生鲜乳中兽药残留的快速筛查与风险预警体系构
0 引 言
生鲜乳的质量控制是乳制品生产的重要前提。其中,生鲜乳的安全筛查是一个关键环节,关系着后续的乳制品生产、收购、加工、销售等多个阶段。近些年发生的一系列乳及乳制品安全事故警醒着公众[1],生鲜乳中的兽药残留问题理应得到更多的关注。目前,生鲜乳中兽药残留主要包括抗菌类、抗寄生虫类、消炎镇痛类、农药除虫类、消化系统类和其他类六大类,“中华人民共和国农业部公告第235 号”[2](以下简称为农业部235 号公告)中作出了明确的限量要求,但违规使用兽药的情况仍然非常严重。
随着生鲜乳兽药残留监测的种类与范围不断扩大,监测的方法也越来越方便和快捷[3],从原来的免疫分析法[4-5]、微生物学分析法[6-7]逐步发展到了以具有高灵敏度的仪器分析方法为主的阶段,包括气相色谱[8-9]、液相色谱[10-11]、气相色谱质谱联用[12-13]和液相色谱质谱联用技术[14-15],甚至一些结合高分辨功能组件的串联技术[16-18]。其中,高效液相色谱-串联飞行时间质谱法(High Performance Liquid Chromatography-high Resolution Time-of-flight Tandem Mass Spectrometry,HPLC-TOF-MS/MS)相比低分辨率的液相色谱-串联质谱法而言,不仅缩短了分析时间,还大大增加了可分析的化合物数目,适合大通量的兽药残留筛查。
此外,生鲜乳生产是一个动态的、连续的过程,每天的品质都有可能出现新的变化,而对即时数据的检测分析无法对将来或一段时间内的兽药残留发展趋势作出准确的预判,也不能对风险进行一定程序上的控制,因此属于一种“过时”的判定。因此,探索一种基于历史数据分析,在风险发生之前作出准确判断的安全预警方法是非常有必要的。常见的安全预警方法包括人工神经网络模型[19]、支持向量机模型[20]、休哈特控制图等。其中,休哈特控制图(Shewhart control charts)又称管理图,是由来自美国贝尔实验室的休哈特于1924 年正式发表的一种统计工具,也是进行“动态控制”工序的主要手段[21-22]。该理论由于其广泛的适用性,常应用于质量状况的动态控制。
本研究利用HPLC-TOF-MS/MS 方法对上海市牧场生鲜乳进行兽药残留筛查,基于筛查结果,探索并构建了一种安全预警方法,对生鲜乳中兽药残留情况进行识别、控制与评价,以便在风险发生之前作出准确判断。本研究针对生鲜乳中兽药残留难以预警和预警过时的问题提出解决方案,也为开展生鲜乳的品质监控提供一定的借鉴。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1)生鲜乳样品
本试验所用生鲜乳样品来自上海各牧场。
2)标准品
为了构建筛查谱库,共选择174 种兽药化合物标准品,包括β-内酰胺类、β-兴奋剂、阿维菌素类、苯并咪唑类、大环内酯类、非甾体类消炎药、磺胺类、抗球虫剂、喹诺酮类、类固醇类、林可酰胺类、氯霉素类、四环素类、糖皮质类、硝基咪唑类、镇静剂和其他类,共17 类(均购自美国Sigma Aldrich 公司)。
所有兽药化合物的标准品用甲醇或水配制成一定浓度的标准储备液,于-20 ℃储存。中间液用甲醇配制,质量浓度为10 μg/mL,于-20 ℃储存;在检测前配制成质量浓度为200 ng/mL 的混合标准工作液,于-20 ℃储存。
3)试剂
HPLC-TOF-MS/ MS 法所用到的有机溶剂包括甲醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷甲酸(美国Thermo 公司),氯化钠、无水硫酸钠(德国Merck 公司)均为HPLC 色谱纯。超纯水由Milli-Q 超纯水系统生产。
4)仪器与设备
Triple TOF TM 5600 质谱仪(美国 AB SCIEX 公司),配有电喷雾离子源;Waters 高效液相色谱仪(美国Waters公司),SORVALL ST 16R 离心机(美国Thermo 公司),旋转蒸发仪(中国IKA 公司),氮气浓缩仪(中国ANPEL公司),漩涡振荡器(中国Talbys 公司),Milli-Q 超纯水制造仪(美国Millipore 公司),超高压均质机(北京天恩瀚拓科技有限公司),涡旋分离器(上海达姆实业有限公司),超声波清洗仪(宁波新芝生物科技股份有限公司),电子天平(赛多利斯科学仪器(北京)有限公司)。
1.2 试验方法
1.2.1 生鲜乳样品的选择
生鲜乳样品的抽样应该符合统计学原理,本研究采用系统抽样对上海市生鲜乳中兽药残留污染状况进行统计分析。将上海市50 个牧场的生鲜乳样品作为需要抽样的总体;将总体分成50 份(即各个牧场),采用简单随机抽样法从各个部分中抽取样品,将所得到的样品合并得到最终的筛查样本。具体为在5、6 月份对上海市50 个牧场的生鲜乳样品每周各抽取1 个生鲜乳样品,连续抽检6个星期,共计300 个筛查样本,以这些生鲜乳样品的兽药残留筛查结果为代表,反映上海市的生鲜乳在抽样时间段内兽药残留污染状况。具体试验流程安排见图1。
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