1、水产品中常见污染物质及其检测方法的研究1、前言水产品加工是指以海水、淡水产的鱼类、贝类、虾蟹类等水产品为主体，加工制造成各类食品、饲料和工业、医药等用品。我国是水产品生产、贸易和消费大国，渔业是农业和国民经济的重要产业，因此水产品的质量安全是国民健康消费的基础。目前我国水产品中存在的污染主要是：微生物污染,主要是水产品自身所携带的病原菌和寄生虫；化学有机物污染，主要是由于人类活动所造成的污染，如滥用药物、饲料以及污水排放等； 物理污染，主要是指一些重金属离子之类的。2、污染介绍2.1微生物污染水产品的微生物污染可分为一次性污染和二次性污染。一次性污染是指鱼虾贝类遭受自然界微生物感染发病,从而导
2、致鱼虾贝类自身的污染。二次性污染是指来自自然环境污染,其中包括鱼虾贝类捕获后的污染,二次污染的微生物主要包括病原微生物和腐败微生物。2.1.1弧菌副溶血性弧菌是引起食源性疾病的主要病原菌之一，也是我国沿海食物中毒和夏季腹泻的重要病原菌。河流弧菌是一种嗜盐菌，广泛存在于河流或出海口水中，抵抗力较强，是世界范围内海水鱼类和贝类养殖的主要威胁之一，是引起鲍鱼死亡的主要病原菌。霍乱弧菌是引起烈性传染病霍乱的病原体，自 1817 年以来，已发生过 7 次世界性霍乱大流行，主要发生在夏、秋季节。创伤弧菌是人和动物共患病的重要致病菌，在医学界和鱼病学界都广为重视。按寄主范围和生化反应类型可划分为生物 1 型
3、和生物 2 型两个生物型。2.1.2沙门氏菌沙门氏菌广泛存在于自然界中，是主要食源性病原微生物之一，在我国，以沙门氏菌引起的食物中毒占细菌性食物中毒的首位。动物性食品是引起沙门氏菌食物中毒的主要食品，鱼贝虾类水产品是其中之一。2.1.3大肠杆菌大肠杆菌是一个很大的菌属，包括致病性和非致病性大肠杆菌，是水产养殖中常见的微生物。多年来，致病性大肠杆菌中的致泻性大肠杆菌引起的腹泻病例一直位于第二，大肠杆菌很容易随污水传播，所以一旦检出大肠杆菌,即意味着直接或间接地被粪便污染。2.1.4嗜水气单胞菌嗜水气单胞菌属于弧菌科、气单胞菌属，是嗜温、有动力的气单胞菌群，普遍存在于淡水、污水、淤泥、土壤和人类粪
4、便中，对水产动物、畜禽和人类均有致病性，是一种典型“人兽鱼”共患病病菌，各种淡水鱼都可感染，人类可因致病性嗜水气单胞菌感染而发生腹泻、食物中毒和继发感染。2.1.5迟钝爱德华氏菌迟钝爱德华氏菌是目前在水产养殖中有极大危害的病原菌，迄今，该菌已在二十多种鱼类养殖中引发了病害，造成了巨大损失。另外，它是爱德华氏菌属中唯一感染人的成员。比较容易感染本来已患有肝炎和肿瘤疾病的人群，还可引起人的脑膜炎、肝脓肿、蜂窝组织炎、骨髓炎和败血症等。2.2化学有机物污染2.2.1孔雀石绿孔雀石绿是有毒的三苯甲烷类化学物，既是染料，也是杀菌和杀寄生虫的化学制剂，对鱼体水霉病和鱼卵的水霉病有特效。孔雀石绿进入水生动物
5、体内后，会快速代谢成脂溶性的无色孔雀石绿。孔雀石绿具有潜在的致癌、致畸、致突变的作用。2.2.2氯霉素氯霉素在生物医学中属于抗生素种类之一，对病原菌能够起到抑制生长的作用。但是其对水产品的肌肉组织生长具有一定的毒性、副作用。因此，国家将其列入兽药的禁用行列中，并对其在产品中残留量进行检测，以确保水产品的卫生安全。2.2.3硝基呋喃硝基呋喃类药物是一种广谱抗生素，它们作用于微生物酶系统，抑制乙酰辅酶A，干扰微生物糖类的代谢，从而起抑菌作用。曾今广泛用于水产养殖业，后来发现它们对人体有致癌、致畸胎副作用，就被禁止使用了。2.2.4组织胺水产品中的组胺主要是鱼肉在腐败过程中其机体中的组氨酸通过其中存
6、在的微生物所产生的组氨酸脱羧酶的脱羧作用而生成。组胺中毒是水产食品存在的主要安全问题之一，全国各地尤其是沿海地区组胺中毒事件时有发生。当有机体摄入组胺超过100 mg(或每千克体质量 1.5 mg)时，即可引起过敏性食物中毒，口服 840 mg 组胺将引起轻微中毒症状，超过 40 mg 产生中等中毒症状如果超过 100 mg 将产生严重中毒症状。2.2.5DDT及其衍生物DDT是一种杀虫剂，也是一种农药，为白色晶体，无味无嗅，不溶于水，溶于煤油。上世纪风靡一时。后来经研究发现，由于其在环境中非常难降解，并可在动物脂肪内蓄积，对环境污染过于严重，因此很多国家和地区已经禁止使用。2.3物理污染2.
7、3.1砷砷可以通过食物链在水生生物体内富集，水生生物对砷有很强的富集能力，长期食用砷污染的水产品会导致砷在人体内蓄积，造成慢性或急性中毒。慢性中毒表现为疲劳、乏力、心悸、惊厥；急性中毒表现为口腔有金属味，口、咽、食道有烧灼感，恶心、剧烈呕吐、腹泻，体温和血压下降，重症病人烦躁不安，四肢疼痛。砷还能引起皮肤损伤，出现角质化、蜕皮、脱发、色素沉积等，有时会诱发恶性肿瘤。2.3.2铅食用受污染的水产品会使铅进入到人体，人体中的铅通过与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动，对全身器官产生危害，特别是对人体神经系统、血液和心血管系统等造成损害。无机铅干扰血红蛋白的重要组成部分与亚铁血红素合成酶，导致
8、贫血症。金属铅可引起神经细胞坏死、髓鞘退化，还可以引起由于脑脊髓液压力升高而导致的脑血管损伤。有机铅化合物容易通过上皮组织大量吸收，导致脑部疾病和孩童智力损伤。2.3.3汞水环境中的无机汞可被厌氧生物转化为毒性强的甲基汞，甲基汞具有脂溶性，可被微生物吸收积累并转入食物链对人体产生危害。甲基汞可以透过血脑屏障，对中枢神经系统产生损害，导致神经受损或肌肉运动不协调、颤栗、癫痫发作等，也会造成肾损伤；甲基汞对发育中的胚胎和幼儿的神经系统危害更大，孕妇和幼儿等敏感人群应该避免食用甲基汞含量高的水产品。2.3.4镉在日本，镉污染事件曾造成过轰动一时的“痛痛病”。人体内的镉在体内半衰期可能长达 30 年，
9、在骨骼、肝、肾、脾、胰等器官中都会有蓄积。镉与含羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合，能使许多酶系统受到抑制，从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能，使组织代谢产生障碍，对人体有“三致”（致癌、致畸、致突变）毒性。3检测方法3.1微生物检测方法3.1.1免疫学检测技术免疫荧光技术是利用某些荧光素通过化学方法与特异性抗体结合制成荧光抗体,荧光抗体与被检抗原特异性结合后,形成的免疫复合物在一定波长光的激发下可产生荧光,借助荧光显微镜可检测或定位被检抗原。免疫荧光技术将免疫化学和血清学的高度特异性和敏感性与显微术的高度精确性相结合, 在水产养殖病原的检测上得到一定应用。免疫酶技术利用了抗原-抗体反应的高度
10、特异性和酶促反应的高度敏感性,通过肉眼或显微镜观察及分光光度计测定,达到在细胞或亚细胞水平上示踪抗原或抗体的部位,以及对其进行定量的目的。可分为固相、均相和双抗体酶免疫测定技术。酶联免疫吸附试验(ELISA)是目前应用最广泛的固相免疫酶测定技术。免疫磁珠分离法可将特异性抗体偶联在磁性颗粒表面,与样品中被检致病微生物发生特异性结合,载有致病微生物的磁性微球在外加磁场的作用下向磁极方向聚集，因此可特异性地将目的微生物从样品中快速分离出来。3.1.2核酸检测技术核酸杂交是利用特异性的标记 DNA 片段为指示探针,与其互补链退火杂交,从而达到检查核酸样品中特定基因序列的检测。核酸杂交技术具有灵敏度高、
11、特异性强、诊断速度快和操作较为简单等优点, 它对流行性爆发病的诊断并制定及时的方案, 以及抗特种病原的动物育种等方面可提供可靠实用的依据, 具有极高的应用价值。PCR，即聚合酶链式反应,一种在体外快速扩增特定基因或 DNA 序列的方法,也称无细胞克隆系统。该方法可使极微量的目的基因或特定的 DNA 序列在短短几个小时内扩增至百万倍。当我们知道待检病原具有某一特定基因片段时, 即可利用特异的引物对样品中微量的目标 DNA进行 PCR 扩增,通过电泳检测扩增出的特定片段, 即可确定感染的病原。DNA 指纹技术是指限制性酶消化产物在电泳图谱或 Southern 杂交中产生的一系列带纹, 不同带纹代表
12、了在染色体不同位置上的不同长度的 DNA 序列。目前在病原微生物检测上应用的 DNA 指纹技术主要包括限制性片段长度多态性, 扩增片段长度多态性和随机扩增多态性 DNA等技术。16S rRNA(rDNA)基因为所有生物体生存所必需的基因序列并且也是较保守的序列之一。16S rRNA (rDNA)基因的序列检测已被成功地建立为一种鉴定微生物种、属、家族种类的标准方法。同时,由于种间 16S rRNA(rDNA)基因之间的间隔区在长度、序列上具有相对多变性,利用 16S 及 23S rRNA(rDNA)基因中的保守区为引物,对此间隔区进行克隆和分析，就能为病原微生物各种菌株、种、属的鉴定、分型提供
13、依据。3.1.3基因芯片技术基因芯片技术是将各种基因寡核苷酸点样于芯片表面,微生物样品 DNA 经 PCR 扩增后制备荧光标记探针，再与芯片上寡核苷酸点杂交，最后通过扫描仪定量并分析荧光分布模式来确定检测样品是否存在某些特定微生物。基因芯片技术可以对环境中的微生物实现高通量和并行检测。它在理论上可以在一次实验中检出所有潜在的致病原，可以用同一张芯片检测某一致病原的各种遗传学指标，同时具有灵敏、特异和快速便捷等优点,因而在致病微生物检测中有很好的发展前景。3.2有机化合物检测方法3.2.1孔雀石绿检测高效液相色谱紫外检测法：孔雀石绿在水产品体内可被代谢为无色孔雀石绿，所以鱼体内同时残留孔雀石绿以
14、及无色孔雀石绿。孔雀石绿肉眼可见，水溶液显蓝绿色，可被可见光分光光度计或者高效液相色谱的紫外光检测器测定(检测波长618 nm)。高效液相色谱荧光检测法：无色孔雀石绿肉眼不可见，水溶液显无色，但是无色孔雀石绿具有荧光特性，因此可用荧光分光光度计或者高效液相色谱的荧光检测器测定(激发波长265nm；发射波长360 nm)国标 GB / T203612006是在样品前处理过程中加入硼氢化钾，将孔雀石绿还原成无色孔雀石绿，再通过荧光检测器进行测定。高效液相色谱紫外和荧光检测器同时检测法：针对实际操作中可能会出现孔雀石绿不易完全被硼氢化钾还原为无色孔雀石绿的情况，可以将紫外检测器和荧光检测器串联起来使
15、用，这样无色孔雀石绿可以用荧光检测器检测；没有被还原的孔雀石绿可以被紫外检测器检测出来，最后将两者一起定量。3.2.2氯霉素检测发光细菌法: 发光细菌与外来毒物接触后会对发光细菌细胞代谢产生影响，进而影响细菌的发光强度。发光细菌法就是利用发光细菌的发光强度或抑菌圈的大小与毒物浓度之间的关系来定量或定性分析样品中毒物浓度的新型检测方法，该方法操作方便、灵敏度高、检测快速。色谱和色谱-质谱联用技术: 随着接口技术的成熟，色谱-质谱联用技术逐渐应用于水产品CAP药物残留分析中。该技术既保留了色谱的高分离能力、高分析速度、高灵敏度，又结合了质谱对化合物的强结构鉴定能力，提高了检测的选择性和灵敏度。然而
16、因色谱-质谱联用仪价格昂贵而限制了该方法在一般实验室的普及应用。免疫分析法: 酶联免疫吸附分析方法具有简单、快速、灵敏和花费低等特点，包括板式检测、试纸条检测和仪器免疫法等，常被用于水产品中CAP药物的快速检测方法的建立。磁减量检测法：磁减量检测法是利用带有生物探针的纳米磁珠与待测物分子结合后，使磁珠聚集变大变重，再通过测定纳米磁珠磁性大小的改变情况，进而得出待测物分子浓度的新型检测方法。与传统的免疫分析法相比，该方法免洗、操作简单、特异性好且只需要一种抗体。传感器检测法：传感器检测方法是检测方法研究的热点。按照检测原理的不同，可以分为：荧光传感器、光化学传感器、化学传感器、电化学传感器、表面
17、等离子共振传感器等。但是，传感器检测方法的低重现性问题依然有待解决。3.2.3硝基呋喃检测高效液相色谱法:它是当前检测硝基呋喃类药物代谢物最常用的方法之一。其基本过程是将组织样品粉碎后利用有机试剂或者其它方法去除水分,再进行洗脱、浓缩, 有时在高脂样品中采用正己烷去脂,流动相溶解,净化后上机检测。通常高效液相色谱结合紫外检测器测定硝基呋喃类抗生素,但是呋喃结构在紫外光谱区吸收不明显,因而灵敏度过低,很难达到检测要求。超高效液相色谱法：它的灵敏度和分离度比高效液相色谱高，一般在多残留检测时应用。液相色谱质谱联用法：近年来,高效液相色谱配合质谱技术测定硝基呋喃类代谢物在动物组织中的残留检测越来越广
18、泛应用。许多科研机构实验室也均能够承担起该仪器的使用费用。同时,与高效液相色谱相比,质谱检测器较紫外检测器具有不可比拟的优势。其具有定性、定量准确、测定速度快、检出限低、强抗干扰能力, 还能避免 HPLC 测定中出现的假阳性问题。高效液相色谱-串联质谱法：目前已经成为各国确定硝基呋喃类代谢物的验证方法。LC-MS/MS 相比于LC-UV 和 LC-MS 得到了技术上的突破,检测限低,线性范围宽,为实现硝基呋喃类药物的检测控制提供了技术支撑。酶联免疫法：它的提出和实现使得检测更加快捷。能够实现高精度、高灵敏、高特异性和大批量检测。缺陷是ELISA 法假阳性率高,且不能实现在线检测。其测定原理是抗
19、原抗体的反应(双抗体反应)。3.2.4组织胺检测薄层层析法，荧光法，液相色谱法以及正戊醇提取稀盐酸反萃取法。3.3物理污染物检测原子吸收光谱法：该方法是利用蒸气相中被测金属元素的基态原子对其原子共振額射的吸收而建立的，具有灵敏度高、检测限低、精确度好，分析快速的特点，是现代工农业和医药环保等行业不可缺少的分析方法。原子荧光光谱法：在福射能的激发下，金属元素的原子蒸气可产生一定的焚光强度，通过焚光强度即可测定待测元素的含量，原子突光光谱法就是基于这一原理而建立起来的。电感耦合等离子体原子发射光谱法：利用高频感应电流来产生高温，反应气经过加热、电离、激发等程序能检测到特征性光谱线，且谱线的强度与元
20、素含量成正比，以此可进行定量分析。此法线性范围较宽，具有干扰小，灵敏性好的特点，不仅可对高温金属元素进行快速分析，而且还能实现对多种金属元素的或同时分析。电感耦合等离子体质谱法：以电感耦合炬作为金属元素的原子化器和离子化器，试样在等离子体中被离子化，然后电离了的试样经过接口被引入质谱仪进行质量分析，经检测记录从而获得质谱图。电化学法：与光谱法和质谱法相比，电化学法无需昂贵的仪器，其操作简单，检测成本较低，对试样的组分、形态和价态都能进行分析，具有灵敏、准确、快速的特点，适合于自动、连续、实时的检测分析。前用于重金属检测的电化学法主要包括伏安法和示波极谱法。4、看法及建议我国水产品产量高，消费量
21、也高，因此其安全性必然要受到重视。我们列举了常见的毒害物质，以及检测方法。从有机到无机，从生物到非生物。应用的方 法几乎也是目前流行的方法。另外，我们需要制定更为严格的污染物控制标准，同时也要发展科技，研究新型的仪器设备，来更准确的检测有毒有害物质。5、参考文献1段效辉,王颖,曹鹏,李金庆,鲁闽,刘宁. 发光细菌在水产品安全中的应用研究进展J. 化学与生物工程,2016,10:8-11.2邢丽红,冷凯良,孙伟红,李兆新,苗钧魁,翟毓秀. 高效液相色谱-紫外检测法测定水产品中组胺的含量J. 安徽农业科学,2011,13:7832-7834+7863.3柯常亮,刘奇,王许诺,陈洁文,王增焕,林颂雄
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23、16,06:48-50.8李吉龙,马薇,王大伟,董鑫嗣. 水产品加工的安全现状及对策研究J. 化工设计通讯,2016,04:221.9陈海仟,吴光红,张美琴,潘道东. 我国水产品重金属污染现状及其生物修复技术分析J. 科学养鱼,2010,03:3-5.10林敏. 水产品药物残留及有毒有害物质检测中的质量控制J. 实验室科学,2010,04:183-185.11衣龙波. 水产品中镉、铅、砷的检测方法与应用研究D.山东大学,2013.12李秀霞,李娇,孙协军,冯彦博,季晓琳,李爽,励建荣. 水产品中孔雀石绿及其代谢产物残留检测方法研究进展J. 食品工业科技,2015,03:385-388+393.13汤轶伟,励建荣,孟良玉,钟克利,徐永霞. 水产品中氯霉素药物残留检测方法研究进展J. 食品科学,2013,11:333-337.14戴文津,杨小满,陈华,孙恢礼. 水产品中主要化学污染物质的研究J. 湖北农业科学,2011,03:560-563.15王伟,刘国庆. 水产品中重金属镉污染安全评估J. 现代农业科技,2011,11:326-327.
