Контроль содержания антибиотиков тетрациклиновой группы в продуктах питания на территории Российской Федерации

УДК 619:614.31:637]615.334(470+571)
DOI 10.33861/2071-8020-2021-1-22-25

Шубина Е.Г., ГруДев А.И., Другова О.П., Белоусов В.И. Федеральное государственное бюджетное учреждение
«Центральная научно-методическая ветеринарная лаборатория», г. Москва
Сатюкова Л.П. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Московский государственный университет пищевых производств», г. Москва
Черных О.Ю. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», г. Краснодар

Введение. Среди контаминантов продовольственного сырья и пищевых продуктов важное место занимают остатки антимикробных ветеринарных препаратов, используемых для лечения и профилактики инфекционных заболеваний животных и птицы, в том числе антибиотики тетрациклиновой группы.

Тетрациклины представляют собой группу антибактериальных препаратов, часто используемых из-за своего широкого спектра действия, а также их низкой стоимости по сравнению с другими антибиотиками. В настоящее время эта группа включает более 20 соединений, однако, наиболее распространенными в ветеринарной медицине являются тетрациклин, хлортетрациклин, окситетрациклин и доксициклин [10, 11].

Помимо терапевтических целей тетрациклины иногда добавляют в корм для скота в субтерапевтических дозах в качестве стимуляторов роста для выращивания свиней, птицы и аквакультуры [11].

В середине XX века активно изучалось и практиковалось применение антибиотиков в качестве консервантов продуктов питания. Исследователи отмечали, что антибиотики тетрациклинового ряда предотвращают порчу мясных продуктов, а хлортетрациклин является превосходным консервантом для рыбы [8]. В настоящее время во многих странах эта практика запрещена, но недобросовестные производители могут добавлять тетрациклины и другие антибиотики в пищевую продукцию для продления её срока годности и обеспечения её микробиологической безопасности.

Бесконтрольное использование антибиотиков тетрациклиновой группы несёт в себе много рисков для здоровья человека и окружающей среды. Наиболее значимым из них является возникновение устойчивости штаммов микроорганизмов к этим антибиотикам [14], что в будущем делает лечение этими препаратами бесполезным, гены устойчивости к антибиотикам и мобильные молекулы ДНК, появившиеся в результате злоупотребления антибиотиками, следует рассматривать как ксеногенные загрязнители, которые реплицируются, а не разлагаются при попадании в окружающую среду [11]. Кроме этого, тетрациклины имеют побочные эффекты и противопоказания. Например, при лечении этими препаратами у некоторых пациентов возникают нежелательные реакции со стороны различных систем органов: тошнота, рвота, диарея, головокружение, вагинальный кандидоз, токсическое поражение печени (высокие дозы тетрациклинов, особенно у беременных и пациентов с ранее существовавшим заболеванием печени, могут нарушать функцию печени и приводить к некрозу печени), токсическое поражение почек (хотя тетрациклины не являются напрямую нефротоксичными, но они могут усугубить существующую почечную дисфункцию), тетрациклины, особенно демеклоциклин, могут вызывать повышенную чувствительность кожи к ультрафиолетовому излучению. Тетрациклины также противопоказаны беременным женщинам, так как вызывают аномалии развития зубов и костей у плода [12].

В связи с вышеизложенным, необходим строгий контроль за содержанием антибиотиков тетрациклиновой группы.

ФГБУ «Центральная научно-методическая ветеринарная лаборатория» в рамках мониторинговых исследований и государственного задания ежегодно осуществляет контроль продуктов животного происхождения и кормов на наличие антибиотиков тетрациклинового ряда с использованием наборов для иммуноферментного анализа и метод ВЭЖХ с флуоресцентным, УФ- и масс-спектрометрическими детекторами (пределы обнаружения составляют 0,1-1 мкг/г), а также совершенствует методы выявления в пищевых продуктах указанных антибиотиков.

В своей работе мы проанализировали международное законодательство по остаткам антибиотиков в пищевых продуктах, испытали различные методы пробоподготовки для эффективного выделения остатков антибиотиков из мяса, молока, рыбы, мёда и усовершенствовали методику анализа.

Результаты исследований и их обсуждение. В странах Таможенного союза содержание антибиотиков тетрациклиновой группы в пищевой продукции регламентировано тремя основными документами: ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» [4], ТР ТС 033/2013 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» [7] и ТР ТС 034/2013 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности мяса и мясной продукции» [5]. Глобальным ориентиром для потребителей, производителей и переработчиков пищевых продуктов является Кодекс Алиментариус [6]. В Европейском союзе существуют свои нормы Содержания Антибиотиков в продуктах питания, зафиксированные в Постановление Европейской комиссии № 37/2010. По фармакологически активным веществам и их классификации в отношении максимальных пределов остатков в пищевых продуктах животного происхождения [9, 13]. В таблице 1 представлены требования различных нормативных документов по содержанию четырех наиболее распространенных антибиотиков тетрациклиновой группы в пищевой продукции для некоторых матриц.

Таблица 1 Требования различных нормативных документов по содержанию антибиотиков тетрациклиновой группы в пищевой продукции

ТР ТС 021/2011, ТР ТС 033/2013 и Кодекс Алиментариус регламентируют содержание нескольких антибиотиков тетрациклиновой группы в целом, тогда как Постановление Европейской комиссии рассматривает каждый антибиотик по отдельности.

Как видно из таблицы 1 на территории Таможенного Союза установлены жесткие требования содержания антибиотиков тетрациклиновой группы, в 10-60 раз ниже, чем в Европейском союзе. Для надзора за соблюдением этих требований в России созданы федеральные и региональные лаборатории, которые оснащены современными приборами, способными выявлять остатки тетрациклинов в пределах 0,1-1 мкг/г.

Существуют различные методики определения антибиотиков тетрациклиновой группы. В лабораторной практики они делятся на две части: скрининговые методы и подтверждающие методы.

Применяется экспресс-тест «Tetra Star», основанный на анализе специфического рецептора тетрациклиновой группы, имеет высокую чувствительность (2 до 50 мкг/кг). Микробиологический тест «Copan Test» включает споры Bacillus stearothermophilus calidolactis, с высокой чувствительностью определяет антибиотики группы в-лактамов, тетрациклинов, аминогликозидов, макролидов и других антибиотиков. Тест, включающий микроорганизмы вида Streptocoecus thermophilus предложен для определения пенициллина, стрептомицина и тетрациклина в молоке [2]. Пределы обнаружения составляют 0,01 МЕ/мл, 10 мкг/мл и 1 мкг/мл, соответственно. Антибиотики тетрациклинового и хинолонового ряда могут также выявляться люминесцентным методом. В ряде исследований для снижения пределов обнаружения, повышения селективности, либо уменьшения времени проведения анализа применяется твердофазная спектрофлуориметрия. Методика предусматривает определение тетрациклина в курином мясе непосредственно в фазе сорбента по люминесценции его комплекса с ионом Eu (III) [1]. Разработаны методики электрохимического определения антибиотиков тетрациклинового ряда (окситетрациклина, мета-циклина и тетрациклина) в молоке с использованием амперометрического титрования и ионометрии. К скрининговым относятся также методы иммуноферментного анализа (ИФА). Эти методы основаны на специфической реакции антиген-антитело. Анализ осуществляется с помощью тест-наборов различных производителей. Эти методы отличаются производительностью, высокой чувствительностью и сравнительно невысокой стоимостью, но в редких случаях могут показывать ложные результаты. В настоящее время метод ИФА развивается, появляются более надежные тест-системы, расширяется область их применения. Также на основе этого метода создана технология микрочипов, используемая в приборах Randox, где повышена селективность и точность анализов. Пределы обнаружения антибиотиков указанными методами составляют 0,01-0,05 мкг/мл.

Однако по действующим российским и международным нормам положительные результаты скрининговых анализов должны быть обязательно проверены подтверждающими методами, к ним относится метод высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектором (ВЭЖХ МС/МС). На территории Российской Федерации действует один стандарт на определение остаточных содержаний антибиотиков тетрациклиновой группы в пищевой продукции подтверждающим методом - ГОСТ 31694-2012 «Продукты пищевые, продовольственное сырье. Метод определения остаточного содержания антибиотиков тетрациклиновой группы с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектором» [3]. Этот метод рассчитан на определение четырех основных антибиотиков тетрациклиновой группы в объектах животного происхождения. Помимо этой универсальной методики в России группами исследователей создаются более быстрые и экономичные методики пробоподготовки к анализу антибиотиков тетрациклиновой группы методом ВЭЖХ МС/МС [1, 2, 7].

Развитие и внедрение в практику методик ВЭЖХ МС/МС идет в сторону расширения области исследуемых матриц и аналитов, так как в отдельных случаях антибиотики могут попадать в растительное сырье и объекты окружающей среды, кроме того с развитием ветеринарии и медицины помимо четырех основных тетрациклинов могут применяться и другие антибиотики этой группы. Для выделения антибиотиков из анализируемых образцов применяют различные методы экстракции с целью повышения пределов обнаружения остатков антибиотиков (органические растворители, твердофазная экстракция). Пределы обнаружения антибиотиков в пищевых продуктах приборным методом составляют 1-5 мкг/г.

Нами, в 2018 году изучена сорбция тетрациклинов на сорбентах различной природы и концентрирование этих соединений для определения в матрицах методом ВЭЖХ МС/МС. Разработаны способы пробоподготовки для извлечения тетрациклинов из мяса, молока, рыбы и меда (водных и водно-органических растворов). Наилучшие результаты были получены при использовании сверхшитого полистирола. Уровень выделения тетрациклинов при этом составил 92-99,9%. Выбраны также условия разделения окситетрациклина, хлортетрацик-лина и доксицилина на колонках со сшитым полистиролом и смесью ацетонитрила и фосфорной кислоты.

Повсеместному внедрения в ветеринарную практику методов ВЭЖХ МС/МС мешает высокая цена на оборудование, наличие квалифицированных кадров, сложности технического обслуживания. Такие приборы в достаточных количествах могут позволить себе только крупные испытательные лаборатории.

Продукты животного происхождения на остаточное содержание антибиотиков контролируются государственными ветеринарными лабораториями в рамках государственных заданий. Всего было проведено 234 256 (2017 год) и 237 223 (2018 год) лабораторных исследований образцов от 14 видов продукции (мясо всех видов животных, рыба и рыбопродукты, нерыбные объекты промысла, молоко и молочные продукты, яйца и продукты их переработки, мёд, корма).

В структуре исследуемых показателей при выполнении плана мониторинга безопасности пищевых продуктов и кормов на антибиотики приходилось 8,9% (рисунок 1).

На наличие тетрациклинов в 2017 году исследовано 27 289 проб пищевых продуктов и в 633 (2,3%) были выявлены остатки антибиотиков тетрациклиновой группы; в 2018 году исследовано 49 223 пробы и выявлено 444 (1,5%) положительных проб. Анализ показал, что из всех положительных проб антибиотики тетрациклинового ряда занимают 12%.

Рис. 1. Структура исследуемых показателей безопасности при выполнении плана мониторинга безопасности пищевых продуктов и кормов

Нами в 2017, 2018 и первой половине 2019 года были проведены исследования образцов пищевых продуктов на наличие антибиотиков тетрациклиновой группы подтверждающим методом (ВЭЖХ МС/МС) с целью подтверждения результатов, полученных скрининговыми методами. Результаты приведены на рисунке 2 и зарегистрированы в электронной системе «Веста».

Рис. 2. Общий объем исследований пищевых продуктов на содержание антибиотиков тетрациклиновой группы подтверждающим методом, зарегистрированных в системе «Веста»

Из рисунка 2 видно, что объем исследований в 2018 году существенно вырос, а в 2019 году планируется превышение объема исследований 2018 года. Этому способствует рост уровня технического оснащения лабораторий и профессиональный рост сотрудников.

Сравнительный анализ процента положительных проб за 2017 и 2018 годы продемонстрировал снижение выявляемости антибиотиков в исследованных пробах пищевых продуктов, что свидетельствует о более эффективном контроле ветеринарных специалистов за применением лекарственных средств при выращивании животных, убое животных и использования продуктов животного происхождения после их лечения.

Заключение. Выявление остаточного содержания антибактериальных препаратов, в частности антибиотиков тетрациклиновой группы, в продуктах питания - важная задача государственной ветеринарной службы. В России она решается на федеральном и региональном уровнях в рамках выполнения ежегодных программ по мониторингу безопасности пищевых продуктов и кормов в федеральных государственных бюджетных учреждениях Россельхознадзора и региональных государственных ветеринарных лабораториях субъектов Российской Федерации. Лаборатории Россельхознадзора постоянно оснащаются современным оборудованием и проводят научно-исследовательские работы по разработке новых более эффективных методик определения остатков лекарственных средств в продуктах животного происхождения.

Список литературы:

1. Амелин В.Г., Андоралов А.М., Волкова Н.М., Коротков А.И., Никешина Т.Б., Сидоров И.И., Тимофеев А.А. Идентификация и определение токсикантов с использованием стандартной добавки в пищевых продуктах, продовольственном сырье и кормах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии/ время пролетной масс-спектрометрии высокого разрешения// Аналитика и контроль. 2015. Т. 19. № 2.
2. Коротков А.И., Амелин В.Г. Экспресс-определение тетрациклинов в молоке методом масс-спектрометрии высокого разрешения// Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Химия. Биология. Экология. 2015. Т. 15. Вып. 2. С. 8-13.
3. Продукты пищевые, продовольственное сырье. Метод определения остаточного содержания антибиотиков тетрациклиновой группы с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектором. ГОСТ 31694-2012.
4. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции». ТР ТС 021/2011.
5. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции». ТР ТС 033/2013.
6. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности мяса и мясной продукции». ТР ТС 034/2013.
7. Удалова А.Ю. Сорбционное концентрирование антибиотиков тетрациклиновой группы для их последующего определения. Автореферат на соискание ученой степени к.х.н. Москва, 2015. 129 с.
8. Deatherage F.E. Use of Antibiotics in the Preservation of Meats and Other Food Products. // American Journal of Public Health. 1957. V. 47. P. 594-600.
9. European Commission, Commission Regulation (EU). No 37/2010 of 22 December 2009. On pharmacologically active substances and their classification, regarding maximum residue limits in food stuffs of animal origin.
10. Fritz J. W. and Zuo Y. Simultaneous determination of tetracycline, oxytetracycline, and 4-epitetracycline in milk by high performance liquid chromatography. Food Chemistry. 2007. V. 105. N. 3. P. 1297-1301.
11. Granados-Chinchilla F., Rodnguez C. Tetracyclines in Food and Feeding stuffs: From Regulation to Analytical Methods, Bacterial Resistance, and Environmental and Health Implications// Journal of Analytical Methods in Chemistry. 2017. V. 2017. Article ID 1315497. 24 p.
12. Katzung B.G., Kruidering-Hall M., Trevor A.J./ Pharmacology Examination & Board Review, 11th ed.; Mc-Graw Hill Medical: Minneapolis, MN, USA. 2010. 586 pp.
13. Maximum residue limits (MRLs) and risk management recommendations (RMRs) for residues of veterinary drugs in foods. FAO/WHO. CAC/MRL 2-2015, Updated as at the 38th Session of the Codex Alimentarius Commission (July 2015).
14. Nguyen F., Starosta A.L., Arenz S., Sohmen D., Donhofer A., Wilson D.N. Tetracycline antibiotics and resistance mechanisms// Biological Chemistry. 2014. N. 395 (5). P. 559-575.

Резюме. Среди контаминантов продовольственного сырья и пищевых продуктов важное место занимают остатки антимикробных ветеринарных препаратов, используемых для лечения и профилактики инфекционных заболеваний животных и птицы, в том числе антибиотики тетрациклиновой группы. В статье рассмотрена проблема обнаружения антибиотиков тетрациклиновой группы на территории Российской Федерации, проанализировано влияние этих веществ на здоровье человека, приведен сравнительный анализ максимально допустимых концентраций тетрациклинов в пищевых продуктах в странах Таможенного Союза и Евросоюза, рассмотрены существующие лабораторные методы определения концентрации этих веществ в пищевых продуктах, проведены исследования различных видов пищевых продуктов животного происхождения на наличие антибиотиков. Авторами также проанализировано международное законодательство по остаткам антибиотиков в пищевых продуктах, испытаны различные методы пробоподго-товки для эффективного выделения остатков антибиотиков из мяса, молока, рыбы, мёда и усовершенствована методика анализа. На наличие тетрациклинов в 2017-2018 годах исследовано 76 512 проб пищевых продуктов, и в 1 077 (1,4%) были выявлены остатки антибиотиков тетрациклиновой группы. Анализ показал, что из всех положительных проб антибиотики тетрациклинового ряда занимают 12%. Выявление остаточного содержания антибактериальных препаратов, в частности антибиотиков тетрациклиновой группы, в продуктах питания - важная задача государственной ветеринарной службы. Лаборатории Россельхознадзора постоянно оснащаются современным оборудованием и проводят научно-исследовательские работы по разработке новых более эффективных методик определения остатков лекарственных средств в продуктах животного происхождения.

Ключевые слова: антибиотики, остатки антибиотиков тетрациклиновой группы, продовольственное сырье, пищевые продукты, мясо, молоко, рыба, мёд, лабораторный контроль, проба, положительные результаты.

Сведения об авторах:

Шубина Елена Геннадьевна, кандидат химических наук, инженер-химик Московской испытательной лаборатории ФГБУ «Центральная научно-методическая ветеринарная лаборатория»; 111622, г. Москва, ул. Оранжерейная, 23; e-mail: ktyfvbn@mail.ru.

Грудев Артём Игоревич, исполняющий обязанности заместителя руководителя лаборатории - заведующий химико-токсикологическим отделом Московской испытательной лаборатории ФГБУ «Центральная научно-методическая ветеринарная лаборатория»; 111622, г. Москва, ул. Оранжерейная, 23; e-mail: grutem@yandex.ru.

Другова Оксана Петровна, руководитель Московской испытательной лаборатории ФГБУ «Центральная научно-методическая ветеринарная лаборатория»; 111622, г. Москва, ул. Оранжерейная, 23; е-mail: drugova-cnmvl@yandex.ru.

Белоусов Василий Иванович, доктор ветеринарных наук, профессор, главный научный сотрудник ФГБУ «Центральная научно-методическая ветеринарная лаборатория»; 111622, г. Москва, ул. Оранжерейная, 23; e-mail: vibelousov51@mail.ru.

Сатюкова Людмила Павловна, кандидат ветеринарных наук, доцент ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»; 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, 11.

Ответственный за переписку с редакцией: Черных Олег Юрьевич, доктор ветеринарных наук, доцент, профессор кафедры микробиологии, эпизоотологии и вирусологии ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина»; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; тел.: 8-918-4956659; e-mail: gukkvl50@kubanvet.ru.