【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （EE），鈣（Ca），總磷（P）。氨基酸包括亮氨酸（Leu），精氨酸（Arg），賴(lài)氨酸（Lys），蛋氨酸（Met），異亮氨酸（He），胱氨酸（Cys），組氨酸（His），苯丙氨酸（Phe），酪氨酸（Tyr），蘇氨酸（Thr），纈氨酸（Val），色氨酸（Trp）。本文通過(guò)將青霉素菌渣中常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸含量與大豆餅對(duì)比，對(duì)其進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析。表22 青霉素菌渣與大豆餅常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及氨基酸含量對(duì)比[28],[30]營(yíng)養(yǎng)成分大豆餅青霉素菌渣青霉素菌渣/大豆餅干物質(zhì)DM（%）粗蛋白質(zhì)CP（%）粗脂肪EE（%）粗纖維CF（%）無(wú)氮浸出物NFE（%）粗灰分Ash（%）鈣Ca（%）總磷P（%）精氨酸Arg（%）2組氨酸His（%）異亮氨酸He（%）亮氨酸Leu（%）賴(lài)氨酸Lys（%）蛋氨酸Met（%）胱氨酸Cys（%）1苯丙氨酸Phe（%）酪氨酸Tyr（%）蘇氨酸Thr（%）色氨酸Trp（%）纈氨酸Val（%）總能量（MJ/kg）（1）通過(guò)大豆餅和青霉素菌渣常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的對(duì)比可知青霉素菌渣的DM，CP，NFE，Ash，Ca，，，；青霉素菌渣的EE和CF分別占大豆餅的49%和71%，但均滿(mǎn)足GB/T59152008仔豬、生長(zhǎng)肥育豬配合飼料和GB/T59162008肉用仔雞配合飼料的標(biāo)準(zhǔn)。因此青霉素菌渣常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分滿(mǎn)足飼料的營(yíng)養(yǎng)要求。（2）通過(guò)大豆餅和青霉素菌渣氨基酸含量的對(duì)比可知，青霉素菌渣的He，Leu，Thr，，；青霉素菌渣中Cys含量與大豆餅相同；而青霉素菌渣中Arg，His，Lys，Met，Phe，Tyr，Trp的含量分別占大豆餅中相應(yīng)氨基酸含量的79%，76%，76%，93%，92%，84%，78%。因此，青霉素菌渣的氨基酸含量接近大豆餅，滿(mǎn)足飼料的氨基酸要求。（3）青霉素菌渣總能量占大豆餅的87%綜上可知，青霉素菌渣可滿(mǎn)足飼料營(yíng)養(yǎng)成分需求。 代謝利用分析飼料在動(dòng)物體內(nèi)的代謝利用能力也是考察飼料可行性的重要指標(biāo)。通過(guò)將青霉素菌渣和大豆餅中可真利用氨基酸含量的比較對(duì)青霉素菌體蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行分析，具體見(jiàn)表23。表23 青霉素菌渣和大豆餅真可利用氨基酸的對(duì)比種類(lèi)大豆餅真可利用氨基酸（%）青霉素真可利用氨基酸（%）ThrValMetLysHisArg由上表可知青霉素菌渣中Thr、Val、Met含量高于大豆餅，而Lys、His、Arg含量也與大豆餅相近。[31]，由此可知就代謝利用能力而言，青霉素菌渣優(yōu)于大豆餅。綜上，通過(guò)青霉素菌渣與大豆餅常規(guī)營(yíng)養(yǎng)元素、氨基酸、總能量以及代謝能力的對(duì)比可知，青霉素菌渣從衛(wèi)生安全，營(yíng)養(yǎng)含量以及代謝能力角度均滿(mǎn)足飼料標(biāo)準(zhǔn)，若青霉素菌渣及其降解產(chǎn)物對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍內(nèi)，其經(jīng)過(guò)處理后將成為一種優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物飼料或飼料添加劑。 青霉素菌渣飼料化的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)本文在對(duì)青霉素菌渣飼料化進(jìn)行人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)主要通過(guò)對(duì)青霉素菌渣飼料化過(guò)程進(jìn)行危害識(shí)別，結(jié)合青霉素毒理性實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行劑量反應(yīng)評(píng)估，然后對(duì)經(jīng)口攝入、皮膚接觸（土壤）、吸入土壤顆粒物等暴露途徑中涉及的人體暴露量進(jìn)行計(jì)算，最后利用風(fēng)險(xiǎn)表征公式定量表征出青霉素菌渣飼料化的人體健康風(fēng)險(xiǎn)。 危害識(shí)別危害識(shí)別主要是確定對(duì)人群產(chǎn)生有害效應(yīng)的環(huán)境因素并估計(jì)其強(qiáng)度。本文通過(guò)對(duì)青霉素菌渣飼料化過(guò)程中青霉素的含量、降解產(chǎn)物的特性、相關(guān)的毒理學(xué)數(shù)據(jù)的分析并結(jié)合抗生素菌渣風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別體系[27]對(duì)青霉素菌渣飼料化過(guò)程進(jìn)行危害識(shí)別，結(jié)果表明青霉素菌渣飼料化的風(fēng)險(xiǎn)因子是青霉素及其降解產(chǎn)物。 青霉素的毒性對(duì)于青霉素毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，目前已有應(yīng)用大鼠、小鼠、紅劍魚(yú)、孔雀魚(yú)、食蚊魚(yú)等作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象的青霉素急性毒性研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表24所示。表24 青霉素的毒性數(shù)據(jù)[32][43]毒性試驗(yàn)類(lèi)型對(duì)象試驗(yàn)方法毒性表征青霉素毒性試驗(yàn)大鼠口服LD50：1040 mg/kg灌胃NOAEL：2400 mg/kg腹腔內(nèi)注射LD50：1750 mg/kg腹腔內(nèi)注射LD50：1520 mg/kg小鼠腹腔內(nèi)注射LD50：1000 mg/kg腹腔內(nèi)注射LD50：1351 mg/kg藻類(lèi)喂食法EC50： mg/L藍(lán)綠藻細(xì)菌喂食法EC50100 mg/L紅劍魚(yú)藥浴LC50： mg/L孔雀魚(yú)藥浴LC50： mg/L食蚊魚(yú)藥浴LC50： mg/L紅劍魚(yú)藥浴LC50： mg/L孔雀魚(yú)藥浴LC50： mg/L青霉素和土霉素混合溶液毒性試驗(yàn)斑馬魚(yú)靜態(tài)換水LC50：%錦鯉魚(yú)靜態(tài)換水LC50：% 青霉素對(duì)人體的毒性青霉素通過(guò)抑制粘肽的合成破壞細(xì)菌細(xì)胞壁的完整性，從而使細(xì)菌受胞內(nèi)外滲透壓差的影響，最終溶解、破裂。人和動(dòng)物的細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁，所以青霉素幾乎不會(huì)傷害人體細(xì)胞，但通過(guò)哺乳動(dòng)物實(shí)驗(yàn)可知，過(guò)量的青霉素?cái)z入對(duì)人體也會(huì)有一定的危害。青霉素性質(zhì)不穩(wěn)定，受溫度、pH等因素影響較大，易分解成青霉噻唑酸和青霉烯酸。青霉噻唑酸可進(jìn)一步形成青霉噻唑酸聚合物，該物質(zhì)可與蛋白質(zhì)或多肽結(jié)合形成致敏性物質(zhì)；青霉烯酸可與半胱氨酸結(jié)合，形成遲發(fā)性的致敏源——青霉烯酸蛋白，從而導(dǎo)致過(guò)敏反應(yīng)[44]。青霉烯酸和青霉噻唑酸均無(wú)抗菌活性，對(duì)人無(wú)害。因此青霉素對(duì)人體的影響應(yīng)從青霉素過(guò)量攝入對(duì)人體的危害及青霉素降解產(chǎn)物的致敏作用兩方面考慮。 青霉素菌渣中青霉素含量分析對(duì)華北制藥廠(chǎng)的青霉素菌渣進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明每千克菌渣中殘留青霉素2000mg。 劑量反應(yīng)評(píng)估青霉素及其降解產(chǎn)物無(wú)致癌性，為有閾化合物，參考劑量按式計(jì)算[45]。 式中 NOAEL——最大無(wú)作用劑量（mg/kgd）；UF——安全系數(shù)，UF=F1F2F3F4，其中，F(xiàn)1為種間不確定性系數(shù)，取值范圍1~10；F2為種內(nèi)不確定性系數(shù)，取值范圍1~10；F3為毒性性質(zhì)不確定性系數(shù)，取值范圍1~100；MF——資料庫(kù)完整性的不確定系數(shù)，取值范圍1~10。由表24可知，青霉素最大無(wú)作用劑量為2400mg/kgd，F(xiàn)F2均取值為10，F(xiàn)3取值100，UF=1010100=104，MF=10，則RfD為24μg/kgd。FAO/~d。我國(guó)《動(dòng)物性食品中獸藥最高殘留限量》中規(guī)定的青霉素ADI為030μg/kgd，計(jì)算出的參考劑量RfD在該范圍內(nèi)。 暴露評(píng)價(jià)暴露評(píng)價(jià)是通過(guò)對(duì)危害因子的強(qiáng)度、暴露持續(xù)時(shí)間、暴露途徑、暴露人群的特征等信息進(jìn)行測(cè)定、估算或預(yù)測(cè)的過(guò)程。估計(jì)出人體在各暴露因子下的暴露濃度或暴露劑量，以終生累計(jì)暴露量來(lái)表示。 暴露途徑物質(zhì)可以通過(guò)呼吸系統(tǒng)，消化系統(tǒng)和皮膚這三種途徑進(jìn)入人體[46]，在估計(jì)某物質(zhì)通過(guò)以上三種途徑被人體吸收的劑量時(shí)，需要借助以下參數(shù)：空氣中污染物的濃度，每天攝入污染物的數(shù)量，與污染物相接觸的皮膚面積。圖21為青霉素菌渣飼料化過(guò)程的人體的暴露途徑。根據(jù)青霉素菌渣飼料化過(guò)程的人體暴露途徑，在進(jìn)行暴露評(píng)價(jià)時(shí)重點(diǎn)以攝食、直接接觸和吸入途徑的人體暴露量為評(píng)價(jià)依據(jù)。圖21青霉素菌渣飼料化的人體暴露途徑 暴露量的計(jì)算方法（1）攝食途徑青霉素菌渣飼料化后，經(jīng)攝食進(jìn)入人體的途徑有飲食攝入、土壤無(wú)意攝入和飲水?dāng)z入。1）飲食攝入途徑由飲食攝入進(jìn)入人體的青霉素日暴露量為： 式中 ADD1——青霉素菌渣飼料化后，每日由飲食攝入的人體青霉素暴露量（mg/kgd）；Ci——第i種食品中殘留的青霉素的濃度（mg/g）；IRi——第i種食品的日均攝入量（g/d）；EF——人體暴露頻率（d/a）；ED——人體暴露持續(xù)時(shí)間（a）；BW——評(píng)價(jià)對(duì)象的平均體重（kg）；AT——人體平均暴露時(shí)間（d）。2）土壤經(jīng)口無(wú)意攝入途徑由土壤經(jīng)口無(wú)意攝入的人體青霉素日暴露量為： 式中 ADD2——青霉素菌渣飼料化后，每日由土壤經(jīng)口無(wú)意攝入的人體青霉素暴露量（mg/kgd）；Csoil——青霉素在土壤中的殘留濃度（mg/kg）；SDR——土壤日均攝入量（g/d）；3）飲水?dāng)z入途徑由飲水?dāng)z入的人體青霉素日暴露量為： 式中 ADD3——青霉素菌渣飼料化后，每日由飲水?dāng)z入的人體青霉素暴露量（mg/kgd）；Cwater——青霉素在飲用水中的殘留濃度（mg/L）；IR——人體日均飲水量（L/d）；（2）皮膚直接接觸途徑污染物可通過(guò)土壤與皮膚接觸、水體與皮膚以及空氣與皮膚直接接觸進(jìn)入人體。但對(duì)于青霉素菌渣而言，直接接觸途徑主要是通過(guò)土壤與皮膚接觸進(jìn)入人體。雖然青霉素也可通過(guò)水體和空氣接觸人體，但考慮到青霉素在水體中極其不穩(wěn)定，降解時(shí)間遠(yuǎn)小于擴(kuò)散至皮膚內(nèi)部的時(shí)間，而且青霉素?fù)]發(fā)性很差，因此通過(guò)水體和空氣與皮膚接觸從而進(jìn)入人體內(nèi)途徑可忽略。通過(guò)土壤直接接觸進(jìn)入人體的青霉素日暴露量為： 式中 ADD4——青霉素菌渣飼料化后，每日由土壤與皮膚接觸進(jìn)入人體的青霉素暴露量（mg/kgd）；Csoil——青霉素在土壤中的殘留濃度（mg/kg）；SA——皮膚暴露面積（cm2）；AF——土壤皮膚粘度系數(shù)（mg/cm2）；Ev——皮膚與土壤每日直接接觸頻率（次/d）；η——直接接觸過(guò)程中，皮膚的吸收效率因子（無(wú)量綱）；（3）吸入途徑由吸入土壤顆粒物途徑進(jìn)入人體的青霉素日暴露量為： 式中 ADD5——每日由吸入途徑進(jìn)入人體的青霉素暴露量（mg/kgd）；TSP——總懸浮顆粒物的濃度（mg/m3）；RV——人體每日呼吸所需的空氣量（m3/d）；r——滯留在人體內(nèi)的土壤顆粒物的比例（無(wú)量綱）；bo——吸入的土壤顆粒物在室外空氣中所占的比例（無(wú)量綱）；bi——吸入的土壤顆粒物在室內(nèi)空氣中所占的比例（無(wú)量綱）；EFO——人體室外暴露頻率（d/a）；EFI——人體室內(nèi)暴露頻率（d/a）；綜上，青霉素菌渣飼料化的總暴露劑量見(jiàn)式： 式中 ADD——人體青霉素日攝入總劑量（mg/kgd）。 青霉素暴露量的計(jì)算（1）青霉素食品中的殘留量人體每天攝入的食品主要為農(nóng)作物、蛋、奶、肉、脂肪和水產(chǎn)品等。在青霉素菌渣飼料化過(guò)程中，考慮到食物鏈的傳遞作用，青霉素菌渣作為飼料添加劑僅添加在食肉性畜禽的飼料中，如肉雞、肉豬，則可認(rèn)為農(nóng)作物、肉、脂肪的青霉素殘留量均來(lái)自青霉素菌渣飼料化過(guò)程；對(duì)于青霉素在蛋、奶和水產(chǎn)品中的殘留則認(rèn)為其他原因造成的。若青霉素殘留量的計(jì)算結(jié)果高于《動(dòng)物性食品中獸藥最高殘留限量》中的規(guī)定，則以表25中的規(guī)定的限值進(jìn)行計(jì)算。表25 《動(dòng)物性食品中獸藥最高殘留限量》中青霉素的殘留限值動(dòng)物性食品最高殘留量（μg/kg體重d）肌肉50肝50腎50脂肪50奶4青霉素菌渣在畜禽飼料中添加比例的不同會(huì)導(dǎo)致人體的青霉素暴露量有所差異。若添加量超過(guò)一定限值，則會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不利影響。石家莊市飼料研究所研究表明，當(dāng)青霉素菌渣添加量不超過(guò)10%時(shí)，對(duì)豬的日增重及豬體健康均無(wú)影響。因此，本論文在暴露量計(jì)算時(shí)以10%為添加上限，分別考慮菌渣在1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%添加量時(shí)人體的最終暴露劑量。對(duì)國(guó)內(nèi)抗生素生產(chǎn)廠(chǎng)家的調(diào)研結(jié)果表明，抗生素菌渣處置率超過(guò)80%時(shí)，其處置成本將超出企業(yè)承受范圍。因此，本課題以青霉素菌渣添加量為1%~10%，菌渣處置前和處置80%后的人體健康風(fēng)險(xiǎn)為切入點(diǎn)，進(jìn)行青霉素菌渣飼料化的風(fēng)險(xiǎn)研究。1）肉類(lèi)中青霉素殘留量青霉素菌渣飼料化過(guò)程中，青霉素在肉類(lèi)中的殘留量以雞肉和豬肉為例進(jìn)行計(jì)算，取二者計(jì)算結(jié)果中最大的殘留量為后續(xù)模型計(jì)算的基準(zhǔn)。?雞肉中青霉素殘留量當(dāng)雞飼料中青霉素菌渣添加比例為f時(shí)，每千克雞肉青霉素殘留量見(jiàn)式。 式中 PDE1——每千克雞肉中的青霉素殘留量（mg/kg）；——國(guó)內(nèi)禽肉的料肉比，；f——雞飼料中青霉素菌渣的添加比例；2000——菌渣中青霉素的含量（mg/kg）；劉吉強(qiáng)等人[47]研究表明，青霉素類(lèi)藥物經(jīng)動(dòng)物口服后，僅有40%~50%留在體內(nèi)，余下的50%~60%無(wú)法在動(dòng)物體內(nèi)吸收，最終通過(guò)糞尿排出體外；Hailing[48]提出對(duì)于水溶性較強(qiáng)的抗生素，僅有約25%的藥量殘留在體內(nèi)，其余經(jīng)糞便排出體外。研究表明羥氨芐青霉素內(nèi)服后74%~92%被吸收，%被吸收[49]。出于安全考慮，本研究取動(dòng)物體內(nèi)殘留率最高值作為后續(xù)研究基礎(chǔ)，即雞肉、豬肉內(nèi)殘留的青霉素為50%，雞肉中青霉素殘留量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表26。表26 雞肉中青霉素殘留量（mg/kg）菌渣添加比例雞肉中青霉素殘留量（未處置）雞肉中青霉素殘留量（處置80%）1%272%543%814%1085%135276%1627%1898%2169%24310%27054②豬肉中青霉素殘留量當(dāng)豬飼料中青霉素菌渣添加比例為f時(shí)，每千克豬肉中的青霉素殘留量見(jiàn)式。 式中 PDE2——每千克豬肉中的青霉素殘留量（mg/kg）；——國(guó)內(nèi)豬肉的料肉比，；f——豬飼料中青霉素菌渣的添加比例；2000——青霉素菌渣中青霉素的含量（mg/kg）；50%——豬肉中青霉素的殘留率。表27為豬飼料中添加不同比例的青霉素菌渣時(shí)，豬肉中的青霉素殘留量。通過(guò)表26和表27可知，雞肉中青霉素的殘留量低于豬肉中青霉素的殘留量，但均高于《動(dòng)物性食品中獸藥最高殘留限量》中的規(guī)定，故在青霉素在肉類(lèi)中的殘留量以《動(dòng)