牛奶是日常中常用的食品,牛奶中有時(shí)也會(huì)有抗生素。如何檢出抗生素呢?方法如下:
1、微生物檢測法:
微生物檢測法是應(yīng)用較廣泛的方法,其測定原理是根據(jù)抗生素對微生物的生理機(jī)能、代謝的抑制作用,來定性或定量確定樣品中抗微生物藥物殘留,如紙片法(PD)、TTC法、拭子法(STOP)等。采用傳統(tǒng)的微生物檢測方法,缺點(diǎn)是:(1)時(shí)間長;(2)顯色狀態(tài)判斷通過肉眼辨別,易產(chǎn)生誤差,對微紅色者無法做出準(zhǔn)確判斷;(3)操作復(fù)雜。優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低,一般實(shí)驗(yàn)室都能操作。其中, 紙片法和TTC法是牛奶中藥物殘留檢測的兩種常用的微生物檢測法。
1.1紙片法:
紙片法,即PD法(Paper Disc)。常用的紙片法有枯草桿菌紙片法和嗜熱脂肪桿菌紙片檢測法。這兩種方法主要用來檢測牛奶中的β-內(nèi)酰胺類抗生素,其操作過程基本相同,而選用的菌種不同??莶輻U菌紙片法檢測的結(jié)果易出現(xiàn)假陽性,為了確定陽性物質(zhì)是否為青霉素(或β-內(nèi)酰胺類),對加熱后的乳樣用青霉素酶處理,以滅活乳樣中的青霉素。然后再行檢測,檢測限可達(dá)0.01 IU/mL。而嗜熱脂肪桿菌紙片檢測法不僅用于檢測奶樣中β-內(nèi)酰胺類抗生素,并能暗示是否還存在其它抑菌物質(zhì),檢測限可達(dá)0.008 IU/mL以下。一般在4h內(nèi)即可獲得結(jié)果。因此,在實(shí)踐中嗜熱脂肪桿菌紙片法比枯草桿菌紙片法應(yīng)用更為廣泛。此外,神保勝彥(1991)對紙片法作了進(jìn)一步研究和改進(jìn)。改進(jìn)后的紙片法不僅能夠確定抗生素的種類,而且提高了檢出率和準(zhǔn)確性,氯霉素最低檢出量0.01mg/kg,土霉素0.05mg/kg,鏈霉素1mg/kg,紅霉素0.05mg/kg,青霉素0.0025mg/kg。
1.2 TTC法:
TTC法,即氯化三苯基四氮唑法( tripheye tetrazolium chloride),是目前我國食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的檢查牛乳中抗生素殘留的檢測方法(GB5409—85)。該法簡便、快速,無需特殊設(shè)備,3~4h可見報(bào)告,很適合牧場、乳品廠及食品衛(wèi)生檢測部門采用。檢測各種抗生素所用的TTC法試驗(yàn)的靈敏度(最低檢出量)分別為:青霉素0.004 U/mL,鏈霉素0.5 U/mL,慶大霉素0.4 U/mL,卡那霉素5 U/mL。
目前趨向研究更為靈敏、準(zhǔn)確、簡便、快速的微生物檢測方法。如美國和加拿大,使用拭子法和牛的抗生素和磺胺實(shí)驗(yàn)法(CAST)。此外,美國近年來補(bǔ)充的一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方法-快速抗生素篩選法(FAST)。 盡管這些快速微生物檢測法有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些假陽性,但在某種程度上是允許的;如產(chǎn)生這類情況,可進(jìn)一步做確證實(shí)驗(yàn)。
2、理化檢測法:
理化檢測方法是利用抗生素分子中的基團(tuán)所具有的特殊反應(yīng)或性質(zhì)來測定其含量,如高效液相色譜法、氣相色譜法、質(zhì)譜法、聯(lián)用技術(shù)等等,能進(jìn)行定性、定量和藥物鑒定,敏感性較高,但有的檢測程序較復(fù)雜,有的檢測費(fèi)用較高。在牛奶中抗生素殘留檢測方面,最常用的理化檢測方法是高效液相色譜和聯(lián)用技術(shù)。
2.1高效液相色譜
高效液相色譜(HPLC)是目前廣泛應(yīng)用的一種理化檢測方法,它引入了氣相色譜理論,在技術(shù)上采用了高壓泵,高效固定相和高靈敏度檢測器,實(shí)現(xiàn)了分離速度快、效率高和操作自動(dòng)化。幾乎所有的化合物包括高極性/離子型待測物和大分子物質(zhì),均可用HPLC進(jìn)行測定。HPLC的分離機(jī)制與常規(guī)柱色譜相同,但填料更加精細(xì)(ф 5~10μm),需高壓泵推動(dòng),柱效高(105塔板/m),速度快,靈敏度與GC相近。與GC相比,HPLC流動(dòng)相參與分離機(jī)制,其組成、比例和pH值等可靈活調(diào)節(jié),如離子對色譜、膠束色譜、手性分離色譜等,使許多極難分離的待測物得以分析。反相HPLC發(fā)展最快,目前已成為大多數(shù)抗生素殘留的常規(guī)分析方法。主要原因是:(1)化學(xué)鍵合固定相(C18或C8)性質(zhì)穩(wěn)定,不淋失;(2)使用水、甲醇或乙腈等水溶性有機(jī)溶劑作流動(dòng)相,不干擾紫外檢測,成本低;(3)樣品中極性雜質(zhì)先流出,只需待測物出峰后即可重復(fù)進(jìn)樣,分析速度快。
最常用的檢測方式為濃度型的紫外檢測器和熒光檢測器。紫外檢測器(UVD)最普及,其次是熒光檢測器和電化學(xué)檢測器(EChD)。由于奶樣中藥物殘留量少,背景干擾往往很嚴(yán)重,因此一般都通過柱前衍生反應(yīng)來提高紫外檢測器檢測殘留的靈敏度。彭莉等報(bào)道了用高效液相色譜法(HPLC)檢測牛奶中氯霉素的殘留量,采用乙酸乙酯提取牛奶中殘留的氯霉素,用紫外檢測器在278nm檢測樣品。平均加收率94.8%,變異系數(shù)< 12.0%。此方法樣品前處理簡單、回收率高、實(shí)用性強(qiáng)、檢驗(yàn)靈敏度高、重現(xiàn)性好、檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,可作為牛奶中氯霉素殘留檢測的確證方法。由于大部分抗生素在高于230nm的光譜區(qū)無吸收,而在低于230nm的紫外區(qū)許多樣本基質(zhì)和流動(dòng)相產(chǎn)生干擾,需衍生化后測定,限制了紫外檢測器的應(yīng)用。但是,大部分抗生素是手性分子,因此旋光檢測器有很大發(fā)展?jié)摿ΑP鈾z測有以下特點(diǎn):(1)選擇性高,樣本僅需簡單提取即可;(2)靈敏度高,利用He-He激光作光源,靈敏度可達(dá)5~10uα水平;(3)可同時(shí)得到流出組分的比旋度[α],用以定性。目前,該方法已用于紅霉素、慶大霉素、羧芐青霉素和吩羧青霉素殘留的測定。
此外,光二極管陣列檢測器(DAD)是近10年來HPLC最重要的突破。DAD可同時(shí)接收整個(gè)光譜區(qū)的信息,在色譜峰流出同時(shí)能進(jìn)行每個(gè)瞬間的動(dòng)態(tài)光譜掃描并快速采集信號,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到色譜—光譜的三維圖譜,信息量大大增加。一次進(jìn)樣可得到每個(gè)組分峰的定量、定性和純度信息,靈敏度亦明顯提高。
2.2聯(lián)用技術(shù)
各種分析技術(shù)聯(lián)用是現(xiàn)代獸藥殘留分析乃至整個(gè)分析化學(xué)方法上的發(fā)展特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用加速了這一趨勢。聯(lián)用技術(shù)可揚(yáng)長避短,一般集分離、定量和定性(分子結(jié)構(gòu)信息)于一體,因而特別適用于確證性分析。常見的聯(lián)用技術(shù),有TLC-MS、GC-MS、LC-MS、CZE-MS、LC-NMR、SFC-MS等。TLC-MS是最簡單的離線聯(lián)用技術(shù)。GC-MS已相當(dāng)成熟,應(yīng)用相對較多。但這些聯(lián)用儀價(jià)格昂貴,遠(yuǎn)不如HPLC或GC那樣普及。
MS無疑可作為HPLC的通用型檢測器。使用微型柱(15×0.3cm id)和適宜的接口技術(shù),如熱噴霧(TSP)、微粒束(PB)等解決了LC與MS的連接問題;使用軟電離技術(shù),如快原子轟擊(FAB)、場解吸(FD)等解決了難氣化物質(zhì)的離子化問題。LC-MS現(xiàn)在已進(jìn)入實(shí)用階段,其靈敏度較熒光檢測器高1個(gè)數(shù)量級,能方便地對ng級的獸藥殘留組分進(jìn)行檢測與結(jié)構(gòu)確證。LC-NMR還可提供待測物立體化學(xué)方面的信息。
LC/MS是除GC/MS之外的一種集高效分離和多組分定性、定量于一體的系統(tǒng)。LC/MS對高沸點(diǎn)、不揮發(fā)和熱不穩(wěn)定的化合物分離和鑒定具有獨(dú)特的優(yōu)勢。色/質(zhì)聯(lián)用法由于實(shí)現(xiàn)了高效層析分離和檢測聯(lián)機(jī),可用微電腦控制層析條件、程序和數(shù)據(jù)處理,其特異性、靈敏度和重復(fù)性均好,并可一次同時(shí)完成同一樣本中多種藥物及其代謝物檢測。其分析方式有直接探頭分析法、直接液體導(dǎo)入法、GC/MS、LC/MS聯(lián)用法等。使用電子轟擊離子化、化學(xué)電離、快速原子轟擊、熱噴霧電離、等離子體噴霧、粒子束電離、大氣壓化學(xué)電離(APCI)和電噴霧電離(ESI)技術(shù)對不同MS離子源條件下青霉素類藥物分子碎片類型的特征已經(jīng)作了大量的工作。另外離子阱質(zhì)譜技術(shù)(MS/MS)也已用于鑒別青霉素類藥物。如Straub等使用LC/ES/MS測定了牛奶中的幾種青霉素殘留。青霉素,鄰氯青霉素與芐青霉素的最低測定限為3~5μg/kg。Kihak 等以NCI方式的LC/PB/MS技術(shù)成功地對牛奶中OTC、TC與CTC殘留進(jìn)行確證,方法檢測限為0.02~0.05μg/mL。
2.3其它理化檢測方法:
牛奶中抗生素殘留檢測方法還有氣相色譜法(GC)、高效薄層色譜(HPTLC)、超臨界流體色譜(SFC)和毛細(xì)管區(qū)域電泳法(CZE)等。這些方法盡管在殘留檢測中不常用,但因其各自特有的性能,能彌補(bǔ)常用方法中不足之處。如GC有許多高靈敏、通用性或?qū)R恍詮?qiáng)的檢測器供選用,如氫焰離子化檢測器(FID)、氯磷檢測器(NPD)等,檢測限可達(dá)μg/kg級;HPTLC的斑點(diǎn)原位掃描定量、定性和高效分離材料(Φ3~10μm)改變了常規(guī)TLC在靈敏度和重現(xiàn)性方面的不足,但保持了TLC的簡便、快速和樣品容量大的優(yōu)點(diǎn),可使用正相或反相板,分辨率幾乎與HPLC相當(dāng),在抗生素殘留的快速篩選性檢測方面應(yīng)用廣泛;SFC可彌補(bǔ)GC和HPLC的不足,方便地連接各種靈敏的檢測器(MS,ECD等);CZE是90年代以來研究最活躍的分析技術(shù)之一,兼有高壓電泳的高速、高分辨和HPLC靈活、高效的優(yōu)點(diǎn),柱效高達(dá)105塔板/m。 Nishi等(1989,1990)使用CZE和MEKC成功地分離了十幾個(gè)β-內(nèi)酰胺類抗生素。CZE將在簡化樣本前處理、多殘留分析和分析自動(dòng)化方面發(fā)揮重要作用。目前CZE的主要問題是樣品量太小,限制了檢測的靈敏度。CZE-MS可能是最好的解決辦法。
此外,隨著接口技術(shù)的顯著改進(jìn),質(zhì)譜作為一種質(zhì)量流速型檢測器,正廣泛應(yīng)用于殘留分析的檢測中。電化學(xué)檢測器也已用于檢測鄰氯青霉素、頭孢菌素和青霉素。
3、免疫法:
目前藥物殘留免疫分析技術(shù)主要分為兩大類:一為相對獨(dú)立的分析方法,即免疫測定法(immunoassays,IAs),如RIA、ELISA、固相免疫傳感器(soindphase immunosensor )等;二是將免疫分析技術(shù)與常規(guī)理化分析技術(shù)聯(lián)用,如利用免疫分析的高選擇性作為理化測定技術(shù)中的凈化手段,典型的方式為免疫親合色譜(immunoaffinity chromatogrphy,IAC)。與常規(guī)的理化分析技術(shù)相比,免疫分析技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單,速度快、分析成本低。以使用微量滴板的ELISA為例,免疫測定法取樣量小,前處理簡單、容量大,儀器化程度低,檢測奶與GC/MS或GC/ECD相似,可方便地達(dá)到ng/g~pg/g級,分析效率則為HPLC或GC的幾十倍以上。目前大部分抗生素已經(jīng)建立了免疫測定法,如磺胺二甲基嘧啶、氯霉素、沙拉沙星、鏈霉素、四環(huán)素、莫能菌素等。
免疫分析能與其他技術(shù)聯(lián)用。在聯(lián)用方法中,免疫分析技術(shù)既可作為HPLC或GC等測定技術(shù)的樣品凈化或分離手段,如IAC/HPLIAC/GC、HOIAC/HPLC;也可作為其離線或在線檢測方法,如HPLC/IA、TLC/IA、CZE/IA、SFC/IA、FIA/IA等,這些方法結(jié)合了免疫分析的選擇性、靈敏度與HPLC、GC等技術(shù)的高速、高效分離和準(zhǔn)確檢測能力,使分析過程簡化、分析成本下降,拓展了待測物范圍。在HPLC/IA等分析中,IA一般作為離線檢測方法。又稱免疫圖譜法(immunograms),適用于液相檢測器無響應(yīng)或分離困難的殘留組分的檢測。FIA/IA可以實(shí)現(xiàn)IA的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)和自動(dòng)檢測,分析速度快,已發(fā)展為一種專門的免疫測定技術(shù)-FIIA。
ELISA試劑盒是目前奶牛場和牛奶公司使用最廣泛、快速、靈敏的檢測抗生素殘留的方法。國外生產(chǎn)各類抗生素試劑盒成本較高,如德國拜發(fā)公司生產(chǎn)的抗生素檢測試劑盒,一個(gè)96次檢測試劑盒要花3800元,每個(gè)樣品的檢測要花50元左右。天邁生產(chǎn)的各類抗生素試劑盒相對來說成本較低,大約比進(jìn)口產(chǎn)品成本降低30-50%。