猪肉污染物的危害和检测方法研究进展

尧聪，周茜，王红*，朱宽正，彭瑾

湖北省产品质量监督检验研究院（武汉 430060）

我国是世界上猪肉生产和消费第一大国。但近年来，我国猪肉的安全问题日益突出，以“瘦肉精”“兽药残留”“猪流感”为代表的猪肉安全事件频发。2018年的非洲猪瘟事件，再次引起人们对猪肉安全的关注。目前，微生物超标、重金属污染和兽药残留是导致猪肉及猪肉制品安全问题的三个关键因素。原因在于：（1）部分养殖户为防控疾病，提高仔猪存活率，任意使用兽药，致使猪肉中兽药残留量严重超标；（2）为促进生长发育，使用重金属含量超标的饲料或者直接在饲料中添加高剂量矿物质，造成猪肉中重金属超标；（3）在养殖到销售等多个环节中均可造成猪肉微生物污染，进而引发食物中毒。随着人们对猪肉安全的不断重视，猪肉污染物的检测方法也越来越完善，新技术层出不穷，同时为了提高检测效率和准确性，检测人员一直在寻找更高效的检测技术。

1 污染物的危害

1.1 微生物的危害

微生物的污染途径贯穿整个猪肉供应链中，常见的几种微生物指标有菌落总数、大肠菌群、霉菌、酵母、致病菌（包括沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、小肠结肠炎耶尔森菌和大肠埃希氏菌等），主要对猪肉中常见的致病菌进行综述。

1.1.1 沙门氏菌

沙门氏菌有2 600余种血清型，属于肠杆菌科，是重要的人畜共患病食源性致病菌，沙门氏菌已被确定在猪肉生产的所有链条中都有潜在的感染性，因此，在肉类行业的致病菌检测方面意义重大[1-2]。

1.1.2 金黄色葡萄球菌

金黄色葡萄球菌通常在人和动物的皮肤和鼻腔中发现，由于它在环境中广泛存在，可污染猪肉、家禽、蛋和奶制品等多种食物，因此，人类受其感染的概率很大，同时感染程度和范围也很广，从皮肤、软组织感染到更严重的心内膜炎、坏死性肺炎等全身感染[3-4]。

1.1.3 单核细胞增生李斯特菌

单核细胞增生李斯特菌通常简称为单增李斯特菌，属于李氏杆菌属，该属还有绵李氏杆菌、塞林格李氏杆菌、无害李氏杆菌、格氏李氏杆菌、默氏李氏杆菌和威尔斯李杆菌，但仅有单增李斯特菌具有致病性，与金黄色葡萄球菌类似，李斯特氏菌分布广泛，食品污染率高。有研究表明大多数人类李斯特菌病的病例是食源性，涉及的食物主要是乳制品，其次是家禽和猪肉[5]。与大多数食源性病原体不同，单增李斯特菌的生存和繁殖能力很强，可以在低湿度、高盐环境中，最重要的是可以在低温环境中生长繁殖[6]。

1.1.4 小肠结肠炎耶尔森氏菌

小肠结肠炎耶尔森氏菌是一种食源性病原菌，主要存在于人和动物的肠道中，可引起发热、腹泻腹痛、肺炎、咽炎、关节炎、脑膜炎、败血症等疾病，死亡率较高，猪是它的主要宿主，最易在肥育期间感染这种食源性病原体[7-8]。

1.1.5 大肠埃希氏菌

大肠埃希氏菌一般被称为大肠杆菌，经过多年研究发现肠出血性大肠杆菌、肠产毒素大肠杆菌、肠侵袭性大肠杆菌、肠致病性大肠杆菌、肠粘附性大肠杆菌和弥散黏附性大肠杆菌这6类致病性强，统称为致病性大肠杆菌，致病性大肠杆菌主要通过牛肉、猪肉、羊肉、牛奶、奶制品、家禽、蛋、水产品等导致人类食物中毒[9]。早期，人们认为大肠杆菌为非致病菌，但随后发现全球范围内均发生过大肠杆菌O157：H7的大规模人群感染，大肠杆菌O157：H7是肠出血性大肠杆菌，感染后会出现出血性腹泻，严重时会引起溶血性尿毒综合征并危及生命[10]。由于大肠杆菌O157：H7的强致病性，因此，在食品尤其是肉类产品中的检测意义重大。

1.2 重金属的危害

猪肉中重金属的污染来源主要有：（1）自然环境的污染以及农药和化肥的大量使用导致重金属蓄积于农作物中，然后通过食物链进入猪体内；（2）饲料中含有高剂量的矿物质，会造起猪肉中重金属的富集；（3）人员管理疏忽致使猪肉在供应链下游遭受二次污染[11]。

猪肉中常见的有害重金属有汞、镉、铬、铅、砷等。汞主要以甲基汞的形式存在于食物中，人长期食用甲基汞污染的食物后，甲基汞在肝脏中蓄积，并破坏人的大脑、神经，影响视力等；镉是最常见的重金属污染物之一，会损伤人体的肾、骨骼等，引起肾衰竭，造成骨质疏松；六价铬对人体有害，会导致胃肠道、肝肾的损伤，并有致癌性；铅的毒性较大，对人的神经系统和血液影响较大，特别是对儿童的脑部损害较大，影响智力发育，进入人体后也很难排出；砷主要沉积在骨骼和肝肾中，影响人体的各个系统，慢性低水平砷暴露会导致各种癌症[12-16]。

1.3 兽药残留的危害

兽药由于在促进仔猪的生长发育、降低猪的发病率和死亡率、改善猪肉的品质方面效果显著，而且还可以帮助养殖户提高饲料的利用率，降低生产成本等，但使用不当，不仅会导致猪肉产品中的兽药残留超标，还会严重影响人类的健康，因此，国内外都规定了兽药的最大残留限量并发布了禁止使用名单。

1.3.1 抗生素类

抗生素包括微生物或动植物的次级代谢产物和人工合成物，畜牧养殖过程中经常使用的抗生素有磺胺类、四环素类、喹诺酮类等，这些抗生素可以在低浓度下作用于细菌或致病性微生物，对宿主影响不大，虽然抗菌效果明显，但由于抗生素的滥用，病原体出现了变异，甚至出现了“超级细菌”，这样就进一步促使抗生素的超剂量使用，导致食品中的抗生素残留严重超标，人类食用后严重的会引起多种癌症[17]。

1.3.2 生长促进剂类

促生长类药物如β-受体激动剂、糖皮质激素、性激素等，主要是通过调节动物体内的物质代谢发挥促生长作用，但有些药物如克伦特罗、莱克多巴胺等不仅可以促进动物生长，还可以降低脂肪含量，提高瘦肉率等，而这类药物对人体伤害极大，长期食用含这类物质的食物会引起中毒，诱发心律失常，出现心悸、头晕、乏力等症状，因此，国内外已经明令禁止使用该类药物[18]。

1.3.3 抗寄生虫药类

目前抗寄生虫药分为抗体内寄生虫（蠕虫和原虫）和抗体外寄生虫两类。抗蠕虫药如敌百虫、咪唑类、伊维菌素、槟榔碱、吡喹酮等，主要是杀灭动物体内的线虫、绦虫、吸虫等；原虫（包括隐孢子虫、球虫、纤毛虫、滴虫等）容易感染猪的胃肠道，会引发猪腹泻，甚至死亡；抗体外寄生虫药即杀虫药，常见的有有机氯类、有机磷类、除虫菊酯类药物，有些杀虫药的性质稳定，残留期长，在杀灭体外寄生虫外同时还会在动物体内会大量富集，对动物机体产生一定的毒副作用，有的还有致癌作用[19-21]。

1.3.4 中兽药产品类

中兽药产品主要来源于动植物，成分多样，除蛋白质、脂肪、氨基酸等营养成分外，还含有各种次生代谢产物如多糖、生物碱、苷类、有机酸等，具有抗病原体、增强免疫与营养作用等，同时中兽药还具有毒副作用小、使用方便、动物不易产生耐药性、用药安全等特点，已在实际生产中广泛使用。但目前中药材资源受到严重破坏，加上目前中药材种植、加工、贮藏等不规范容易造成药材的质量不稳定，有效成分含量降低，有害物质如农药残留、重金属等含量超标，甚至市场上还出现中西药物混合，掺伪售假等现象[22]。

2 检测方法

2.1 微生物的检测方法

2.1.1 国标法

目前，食品中微生物的检验主要以GB 4789.2—2016、GB 4789.3—2016、GB 4789.4—2016、GB 4789.1—2016等为检测标准，以平板计数法为主。国标法的检测步骤繁琐，检测过程耗时长，检测结果主要依靠主观判断，在速度、敏感性和特异性方面都存在局限性，不能及时准确地进行食品质量安全评价，并且不适宜大量且快速的样品检测[23]。

2.1.2 聚合酶链式反应技术（PCR）

PCR技术利用DNA的半保留复制，将特定的DNA片段在体外进行快速扩增，可提高检测的准确性。Kasanchi等[24]在PCR的基础上采用一种新型的DNA定向扩增等温方法，即聚合酶螺旋反应（PSR），用沙门氏菌阳性菌株和阴性菌株检测PSR的特异性，结果表明PSR比传统的末端PCR敏感性高10倍，其敏感性可与实时PCR相媲美，而且该方法的准确率可达100%。

2.1.3 基因芯片技术

基因芯片技术又称DNA芯片技术，是指DNA片段经过PCR扩增后，带有荧光标记的样本分子与固定基因芯片上的分子探针杂交，从而对其进行含量测定，具有检测灵敏、结果直观精准、方法简便等特点。冯可[25]通过原位合成基因芯片技术对单增李斯特菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌O157：H7、沙门氏菌和副溶血性弧菌这5种食源性病原微生物进行检测，结果发现DNA芯片技术可同时对病原微生物靶基因数千条探针进行筛选，并验证了DNA芯片技术对这5种目标菌的特异性和有效性。

2.1.4 环介导等温扩增技术（LAMP）

LAMP技术不同于PCR技术，可以在等温条件下实现核酸的体外扩增，具有灵敏度高、特异性强和检测速度快等优点，已经在病毒、临床诊断等领域广泛应用，也可用于常见食源性致病菌的检测。LÜ等[26]建立了PMAxx与qLAMP相结合的方法，对冷冻牛肉中的大肠杆菌O157：H7进行检测，结果显示PMAxxqLAMP的检测低限为30 CFU/mL，高灵敏度，在60min内就能完成检测。

2.1.5 免疫磁珠分离技术（IBMS）

IBMS作为一种新的免疫技术，具有操作简单、检测效率高、结果准确等特点。在食品微生物检测中，主要是利用免疫磁珠上的特异性抗体与抗原相结合，从样品中分离并富集相应的微生物。为缩短检测时间，经常与其他检测技术相结合，马凯等[27]将IBMS与双重荧光定量PCR相结合，对新鲜猪肉中的金黄色葡萄球菌和志贺氏菌进行检测，检出限分别为3.4和9.4CFU/g，与传统标准方法的检测结果相同，但IBMS-双重荧光定量PCR更加快速和高效。

2.1.6 酶联免疫吸附法（ELISA）

ELISA是免疫分析技术中应用最广泛的方法，是让酶标抗体或酶标抗原与相应抗原或抗体结合，通过显色来检测。伍燕华等[28]在单抗基础上建立了双抗夹心ELISA方法，即以抗沙门氏菌单克隆抗体C1359和抗沙门氏菌多克隆抗体分别为检测抗体和捕获抗体，对猪霍乱沙门氏菌、甲型副伤寒沙门氏菌、鸭沙门氏菌、肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌5种不同类型的沙门氏菌进行检测，结果表明该方法特异性较强，灵敏度高。

2.2 重金属的检测方法

2.2.1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法的灵敏度高、选择性好、操作简单，可用于绝大多数金属元素痕量组分的测定。谢炯炯[29]建立了微波消解-石墨炉原子吸收法测定猪肉中的镉，方法检出限为0.001 mg/kg，湿法消解肉类农产品时会出现损失、难消解、操作繁琐的问题，而微波消解可以有效解决，并且消化时间更短，30 min之内就能完成。

2.2.2 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是依据原子在辐射下发射出的荧光强度进行定量分析，主要用于金属元素的检测，而在实际检测中，此方法常与其他检测技术相结合，以提高检测效率。廖彪[30]将氢化物发生与原子荧光法结合测定猪不同部位的硒含量，结果发现猪肾脏中的平均硒含量最高，脂肪中的最低。

2.2.3 电感耦合等离子体发射光谱法

与原子吸收法相比，等离子发射光谱法可以同时测定大多数金属元素，并且线性范围宽，分析速度快，灵敏度高。吴雪莲[31]湿法消解西藏牦牛肉后，用电感耦合等离子体发射光谱法可以同时测定其中的铁、锌、锰、铜、钼5种微量元素，检测在1 min内完成，5种元素的检出限为0.001 2～0.039 0 mg/L，说明这种方法的准确度和精密度都很好。

2.2.4 电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法灵敏性高、适应性强、检测效率高，是食品中的微量元素或重金属元素的主要检测技术，靳红果等[32]在微波消解肉与肉制品后，通过电感耦合等离子体质谱法同时测定其中的铬、铜、砷、镉、汞、铅6种金属元素，并进行方法学验证，结果表明电感耦合等离子体质谱法可用于多种金属元素的同时检测。

2.3 兽药残留的检测方法

兽药残留目前主要依靠色谱串联质谱技术进行定量检测，此外还有液相色谱法、气相色谱法、微生物法、酶联免疫吸附法、胶体金免疫层析法、生物传感器等。色谱串联质谱技术除常见的气相色谱-串联质谱（Gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS/MS）和液相色谱-串联质谱（Liquid chromatographytandem mass spectrometry，LC-MS/MS）外，还在LCMS/MS的基础上发展出更高级的色谱串联质谱技术，如液相色谱-四极杆线性离子阱质谱（Liquid chromatography coupled to quadrupole linear ion trap mass spectrometry，LC-Qtrap/MS）和液相色谱-四极杆-飞行时间质谱（Liquid chromatography-time-of-flight mass spectrometry，LC-Q-TOF-MS）等，主要对色谱串联质谱进行综述。

2.3.1 液相色谱-三重四极杆串联质谱

贝峰等[33]采用QuEChERS提取、净化，通过HPLC-MS/MS成功地建立了猪肉中102种农兽药残留及非法添加物的检测方法，得到了良好的回收率和精密度。徐伟等[34]使用WondaPakQuEChERS多兽药残留专用提取包和净化包，通过HPLC-MS/MS建立了16min对猪肉中125种兽药同时进行的检测方法，为食品中多种兽药残留快速筛查提供了技术支持。

2.3.2 液相色谱-四极杆线性离子阱质谱

王春等[35]采用超分子溶剂萃取法对血液中的喹诺酮类药物进行提取与净化，结合UPLC-QTrap MS/MS，建立了11种喹诺酮类药物残留的检测方法。聂雪梅等[36]采用低温高速离心的方法净化猪肉样品，对其中的20种β-受体阻滞剂及代谢物利用UPLC-QTrap MS/MS进行高通量筛查定量分析。

2.3.3 液相色谱-飞行时间质谱王珮[37]使用LC-Q-TOF-MS对磺胺类、三苯甲烷类、氟喹诺酮类、林可胺类、大环内酯类、雌激素类和酰胺醇类共7类45种兽药残留同时筛查分析，结果发现整个分析过程为40 min，仪器检测限LOD为0.5～20 μg/L，定量限LOQ为1～50 μg/L，且检测灵敏度、分离度和重现性均能达到检测要求，说明LC-Q-TOFMS为多种兽药残留的同时检测提供有力的技术支持和参考。刘小凤[38]采用LC-QqTOF-MS，不仅对猪肉中26种兽药进行检测，还建立了猪饲料中32种兽药残留的快速筛查方法，为猪肉及猪饲料的兽药残留检测提供技术支持。

2.3.4 气相色谱-串联质谱

薛良辰等[39]用在线凝胶渗透色谱-GC-MS/MS对鱼肉中9种羟基类兽药残留进行快速检测，可缩短样品前处理时间，为动物源性食品监管提供方法参考。崔璐璐[40]首次建立了鸡、鸭、鹅等禽类和猪肉、猪内脏、猪皮及脂肪中哌嗪残留的GC-MS/MS检测方法，为动物源性食品中的哌嗪残留提供技术手段。

3 结语

目前，我国大力发展生猪养殖，为满足人民对猪肉的需求，同时为保障食品安全尤其是猪肉安全，加大了对农副产品的抽检力度和频次。从2016至今，未发生猪肉质量的重大安全事故，但非洲猪瘟疫情的发生，又引起人们对猪肉安全的高度关注，目前的研究趋势是建立污染物的快检技术。加强对猪肉及其他制品的快速检测，建立完善的检测流程，需要各科研机构和政府部门的合作和交流。