【文章內(nèi)容簡介】 （EE），鈣（Ca），總磷（P）。氨基酸包括亮氨酸（Leu），精氨酸（Arg），賴氨酸（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）。本文通過將青霉素菌渣中常規(guī)營養(yǎng)成分、氨基酸含量與大豆餅對比，對其進行營養(yǎng)成分分析。表22 青霉素菌渣與大豆餅常規(guī)營養(yǎng)成分及氨基酸含量對比[28],[30]營養(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）通過大豆餅和青霉素菌渣常規(guī)營養(yǎng)成分的對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%，但均滿足GB/T59152008仔豬、生長肥育豬配合飼料和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)營養(yǎng)成分滿足飼料的營養(yǎng)要求。（2）通過大豆餅和青霉素菌渣氨基酸含量的對比可知，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，青霉素菌渣可滿足飼料營養(yǎng)成分需求。 代謝利用分析飼料在動物體內(nèi)的代謝利用能力也是考察飼料可行性的重要指標(biāo)。通過將青霉素菌渣和大豆餅中可真利用氨基酸含量的比較對青霉素菌體蛋白的營養(yǎng)價值進行分析，具體見表23。表23 青霉素菌渣和大豆餅真可利用氨基酸的對比種類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，通過青霉素菌渣與大豆餅常規(guī)營養(yǎng)元素、氨基酸、總能量以及代謝能力的對比可知，青霉素菌渣從衛(wèi)生安全，營養(yǎng)含量以及代謝能力角度均滿足飼料標(biāo)準(zhǔn)，若青霉素菌渣及其降解產(chǎn)物對人體健康的風(fēng)險在可接受范圍內(nèi)，其經(jīng)過處理后將成為一種優(yōu)質(zhì)的動物飼料或飼料添加劑。 青霉素菌渣飼料化的人體健康風(fēng)險評價本文在對青霉素菌渣飼料化進行人體健康風(fēng)險評價時主要通過對青霉素菌渣飼料化過程進行危害識別，結(jié)合青霉素毒理性實驗成果進行劑量反應(yīng)評估，然后對經(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行計算，最后利用風(fēng)險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。 危害識別危害識別主要是確定對人群產(chǎn)生有害效應(yīng)的環(huán)境因素并估計其強度。本文通過對青霉素菌渣飼料化過程中青霉素的含量、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)險識別體系[27]對青霉素菌渣飼料化過程進行危害識別，結(jié)果表明青霉素菌渣飼料化的風(fēng)險因子是青霉素及其降解產(chǎn)物。 青霉素的毒性對于青霉素毒理學(xué)實驗，目前已有應(yīng)用大鼠、小鼠、紅劍魚、孔雀魚、食蚊魚等作為實驗對象的青霉素急性毒性研究，實驗結(jié)果如表24所示。表24 青霉素的毒性數(shù)據(jù)[32][43]毒性試驗類型對象試驗方法毒性表征青霉素毒性試驗大鼠口服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藻類喂食法EC50： mg/L藍綠藻細菌喂食法EC50100 mg/L紅劍魚藥浴LC50： mg/L孔雀魚藥浴LC50： mg/L食蚊魚藥浴LC50： mg/L紅劍魚藥浴LC50： mg/L孔雀魚藥浴LC50： mg/L青霉素和土霉素混合溶液毒性試驗斑馬魚靜態(tài)換水LC50：%錦鯉魚靜態(tài)換水LC50：% 青霉素對人體的毒性青霉素通過抑制粘肽的合成破壞細菌細胞壁的完整性，從而使細菌受胞內(nèi)外滲透壓差的影響，最終溶解、破裂。人和動物的細胞沒有細胞壁，所以青霉素幾乎不會傷害人體細胞，但通過哺乳動物實驗可知，過量的青霉素攝入對人體也會有一定的危害。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)致過敏反應(yīng)[44]。青霉烯酸和青霉噻唑酸均無抗菌活性，對人無害。因此青霉素對人體的影響應(yīng)從青霉素過量攝入對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華北制藥廠的青霉素菌渣進行檢測，檢測結(jié)果表明每千克菌渣中殘留青霉素2000mg。 劑量反應(yīng)評估青霉素及其降解產(chǎn)物無致癌性，為有閾化合物，參考劑量按式計算[45]。 式中 NOAEL——最大無作用劑量（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《動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，計算出的參考劑量RfD在該范圍內(nèi)。 暴露評價暴露評價是通過對危害因子的強度、暴露持續(xù)時間、暴露途徑、暴露人群的特征等信息進行測定、估算或預(yù)測的過程。估計出人體在各暴露因子下的暴露濃度或暴露劑量，以終生累計暴露量來表示。 暴露途徑物質(zhì)可以通過呼吸系統(tǒng)，消化系統(tǒng)和皮膚這三種途徑進入人體[46]，在估計某物質(zhì)通過以上三種途徑被人體吸收的劑量時，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程的人體的暴露途徑。根據(jù)青霉素菌渣飼料化過程的人體暴露途徑，在進行暴露評價時重點以攝食、直接接觸和吸入途徑的人體暴露量為評價依據(jù)。圖21青霉素菌渣飼料化的人體暴露途徑 暴露量的計算方法（1）攝食途徑青霉素菌渣飼料化后，經(jīng)攝食進入人體的途徑有飲食攝入、土壤無意攝入和飲水?dāng)z入。1）飲食攝入途徑由飲食攝入進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)時間（a）；BW——評價對象的平均體重（kg）；AT——人體平均暴露時間（d）。2）土壤經(jīng)口無意攝入途徑由土壤經(jīng)口無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土壤與皮膚接觸、水體與皮膚以及空氣與皮膚直接接觸進入人體。但對于青霉素菌渣而言，直接接觸途徑主要是通過土壤與皮膚接觸進入人體。雖然青霉素也可通過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，降解時間遠小于擴散至皮膚內(nèi)部的時間，而且青霉素揮發(fā)性很差，因此通過水體和空氣與皮膚接觸從而進入人體內(nèi)途徑可忽略。通過土壤直接接觸進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——直接接觸過程中，皮膚的吸收效率因子（無量綱）；（3）吸入途徑由吸入土壤顆粒物途徑進入人體的青霉素日暴露量為： 式中 ADD5——每日由吸入途徑進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（無量綱）；bo——吸入的土壤顆粒物在室外空氣中所占的比例（無量綱）；bi——吸入的土壤顆粒物在室內(nèi)空氣中所占的比例（無量綱）；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，則可認為農(nóng)作物、肉、脂肪的青霉素殘留量均來自青霉素菌渣飼料化過程；對于青霉素在蛋、奶和水產(chǎn)品中的殘留則認為其他原因造成的。若青霉素殘留量的計算結(jié)果高于《動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)定的限值進行計算。表25 《動物性食品中獸藥最高殘留限量》中青霉素的殘留限值動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導(dǎo)致人體的青霉素暴露量有所差異。若添加量超過一定限值，則會對人體產(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10%時，對豬的日增重及豬體健康均無影響。因此，本論文在暴露量計算時以10%為添加上限，分別考慮菌渣在1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%添加量時人體的最終暴露劑量。對國內(nèi)抗生素生產(chǎn)廠家的調(diào)研結(jié)果表明，抗生素菌渣處置率超過80%時，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)險為切入點，進行青霉素菌渣飼料化的風(fēng)險研究。1）肉類中青霉素殘留量青霉素菌渣飼料化過程中，青霉素在肉類中的殘留量以雞肉和豬肉為例進行計算，取二者計算結(jié)果中最大的殘留量為后續(xù)模型計算的基準(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，每千克雞肉青霉素殘留量見式。 式中 PDE1——每千克雞肉中的青霉素殘留量（mg/kg）；——國內(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）；劉吉強等人[47]研究表明，青霉素類藥物經(jīng)動物口服后，僅有40%~50%留在體內(nèi)，余下的50%~60%無法在動物體內(nèi)吸收，最終通過糞尿排出體外；Hailing[48]提出對于水溶性較強的抗生素，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算結(jié)果見表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，每千克豬肉中的青霉素殘留量見式。 式中 PDE2——每千克豬肉中的青霉素殘留量（mg/kg）；——國內(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，豬肉中的青霉素殘留量。通過表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，故在青霉素在肉類中的殘留量以《動