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Euro Analytica 2020：GC-MS 简历尼日利亚-帕斯卡的 GC-MS 方法应用流程实践 - 国家食品技术/生物化学实验室中心

帕斯卡

兽药在畜牧生产中的应用是不可避免的，因为兽药对于治疗疾病、预防疾病、改变生理功能、提高生长和生产力以及确保食品安全至关重要。然而，最近的报告显示，持续大量使用兽药可能会导致动物肌肉和器官中残留抗菌药物。食用动物产品中的这些残留物可能会给消费者带来健康风险，包括产生抗生素耐药性细菌、过敏、生殖障碍和过敏反应。正是根据这一点，本章旨在研究肉类和肉制品中兽药残留的原因、发生、检测方式、健康影响以及可能的解决方案。

 

 

 

兽药在畜牧生产中的使用是不可避免的，因为兽药对于治疗疾病（治疗）、预防疾病（预防）、改变生理功能（如镇静剂、麻醉药）、提高生长和生产力（生长促进剂）至关重要。 ）以及确保食品安全[ 1 ]。兽药在全世界范围内使用，由多种化合物组成，包括疫苗、抗菌剂、抗寄生虫药和 β 激动剂 [ 2 ]。这些药物已被用于通过促进早期断奶、提高动物密度、胴体产量和肉质以及使用更便宜的饲料来源来增强现代食用动物生产的盈利能力和生产力[ 2]。畜牧生产中常用的抗菌药物有四环素类、氨丙啉、青霉素、链霉素、磺胺类、泰乐菌素、氨基糖苷类、β-内酰胺类、大环内酯类和林可酰胺类、喹诺酮类、磺胺类和四环素类 [3 , 4 ] 而抗寄生虫药包括 驱虫药或抗球虫剂、芪类、氨酚类、硝基呋喃类、硝基咪唑类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类和镇静剂。

抗菌剂是一种药物（天然、合成或半合成来源），在低浓度下使用时可抑制微生物生长或消灭微生物，而不会对宿主造成损害[5 ]。在本研究过程中，“抗菌剂”将被视为与“抗生素”等效的术语。许多用于牲畜的抗菌药物与用于人类的抗菌药物相同或密切相关。大多数在家畜中使用的抗菌药物会导致肌肉食品中产生抗菌药物耐药性细菌，然后这些细菌可以通过食物和其他传播途径传播给人类[1 ]。

目前，全球每公斤动物生产的抗菌药物年平均消耗量估计>100 mg/kg [ 6 ]。研究还表明，兽医领域使用的抗生素中约 80% 用作生长促进剂，在大多数情况下，这超过了人类医疗保健中抗生素的使用总量 [6 ]。Aarestrup [ 7 ] 在一项研究中观察到，全球动物抗生素消耗量是人类的两倍。事实上，在美国等发达国家，食品和药物管理局[ 8 ]报告称，各县抗菌药物消费总量的约80%用于食用动物。据估计，Van Boeckel 等人。[ 9] 发现，全球每年每只动物的牛、鸡和猪生产分别使用约 45、148 和 172 毫克/千克的抗菌药物。据预测，到2030年，全球牲畜抗菌药物消耗量将从2010年的63,151吨增加到105,596吨，增长67%[ 9 ]。

然而，最近的报告显示，大量持续使用抗菌药物可能会导致抗菌药物残留在动物的肌肉和器官中沉积[ 10 ]。食用动物产品（尤其是肉类和肉制品）中的这些残留物可能会给消费者带来健康风险，包括产生抗生素耐药性和过敏反应。联合国粮农组织/世界卫生组织报告称，发展中国家食用动物产品中的抗菌药物残留量已超出允许水平（非常高）[ 11 ]。为了减少这种情况，欧洲立法规定了不同动物食品中兽药残留的最大残留限量（欧洲委员会理事会法规（EEC），[12] ）。妮莎[[13 ]强调四环素、土霉素、链霉素、庆大霉素、磺胺类、喹诺酮类等的最大兽药残留限量分别为100、100、200、200、100和75μg/kg。因此，必须对动物产品（特别是肉类和牛奶）进行分析，以确保残留量不超过最大残留限量。由于无意食用食品中的抗菌残留物会导致对人类致病的细菌产生耐药性，从而严重威胁人类健康[ 14 ]。与此相一致的是，本章将重点介绍肉类和肉制品中兽药残留的原因、发生情况、检测方式、健康影响以及可能的解决方案的最新发现。

 

2. 肉及肉制品中抗菌素残留的驱动因素

 

牲畜疾病的爆发

畜牧业生产是世界上大多数国家增长最快的农业部门之一。然而，这种牲畜的健康和生长却受到全球不同传染性微生物引起的多种疾病的困扰。过去十年见证了许多新疾病的兴起，预计到 2020 年将出现更多新的潜在病原体 [ 15 ,  16]。传染性微生物的爆发需要广泛使用抗菌药物来保护和维持生产过程中动物的健康，并确保收获后的食品安全。由于生病和未经治疗的动物生长速度更慢，最终可能导致死亡，从而大幅减少农场主和工人的收入和生计，给生产者和政府带来相当大的经济负担[17 ]。在治疗和预防这些疾病时，FAD [ 18] 一项研究发现，2016 年美国国内销售和分销的重要医学抗菌药物 60% 用于食用动物。在这一估计中，同一作者报告说，四环素类占这些销售额的 70%，青霉素类占 10%，大环内酯类占 7%，磺胺类占 4%，氨基糖苷类占 4%，林可酰胺类占 2%，头孢菌素类和氟喹诺酮类药物各占较少超过1%。通常，牲畜中抗菌药物的使用量取决于动物数量、生产系统、普遍的疾病风险因素以及获得抗菌药物收入的能力[ 17]。然而，家畜中滥用或过度使用抗菌药物以及遵守停药时间已导致抗菌药物残留（母体化合物或其代谢物）在肌肉中扩散，特别是肉类和肉制品中[19 , 20  ]。

肌肉食品中抗菌药物残留的存在会导致急性或累积性过敏、有机毒性、致突变、致畸或致癌，从而对人类健康构成风险[11 ]。事实上，报告表明，抗菌药物耐药细菌可能代表了可转移到消化道中致病菌或共生菌的耐药基因库[ 21 ]，因此损害了细菌感染的有效治疗。这可能对人类和动物的疾病治疗构成严重威胁。因此，在畜牧生产中使用精准抗菌药物，全面减少动物感染性疾病势在必行。

 

肉类及肉制品需求过剩

肉类占全世界大多数人饮食的很大一部分。作为蛋白质、必需氨基酸和脂肪酸、维生素和矿物质以及其他生物活性化合物的良好来源，食用它具有显着的健康益处[ 22 ]。全球人均肉类消费量估计为 42.9 公斤，其中工业化国家消费量约为 76.1 公斤，是发展中国家消费量（33.6 公斤）的两倍 [ 23 ,  24 ]。然而，有迹象表明，到 2050 年，肉类和肉制品的消费量将翻一番。由于世界各地人口增长的增加，肉类消费量将继续扩大，其中发展中国家在未来几十年的需求增长最为强劲[ 25]。为了生产足够的肉类来满足这一需求，抗菌剂越来越多地用于治疗牲畜疾病和提高生产力（生长促进剂）。目前，全球畜牧生产中 使用了300多种抗菌药物、抗球虫药物、饲料添加剂和激素类药物[ 26,27,28  ]。

根据经合组织/粮农组织[ 25 ]的统计，2017年全球肉类产量约为323吨，预计到2027年将增加15%。未来十年的增长大部分将来自于牛肉需求的增加羊肉高于家禽和猪肉[ 25 ]。另据报道，产量增长的大部分将来自美国、印度、阿根廷、墨西哥、中国、土耳其和俄罗斯联邦。报告显示，抗菌药物消费量的增加是由于用于食品生产的动物数量不断增加，加上消费者对畜产品（包括肉类产品）的需求增加[ 9]。平均而言，2010 年全球食用动物生产中抗微生物药物的消耗量估计为 63,151 (±1560) 吨，到 2030 年，预计将增加 67%，达到 105,596 (±3605) 吨，甚至在巴西等国家增加一倍、印度、俄罗斯、南非和中国[ 9 ]。例如，在亚洲，到 2030 年，鸡肉和生猪生产中的抗菌药物消耗量预计将分别增长 129% 和 124% [ 9 ]。在发达国家和发展中国家的食用动物中均已分离出抗菌素耐药菌株，特别是在使用抗菌素促进生长的情况基本上不受管制的国家。斯科科娃等人。他们的研究发现，某些大肠杆菌菌株  从零售肉类（猪肉、家禽、牛肉、鹿肉）中分离出的细菌对一组或多组抗菌剂（四环素、β-内酰胺类和喹诺酮类）具有耐药性[29 ]。此外，Moniri 和 Dastehgoli  由于接触了氟喹诺酮类药物，从肉鸡中分离出了一种对氟喹诺酮类药物耐药的大肠杆菌。由于畜牧生产中使用了抗菌药物，来自食用动物的细菌经常对一系列抗菌药物产生耐药性，包括人类常用的抗菌药物。