫剂。也是目前我国使用最主要的农药之一,被广泛应用于各类食用作物。有机磷农药早期发展的大部分是高效高毒品种,如对硫磷(Parathion)、甲胺磷(Methamidophos)、毒死蜱(Cholorpyrifos)和甲拌磷(Phorate)等;而后逐步发展了许多高效低毒低残留品种,如乐果(Dimethoate)、敌百虫(Trichlorfon)、马拉硫磷(Malathion)、二嗪磷(Diaxinon)和杀螟松(Cyanophos)等,成为农药的一大家族。部分有机磷农药的结构见图4-3。图4-3 有机磷杀虫剂的结构图有机磷农药中,除敌百虫、乐果为白色晶体外,其余有机磷农药的工业品均为棕色油状。有机磷农药有特殊的蒜臭味,挥发性大,对光、热不稳定。有机磷农药的溶解性较好,易被水解,在环境中可被很快降解,在动物体内的蓄积性小,具有降解快和残留低的特点,目前成为我国主要的取代有机氯的杀虫剂。但是由于有机磷农药的使用量越来越大,而且对农作物往往要反复多次使用,因此,有机磷对食品的污染比DDT还要严重。有机磷农药污染食品主要表现在植物性食品中残留,尤其是水果和蔬菜最易吸收有机磷,且残留量高。近年来,有机磷农药的慢性毒性作用也得到肯定并逐渐引起人们的重视。有机磷农业药虽然蓄积性差,但具有较强的急性毒性,目前我国的急性食物中毒事件大多由有机磷引起。3. 氨基甲酸酯类农药的结构与性质氨基甲酸酯类农药可视为氨基甲酸的衍生物,氨基甲酸是极不稳定的,会自动分解为C02和 H20,但氨基甲酸的盐和酯均相当稳定,该类农药通常具有以下通式,如图4-4。图4-4 氨基甲酸酯类农药的结构图通式中R2是氢或者是一个易于被化学或生物方法断裂的基团。大多数氨基甲酸酯类的纯品为无色和白色晶状固体,易溶于多种有机溶剂中,但在水中溶解度较小,只有少数如涕灭威、灭多虫等例外。氨基甲酸酯一般没有腐蚀性,其贮存稳定性很好,只是在水中能缓慢分解,提高温度和碱性时分解加快。常见的氨基甲酸酯农药有:甲萘威(carbaryl)、戊氰威(Nitrilacarb)、呋喃丹(carbofuran)、仲丁威(Fenobucarb)、异丙威(Isoprocarb)、速灭威(Metolcarb)、残杀威(Propoxur)、涕灭威(Aldicarb)、抗蚜威(Pirimicarb)、灭虫威(Methiocarb)、灭多威(Methomyl)、恶虫威(Bendiocarb)、硫双灭多威(Thiodicarb)、双甲眯(Amitraz)等。 这些氨基甲酸酯农药在农业生产与日常生活中主要用作杀虫剂、杀螨剂、除草剂、杀软体动物剂和杀线虫剂等。20世纪70年代以来,由于有机氯农药受到禁用或限用,且抗有机磷农药的昆虫品种日益增多,因而氨基甲酸酯的用量逐年增加,这就使得氨基甲酸酯的残留情况备受关注。4. 拟除虫菊酯类农药的结构与性质拟除虫菊酯(Pyrethroids)是近年来发展较快的一类重要的合成杀虫剂。拟除虫菊酯在化学结构上具有的共同特点之一是分子结构中含有数个不对称碳原子,因而包含多个光学和立体异构体。这些异构体又具有不同的生物活性,即使同一种拟除虫菊酯,总酯含量相同,若包含的异构体的比例不同,杀虫效果也大不相同。拟除虫菊酯分子较大,亲脂性强,可溶于多种有机溶剂,在水中的溶解度小,在酸性条件下稳定,在碱性条件下易分解。拟除虫菊酯具有高效、广谱、低毒和生物降解等特性,拟除虫菊酯和除虫菊酯杀虫剂在光和土壤中的微生物的作用下易转变成极性化合物,不易造成污染。多是中等毒或低毒,神经毒性,对皮肤有刺激或致敏作用。常见的拟除虫菊酯有:烯丙菊酯(Allethrin)、胺菊酯(Tetramethrin)、醚菊酯(Ethofenprox)、苯醚菊酯(Phenothrin)、甲醚菊酯(Methothrin) 氯菊酯(Permethrin)、氯氰菊酯(cypermethrin)、溴氰菊酯(Dehamethrin)、氰菊酯(Fenpropanate)、杀螟菊酯(Phencyclate)、氰戊菊酯(Fenvalerate)、氟氰菊酯(Flucythrin)、氟胺氰菊酯(Fluvalinate)、氟氰戊菊酯(Flucythtinge)、溴氟菊酯(Bmthrinate)等。拟除虫菊酯主要应用在农业上,如防治棉花、蔬菜和果树的食叶和食果害虫,特别是在有机磷、氨基甲酸酯出现抗药性的情况下,其优点更为明显。除此之外,拟除虫菊酯还作为家用杀虫剂被广泛应用,可防治蚊蝇、蟑螂及牲畜寄生虫等。4.1.2农药残留的危害人、畜以及有益生物若摄入或长时间重复暴露于农药残留将产生急性中毒或慢性毒害现象,如DDT对人的慢性毒性危害表现在其对肝、肾和神经系统的损伤,不仅可引起肝脏和神经系细胞的变性,而且常伴有不同程度的贫血、白细胞增多等病变。DDT对生殖系统、免疫和内分泌系统也有明显的影响。DDT可引起动物的性周期和胚胎发育障碍,可引起子代死亡和发育不良。研究表明,早产婴儿血液中DDT代谢产物DDE的浓度明显高于足月婴儿。对DDT是否具有致癌性人们仍有争议。有些研究表明,以800mg/kg体重的大剂量DDT饲喂大鼠可诱发肝癌,而低剂量不能诱导出癌的发生。DDT对小鼠的致癌活性较强。用3mg/kg体重的低剂量DDT饲喂小鼠,第二代和第三代小鼠肿瘤和白血病发病率明显增加,而第五代小鼠肺癌发病率增加25倍。目前尚未看到DDT等有机氯杀虫剂和人体恶性肿瘤关系的确切数据。鉴于种种原因,FAO/WHO、FDA和国际癌症研究中心对大多数有机氯农药,包括DDT的致癌性未作出最终的结论。 全世界每年都有300万农药中毒者,我国每年有数万至10万人,其中百分之70%为有机磷农药中毒。由有机磷农药残留超标而引起的中毒事件屡有发生。1930年美国有2万多人饮用了掺有TOCP的牙买加姜酒,十几天后许多饮酒者下肢瘫痪,既是三邻甲苯磷酸酯(TOCP)引起的所谓“姜酒事件”。1975年埃及使用溴苯磷防治棉花害虫时也发生类似人畜中毒事件,在美国佛罗里达州46%的农药中毒事件是由对硫磷引起的。在南得克萨斯州有98%的农药中毒事件是由对硫磷造成的。1988年福建莆田卫生学校在学校食堂就餐的126人发生食物中毒,为有机磷中毒所致。1993年陕西省岚皋县溢河中学150名学生因使用的水源受到敌百虫、敌敌畏、杀虫霜等农药污染而引起中毒。1999年1月,广东省46名学生食物中毒; 同年6月,某省一医院接受了34人中毒事件,中毒原因都是食用带有甲胺磷农药残留的“蔬菜”。2003年5月,广西苍梧县龙圩镇恩义村33人因当天吃了从市场买的空心菜,出现头晕、呕吐、恶心等中毒症状。经过抽血检查,医务人员诊断为有机磷农药中毒。同年6月19日~20日,江门市连续发生两宗蔬菜残留甲胺磷农药引致中毒事件。江门市群兴制衣厂30多名中毒职工在江门五邑中医院接受治疗,江门市北郊某建筑工地食堂10多人食用含有残留农药的蔬菜中毒。2002 年中国产冷冻蔬菜农药残留超标事件,检测出毒死蜱(毒死蜱属中等杀虫剂)残留超标,导致中国产冷冻蔬菜对日出口急剧下滑, 其中冷冻菠菜从2001 年的4.6万t 减少到2003 年的0.46 万t。农药残留超标事件对中国产冷冻蔬菜的进口和日本冷冻蔬菜进口企业经营状况产生了很大影响。近几年蔬菜被农药污染的情况明显上升,甚至人们吃蔬菜、水果时提心吊胆。“香港菜心中毒事件”、“上海鸡毛菜中毒事件”,都是有机磷农药中毒引起的。因食物中的过量农药残留引起急性中毒的现象一般是高毒农药违规施用造成的。这类农药如有机磷杀虫剂甲胺磷、对硫磷、氧化乐果、氨基甲酸酯杀虫剂涕灭威、克百威等。1970年,我国浙江金华、绍兴等地区的农民因食用有机汞杀菌剂西力生处理的小麦而发生群体中毒,对这一事件的重视和调查揭开了我国农药残留研究的序幕。一些国家和地区对这类高毒农药已陆续作出停止或限制使用的规定。除了高毒农药外,构成突出残留毒性的农药有以下一些类型:化学性质稳定、难以生物降解、脂溶性强、容易在生物体富集的农药,有机氯杀虫剂的许多品种都属于这一类,如滴滴涕、六六六;农药亲体及其有毒的代谢物、降解物和杂质具有三致性(致癌、致畸、致突变)的农药,如杀虫脒的代谢产物N-4-氯邻甲苯胺,代森类杀菌剂的代谢产物乙撑硫脲,其他品种如敌枯双、2,4,5-T、三环锡、二溴氯丙烷等。在这一类农药中,有些品种在动物毒性试验中发现有明确或潜在的致畸作用,或具有类似生物体激素性质扰乱生物体内分泌系统的作用,近年来人们将这些农药称之为“环境激素化合物”或“内分泌干扰化合物”(EDCS,endocrine disrupting chemicals)。为了防止食品中的农药残留危害人体健康,人们在农药残留的安全性评价的基础上,制定了每种农药在每种农产品中的最大残留限量(MRLS, maximum residue limits)。最大残留限量是指农畜产品中农药残留的法定最大允许量,其单位是mg/kg。随着科学技术的发展和社会进步,消费者对食品质量和安全性的意识越来越强,各国政府管理部门对农药残留量最大限量标准,也在不断修改和降低,要求越趋严格,这就对农药残留分析提出更高的技术要求和更迫切的社会需要。4.1.3 常见农药残留的分析检测方法农药残留的检测手段随着化学分析技术的不断提高和社会发展需求的变化而发生很大变化。传统的农药残留检测,最主要使用的是气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管区带电泳技术(CZE)、薄层色谱(TLC)等。这些方法的综合使用,通过对农药组分的分离,可以实现具体农药的实验室检测,但实验室检测周期过长,另外,上述方法还不能进行准确的结构确证。因此,随着现代化学分析技术的发展,农药残留检测正朝着两个方向发展。首先是发展快速筛选检测技术,如农药检测专用试剂盒,可以对某些农药进行快速筛选检测;其次,采用酶抑制发的速测卡法、检测箱法、pH测量法、传感器法及酶催化动力学光度法等,可以实现对有机磷及氨基甲酸酯类农药的快速筛选检测。这些快速筛选监测方法的优点是可以进行现场原位的粗筛检测,具有很强的使用价值。但不足的是,有可能出现假阳性结果。因此,通过粗筛方法检测出阳性的,需要进行结构确证检测,一般通过色质连用技术(GC-MS,HPLC-MS)进行阳性确证实验。通过上述各种分析技术可以实现对农药残留量的检测,下面介绍几种常见农药残留量的检测方法。4.1.3.1 植物性食品中有机磷农药残留量的测定方法1.适用范围 可对水果、蔬菜、谷类等作物中有机磷农药,如敌敌畏、速灭磷、久效磷、甲拌磷、巴胺磷、二嗪农、乙嘧硫磷、甲基嘧啶硫磷、甲基对硫磷、稻瘟净、水胺硫磷、氧化喹硫磷、稻丰散、甲喹硫磷、克线磷、乙硫磷、乐果、喹硫磷、对硫磷、杀螟硫磷等二十种农药制剂的残留进行分析。 2.原理 含有机磷的样品在富氢焰上燃烧,以HPO碎片的形式,放射出波长526nm的特性光;这种光通过滤光片选择后,由光电倍增管接收,转换成电信号,经微电流放大器放大后被记录下来。样品的峰面积或峰高与标准品的峰面积或峰高进行比较定量。 3.主要仪器主要仪器包括组织捣碎机、粉碎机、旋转蒸发仪和气相色谱仪(附有火焰光度检测器FPD)。 4.测定方法 (1)试样的制备 取粮食样品经粉碎机粉碎,过20目筛制成试样。取水果、蔬菜样品洗净,晾干,去掉非可食部分后制成待分析试样。 (2)提取 水果、蔬菜和谷物的提取分别按以下方法进行 ①水果、蔬菜 精确称取50.00g试样,置于300ml烧杯中,加入50ml水和100ml丙酮(提取液总体积为150ml),用组织捣碎机提取1~2min。匀浆液经铺有二层滤纸和约10g Celite545的布氏漏斗减压抽滤。从滤液中分取100ml移至500ml分液漏斗中。 ②谷物 称取25.00g试样,置于300ml烧杯中,加入50ml水和100ml丙酮,以下步骤同①。 (3)净化 向①或②的滤液中加入10~15g氯化钠使溶液处于饱和状态。猛烈振摇2~3min,静置10min,使丙酮从水相中盐析出来,水相用50ml二氯甲烷振摇2min,再静置分层。将丙酮与二氯甲烷提取液合并,经装有20~30g无水硫酸钠的玻璃漏斗脱水滤入250ml圆底烧瓶中,再以约40ml二氯甲烷分数次洗涤容器和无水硫酸钠。洗涤液也并入烧瓶中,用旋转蒸发器浓缩至约2ml,浓缩液定量转移至5~25ml容量瓶中,加二氯甲烷定容。 (4)气相色谱测定 色谱条件为色谱柱:玻璃柱2.6m3mm(i.d),填装涂有4.5%(m/m) DC-200+2.5%(m/m) OV-17的Chromosorb WAW.DMCS (80~100目)的担体;玻璃柱2.6m3mm(i.d),填装涂有1.5%(m/m)DCOE-1的Chromosorb WAWDMCS(60~80目);气体速度:氮气(N2)50ml/min、氢气(H2)100ml/min、空气50ml/min;温度:柱箱240℃、汽化室260℃、检测器270℃。 (5)测定 吸取2~5μL混合标准液及样品净化液注入色谱仪中,以保留时间定性。以试样的峰高或峰面积与标准比较定量。 (6)结果计算 按公式(4-1)计算: (4-1)式中:V1——试样提取液的总体积,ml;V2——净化用提取液的总体积,ml; V3——浓缩后的定容体积,ml; Ai——试样中i组分的峰面积,积分单位; V4——进样体积,ml; Xi——i组分有机磷农药的含量,mg/kg; m——样品的质量,g; Esi——注入色谱仪中的i标准组分的质量,ng; Asi——混合标准液中i组分的峰面积,积分单位; (7)允许值 相对相差≤15%。 4.1.3.2植物性食品中氨基甲酸酯类农药残留量的测定方法1.范围适用于粮食、蔬菜中速灭威、异丙威、残杀威、克百威、抗蚜威和甲萘威的残留分析,其检测限分别为:0.02,0.02,0.03,0.05,0.02,0.10mg/kg。2.原理含氮有机化合物被色谱柱分离后在加热的碱金属片的表面产生热分解,形成氰自由基(CN+),并且从被加热的碱金属表面放出的原子状态的碱金属(Rb)接受电子变成CN—,再与氢原子结合,放出电子的碱金属变成正离子,由收集器收集,并作为信号电流而被测定。电流信号的大小与含氮化合物的含量成正比。以峰面积或峰高比较定量。3.主要仪器主要仪器为气相色谱仪(火焰热离子检测器)、电动振荡器、组织捣碎机、粮食粉碎机、恒温水浴锅和减压浓缩装置等。4.试样的制备取粮食经粮食粉碎机粉碎,过20目筛制成粮食试样。取蔬菜去掉非食部分后剁碎或经组织捣碎机捣碎制成蔬菜试样。5.检测方法(1)提取 根据待检试样不同,采用不同的提取方法。①粮食试样 称取约40g粮食试样,精确至0.001g,置于250ml具塞锥形瓶中,加入20g~40g无水硫酸钠(视试样的水分而定)、100ml无水甲醇。塞紧,摇匀,于电动振荡器上振荡30min。然后经快速滤纸过滤于量筒中,收集50ml滤液,转入250ml分液漏斗中,用50ml50g/L氯化钠溶液洗涤量筒,并入分液漏斗中。②蔬菜试样 称取20g蔬菜试样,精确至0.001g,置于250ml具塞锥形瓶中,加入抽滤瓶中,用50ml无水甲醇分次洗涤提取瓶及滤器。将滤液转入500ml分液漏斗中,用100ml50g/L氯化钠水溶液分次洗涤滤器,并入分液漏斗中。(2)净化 根据待检试样不同,采用不同的净化方法。①粮食试样 于盛有试样提取液的250ml分液漏斗中加入50ml石油醚,振荡1min,静置分层后将下层(甲醇氯化钠溶液)放入第二个250ml分液漏斗中,加25ml甲醇-氯化钠溶液于石油醚层中。振荡30s,静置分层后,将下层并入甲醇-氯化钠溶液中。②蔬菜试样 于盛有试样提取液的500ml分液漏斗中加入50ml石油醚,振荡1min,静置分层后将下层放入第二个500ml分液漏斗中,并加入50ml石油醚,振荡1min,静置分层后将下层放入第三个500ml分液漏斗中。然后用25ml甲醇-氯化钠溶液并入第三分液漏斗中。(3)浓缩 于盛有试样净化液的分液漏斗中,用二氯甲烷(50,25,25ml)依次提取三次,每次振摇1min,静置分层后将二氯甲烷层经铺有无水硫酸钠(玻璃棉支撑)的漏斗(用二氯甲烷预洗过)过滤于250ml蒸馏瓶中,用少量二氯甲烷洗涤漏斗,并入蒸馏瓶中。将蒸馏瓶接上减压浓缩装置,于50℃水浴上减压浓缩至1ml左右,取下蒸馏瓶,将残余物转入10ml刻度离心管中,用二氯甲烷反复洗涤蒸馏瓶并入离心管中。然后吹氮气除尽二氯甲烷溶剂,用丙酮溶解残渣并定容至2.0ml,供气相色谱分析用。(4)气相色谱条件 色谱柱:玻璃柱,3.2mm(内径)2.1m,内装涂有2%OV-101+6%OV-210混合固定液的Chromosorb W(HP)80目~100目担体。氮气65ml/min;空气150ml/min;氢气3.2ml/min。柱温190℃;进样口或检测室温度240℃。(5)测定 取上述浓缩步骤中的试样液及标准液各1μL注入气相色谱仪中,做色谱分析。根据组分在两根色谱柱上的出峰时间与标准组分比较定性;用外标法与标准组分比较定量。(6)结果计算 按公式(4-2)计算: (4-2)式中:Xi——试样中组分i的含量,mg/kg;Ei——标准试样中组分i的含量,ng;Ai——试样中组分i的峰面积或峰高,积分单位;AE——标准试样中组分i的峰面积或峰高,积分单位;m——试样质量,g;2000——进样液的定容体积, ml;1000——换算单位。(7)精密度 在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的15%。4.1.3.3动物性食品中有机氯农药和拟除虫菊酯农药多组分残留量的测定方法1. 范围适用于肉类、蛋类及乳类动物是食品中α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、五氯硝基苯、七氯、环氧七氯、艾氏剂、狄氏剂、除螨酯、杀螨酯、p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT、p,p′-DDT、胺菊酯、氯菊酯、氯氰菊酯、α-氰戊菊酯、溴氰菊酯等20种常用有机氯农药和拟除虫菊酯农药多残留的分析。本方法各种农药的检出限量(μg/kg)为:α-六六六0.25、β-六六六0.50、γ-六六六0.25、δ-六六六0.25、五氯硝基苯0.25、七氯0.50、环氧七氯0.50、艾氏剂0.25、狄氏剂0.50、除螨酯1.25、杀螨酯1.25、p,p′-DDE0.50、p,p′-DDD0.50、o,p′-DDT0.60、p,p′-DDT0.75、胺菊酯12.50、氯菊酯7.50、氯氰菊酯2.00、α-氰戊菊酯2.50、溴氰菊酯2.50。2. 原理试样经提取、净化、浓缩、定容,用毛细管柱气相色谱分离,电子捕获检测器检测,以保留时间定型,外标法定量,出峰顺序:α-HCH、β-HCH、γ-HCH、五氯硝基苯、δ-HCH、七氯、艾氏剂、除螨酯、环氧七氯、杀螨酯、狄氏剂、p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT、p,p′-DDT、胺菊酯、氯菊酯、氯氰菊酯、α-氰戊菊酯、溴氰菊酯。3. 主要仪器 气相色谱仪:具电子捕获检测器,毛细管色谱柱;旋转蒸发仪;凝胶净化柱:长30cm内经2.5cm具活塞玻璃层析柱,,柱底垫少许玻璃棉,用洗脱剂乙酸乙酯-环己烷(1+1)浸泡的凝胶以湿法装入柱中,柱床高约26cm,胶床始终保持在洗脱剂中。4. 测定方法 (1)试样制备 蛋品去壳,制成均浆;肉品去筋后,切成小块,制成肉糜;乳品混匀待用。 (2)提取与分配 ①称取蛋类试样20g(精确到0.01g),于100ml具塞三角瓶中,加水5ml(视试样水分含量加水,使总水量约20g。通常鲜蛋水分含量约75%,加水5ml即可),加40ml丙酮,振摇30min,加氯化钠6g,充分摇匀,再加30ml石油醚,振荡30min。取35ml上清液,经无水硫酸钠滤于旋转蒸发瓶中,浓缩至约1ml,加2ml乙酸乙酯-环己烷(1+1)溶液再浓缩,如此重复3次,浓缩至约1ml。②称取肉类试样20g(精确到0.01g),加水6ml(视试样水分含量加水,使总水量约20g。通常鲜肉水分含量约70%,加水6L即可),以下按照蛋类试样的提取、分配步骤处理。③称取乳类试样20g(精确到0.01g。鲜乳不需加水,直接加丙酮提取。)以下按照蛋类试样的提取、分配步骤处理。(3)净化 将此浓缩液经凝胶柱以乙酸乙酯-环己烷(1+1)溶液洗脱,弃去0ml~35ml流分,收集35ml~70ml流分。将其旋转蒸发浓缩至约1ml,再经凝胶柱净化收集35ml~70ml流分,蒸发浓缩,用氮气吹除溶剂,以石油醚定容至1ml,留待GC分析。(4)气相色谱参考条件 色谱柱:涂以0V-101 0.25μm,30m0.32mm(内经)石英弹性毛细管柱;柱温:程序升温;60℃,1min170℃ 235℃ 280℃,10min;进样口温度:270℃;检测器:电子捕获检测器(ECD),300℃;载气流速:氮气(N2)1ml/min;尾吹:50ml/min。(5)测定 分别量取1μL混合标准液及试样净化液注入气相色谱仪中,以保留时间定性,以试样和标准的峰高和峰面积比较定量。(6)结果计算 按公式(4-3)计算: (4-3)式中:X——试样中各农药的含量,单位为毫克每千克,mg/kg;m1——北侧羊业中各农药的含量,单位为纳克,ng;m——试样质量,单位为克,g;V1——样液进样体积,单位为微升,μL;V1——样液最后定容体积,单位为毫升,ml;计算结果保留两位有效数字。(7)精密度 在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的15%。4.2 抗生素残留抗生素因具有抑制或杀灭其他病原微生物的作用,而成为人类治疗感染性疾病的有力武器。抗生素临床上用于呼吸系统、消化系统和生殖系统感染的治疗,作为兽药用于动物疾病预防、降低死亡率和促生长,抗生素在兽医和畜牧业生产中均有大量应用,但是如果不按照科学的方法,遵守有关食品卫生法规和相关特殊药物食用前停药期的规定,或者大量使用甚至滥用抗生素,那么药物分子的原形或其代谢产物可能过量的蓄积、贮存于动物的细胞、组织器官或可食性产品中,人们通过取食或接触从而造成人体内发生病变。4.2.1抗生素及其分类抗生素(Antibiotics)是由细菌、霉菌或其它微生物经次级代谢所产生的具有抗病原体或其它活性物质的一类代谢产物,能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。目前,抗生素的生产主要用微生物发酵法进行生物合成。很少数抗生素如氯霉素、磷霉素等亦可用化学合成法生产。此外,还可将生物合成法制得的抗生素用化学或生化方法进行分子结构改造而制成各种衍生物,称半合成抗生素,如氨苄青霉素(ampicillin)就是半合成青霉素的一种。相传在2500年前我们的祖先就用长在豆腐上的霉菌来治疗疮疗等疾病。19世纪70年代,法国的Pasteur发现某些微生物对炭疽杆菌有抑制作用。他提出了利用一种微生物抑制另一种微生物现象来治疗一些由于感染而产生的疾病。1928年英国细菌学家Flemling发现污染在培养葡萄球菌的双碟上的一株霉菌能杀死周围的葡萄球菌。由此霉菌分离纯化后得到的菌株经鉴定为点青霉(Penicillium notatum),并将这种菌所产生的抗生素命名为青霉素。1940年英国Florey和Chain进一步研究此菌,并从培养液中制出了干燥的青霉素制品。经实验和临床试验证明,它毒性很小,并对一些革兰氏阳性菌所引起的好多疾病有卓越的疗效。在此基础上1943~1945年间发展了新兴的抗生素工业。以通气搅拌的深层培养法大规模发酵生产青霉素。随后链霉素、氯霉素、金霉素等品种相继被发现并投产。从20世纪50年代起许多国家还致力于农用抗生素的研究,如杀稻瘟素(Blasticidin A),春日霉素(kasugamycin),灭瘟素S、井岗霉素等高效低毒的农用抗生素相继出现。20世纪70年代以来,抗生素品种飞跃发展。到目前为止,从自然界发现和分离了4300多种抗生素,并通过化学结构的改造,共制备了约三万余种半合成抗生素。目前世界各国实际生产和应用于医疗的抗生素约120多种,连同各种半合成抗生素衍生物及盐类约350余种。其中以青霉素类、头孢菌素类、四环素类、氨基糖苷类及大环内酯类为最常用。建国前我国没有抗生素工业。建国后,自1953年建立了第一个生产青霉素的抗生素工厂以来,我国抗生素工业得到迅速发展。不仅能够基本保证国内医疗保健事业的需要,而且还有相当数量出口。目前国际上应用的主要抗生素,我国基本上都有生产,并研制出国外没有的抗生素——创新霉素。微生物是产生抗生素的主要来源。其中以放线菌产生的为最多,真菌其次,细菌普通细菌产生的很少,而来源于动、植物的最少。根据抗生素的生物来源可将抗生素分为放线菌抗生素(如链霉素、四环素)、真菌抗生素(如青霉素、头孢菌素)、细菌抗生素(如多粘菌素)和动植物抗生素(如蒜素、鱼素Ekmolin);按照抗生素的作用,可以分为广谱抗生素(如氨苄青霉素,它既能抑制革兰氏阳性菌,又能抑制革兰氏阴性菌)、抗革兰氏阳性菌的抗生素(如青霉素)、抗革兰氏阴性菌的抗生素(如链霉素)、抗真菌抗生素(如制霉菌素)、抗病毒抗生素(如四环类抗生素对立克次体及较大病毒有一定作用)和抗癌抗生素(如阿霉素); 根据抗生素的化学结构不同,可分为β-内酰胺类抗生素(如青霉素类)、氨基糖苷类抗生素(如链霉素)、大环内酯类抗生素(如红霉素)、四环类抗生素(如四环素)以及多肽类抗生素(如多粘菌素);根据抗生素的作用机制不同,可分为抑制细胞壁合成的抗生素(如青霉素)、影响细胞膜功能的抗生素(如多烯类抗生素)、抑制病原菌蛋白质合成的抗生素(如四环素)、抑制核酸合成的抗生素(如丝裂霉素C)、抑制生物能作用的抗生素(如抗霉素antimycinl);还可以根据抗生素的生物合成途径分为氨基酸、肽类衍生物(如青霉素)、糖类衍生物(如链霉素糖苷类抗生素)、以乙酸、丙酸为单位的衍生物(如红霉素)等。 4.2.2 食品中抗生素残留的来源与危害自青霉素发现以来,抗生素不仅为保障人类健康做出了重大贡献,而且在农业、畜牧、养殖业中也得到广泛应用,并取得重大效益。如若干农用抗生素(如多效霉素、杀稻瘟霉素S、多氧霉素等)广泛用于植物保护,防治粮、棉、蔬菜、水果的病害,处理种子,促进增产。刺激禽畜健康生长的饲料添加剂(如盐霉素等),杀虫剂(如依维霉素等),罐装食品的防腐剂(如乳酸链球菌肽等)也已广泛应用。随着人们生活水平的日益提高,人们膳食结构不断改善,肉、蛋、乳、水产品等动物性食品所占比例在不断增加,但集约化的养殖与管理之间的不协调,造成了大量疫病的流行、暴发以及其他不利于动物健康的因素出现。为了解决这些矛盾,达到既能促进生长又能防病治病的目的,大量的、种类繁多的抗生素被应用于畜禽生产的许多环节。但是由于人们滥用抗生素,大量使用抗生素,使抗生素严重超标,致使抗生素在发挥有效作用的同时,也为人类的健康带来潜在的危害。世界各国限制进口的新标准不断出台,如在欧盟严格规定了抗生素在食品中的最大残留量(MRLs)。如在牛奶中氨基糖苷类抗生素庆大霉素(gentamicin)、卡那霉素( kanamycin)、链霉素(streptomycin) 、双氢链霉素 (dihydrostrep tomycin)、新霉素(neomycin)分别是100,150,200,200和500ng/ml;邻氯青霉素(cloxacillin)的MRL:30ug/ kg;四环素类抗生素的MRL则规定为:在肝脏中必须在600μg/ kg以下,在肌肉中必须在100μg/ kg以下;氯霉素(CAP chloramphenicol)在动物源食品中最大残留量0.3ug/ kg,而在蜂蜜制品中要求低于0.1ug/ kg。并且随着各个国家检测手段的进步,相应的标准也越来越严格,从而促使药物残留相应检测方法需要不断改进。我国目前也加强了对动物性食品中抗生素残留的监测、检查工作以及对各种违法犯罪行为的打击力度。4.2.2.1 食品中抗生素残留的来源目前,食品中抗生素残留主要来源于动物性食品原料,如畜禽类、水产类,其抗生素残留的原因主要有以下几个方面:1.饲用含有抗生素的饲料及饲料添加剂 抗生素具有预防、治疗动物疾病、促进动物生长的功能。目前,许多饲料及饲料添加剂厂的产品配方中都添加有四环素类、大环内酯类和多肽类的抗生素以达到预防疾病及促生长的作用,提高饲料的利用率。人们在饲喂过程中,没有严格按添加剂使用说明的规定剂量添加或选择含有抗生素的饲料,长期饲用,抗生素被动物肌体吸收后分布全身,通过乳或肉作为载体残留在食品中。2.预防和治疗畜禽疾病 以治疗、预防或诊断为目的,给食用动物(包括产肉或产奶的动物、家禽、鱼和蜜蜂等)使用某些药物以改变其生理功能和行为。这类药物品种繁多,主要有抗生素类(包括四环素类、呋喃药类及磺胺药类)、驱虫抗虫类以及激素类。通过口服、注射、局部用药等方法给药,药物由于残留动物体内而污染食品。据报道奶牛群中奶牛乳腺炎的患病率都在40%左右或更高,目前治疗该病的主要方法仍然是使用抗生素类的药物,大剂量的肌注或乳房灌注。使牛乳中有抗生素残留,奶农由于经济利益的驱使,将含有抗生素的奶送到收奶站。3.人为添加抗生素 在肉品加工过程中为保鲜也加入抗生素来抑制细菌的生长、繁殖,这样也会不同程度地造成食品的污染。患有乳房炎的奶牛所产的奶中体细胞数会增多,导致牛乳中酪蛋白的降解,降低原乳的质量,原乳中的细菌与体细胞一样,数量过多都会导致原乳的品质下降,细菌大量的繁殖,导致原料乳的酸度明显增高,保质期降低,甚至酸败变质。个别奶农为了提高原料乳的保质防腐能力,人为的添加青霉素等抗生素。由于抗生素应用广泛,用量也越来越大,不可避免会存在残留问题。有些国家动物性食品中抗生率的残留比较严重,如美国曾检出12%肉牛,58%犊牛,23%猪,20%禽肉有抗生素残留;日本曾有60%的牛和93%的猪被检出有抗生素残留。但是,许多调查结果表明,抗生素残留很少超过法定的允许量标准,个别使用抗生素类兽药治疗的动物则发现含有不能接受的残留水平。近几年来抗生素在蜜蜂上的使用在逐渐增多,由于大量的使用抗生素治疗,致使蜂蜜中残留抗生素,主要的抗生素残留有四环素、土霉素、金霉素等。4.2.2.2食品中抗生素残留的危害人们食用残留抗生素的动物性食品后,虽不表现为急性毒性作用,但人如果经常摄入低剂量的抗生素残留物,在经过了一定时间后,残留物可在人体内慢慢蓄积而导致各种器官的病变,对人体产生一些不良反应,主要表现在以下几方面。1.对人类健康的危害(1)一般毒性作用 人长期摄入含抗生素残留的动物性食品后,药物不断在体内蓄积,当浓度达到一定量后,就会对人体产
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