王麗,王輝,汪長鋼,潘妍,林少華,句榮輝
北京農業職業學院食品與生物工程系(北京 102442)
蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜或植物活體部位的分泌物轉化而成的,是天然合成的有機甜味物質。蜂蜜富含果糖和葡萄糖,也含有數百種生物活性物質,包括維生素、礦物質、酶、酚酸、類黃酮、類胡蘿卜素和有機酸等微量化合物,這些物質賦予天然蜂蜜強大的營養價值;同時蜂蜜也有健康保護特性,例如增強免疫力、促進胃腸蠕動、改善睡眠等特性,在食品行業中得到了廣泛的應用[1]。
由于蜂蜜具有豐富的營養價值和加工特性,蜂蜜長期以來受到人們的青睞。但蜂蜜的生產環境受到不同污染源的污染。主要包括環境污染源和養蜂污染源。環境污染主要是大量使用殺蟲劑噴灑農作物來控制昆蟲、線蟲、嚙齒動物、雜草和真菌等,使得蜜蜂采蜜時帶回蜂箱而殘留于蜂蜜中[2];養蜂污染源主要是養蜂過程中用于控制寄生螨的殺螨劑、采蜜時使用的防蜂劑、用于控制蠟蛾和小蜂房甲蟲的殺蟲劑、還有抗生素等[3],以上使用的農獸藥最終會殘留在蜂蜜中。人體長期食用含有農獸藥殘留的蜂蜜,會刺激胃腸道,引起嘔吐、惡心,甚至會造成對肝臟、腎臟的損傷,嚴重者會導致腎衰竭等,危及生命。這些殘留物會對人體健康造成潛在威脅,如耐藥性和過敏反應等。
文章通過蜂蜜中農獸藥檢測的標準、專利、研究論文等三個方面,分析當前蜂蜜中農獸藥殘留檢測的方法和技術,為快速、準確的蜂蜜中農獸藥殘留檢測提供依據,為滿足國內和國際層面對食品安全和公共衛生的檢測及風險評估提供參考依據。
截止2023年7月24日,通過食品伙伴網,以“蜂蜜”為關鍵詞,共檢索到208項標準,其中現行有效的為165項,已經廢止的為43項。下面針對現行有效的165項標準進行分析,其中關于蜂蜜產品定義、操作規程、地理標志性物等相關標準72項,蜂蜜檢測的有93項(占標準總數的56%)。蜂蜜檢測標準中關于蜂蜜成分及真假鑒定的有42項,蜂蜜中農獸藥殘留檢測的有51項(占檢測標準的56%)。蜂蜜中農獸藥殘留主要影響著人們的身體健康,是當前蜂蜜質量判定的主要依據之一。蜂蜜中農藥殘留檢測的標準有5項,檢測方法分別為氣相色譜法、氣相色譜-質譜連用和液相色譜-質譜連用法,涉及農藥有1000余種。蜂蜜中獸藥殘留檢測的標準有46項,涉及25個類別,90余種獸藥;檢測方法涉及7種,常規的氣相色譜、液相色譜及質譜連用技術占有83%,快速檢測技術數量較少,共8項標準,包括膠體金免疫層析法2項、酶聯免疫法3項、微生物杯蝶法3項(如圖1所示)。目前蜂蜜獸藥殘留標準最多的為氯霉素類,其次為四環素類,其中氯霉素有一個酶聯免疫的快速檢測方法的標準,四環素分別有酶聯免疫和膠體金免疫層析法的快速檢測的國標(如圖2所示)。

圖1 獸藥殘留的檢測方法

圖2 獸藥的檢測種類
截止2023年7月24日,在國家專利局網站上,以“蜂蜜”為關鍵詞,共檢索到3763項專利,專利類型包括授權發明專利(532項)、實用新型專利(2023項)和外觀設計專利(1208項)。
將三個類型的專利內容進行分類,共分為3類,分別是方法、裝置和外觀。發明專利中方法專利最多,為376項,占比71%,其次為裝置,共152項,外觀最少為4項。
發明專利中的方法專利中包括產品的研究方法241項,蜂蜜成分的鑒定方法、地理標志性產品的鑒定方法100項,獸藥殘留檢測方法為12項,農藥殘留檢測方法為0項,其他為23項。獸藥殘留檢測中涉及8類藥物,其中氯霉素為最多種類(4項)(如圖3所示),檢測方法主要為液相色譜法、液相色譜-質譜連用法和電離質譜法。

圖3 發明專利中獸藥殘留檢測種類
實用新型專利中裝置有1924項,占比95%,外觀專利有80項,產品有16項、方法有2項。該方法中,一項專利是關于蜂蜜的除濕方法,一項是關于蜂蜜色澤的快速檢測技術,沒有涉及到蜂蜜中農獸藥的檢測。外觀設計專利中外觀有1195個,占比96%,裝置有10項,產品有3項,也沒有涉及蜂蜜中農獸藥殘留的檢測。
截止2023年7月24日,通過中國知網,以“蜂蜜”為關鍵詞,累計近十年共檢索到學術期刊2530篇、學位論文195篇(合計2725篇)。通過圖4發現,近10年蜂蜜相關研究文獻數處于相對平穩階段,說明蜂蜜一直是研究者及社會重點關注的內容。

圖4 2012-2022年蜂蜜研究文獻數量變化
梳理近十年的研究內容發現關于蜂蜜中農獸藥檢測的文章有209篇,其中農藥殘留檢測的文章有43篇,獸藥殘留檢測的文章有166篇。進一步分析農藥殘留的文章主要涉及有機磷、有機氯、菊酯類、氨基甲酸酯類、新煙堿類等5類100余種農藥的檢測。獸藥主要涉及四環素類、大環內酯類、喹諾酮類、阿維菌素類、氨基糖苷類、磺胺類、硝基咪唑類、紅霉素類、氯霉素類、硝基呋喃類等10類100余種獸藥殘留的檢測。
表1為梳理的蜂蜜中農獸藥殘留的檢測方法,這些檢測方法覆蓋了上述不同農獸藥殘留檢測。從表1中可以看出,液相色譜法、液相色譜質譜連用、氣相色譜、氣相色譜質譜聯用技術是農獸藥殘留的主要方法,其中獸藥殘留中上述檢測方法占有84%,農藥殘留中上述檢測方法占有91%,而快速檢測技術在獸藥殘留中占有16%,在農藥殘留檢測中占有9%。

表1 文獻研究農獸藥檢測方法分析表
目前研究已經證明液相色譜、氣相色譜及質譜連用技術為最有效的檢測蜂蜜中農獸藥殘留的方法。但由于這些方法涉及儀器昂貴、操作繁瑣耗時、檢測周期長、所用試劑有毒、檢驗人員專業性強,要求特殊的檢測場地及環境等特點,難以適應大規模現場檢測和大批量通關檢驗的需要,目前無法實現對蜂蜜檢測的普遍應用,制約了蜂蜜的質量安全保證。而快速檢測技術檢測成本低、操作簡單、攜帶方便、人員要求低、無需特殊操作環境等優點,可以在短時間內對蜂蜜中農獸藥殘留量作出較為準確的判斷,不僅可以提升蜂蜜質量安全監管的效率,還可以推動蜂蜜產業的健康發展。
自2017年起,市場監督管理部門對部分食品快速檢測技術進行了方法學上的認證,認定了快速檢測技術的權威性,規范了快速檢測產品,促進了快速檢測行業的規范發展。國家市場監督管理總局從2017年5月16日首次發布膠體金免疫層析法分析食品中的硝基呋喃類、動物源食品中克倫特羅等6項快速檢測方法,至今共發布了49項快速檢測方法的認證,除去3項保健食品的快速檢測方法,其余46項都是關于食品的項目。同時這些方法均已經開展了對照國家標準檢測方法,對快速檢測技術的檢出限、靈敏度、特異性、假陰性率和假陽性率的開展了驗證,證實了快速檢測方法的可靠性[4]。2016年《食品安全法》從法律層面高度充分認可了“快速檢測方法對食用農產品進行抽查檢測”的合法地位[5]。2021年農業農村部等七部門聯合實施食用農產品“治違禁 控藥殘 促提升”三年行動方案,明確提出“鼓勵農產品批發市場對菜、蛋、肉、魚中的易超標的農獸藥殘留開展針對性快速測定”[6]。2015年,《中華人民共和國食品安全法》第一百一十二指出快速檢測方法可以作為食品抽查檢測的手段,其檢測結果可作為行政處罰的依據[7],因此快速檢測技術可以作為一種蜂蜜中農獸藥殘留的重要手段,對監管蜂蜜質量安全具有重要意義。
指被測物質和化學試劑在時間內發生顯色反應,通過觀察顏色變化或者測定吸光度大小,快速得出檢測結果的方法。該方法具有操作簡單、結果迅速、方便觀察等特點而被人們所關注,但該方法存在檢測靈敏度相對較低,容易受其他因素干擾等問題也受到了限制。
通過被測分子與固定在生物接收器上的敏感材料發生特異性結合,并發生生物化學反應,產生熱焓變化、離子強度變化、pH變化等信號,目前主要用于檢測食品成分、添加劑及微生物等。
目前主要用于有機磷和氨基甲酸酯兩類農藥檢測,其檢測原理是通過上述兩類農藥對膽堿酯酶的抑制進而產生不同顏色的變化開展分析測定的。
該方法是通過抗原和抗體間特異性結合產生不同化學反應而進行檢測的。該方法能顯著提高檢測特異性,并且,該方法需要不同抗原與相應抗體間的特異性反應,有特定的檢測試劑,因此檢測靈敏度較高而備受關注。免疫學技術中的酶聯免疫吸附法和膠體金免疫技術是目前比較成熟且應用較多的。
酶聯免疫吸附法(簡稱ELISA)是把受檢標本和酶標結合在固相載體上,通過酶量與標本中中受檢物質量的比例,依據加入酶后,底物的顏色變化深淺,而進行的定性或定量的分析,是一種把抗原和抗體的特性免疫反應和酶的高效催化作用有機結合起來的檢測技術。該技術具有高度的準確性、特異性,同時又具有應用范圍廣,檢測速度快、費用低等特點而被廣泛使用。Kumar[8]采用ELISA技術和高效液相色譜技術對印度的150個商業蜂蜜樣本中土霉素、紅霉素和氯霉素殘留物進行了分析,結果發現兩種檢測技術匹配度較好。Korkmaz[9]采用ELISA技術分析了59種土耳其松蜂蜜中磺胺類、四環素類殘留情況,結果顯示所有檢測蜂蜜中的抗生素殘留均符合歐洲共同體法規。
免疫膠體金檢測技術:又稱膠體金試紙法,是利用膠體金顆粒進行標記的一項技術,將特異的抗體交聯到試紙條上和有顏色的物質上,試紙條上有控制線和測試線,當試紙條上抗體和特異抗原結合后,即可形成有顏色變化的結果。趙曉鳳等[10]利用免疫膠體金技術來檢測蜂蜜中鏈霉素的殘留量。試驗結果表明該方法靈敏度高,樣本的檢出限為40 ng/mL,單個樣本檢測時間為十分鐘左右,因此可以應用于大規模的蜂蜜樣本中鏈霉素的現場篩查和快速檢測。
快速檢測技術目前已經被國內外很多公司關注,并相繼開發出特異的快速檢測技術,我國也開展了大量的研究,如北京勤邦、杭州綠博、山東方科、浙江托普云農、蘇州快捷康等多家公司進行農獸藥殘留檢測相關的儀器和試紙條開發與生產的生產,這在一定程度上可以滿足蜂蜜中一些等農藥殘留的快速檢測。但研究發現,還有很多種農獸藥殘留未建立快速檢測方法,限制了產品檢測的速度和時效性,下一步應加大新藥物快速檢測方法的研究。
隨著快速檢測技術的發展,檢測準確度將會越來越高。目前關于蜂蜜中已經建立的快速檢測技術的檢測線為99.5%,但為了更好地滿足現有市場的需求,更加精準地檢測樣品中農獸藥殘留量,提高快速檢測技術的精度,對于能更好地提高蜂蜜質量,促進蜂蜜行業的健康發展,滿足人們對健康食品的需求非常有必要。
目前關于快速檢測技術的成本大大低于常規儀器檢測,如市場上氯霉素快速檢測試劑條的價格為40元/條左右,四環素族快速檢測試劑條的價格為45元/條左右[11]。但因企業每年采購的蜂蜜數量大,若是對每一桶蜂蜜均進行檢測,檢測準確度雖高,但是檢測費用巨大,因此,進一步降低快速檢測技術的成本,對于全面普及應用對蜂蜜質量的鑒定具有重大作用。