动物源食品中呋喃西林及其代谢物氨基脲研究进展

曹爱玲，余招锋，陈怡琳，陈佳莹，沈 立

（1.钱江海关，浙江杭州 310000；2.绍兴海关，浙江绍兴 312000；3.渤海大学食品科学与工程学院，辽宁锦州 121013）

随着生活水平的不断提高和生活习惯的改变，人们对动物源食品的需求逐渐增长，同时动物源食品中的药物残留问题也备受关注。作为硝基呋喃类药物之一的呋喃西林，具有广谱抗菌作用，其代谢物氨基脲（SEM）在动物源食品中与蛋白质紧密结合形成的稳定残留，具有致癌、致畸性，可通过食物链传递给人类，长期摄入会给人体造成严重损害，故对动物源食品中呋喃西林及其代谢物SEM进行研究及检测具有重要意义。

1 呋喃西林的药理作用及其应用

呋喃西林具有较强的抗菌作用。在进入动物体内后，能干扰细菌糖代谢过程，破坏细菌氧化酶系统，抑制其新陈代谢，导致细菌因代谢紊乱而死亡。呋喃西林对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有抗菌作用，但对于绿脓杆菌、肺炎双球菌和假单胞菌属及变形杆菌属作用不大。该药因抗菌谱广，曾被广泛应用于水产养殖，用以抵抗由大肠杆菌和沙门氏菌引起的鱼类疥疮病、赤鳍病、溃疡病等。

2 呋喃西林及其代谢物SEM的检测方法

早期国内外对呋喃西林及其代谢物SEM的残留检测，大多集中在对其原药的检测上。Nouws等[1]对硝基呋喃类原药进行检测，发现残留的呋喃西林在活动物体内很不稳定，能被迅速分解。但有研究表明，其代谢物SEM可在动物组织中残留长达数周，在蒸煮、烘烤、磨碎和微波加热过程中也无法被有效降解[2]。虽然呋喃西林原药不稳定，对光敏感，可在动物体内被迅速代谢，但其代谢物SEM能与蛋白质紧密结合，极不易被降解[3-6]，故目前欧盟、美国和我国均以SEM作为标示残留物，对呋喃西林进行残留检测和监控。目前应用于SEM检测的方法主要有高效液相色谱（HPLC）及其联用技术和免疫分析法两种。

2.1 HPLC及其联用技术

HPLC具有有效分离和纯化有机化合物的作用，在药物残留检测方面应用比较广泛[7-10]。现有的HPLC及其联用技术包括，高效液相色谱-质谱法（HPLC-MS）、高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）[11-15]、超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）[16]、同位素稀释液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）。

李东利等[17]利用HPLC-MS/MS检测SEM在虾体内的消除规律。首先对虾组织样品进行预处理，再加入混合内标工作溶液、盐酸溶液和2-硝基苯甲醛溶液，将其水解和衍生化，后再加入磷酸氢二钾溶液、乙酸乙酯溶液和甲醇水溶液，将其提取纯化；在柱温为室温，进样量为20 μL条件下，利用色谱柱Agilent XDB C18（100 mm×2.1 mm，5 μm），20 d后测得虾肌肉中SME残留量最大，为（11.09±0.47）μg/kg，其次是鳃、甲壳、血淋巴和肝胰腺，依次为（1.77±0.53）（1.56±0.66）（0.69±0.13）和（0.55±0.07）μg/kg。付树林等[18]建立的HPLC可同时检测呋喃西林代谢物SEM和呋喃唑酮代谢物AOZ（3-氨基-2-恶唑烷基酮）在海参组织中的代谢消除规律，检测得到的SEM和AOZ回收率在89.1%～98.9%之间，相对标准偏差小于10%；在0.05～100 ng/mL范围内，标准溶液经衍生后线性良好，相关系数＞0.995，最低检测限为0.5 μg/kg。黄鼎南等[19]采用HPLCMS/MS调查分析甲壳类水产品中呋喃西林代谢物SEM的来源，其对样品处理较简单，经磷酸氢二钾溶液和乙酸乙酯提取，用氮气在38 ℃水浴条件下吹干，乙腈-0.2%乙酸溶液（15:85，V/V）溶解，正己烷脱脂纯化，用高效液相色谱串联质谱仪测定得到检出限为0.25 μg/kg（S/N＞3），定量限为0.50 μg/kg（S/N＞10）。黄宣运等[20]利用HPLC-MS/MS分析SEM在中华绒螯蟹体内的残留和消除规律，检出限为0.25 μg/kg（S/N≥3），定量限为0.5 μg/kg（S/N≥10）。

Mottier等[21]建立了一种LC-MS/MS与电喷雾电离法相结合的方法，来检测4种硝基呋喃类代谢物，其中也包括对呋喃西林代谢物SEM的检测，其检测结果低于欧盟规定的最低检测限量（1 μg/kg）。目前HPLC及其联用技术广泛应用于制药业、药物分析与研制等领域，在环境分析中也起着重要作用。现国际上普遍采用该方法来检测动物源食品中呋喃西林及其代谢物SEM的存在。

2.2 免疫分析法

目前，免疫分析法在食品分析应用中越来越广泛，其包括酶联免疫吸附法（ELISA）[22-24]、胶体金免疫分析检测技术（GICT）、荧光偏振免疫分析方法（FPIA）。沈玉栋等[25]通过新合成的人工抗原CEPS-EM-BSA免疫新西兰大白兔，制备出NPSEM多克隆抗体，建立了呋喃西林代谢物SEM的荧光偏振免疫分析方法。该方法的检出限为 8.3 μg/L，IC50为 47.9 μg/L，线性范围为15.8～145.7 μg/L，与其他硝基呋喃类药物的CR均小于0.1%，批内相对标准偏差小于2.5%，批间相对标准偏差小于6.3%。黄登宇等[26]建立了测定呋喃西林代谢物SEM的竞争生物素-亲和素放大酶联免疫吸附法（BA-ELISA）。该方法操作简便，经碳酸盐缓冲液稀释包被原CPSEM-OVA，PBST溶液洗板，NPSEM溶液与单克隆抗体反应，在37 ℃条件下，用Biontin-IgG溶液和SA-HRP溶液孵育，显色底物液显色，硫酸终止液终止反应，酶标仪测定450 nm下的吸光度值为1.020 8，IC50为 0.601 μg/L，线性范围为 0.074～4.883 μg/L，批内相对标准偏差为1.2%～3.6%，批间相对标准偏差为2.5%～5.1%。该法可用于食品中残留SEM的快速筛查。

2.3 HPLC与免疫分析法的比较

免疫分析法样品前处理简单，操作步骤简便，耗资低，灵敏度和精密度高，一般适用于筛选检测和定量分析。高效液相色谱法及其联用技术的样品前处理较复杂，操作步骤相对繁杂，检测仪器昂贵，耗资高，但因分辨率高，应用相当广泛，可进行定性、定量分析，其中HPLC-MS法灵敏度较低，难以达到恒量分析要求。

3 食品中的SEM来源

欧盟食品和饲料快速预警系统经常发出来自中国、越南、泰国等国家的动物源性产品中SEM超标的警告。追踪分析发现，部分涉嫌产品未使用过呋喃西林药物，因而引发了国内外学者对食品中SEM来源的研究。现有研究表明，除了动物源食品中使用呋喃西林药物导致SEM残留外，食品中的SEM还可来源于食品包装、面粉改良剂及食品加工程序等[27]。

3.1 偶氮甲酰胺（ADC）

ADC是一种速效面粉增筋剂，具有漂白和氧化双重作用。它本身与面粉不发生反应，但将其添加在面粉中并加入水搅拌时，能快速释放出活性氧，将面粉蛋白中氨基酸的硫氢基氧化成二硫键，使蛋白质链相互连接而构成立体网状结构。王远成等[28]研究发现，ADC可用于做小麦粉处理剂和焙烤食品的快速发酵剂，在面团成型过程中加入，能改善面团的物理操作性质和高筋力所需的组织结构。ADC被认为是SEM的替代来源。Pereira等[29]将面粉样品经过水解和2-硝基苯甲醛衍生后产生的3-氨基-2-噁唑烷基酮作为内标，采用HPLC-MS/MS测定面粉（添加ADC）中的SEM含量为2～5 ng/g。Noonan等[30]研究发现，添加了ADC的面包在和面、一次醒发和二次醒发这3个阶段都有少量SEM生成，而经过烘烤后则有大量SEM生成（约400 μg/kg）。蒋志红等[31]研究表明，ADC在一定湿热条件下能导致面粉及面包虾产品中形成SEM。黄晓姗等[32]研究发现，面制品中ADC在热处理条件下会生成SEM，且生成率随着温度升高而增大。

同时，ADC是一种常用的化学发泡剂，被广泛应用于各种塑料级橡胶产品生产，如鞋类、皮革、壁纸、包装材料等。有研究表明，各种灌装食品，如果酱、蜂蜜、番茄酱，蛋黄酱、调味品和婴儿食品中，可检测到SEM[33]，含量在1～25 μg/kg。造成SEM形成的原因是灌装食品的金属盖密封垫圈含有ADC，在高温下可受热分解产生SEM，并进入到与其接触的食品中。目前欧盟已禁止ADC作为发泡剂使用。

3.2 次氯酸盐

次氯酸盐因具有强氧化性和漂白性而被广泛用于食品加工、水产、畜牧养殖生产的卫生处理和消毒。Hoenicke等[34]通过测定用不同浓度的次氯酸盐溶液处理卡拉胶、鸡肉、蛋白粉、刺槐豆胶、白明胶和淀粉等不同样品中游离态和结合态SEM的总量，发现用含1%活性氯的次氯酸盐溶液处理的这6种样品均产生了SEM，其中淀粉中含量约为1 μg/kg，蛋白粉中约为20 μg /kg。鉴于水产品具有丰富的精氨酸、组氨酸、瓜氨酸等含氮物质，且这些氨基酸都具有SEM分子结构，因此他们推测这些氨基酸在次氯酸溶液处理下能够转化成SEM。杨曦等[35]也发现，在食品加工过程中，次氯酸钠与食品作用能产生SEM，其含量与次氯酸钠浓度、作用时间和接触面积成正比。

3.3 SEM内源性

SEM天然存在于一些动物体内，不是由呋喃西林污染引起的。例如，周萍等[36]研究发现，在未使用任何呋喃西林药物的情况下，雄蜂蛹在生长后期随着体内甲壳素含量的增加，SEM含量从0.12 μg /kg 增加到 15.6 μg /kg。张睿等[37]通过检测分析罗氏沼虾和中华绒鳌蟹等样品肌肉和甲壳中SEM含量，发现罗氏沼虾活体虾壳、死体虾壳、水煮熟壳中SEM浓度相当，虾壳中的SEM浓度是虾肉中的7～12倍，由此得出罗氏沼虾甲壳中的SEM并非由呋喃西林药物代谢所致，可能是内源性的。Poucke等[38]也在虾壳中发现SEM存在。彭婕等[39]以中华绒螯蟹为对象，发现蟹壳中可检出SEM（检出率为100%），肌肉、肝脏、腮、性腺等组织中均无SEM被检出。此外，该试验经进一步验证，认为蟹壳中的SEM来源可能与甲壳中结合蛋白水解氨基酸的变化有关。此外，有研究者在中华鳖粉[40]、黄粉虫[41]中也都检测到SEM。

4 结语

硝基呋喃类药物在动物源食品中的添加利用所带来的食品安全问题，一直受到国内外的关注。国际上大多数国家已明令禁止在动物源食品生产过程中使用呋喃西林，而其代谢物SEM则被用来检测食品中是否使用呋喃西林的标志物。目前，国内外采用的HPLC及其联用技术和免疫分析法，能够较为精准、快速地测出食品中的SEM含量。此外，有大量研究表明，SEM不仅来源于动物源食品前期饲养阶段使用的呋喃西林，还与食品生产包装过程中使用的ADC、在食品消毒与漂白过程中使用的次氯酸盐以及SEM内源性有关系。因此，需加强监管，尽量避免SEM污染给人体健康带来的危害。