贮藏和加工工艺对畜禽产品中氟喹诺酮类药物残留风险的影响

梁海斌*

  (1.三门峡市食品药品检验检测中心，河南  三门峡  472000)

摘  要：目的 研究贮藏和加工工艺对猪、牛、羊、鸡和鸭畜禽产品中氟喹诺酮类药物残留风险的影响。方法  预先对新鲜畜禽样品中氟喹诺酮类残留进行检测，选取阴性样品为实验样品，然后添加入氟喹诺酮类药物标准品后进行冷藏、冷冻、烤制、炸制、煎制、蒸制、煮制、炖制、干制和腌制实验后测定其药物残留量和清除率，从而比较风险影响的差异性。结果 冷藏和冷冻后，鸡肉和鸭肉中沙拉沙星和氟甲喹的清除率最高，平均为6～9%；脂肪(或皮脂)、肝和肾中恩诺沙星、二氟沙星和达氟沙星未发生显著清除；炸制(或煎制)4min后清除率明显，平均为5%～28%；蒸制、煮制、炖制和干制后平均清除率为8～13%。腌制后平均清除率为12～18%；脂肪(或皮脂)、肝和肾中恩诺沙星、二氟沙星和达氟沙星的平均清除率为5～15%。结论  冷藏和冷冻对鸡肉中沙拉沙星、氟甲喹、恩诺沙星、二氟沙星和达氟沙星的风险影响不显著(P＜0.05)；加工工艺、组织部位、药物种类对畜禽产品中氟喹诺酮类药残留风险影响显著(P＜0.05)。

关键词：贮藏；加工工艺；畜禽产品；氟喹诺酮类药物残留；风险影响

Effects of storage and processing technology on the risk of fluoroquinolones residues in livestock and poultry products

LIANG Hai -bing*

(1.Sanmenxia Food and drug inspection and testing center, Henan Sanmenxia 472000, china)

ABSTRACT: Objective To study the effects of storage and processing technology on the risk of fluoroquinolones residues in pig, cattle, sheep, chicken and duck livestock and poultry products.  Methds For fresh livestock and poultry in advance of fluoroquinolone residues in the sample for testing, negative samples selected as the experimental samples, and then added to fluoroquinolone drugs standard after refrigerated, frozen, roasted, Fried, Fried, steamed, boiled, stew, dried and preserved experiments, explore fluoroquinolone drugs residue clearance rule.  Results The clearance rate of salad floxacin and flumequine in chicken and duck meat was the highest after refrigeration and freezing, averaging 6 ~ 9%. There was no significant clearance of enrofloxacin, difloxacin and dafloxacin from fat (or sebum), liver or kidney; After frying (or frying) for 4min, the clearance rate was obvious, 5~ 28% on average.The average clearance rate after steaming, boiling, steeping and drying was 8 ~ 13%.The average clearance rate after pickling was 12 ~ 18%.The average clearance rate of enrofloxacin, difloxacin, and dafloxacin in fats (or sebum), liver, and kidneys was 5 to 15%. Conclusion The effects of refrigeration and freezing on the risk of salad floxacin, flumequine, ennorfloxacin, difloxacin and dafloxacin in chicken were not significant (P < 0.05); Processing technology, tissue site and drug type had significant influence on the risk of fluoroquinolones residue in livestock and poultry products (P < 0.05).

Key words: Storage; Processing technology; Livestock and poultry products; Fluoroquinolone  residues; The risk impact

氟喹诺酮类抗菌药在畜禽养殖中广泛使用，消费者食用残留量超标的畜禽产品，极易造成食品安全事故，因此，世界各国食品安全技术法规均对氟喹诺酮类药物残留严格管控[1-2]。畜禽产品主要包括猪、牛、羊、鸡和鸭肉、脂肪(或皮脂)、肝及肾等，常见的贮藏主要有干燥法、盐腌法、低温贮藏法、辐照保藏法、气调保鲜法和化学法等，主要是通过控制微生物、酶、温度及水分等因素，来保持食品品质和延长货架期[3-4]。传统中式加工工艺主要采用烤、炸、煎、蒸、煮、炖、腌和焙等[4-8]。目前，畜禽产品安全问题较为突出，氟喹诺酮类残留属于畜禽产品中最重要的污染物，具有亚急性或慢性毒性，成为制约我国畜禽产业健康发展的重要因素[9]。畜禽产品经过不同加工和贮藏后，其原药、代谢物及杂质的转化机理比较复杂，不同氟喹诺类药物的代谢速度、代谢产物生物活性差异较大，在不同畜禽组织中残留量亦不相同[10-14]。当前，贮藏和加工工艺对氟喹诺酮类残留风险的影响研究普遍存在以下问题：畜禽产品品种选取比较单一、加工方式选取单一，不系统；加工参数设置未标准化，结果说服力不强。为了提高研究效率和获得满意研究结果，本文摒弃复杂的药代动力学研究，从不同加工方式原理出发，设置标准化实验室加工程序，计算残留和清除率数据并进行统计学分析，评价贮藏和加工工艺对畜禽产品中氟喹诺酮类残留风险影响。

1  材料与方法

1.1 材料与仪器

从三门峡市农贸市场购买新鲜猪、牛、羊、鸡和鸭畜的肌肉、脂肪(腹脂或皮质)，肝(取整叶)，肾(双肾各取1/2，纵切样本)；CXJ100成型机(诸城市博康机械有限公司)；C21-WH2126电磁炉(美的集团有限公司)；101-2型电热鼓风干燥箱(北京光明仪器厂)；DX-020多星电压力锅(山东多星电器有限公司)；JD30A846-150电饼铛(浙江苏泊尔股份有限公司)；M1-L213B快捷微波炉(美的集团有限公司)；102V双缸201V单道升欧式电炸炉(广州道升商用厨具有限公司)；BCD-213TM(E)电冰箱(美的集团有限公司)；JJ-2B组织捣碎机，(金坛区水北科普实验仪器厂)；Allegra 64高速冷冻离心机(美国BECKMAN COULTER；Agilent 1260高效液相色谱仪(美国安捷伦科技有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1  样品处理

取未检出氟喹诺酮类药物残留的新鲜猪、牛、羊、鸡和鸭的肌肉、脂肪、肝及肾样品，新鲜鸡和鸭的皮脂样品适量。用滚筒挤压式绞肉机进行绞肉，注意避免使试样温度超过25 ℃，试样至少通过该绞肉机两次。然后添加氟喹诺酮类药物标准品进行均质，每份取试样100 g，装入0.16 mm的聚酯真空包装袋内，用真空包装机包装，做好标记，放于-18 ℃以下冰箱中保存。加标方案见表1。

表1 鲜畜禽产品中氟喹诺酮类药物加标方案

Table 1 Scheme of fluoroquinolones added to fresh livestock and poultry products

注：“-”表示未添加氟喹诺酮标准工作液。

1.2.2冷藏和冷冻

将试样分别在4 ℃±1 ℃冷藏6 h后，对试样中氟喹诺酮残留量进行测定，其数据作为对照组(适用于冷冻、加工实验)。冷藏试验在4 ℃±1 ℃，每隔3 d取样测定一次氟喹诺酮类药物残留量，实验时间为12 d；冷藏试验在在-18 ℃±1 ℃，每隔1周取样测定一次氟喹诺酮残留量，实验时间为4周。

1.2.3加工工艺

将试样按以下加工工艺进行加工。

加工流程：选料→ 配料→成型→熟化→ 冷却→包装→成品。

配料:每份试样加入20 ℃纯水400 mL(纯水与畜禽产品质量比例为4:1)，浸泡0.5 h。然后加入2 g食盐，1.25 g花椒粉，1mL料酒，1.5 g八角，0.5 g小茴香，1g桂皮，0.75 g姜、1 g葱白，均质化5min后备用。

成型：将成型机设置为饼成型，成型时间2min。成型完成后，取出试样置于托盘中，在30℃干燥箱中放置1h。待达到适当硬度后，用刀切割成3cm×3cm×1cm的薄块状。

熟化：本实验熟化方式主要为烤、炸、煎、蒸、煮、炖、腌和干制；畜禽产品熟化方式见表2。

表2 畜禽产品熟化方式的选取

Table 2  Selection of curing methods for livestock and poultry products

烤制：温度因素设置3个水平(160 ℃、180 ℃和200 ℃)，分别烤至10 min后，翻面后继续烤制10 min。

炸制或煎制：时间因素设置3个水平(3 min、4 min和5 min)。在226 ℃～228 ℃下，炸制或煎制至规定时间一半时翻面一次。 

蒸制：加植物油10 mL，翻炒2 min，然后置于蒸笼上，100 ℃蒸制30 min。

炖制：加植物油10 mL，待油沸腾后，加入畜禽产品，然后加入纯水800mL，100℃炖制60min。

煮制：加纯水1000 mL，待水沸腾后，加入畜禽产品，然后加入纯水800mL，在100℃煮制30min。

干制：加纯水500 mL，将畜禽产品在100 ℃预煮25 min。然后快速风冷至室温后，复煮15min。取出后，平铺在不锈钢盘中，于80 ℃恒温干燥箱中烘烤3 h。

腌制：加纯水400 mL，将5 g盐，0.015 g亚硝酸盐，5 mL酱油，1 mL料酒，与样品混合均匀后，放入4 ℃培养箱腌制6 h。

冷却：对样品吹风冷却20 min，直至降到室温。

包装：将冷却后的样品立即装入做好标记的真空包装袋内，抽气密封，保存于4 ℃冰箱中。

1.3指标测定

分别对照组，冷藏组，冷冻组，烤制、炸制及煎制组，蒸制、煮制及炖制组，干制组和腌制组进行单因素试验，按农业部1025号公告-14-2008《动物性食品中氟喹诺酮类药物残留检测高效液相色谱法》[15]测定氟喹诺酮类残留量并计算残留清除率，以残留清除率作为风险影响大小的评价指标。

1.4统计分析

采用DPS2006软件对氟喹诺酮类药物清除率进行单因素方差分析和多重比较，并进行显著性检验；用origin2018绘制各畜禽产品中氟喹诺酮类残留清除率的二维柱图。

2  结果与分析

2.1 冷藏和冷冻对畜产品中氟喹诺酮类残留的影响

由实验数据可以发现，冷藏和冷冻后沙拉沙星和氟甲喹的清除率最高，为6%～9%；猪、牛、羊、鸡及鸭的脂肪(或皮脂)、肝和肾中恩诺沙星、二氟沙星和达氟沙星的清除率约为3%。纵上所述，冷藏和冷冻对恩诺沙星、二氟沙星和达氟沙星的清除率差异性不显著(P＜0.05)，对沙拉沙星和氟甲喹的清除率差异性显著(P＜0.05)；见表3。

表3 冷藏、冷冻后畜禽产品中氟喹诺酮类清除率的多重比较

Table 3  Multiple comparisons of fluoroquinolones clearance rates in different storage methods and the same livestock and poultry products

注：因在冷藏12d和冷冻4w后，鸡和鸭肉中沙拉沙星清除率最高；故本表对鸡肉冷冻4w后沙拉沙星的清除率数据进行方差分析。

2.2烤制、煎制和炸制对畜禽产品中氟喹诺酮类残留的影响

烤制、煎制和炸制后，猪肌肉中氟喹类残留的清除率为14.0%～20.0%；牛肌肉中氟喹诺酮类残留的清除率为12.5%～17.5%；羊肌肉中氟喹诺酮类残留的平均清除率为:9.4%～16.8%；鸡肌肉中氟喹诺酮类残留的清除率为18.0%～28.1%；鸭肌肉中氟喹诺酮类残留的清除率约为20.1%；鸡皮脂中氟喹诺酮类残留的清除率为6.0%～14.1%；鸡和鸭畜禽产品中清除率明显高于猪、牛和羊，不同组织中清除率从高到低依次为：肌肉>皮脂>脂肪>肝>肾，肝和肾中氟喹诺酮类残留的清除不明显。见图1。

图1  A:烤制后残留清除率，B:炸制后残留清除率，C:煎制后残留清除率

Fig. 1 A: Clearance rate of fluoroquinolones residuesafter baking, B: Clearance rate of fluoroquinolones residues after blasting, C :Clearance rate of fluoroquinolones residues after frying

2.3不同加工工艺对畜禽产品中氟喹诺酮类药残留的影响对比

对以畜禽产品中氟喹诺酮类残留清除率作为残留风险影响的衡量指标，可以得出加工后，烤制、炸制和煎制对残留的清除率显著(P＜0.05)；蒸制、煮制、炖制、腌制和干制对残留的清除率不显著(P＜0.05)；沙拉沙星和氟甲喹的清除率显著(P＜0.05)，恩诺沙星、二氟沙星和达氟沙星的清除率不显著(P＜0.05)；

表4 不同加工工艺氟喹诺酮类清除率的多重比较

Table 4 Multiple comparison of clearance rates of fluoroquinolones in different processing technology

注：因加工过程中，鸡鸭肌肉中氟喹诺酮类残留的清除率最明显，故本表用鸡肌肉中氟喹诺酮类残留的清除率数据来分析；字母a表示差异显著(P＜0.05)；字母b表示差异不显著(P＜0.05)。

3  讨论

畜禽产品在冷却状态下，氟喹诺酮类残留的清除率取决于畜禽产品品种及组织类别、肉的污染程度、冷藏温度、湿度和时间，在-18℃～-23℃、相对湿度90%～95%条件下，牛肉的贮藏期限为9个月～12个月，猪肉的贮藏期限为7个月～12个月，羊肉的贮藏期限为8个月～12个月，禽类的贮藏期限为3个月～8个月，内脏贮藏期限为3个月～4个月[16]。因此冷藏实验条件选取4℃±1℃、相对湿度为85%～90%，实验周期为12天；冷冻实验条件选取-18℃±1℃、相对湿度为90%～95%，实验周期为4周。该实验条件为畜禽产品冷藏和冷冻贮藏的最适宜条件，也是货架保存及家庭贮藏的最佳温度和时间。

低温贮藏主要包括冷藏和冷冻两种方式，低温贮藏保鲜的机理主要是通过降低酶和微生物的活性，延缓食品腐败变质的速度，两者作用机理相同。微生物的物质代谢需要适应的温度，低温抑制了微生物的生长和繁殖，造成各种生化反应减缓。当周围温度降至-4℃左右时，游离态水被凝结，水分活度降低，增大了细胞质粘度，电解质浓度增高，细胞的pH值和胶体状态改变，使细胞变性，加之冻结的机械作用致使细胞膜受损伤，这些内外环境的改变是微生物代谢活动受阻或致死的直接原因[17]。低温对酶并不起完全的抑制作用，酶仍能保持部分活性，因而催化作用实际上也未停止，只是进行得非常缓慢而已。例如胰蛋白酶在-30℃下仍然有微弱的反应，脂肪分解酶在-20℃下仍然能引起脂肪水解[18]。一般在-18℃即可将酶的活性减弱到最小。因此低温贮藏的主要作用是延长畜禽产品保存时间，在保持良好营养品质方面有着重要的作用，对氟喹诺酮类残留风险的影响不明显。

蒸、煮、炖是食品加工中常见的一种处理方式，通过对含有药物残留的畜禽肉进行60℃、80℃、100℃、120℃进行水浴加热，加热时间为30min,60min,90min;并根据猪、牛、羊、鸡、鸭等不同肉品特点，加热温度和加热时间，对样品中氟喹诺酮类残留影响较大[18]。经查阅资料[19]，合理设计蒸、煮、炖工艺参数对找出氟喹诺酮类残残留的变化规律至关重要。炸、煎工艺中，畜禽肉经过干制的生原料以食用油为加热介质，经过高温炸制或浇淋而制成的熟化肉。油炸传热的速率取决于油温和食物内部之间的温度差和食物的热导率。油炸的有效温度一般控制在100-230℃。根据油面的不同特征，可分为温油、热油、旺油和沸油。温油温度在70-100℃；热油温度在110-170℃；旺油温度为180-220℃；沸油温度达到230℃以上。研究表明，将加有沙拉沙星、二氟沙星的鸡肉取适量放入平底锅中，倒入植物油，加热油炸，取样品处理后，发现高温时不稳定。油炸含有沙拉沙星、二氟沙星猪肉样品，在油温180℃时，半衰期为2 h；260 ℃沙拉沙星、二氟沙星不稳定，且在加工过程中有液体从组织中渗出[19-20]。微波加热，是利用微波透入肉制品内，与肉中的极性分子相互作用，使其极性取向随着外电磁场的变化而变化，致使分子急剧摩擦、碰撞，使物料内各部分在同一瞬间获得热量而升温。使物体整体成为源的加热方式。微波加热时间短，受热均匀。研究表明，用微波处理鸡肉中的沙拉沙星残留，分别处理1min、2min、5 min 后取样测定，发现残沙拉沙星留已部分降解。随着时间的延长，残留量逐渐减少。腌制是预先将畜禽产品盐渍或糖渍、酱渍，晾晒或不晾晒等工艺制成的畜禽制品，经熟化加工才能食用。腌卤畜禽制品具有浓郁的腌肉或咸肉风味,包括卤肉、卤肝、卤鸡和盐水鸭等，腌制加工在提高肉类品质的同时，对兽药残留也具有一定的清除作用[20]。腌制剂是腌制加工的关键一环，食盐为腌制剂的主要成分，畜禽产品的持水性受腌制影响较大，大量水分渗出。氟喹诺酮类药物一般易溶解于稀酸和稀碱溶液。通常在腌制条件下，氯化钠的离子强度在0.6左右，由于离子强度的作用，氟喹诺酮类残留易于从畜禽产品组织内渗入。

研究数据表明鸡和鸭畜禽产品中氟喹诺酮类残留的清除率明显高于猪、牛和羊畜禽产品中氟喹诺酮类残留的清除率；不同组织中氟喹诺酮类残留的清除率从高到低依次为：肌肉>皮脂>脂肪>肝脏>肾脏，肝脏和肾脏组织中氟喹诺酮类残留的清除不明显。肉的化学组成主要包括水分、蛋白质和脂肪等。鸡、鸭和猪的肌肉水分含量最高，约为75%～90%，以结合水、不易流动的水和自由水的形式存在，水分含量的高低决定了肉的形态和品质。不同畜禽的脂肪含量差别较大，并随着部位和年龄而变化。在畜肉蛋白质含量中，猪肉为13.2%左右，牛肉高达20%，羊肉介于猪肉和牛肉之间[21]。由于不同的畜禽质构，氟喹诺酮类残留分布不同，因此在同一加工方式下，不同畜禽产品中氟喹诺酮类残留的分解也不相同。

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