CN107125679B - 一种蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留脱除方法 - Google Patents

一种蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留脱除方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留的脱除方法，其首先向蜂蜜中加入纯净水，充分搅拌使蜂蜜与水混合均匀，再加入复合树脂充分搅拌，完成蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类抗生素的脱除，过滤回收树脂，真空浓缩，将蜂蜜的水分浓缩到18‑20%即可。本发明用大孔树脂吸附技术对蜂蜜中的抗生素进行脱除，实现蜂蜜中的抗生素有害物质的绿色脱除，其限量达到国家标准和欧盟标准。

Description

一种蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留脱除方法
技术领域
本发明涉及一种蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留脱除方法，属于食品安全领域。
背景技术
蜂蜜是广受人们欢迎的天然保健食品，随着人们对养生的重视，我国蜂蜜的销量也越来越大，然而，近年来，由于抗生素的大量使用引起的蜂蜜安全问题己被人们广泛的认识、关注和重视。在养蜂过程中，常会出现蜜蜂幼虫腐臭病、副伤寒病、败血病等细菌性病害，这些疫情一旦发生，国外一般都会将蜂群进行全部销毁，但是我国蜂农常采用抗生素对蜜蜂进行治疗，从而造成蜂蜜的抗生素残留。尤其是硝基咪唑类和喹诺酮类药物的超标已经形成我国蜂产品出口的重大贸易壁垒，部分国家已经停止进口我国的蜂产品，其中大量为蜂蜜，这对我国蜂蜜生产和销售乃至整个蜂业都带来了不良影响，也对我国经济造成巨额损失。为保证人们的身体健康，避免抗生素残留技术壁垄对我国蜂产品出口的影响，需要一种绿色，安全，有效的方法将不合格蜂蜜中的硝基咪唑类、喹诺酮类药物残留含量完全脱除，达到国际的限量要求。
蜂蜜是一种天然的、含有大量糖分的健康食品，主要由蜜蜂酿造而成。蜜蜂在收集蜜源植物花内蜜腺排出的甘露之后，将其与自身的分泌物相混合，经过酿造从而得到蜂蜜。除了葡萄糖、果糖之外，蜂蜜中还含有很多微量成分，如蛋白质、酶类(转化酶、葡萄糖氧化酶、催化酶等)、氨基酸和有机酸、脂质、维生素、挥发性成分、生物活性物质、矿物质和酚类物质等。此外，蜂蜜具有多项保健功能，如改善心血管疾病，保护肝脏，消除疲劳，增强抵抗力，调节肠胃健康，是广受人们欢迎的天然保健食品，也常常作为原料或添加剂广泛应用于食品、药品、动物饲料、化妆品和酿造工业领域。
硝基咪唑类药物对厌氧菌及原虫有独特的杀灭作用，喹诺酮类药物对多种革兰阴性菌有杀菌作用。因其具有抗菌谱广、抗菌活性强、体内分布广泛、与其他抗菌药物无交叉耐药性和高效低毒且价格低廉等特点，被广泛应用于畜牧养殖业中。然而，硝基咪唑类该类化合物存在细胞诱变性、致癌毒性等潜在危害，喹诺酮类药物该类化合物会引起不同程度的皮肤反应，严重的还会导致肝毒性，甚至引起死亡。因此，利用环保、安全的技术脱除蜂蜜中的硝基咪唑类和喹诺酮类药物非常重要。
食物有害物质降解方法有生物降解发、化学方法和物理方法。生物降解法主要是利用微生物的代谢作用，将有害物质代谢转化为对环境无害的物质的方法。由于生物降解法费用昂贵，过程复杂，且我国目前的生物降解法研究不够成熟，故而此方法还不适用于我国的食品领域。化学法则是利用化学反应的发生使得有害物质转化为无害物质，这种方法主要是利用各种化学药剂或催化剂使有害物质和药剂之间发生氧化反应、还原反应、中和反应或高级氧化反应。化学方法作用快，效率高，但其产生的中间物的性质还没有确定，不一定对环境无害,而且若将这些方法用在食品中可能还会破坏食品中的有益成分。物理处理法有吸附脱除、清洗、去皮和热处理等。
发明内容
本发明提供了一种同时脱除蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物的方法，经大孔树脂吸附技术实现硝基咪唑类和喹诺酮类药物的绿色脱除，其限量达到国家标准和欧盟标准的要求，使抗生素残留的蜂蜜再次利用。
本发明的目的通过以下方案实现：
蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留的脱除方法，包括以下步骤：
（1）向蜂蜜中加入蜂蜜与水质量比为1：0.5-1.5的纯净水，充分搅拌使蜂蜜与水混合均匀；
（2）按每吨蜂蜜加50~55 kg的复合树脂，复合树脂中LSI-1和LSI-2的质量比为1:1~1:2，控制温度在22~28℃充分搅拌完成蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类抗生素的脱除；
（3）将脱除抗生素的蜂蜜用150-200目的筛网过滤回收树脂；
（4）回收树脂后的蜂蜜进行真空浓缩，浓缩温度为45-55℃，真空度为0.05-0.07Mpa，将蜂蜜的水分浓缩到18-20%即可。
上述步骤（1）中，蜂蜜与水的质量比为1：0.8-1.2，优选为1：1。
上述步骤（4）中，回收树脂后的蜂蜜在55-65℃预热20-25分钟后进行真空浓缩。
本发明的优点与积极效果：（1）用大孔树脂吸附技术对蜂蜜中的抗生素进行脱除，实现蜂蜜中的抗生素有害物质的绿色脱除，其限量达到国家标准和欧盟标准；（2）大孔吸附树脂属于物理法，对蜂蜜中的营养物质和外观等理化指标造成影响，经本方法脱除抗生素后的蜂蜜可直接作为添加剂应用于饲料工业、食品工业；（3）本发明使用的大孔树脂吸附技术再生处理简便、能耗少、使用条件温和、吸附速度快、安全、无污染、树脂再生容易。实现了蜂蜜的充分利用，经济效益可观。
具体实施方式
本发明所用LS-901，LS-902型大孔吸附树脂购自陕西蓝深特种树脂有限公司；LSI-1、LSI-2、LSI-3型大孔吸附树脂购自西安蓝晓科技有限公司。
将蜂蜜样品和纯化水按质量比1:1混合均匀，加入甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、氧氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星混合标准溶液，超声振荡使其混合均匀，使蜂蜜水中的抗生素浓度均为0.1mg/kg。
大孔吸附树脂的筛选
（1）称取5份30 g上述蜂蜜水各置于50 mL锥形瓶中，准确称取LS-901、LS-902、LSI-1、LSI-2、LSI-3型树脂各0.4 g置于50 mL锥形瓶中，25℃水浴，摇床振荡180 min。采用QuEChERS前处理技术结合高效液相色谱-串联质谱法检测脱出产物中甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、氧氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星的含量。结果显示：LSI-1型树脂对硝基咪唑类（甲硝唑、替硝唑、奥硝唑）吸附效果最好；LSI-2型树脂喹诺酮类（氧氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星）吸附效果最好。检测结果见表1。
Figure 243176DEST_PATH_IMAGE001
（2）称取5份30 g上述蜂蜜水各置于50 mL锥形瓶中，准确称取LSI-1:LSI-2（3:1）、LSI-1:LSI-2（2:1）、LSI-1:LSI-2（1:1）、LSI-1:LSI-2（1:2）、LSI-1:LSI-2（1:3）型树脂各0.4 g置于50 mL三角瓶中，25℃水浴，摇床振荡180 min。采用QuEChERS前处理技术结合高效液相色谱-串联质谱法检测脱出产物中甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、氧氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星的含量。结果显示：LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂对甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、恩诺沙星效果最好；LSI-1:LSI-2（1:3）型树脂与LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂对氧氟沙星、环丙沙星效果相当。检测结果见表2。
Figure 412513DEST_PATH_IMAGE002
工艺条件的优化
（1）优化水浴温度
称取3份30 g上述蜂蜜水各置于50 mL锥形瓶中，准确称取LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂各0.4 g置于50 mL三角瓶中，分别在25℃、35℃、45℃水浴，均摇床振荡180 min。采用QuEChERS前处理技术结合高效液相色谱-串联质谱法检测脱出产物中甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、氧氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星的含量，检测结果见表3。结果显示：LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂在25℃水浴条件下对甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、环丙沙星的吸附效果最好；LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂在35℃水浴条件下对氧氟沙星的吸附效果最好；LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂在45℃水浴条件下对恩诺沙星的吸附效果最好。同时脱除6种抗生素时水浴温度为25℃。检测结果见表3。
Figure 379201DEST_PATH_IMAGE003
（2）优化平衡吸附时间
称取12份30 g上述蜂蜜水各置于50 mL锥形瓶中，准确称取LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂各0.7 g置于50 mL三角瓶中，在25℃水浴，均摇床振荡180 min。采用QuEChERS前处理技术结合高效液相色谱-串联质谱法检测脱出产物中甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、氧氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星的含量。结果显示：LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂在摇床时间150 min时对甲硝唑吸附达到平衡，摇床时间120 min时对替硝唑吸附达到平衡，摇床时间150 min时对奥硝唑吸附达到平衡，摇床时间165 min时对氧氟沙星吸附达到平衡，摇床时间135 min时对恩诺沙星吸附达到平衡，摇床时间120 min时对环丙沙星吸附达到平衡。同时脱除6种抗生素时平衡吸附时间为165min。检测结果见表4。
Figure 493786DEST_PATH_IMAGE004
（3）优化平衡吸附量
称取11份30 g上述蜂蜜水各置于50 mL锥形瓶中，准确称取LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂0.1 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g、0.5 g、0.6 g、0.7 g、0.8 g、0.9 g、1.0 g、1.1 g置于50mL三角瓶中，在25℃水浴，均摇床振荡180 min。采用QuEChERS前处理技术结合高效液相色谱-串联质谱法检测脱出产物中甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、氧氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星的含量。结果显示：0.8 g型复合树脂时甲硝唑吸附达到平衡，加入0.5 g型复合树脂时替硝唑吸附达到平衡，加入0.7 g型复合树脂时奥硝唑吸附达到平衡，加入0.8 g型复合树脂时氧氟沙星吸附达到平衡，加入0.7 g型复合树脂时恩诺沙星吸附达到平衡，加入0.8 g型复合树脂时环丙沙星吸附达到平衡。同时脱除6种抗生素时平衡吸附量为0.8g。检测结果见表5。
Figure 806693DEST_PATH_IMAGE005
称取30 g上述蜂蜜水各置于50 mL锥形瓶中，准确称取LSI-1:LSI-2（1:2）型树脂0.8 g置于50 mL三角瓶中，在25℃水浴，均摇床振荡165 min。采用QuEChERS前处理技术结合高效液相色谱-串联质谱检测脱出产物中甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、氧氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星的含量。结果显示：蜂蜜中抗生素残留含量达到国际的限量要求。检测结果见表6。
Figure 133551DEST_PATH_IMAGE006
称取2份30 g上述蜂蜜水各置于50 mL锥形瓶中，记为空白组和对照组（添加0.8 gLSI-1:LSI-2（1:2）型树脂，25℃水浴，摇床时间165 min）两组实验后，两组实验后,测定空白组和对照组的色值、总糖、羟甲基糠醛、淀粉酶活性、蛋白质、总酸、总酚以及脯氨酸含量。结果显示：经LSI-1:LSI-2(1:2)型大孔吸附树脂吸附抗生素后药物后,蜂蜜中的色值、总糖、淀粉酶活性、蛋白质、总酸、总酚、脯氨酸的变化幅度都比较小，且羟甲基糠醛的含量降低,说明LSI-1:LSI-2(1:2)型大孔吸附树脂吸附脱除硝基咪唑类、喹诺酮类药物的同时，并没有对蜂蜜中的营养物质造成影响。检测结果见表7。
Figure 899119DEST_PATH_IMAGE008
实施例1
将1吨蜂蜜置于夹层锅中，加入0.9吨纯净水，充分搅拌使蜂蜜与水混合均匀，然后加入51 kg的复合树脂（LSI-1和LSI-2树脂按照1:1质量比配置），夹层锅温度控制在23℃，搅拌时间为170 min，以完成蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类抗生素的脱除，将脱除抗生素蜂蜜用150目的筛网过滤以回收树脂，过滤后的蜂蜜置于在60℃夹层锅中预热20分钟。将预热好的蜂蜜泵入真空浓缩罐中，在浓缩温度为46℃、真空度为0.06 Mpa条件下，将蜂蜜的水分浓缩到18%，得到质量合格的蜂蜜。
实施例2
将1吨蜂蜜置于夹层锅中，加入1吨纯净水，充分搅拌使蜂蜜与水混合均匀，然后加入55 kg的复合树脂（LSI-1和LSI-2树脂按照1: 2质量比配置），夹层锅温度控制在27℃，搅拌时间为180 min，以完成蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类抗生素的脱除，将脱除抗生素蜂蜜用200目的筛网过滤以回收树脂，过滤后的蜂蜜置于在60℃夹层锅中预热25分钟。将预热好的蜂蜜泵入真空浓缩罐中，在浓缩温度为55℃、真空度为0.07 Mpa条件下，将蜂蜜的水分浓缩到18%，得到质量合格的蜂蜜。

Claims (4)

1.蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留的脱除方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)向蜂蜜中加入蜂蜜与水质量比为1：0.5-1.5的纯净水，充分搅拌使蜂蜜与水混合均匀；
(2)按每吨蜂蜜加入50～55kg复合树脂，复合树脂中LSI-1和LSI-2的质量比为1:1～1:2，控制温度在22～28℃充分搅拌165min，完成蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类抗生素的脱除；
(3)将脱除抗生素的蜂蜜用150-200目的筛网过滤回收树脂；
(4)回收树脂后的蜂蜜进行真空浓缩，浓缩温度为45-55℃，真空度为0.05-0.07Mpa，将蜂蜜的水分浓缩到18-20％即可。
2.根据权利要求1所述的蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留的脱除方法，其特征在于：上述步骤(1)中，蜂蜜与水的质量比为1：0.8-1.2。
3.根据权利要求2所述的蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留的脱除方法，其特征在于：蜂蜜与水的质量比为1：1。
4.根据权利要求1所述的蜂蜜中硝基咪唑类和喹诺酮类药物残留的脱除方法，其特征在于：上述步骤(4)中，回收树脂后的蜂蜜在55-65℃预热20-25分钟后进行真空浓缩。
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