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Hazards and common detection methods of veterinary drug residues in animal derived food

  • Zhang Suzhen ,
  • He Yan ,
  • Wang Yijun ,
  • Tao Wei ,
  • Tian Yun ,
  • Ge Min ,
  • Zhang Jingnan
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  • Lianyungang Municipal Quality Supervision, Inspection and Testing Center for Animal Products, Lianyungang 222000, China

Received date: 2025-04-16

  Online published: 2026-04-29

Abstract

Illegal use of veterinary drugs during animal breeding easily leads to drug residues in animal products, which in turn triggers food safety risks, endangers public health, and disrupts ecological balance. This paper systematically reviewed the categories and hazards of common drug residues in food safety risk monitoring of animal derived foods, and introduced commonly used detection technologies. This paper lists the main residual veterinary drugs detected in breeding and production, including prohibited drugs such as β‑agonists, chloramphenicol, amantadine, nitrofuran derivatives, malachite green, as well as restricted or suspended-use drugs including sulfonamides, quinolones, amphenicols and their metabolites, tetracyclines, diazepam and dexamethasone. Consumption of animal derived foods containing residues of the above-mentioned drugs may cause digestive discomfort (nausea, loss of appetite), as well as damage to the liver, kidneys and other organs, posing a threat to public health. In production, enzyme‑linked immunosorbent assay (ELISA) and colloidal gold assay are often used for preliminary screening, supplemented by high‑performance liquid chromatography (HPLC) and high‑performance liquid chromatography‑tandem mass spectrometry (HPLC‑MS/MS) for result verification. The synergistic application of multiple methods can improve the accuracy of detection. This paper provides a reference for food safety supervision of animal‑derived foods.

Cite this article

Zhang Suzhen , He Yan , Wang Yijun , Tao Wei , Tian Yun , Ge Min , Zhang Jingnan . Hazards and common detection methods of veterinary drug residues in animal derived food[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2026 , 32(8) : 42 -46 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2026.08.011

动物源性食品是指动物来源的食物,包括畜禽肉、蛋、奶及其制品等。兽药作为动物养殖过程中预防和治疗动物感染性疾病的投入品,按照科学的给药方案,安全、合理地使用,不仅能促进养殖业健康发展,还可有效防止兽药残留和耐药性产生。若使用不当,不仅危害动物健康,影响养殖业发展,还会影响人类健康和生态安全。近年来,动物源性食品中的兽药残留问题已成为社会关注的热点问题。相关学者围绕残留检测技术、风险评估及管控策略等方面开展了大量研究。如孙忠伟等[1]建立了牛奶中106种兽药残留的HPLC-MS/MS分析方法;王佳琪等[2]采用食品安全指数对兽药残留情况进行膳食暴露风险评估;邓惠丹等[3]总结了动物性食品中兽药残留超标的原因,并探讨了兽药残留的防控策略。本文系统综述了动物源性食品安全风险监测中常见药物残留的种类及危害,并介绍了常用检测技术。

1 兽药残留种类及其危害

1.1 禁用药物

1.1.1 β-受体激动剂类

β-受体激动剂通过激活β受体活性,增加心脏收缩力、扩张血管,促进葡萄糖利用和代谢等。在养殖过程中,将β-受体激动剂用作猪、牛、羊等动物生产中的饲料添加剂,可改变营养物质的代谢途径,促进脂肪的分解和蛋白质的合成,从而提高牲畜的瘦肉率。然而,这些药物可能残留在动物组织,特别是在肝脏等内脏器官中,消费者食用后可在体内蓄积,长期摄入可能引起心动过速、肌肉震颤、恶心、失眠等症状,严重的可导致死亡[4]。目前,动物源性食品中监测的β-受体激动剂类药物主要包括克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇等9种药物。这类药物在172 ℃高温条件下才能分解。

1.1.2 氯霉素

氯霉素又称氯胺苯醇,是由氯链丝菌产生的一种能抑制细菌生长的广谱抗生素,其通过与核糖体50S亚单位结合,阻碍肽酰基转移酶的活性,进而干扰蛋白质的生物合成。该药物对革兰氏阳性菌和阴性菌均有抑制效果,对阴性菌的抑制效果更为显著。氯霉素能有效防治水产品中细菌性疾病,如烂鳃病、赤皮病、肠炎等。然而,该药物具有一定毒性,会抑制骨髓造血功能,导致过敏反应,引起再生障碍性贫血,长期食用含有氯霉素残留的动物性食品可能导致肠道菌群失调及抑制抗体的形成。氯霉素稳定性较高,在100 ℃条件下加热30 min的降解率在3%~4%;在115 ℃热压灭菌时,降解率可达15%。

1.1.3 金刚烷胺

金刚烷胺是用于抑制流感病毒的抗病毒药,阻止已穿透宿主细胞的病毒脱壳和核酸释放,干扰病毒的早期复制。在养殖过程中,该药物对禽流感有较好的防治效果。曹守玉[5]研究发现,金刚烷胺在家禽养殖过程中若用量过大或使用时间过长,可在种蛋中蓄积,导致孵化出的雏鸡畸形。金刚烷胺在动物体内不易分解代谢,易造成动物源性食品中药物残留,进而通过食物链在人体内蓄积,引发消化系统不适(恶心、食欲减退)、神经系统症状(头晕)等不良反应,甚至损害人的生殖系统[6]。金刚烷胺在240~250 ℃高温加热下可分解。

1.1.4 硝基呋喃类药物

硝基呋喃类抗生素属于广谱抗菌剂,其能够干扰病原微生物的酶系统,破坏糖类代谢过程,进而产生抑菌效果。该类药物对革兰氏阳性菌、阴性菌以及部分真菌和原虫均表现出杀灭作用。因其成本较低且抗菌效果显著,在畜禽和水产养殖业中被广泛用于防治由大肠杆菌、沙门氏菌等引发的肠道炎症、赤鳍病及皮肤溃疡等疾病。此类药物在人体内代谢缓慢,残留时间长,可引起多发性神经炎、急性重型炎症等疾病,甚至具有严重的致癌、致畸等毒副作用[7-9]。硝基呋喃类原型药在生物体内代谢迅速,无法检测。因其代谢产物和蛋白质结合可保持长时间稳定存在,所以一般以硝基呋喃类药物代谢物为目标分析物,来反映硝基呋喃类药物的残留状况。呋喃唑酮代谢物为3-氨基-2- 唑烷酮(AOZ),呋喃它酮代谢物为5-吗啉甲基-3-氨基-2- 唑烷酮(AMOZ),呋喃妥因代谢物为1-氨基乙内酰脲(AHD),呋喃西林代谢物为氨基脲(SEM)。

1.1.5 孔雀石绿

孔雀石绿是一种人工合成的三苯甲烷类化学物,既可作为工业染料,又能作为杀菌剂和抗寄生虫药。在水产养殖领域,孔雀石绿对鱼体和鱼卵的水霉病有显著防治效果。然而,长期摄入含有孔雀石绿的食物,可损伤肝脏、肾脏等脏器,甚至对人体有致癌、致畸、致突变的危害[10]。研究发现,孔雀石绿在水生动物体内会快速转化为无色的代谢产物——隐性孔雀石绿,其毒性甚至高于孔雀石绿,因此通常将孔雀石绿和无色孔雀石绿的总量作为动物源性食品中孔雀石绿残留的限量指标[11]。孔雀石绿的高温分解温度为164 ℃,而隐性孔雀石绿的高温分解温度为475.4 ℃。

1.2 停用、限用药物

1.2.1 磺胺类药物

磺胺类药物是一类人工合成的广谱抗菌药,对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出显著的抗菌效果。其主要是通过竞争性抑制细菌的二氢叶酸合成酶,阻断二氢叶酸的生物合成途径,抑制病原微生物的增殖。这类药物具有抗菌范围广、成本较低的特点,在养殖业中被普遍用于预防和治疗细菌性感染。磺胺类药物可通过食物链进入人体内,引起过敏反应、神经系统毒性、造血系统抑制等不良反应。磺胺类药物在高温下的分解温度通常在170~190 ℃。该类药物可用于动物疾病治疗,产蛋期的动物不得使用该类药物;禽蛋中磺胺类药物的最大残留限量为10 μg/kg[12-14]

1.2.2 喹诺酮类药物

喹诺酮类药物是一类人工合成的抗菌药,其作用机制是靶向作用于病原菌的遗传物质DNA,特异性抑制DNA回旋酶的催化活性,干扰细菌DNA超螺旋结构的正常形成与修复过程,最终导致遗传物质损伤累积实现杀菌作用。该类药物凭借其广谱抗菌特性、突出的杀菌效力,以及良好的药物安全性等优势,已成为畜禽养殖及水产养殖领域的重要治疗药物,尤其在防控动物的皮肤感染、呼吸道感染等疾病中发挥着关键作用。农产品风险监测中,重点检测的喹诺酮类药物包括恩诺沙星、环丙沙星、沙拉沙星等8种常见品种。长期食用喹诺酮类药物残留超标的动物产品,可能引起恶心、呕吐等胃肠道反应,严重时可导致中枢系统症状以及肝部损伤[15]。喹诺酮类药物高温分解温度范围在200~350 ℃。

1.2.3 酰胺醇类及代谢物

酰胺醇类抗生素是一类通过化学合成法制备的广谱抑菌剂,主要包括甲砜霉素、氟苯尼考等。这类药物的作用机制是通过干扰细菌蛋白质的生物合成过程,实现抑菌效果,尤其对革兰氏阴性菌表现出显著抗菌活性,而对革兰氏阳性菌作用较弱[16]。酰胺醇类药物具有较长的半衰期,在人体内代谢缓慢,不易通过排泄系统清除。甲砜霉素可能诱发造血系统疾病,包括再生障碍性贫血和白血病等严重并发症,氟苯尼考可逆性抑制骨髓造血功能,且具有胚胎毒性[17]

1.2.4 四环素类药物

四环素类抗生素是一类具有广谱抗菌活性的药物,由链霉菌属微生物发酵产生。这类药物通过阻断细菌蛋白质合成过程中的肽链延长阶段来实现抗菌效果。对多种病原微生物均有抑制作用,包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌以及某些非典型病原体。常见品种包括四环素、金霉素、土霉素以及半合成衍生物多西环素等。四环素类药物由于成本效益较高且抗菌谱广,在畜牧业和水产养殖中被广泛应用[18]。四环素类药物在170~175 ℃时会分解。该类药物经牛奶进入人体,会导致肝脏损伤、牙齿着色及骨生长异常等不良反应。

1.2.5 地西泮

地西泮是一种苯二氮 类中枢神经抑制剂,其能降低动物应激反应。然而,该药物在动物体内代谢缓慢,易造成组织残留。长期摄入含该药物残留的食品可能对人体神经系统功能造成潜在损害[19]。地西泮在超过200 ℃环境下可能发生降解。

1.2.6 地塞米松

地塞米松是一种人工合成的长效糖皮质激素类药物,在兽药中具有多种重要作用,包括消炎、免疫抑制、抗毒素、抗休克和抗过敏作用。例如,地塞米松可辅助抗生素治疗,在治疗猪关节炎、乳房炎时具有较好效果。此外,由于合成类糖皮质激素能提高饲料转化率,因此养殖过程也被用于促进畜禽生长[20-21]。然而,在畜禽生长过程中乱用或滥用该类药物,不仅影响动物生长,还会导致其在动物组织中残留,最终危害消费者健康。地塞米松在225 ℃时会分解。

2 残留药物检测方法

兽药残留不仅直接引发食品安全风险,还会随养殖废弃物扩散造成水土生态污染,多重危害叠加,凸显了强化兽药全链条监管的迫切性。无论是禁用的违禁药物,还是严格限定使用剂量的管控兽药,其有效监管,均高度依赖精准可靠、灵敏度优异的残留检测技术作为核心支撑。

2.1 酶联免疫吸附法

酶联免疫吸附法(ELISA)是一种基于抗原—抗体特异性结合的免疫分析方法,通过酶标记技术实现对目标物的定性或定量检测。该方法因其良好的选择性和较高的检测灵敏度,成为兽药残留筛查的常用手段,适合大规模样本的快速筛查,具有操作简便、经济高效等特点[22-23]。薛金英[24]和陈成良等[25]将酶联免疫吸附法应用于畜产品和水产品中酰胺醇类药物残留检测。影响酶联免疫吸附法检测效果的主要因素包括抗原与抗体的质量、酶标记物的活性、实验操作与仪器设备、温度与时间控制以及试剂质量与浓度等,这些干扰因素可能使ELISA检测出现假阳性结果。因此,在实际应用中,该方法通常作为初筛工具,对阳性样本需采用色谱—质谱联用技术等方法进行复核,以确保检测结果的可靠性。

2.2 胶体金法

胶体金(GICA)法是一种基于免疫学原理的快速定性或半定量分析方法。该技术利用纳米金颗粒标记的抗体与待测物发生免疫反应,通过层析作用在检测线上富集显色,根据显色结果实现目标物的定性或半定量分析。胶体金法操作流程简便,检测成本较低,反应快速,能在短时间内给出结果,且设备要求简单,便于现场检测。近年来,该技术已成为食品安全监管领域重要的现场筛查工具,特别适用于农兽药残留的大规模初筛工作。例如,柳爱春等[26]和梁彬霞等[27]利用该方法成功筛查水产品中喹诺酮类药物的残留。在实际应用中,该方法常作为快速筛查手段,与实验室方法配合使用,构建高效的多级检测体系[28]

2.3 高效液相色谱法

高效液相色谱(HPLC)法是目前兽药残留分析领域应用最广泛的检测手段之一。作为基础性检测设备,其通过联用紫外(UV)或荧光检测器(FLD),可实现对动物产品中药物残留的准确定量分析。如王维等[29]和郭博文等[30]通过HPLC法检测了畜禽产品中磺胺类药物和喹诺酮类药物。虽然,HPLC的发展已较为成熟,但仍存在一定局限性,如样品预处理过程较为复杂,需要严格的净化步骤,在检测灵敏度和色谱分离效率方面存在提升空间。在实际检测工作中,该方法通常作为常规检测手段,而对于阳性样本或疑难样品,常需结合高分辨质谱(LC—MS/MS)等技术进行结果验证,以确保检测结果的准确性和可靠性。

2.4 高效液相色谱—串联质谱法

高效液相色谱—串联质谱技术(HPLC-MS/MS)是一种结合色谱分离与质谱检测优势的分析方法,该技术采用电喷雾电离(ESI)或大气压化学电离(APCI)等软电离方式,通过多级质谱分析获得目标物的母离子和特征碎片离子信息,实现对多种药物同时在线定性、定量分析[31-32]。如王亦琳等[33]通过液相色谱串联质谱法实现畜禽肉中199种药物高通量检测;吴丹等[34]通过高效液相色谱质谱法实现了水产品中58种药物残留的同时检测。在兽药残留检测领域,该技术相比传统HPLC方法具有明显优势,如检测限显著降低,定性定量更加准确,抗基质干扰能力更强。目前,HPLC-MS/MS已成为动物源性食品中药物残留分析的有效手段,适用于复杂基质中多残留的同时检测,该技术的应用大大提高了食品安全风险监测的准确性和可靠性。

3 结语

动物源性食品中的药物残留问题对食品安全、公众健康及生态平衡构成多重隐患。本文系统综述了养殖生产中主要残留药物类别与常用检测技术,重点涵盖 β‑受体激动剂、酰胺醇类及硝基呋喃类代谢物等种类,常用检测手段包括酶联免疫法、胶体金法、高效液相色谱和高效液相色谱—串联质谱等。检测技术的革新为药物残留监检提供了新的解决方案,有效助力动物源性食品中的药物残留的准确、快速检测。此外,通过完善食品安全相关法规与监管体系、加强养殖环节技术培训、推行科学用药规范、严格执行休药期制度,以及推广“无抗养殖”可持续生产模式等多维度措施的共同推进,可有效降低药物残留风险。本文为养殖生产中残留药物的检测提供参考。
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