徐露露,杨秋红,艾晓辉,3*

(1.华中农业大学水产学院,湖北 武汉 430070;2.中国水产科学研究院长江水产研究所,湖北 武汉 430223;3.中国水产科学研究院,农业部水产品质量安全控制重点实验室,北京100141)

克氏原螯虾(Procambarusclarkii)是一种大型底栖甲壳类动物,具有昼伏夜出的习性。最初发现于墨西哥,通过生物入侵的方式遍布整个欧洲国家。1929年,其由日本引入中国南京,并迅速在全国各地广泛分布。克氏原螯虾味道鲜美可口、肉质细嫩,还是一种高蛋白、低脂肪的食品,其加工品在国内外一直备受欢迎,近年来已成为中国重要的经济养殖品种[1]。随着中国克氏原螯虾需求量的不断增加,克氏原螯虾养殖产业也得到了迅速发展。然而,由于环境恶化、养殖模式和技术差异等因素,导致克氏原螯虾的质量和品质参差不齐,不可避免地引起了消费者对食用克氏原螯虾的质量安全的担忧。

本研究通过对国内外相关文献进行综述,从生物危害、化学危害和物理危害3个方面分析了影响克氏原螯虾质量安全的危害物,并评价了克氏原螯虾的食用健康风险,为保障克氏原螯虾产业的健康可持续发展提供有力支撑。

1 克氏原螯虾发展现状

根据《中国小龙虾产业发展报告(2022)》[2],2021年克氏原螯虾在中国的养殖面积高达173万hm2,产量为263.36万t,经济总产值为4 221.95亿元(不包括港澳台地区),相比2020年都有所增长,其第一、二、三产业的产值比约为2∶1∶7。2021年克氏原螯虾产量占全国淡水总产量的8.27%,高居中国淡水养殖品种的第6位。2021年,中国养殖克氏原螯虾的省份有23个,养殖面积同比增长19.01%。其中,湖北、安徽、湖南、江苏、江西5大省份养殖面积和养殖产量依旧占据绝对主导地位,养殖产量占全国总产量的91.55%。克氏原螯虾的养殖方式包括精养、种养、混养、轮养等模式[2]。其中,稻虾综合种养是最主要的克氏原螯虾养殖方式,占克氏原螯虾总养殖面积的80.77%,占克氏原螯虾总养殖产量83.54%,同2020年相比分别增长10.99%和6.68%。

市售的克氏原螯虾主要是来自稻虾综合种养和池塘养殖,易受环境中渔药、农药等化学污染物的影响,因此克氏原螯虾的质量安全问题一直备受消费者关注。为了保证克氏原螯虾的食用安全,中国每年都开展克氏原螯虾的质量安全监督检查。

2 影响克氏原螯虾质量安全的因素

2.1 生物危害

克氏原螯虾的生物危害主要包括寄生虫(包括虫卵)和微生物。现今对于水产品中寄生虫的检测最常使用的是镜检法和光谱法。微生物的检测主要有生化培养法[3]、免疫学方法[4]和核酸检测法[5-6],近年应用广泛的是核酸检测法中的环介导等温扩增(LAMP)技术。

2.1.1 寄生虫

中国制定的小龙虾寄生虫指标及检测方法如表1所示。克氏原螯虾是纤毛虫[7]、吸虫[8]等寄生虫的中间寄主。无论是苗种还是成虾都易被寄生虫附着在鳃和外壳上,会对克氏原螯虾呼吸、摄食以及蜕壳等生理过程产生严重的影响。其中钟形虫、聚缩虫、累枝虫等纤毛虫是导致克氏原螯虾患病最常见的寄生虫[9-10]。肺吸虫是一种人畜共患寄生虫,会寄生在人体的肺、大脑等部位,对人类的健康造成极大的危害。已有学者发现淡水蟹中存在肺吸虫[11-13],但未有真实案例表明克氏原螯虾中存在肺吸虫。现行的GB 10136—2015《食品安全国家标准 动物性水产制品》[14]中,对水产制品中的吸虫囊蚴、线虫幼虫和绦虫裂头蚴等寄生虫使用的检验方法为肉眼检查和显微镜检查,但是克氏原螯虾中的寄生虫很难被完全分辨出来[15]。年睿等[16]建立了一种紫外荧光成像方法检测水产品寄生虫,该方法算法简单、效率高、准确性好,适用于大规模水产品检测的需求。金璇等[17]使用镜检法均未在野生和养殖克氏原螯虾中检测出寄生虫。郭艳丽等[18]在克氏原螯虾中没有发现肺吸虫囊蚴。2015—2019年期间上海市售的淡水虾(河虾和克氏原螯虾)中也未检测到并殖吸虫囊蚴[19]。从上述结果可以看出,小龙虾的寄生虫均未检出,符合中国制定的标准。寄生虫通常都不耐高温,高温烹煮可完全杀死[20]。为了保证克氏原螯虾的食用安全性,建议食用前进行高温烹煮,并且烹煮时间保持10 min以上。

表1 克氏原螯虾寄生虫指标及检测方法Tab.1 The parasite indexes and detection methods of Procambarus clarkii

2.1.2 微生物

克氏原螯虾的微生物指标主要是细菌总数和大肠菌群,另外还要严格控制沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、李斯特氏菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、溶藻弧菌和创伤弧菌等7种人畜共患病原菌的污染。国内外制定的克氏原螯虾及制品中微生物指标如表2所示[14,21-23]。副溶血弧菌广泛分布于海水和海产品中,但近年来已经有学者在淡水养殖的克氏原螯虾中分离到该菌[24-27],感染副溶血弧菌会导致健康的克氏原螯虾患病并死亡。李智[28]发现湖北市售的60份螯虾鳃、后肠、头胸部等器官均存在副溶血弧菌,但在肌肉中没有发现,因此食用肌肉安全性较高。张毅等[29]使用环介导等温扩增技术(PMA-LAMP)对克氏原螯虾样品中沙门氏菌快速检测,发现PMA-LAMP检出限为2×10 CFU/mL,比PCR法和GB/T 4789.4—2008两种方法灵敏度高100倍,对湖北省市售的克氏原螯虾样品中沙门氏菌进行检测,3种方法的检出率分别为10.0%、6.7%和6.7%。Palillo等[30]检测了美国养殖克氏原螯虾中的人畜共患细菌,结果发现克氏原螯虾活体样品体表中100%存在弧菌,5%存在大肠杆菌,而金黄色葡萄球菌和沙门氏菌未检出;煮熟(未调味和调味)的克氏原螯虾虾尾中的弧菌数量显著降低,并且均未检测出大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌。Chen等[31]发现活的克氏原螯虾无论活力如何,食用都是安全的;但是腐败菌和致病菌会在死亡的克氏原螯虾中快速繁殖,导致食用死亡的克氏原螯虾制作的产品会有较高的潜在健康风险。因此,使用鲜活的克氏原螯虾制作相关食品,可以显著降低膳食风险。

表2 部分国家规定的食品中微生物指标Tab.2 The microorganism indexes of foodstuffs in some countries

2.2 化学危害

克氏原螯虾的化学危害主要有重金属污染、农药和渔药残留、加工中过量使用食品添加剂和食品生产配剂等。克氏原螯虾中重金属的检测方法有电感耦合等离子体质谱法[32]和光谱法[33-34],农药、渔药等危害物残留检测方法最常使用的有免疫学[35-36]和色谱学[37-39]方法等。

2.2.1 重金属污染

克氏原螯虾对重金属有较强的富集特性且耐受性极强,因此克氏原螯虾重金属残留一直是消费者关注的问题[40]。中国制定的克氏原螯虾重金属残留限量及检测方法如表3所示[41-48]。大量实验结果表明,克氏原螯虾头部的重金属浓度明显高于肌肉[49],并且肌肉中的重金属含量大多都低于GB 2762—2022《食品安全国家标准 食品中污染物限量》[50-53],因此食用克氏原螯虾没有显著的潜在致癌风险[54-55]。不同重金属在克氏原螯虾组织中富集有选择差异性,如铅和铜在克氏原螯虾中富集量最高的组织是鳃丝,镉和砷在肝胰腺含量最高,汞则是在肌肉中最高[56]。覃东立等[57]检测湖北、湖南和安徽3个省份中稻田养殖的克氏原螯虾肌肉样品中甲基汞的含量,发现甲基汞的检出率高达93.7%,含量在0～0.313 mg/kg,均未超出国家标准限量值(0.5 mg/kg),并且单因子污染指数(Pi)、每周可耐受摄入量(EWI)和目标危害商值(THQ)都表明食用这些地区稻田养殖克氏原螯虾的健康风险较低。张文等[58]检测了江苏地区705份克氏原螯虾样品中镉的含量,结果显示克氏原螯虾样品中镉的平均含量为0.068 mg/kg,其中0.28%的样品中镉含量为1.80 mg/kg和2.23 mg/kg,超过国家规定限定值(0.50 mg/kg),点评估和概率评估2种方法对克氏原螯虾中镉的膳食暴露进行评估,结果表明长期食用克氏原螯虾摄入的镉不会增加总膳食中的摄入量,因此食用克氏原螯虾的健康风险很低。李思佳等[59]检测了上海市售的克氏原螯虾中汞和砷的含量发现,克氏原螯虾样品中汞和砷的检出率虽然是100%,但是平均含量分别为57.6 μg/kg和117.0 μg/kg,均低于国家标准限量(汞和砷均为500.0 μg/kg),污染水平较低。Mo等[60]研究发现,在稻虾综合种养模式中砷、铅和铬3种重金属在克氏原螯虾中的富集量和养殖环境中的残留量都低于集约化养殖,而镉的结果相反,因此可知,稻虾综合种养可以减少重金属在克氏原螯虾和环境中的残留量。Li等[61]研究发现,即食克氏原螯虾产品中的重金属明显高于家庭烹煮,并建议儿童(16 kg)和成人(70 kg)克氏原螯虾肌肉(煮熟的)的每日摄入量为58 g/d和257 g/d。根据克氏原螯虾的出肉率(20%左右),建议儿童和成年人克氏原螯虾每日食用量分别不要超过0.29 kg和1.29 kg。从上述结果可以得到,克氏原螯虾中的重金属含量大多符合中国制定的残留限量,虽然极少数克氏原螯虾重金属含量超标,但是膳食风险表明其对人体健康造成危害的可能性不大。肝胰腺中的重金属含量较高,但是克氏原螯虾的肝胰腺仅占体重的5%左右,正常食用克氏原螯虾摄入的肝胰腺量较少,因此按照推荐量食用克氏原螯虾的肝胰腺和肌肉的健康风险较低。

表3 克氏原螯虾的重金属残留限量及检测方法Tab.3 Residue limits and detection methods of heavy metals in Procambarus clarkii

2.2.2 农药残留

克氏原螯虾中的农药一方面是来自稻虾综合种养中对水稻施用和稻田中残留的农药,另一方面则是来源于地表径流和大气沉降进入水环境的各类农药。农药会导致克氏原螯虾的生长、繁殖、氧化应激、免疫、基因等方面具有毒性作用[62-65],且杀虫剂、除草剂等对克氏原螯虾毒性较高[66-68],可导致克氏原螯虾中毒死亡。中国制定的克氏原螯虾中农药残留限量及检测标准如表4所示[69-77]。然而合理的使用农药不会造成克氏原螯虾农药残留超标[78-80],如Song等[81]使用HPLC-MS/MS同时测定了克氏原螯虾中60种农药的残留,抽检了中国市场上的克氏原螯虾样品,并未检测到农药残留。Peng等[82]使用改良的QuEChERS法和超高效液相色谱-串联质谱同时测定克氏原螯虾中26种三嗪类除草剂,对湖南省和湖北省两地72份克氏原螯虾样品进行分析,结果发现有7个样品中检测到扑草净,且最高残留浓度为33.6 μg/kg,1个样品中检测到浓度为0.8 μg/kg的西草净,均低于糙米中规定的最大残留限量(扑草净和西米净均为50 μg/kg)。杨秋红等[83-85]建立了高效液相色谱-三重四极杆质谱联用法分别测定克氏原螯虾样品中除草剂(二甲戊灵)、杀虫剂(吡虫啉)和杀菌剂(苯醚甲环唑和丙环唑)残留的分析方法,并随机抽检了在稻虾综合种养区中的克氏原螯虾样品,结果显示并未在克氏原螯虾中检测出吡虫啉(定量限为1.0 μg/kg),二甲戊灵(定量限为0.6 μg/kg)的检出率为13.3%,丙环唑的残留浓度在1.21～3.82 μg/kg,苯醚甲环唑的残留浓度在1.45～4.36 μg/kg之间,而二甲戊灵、苯醚甲环唑和丙环唑在糙米中的最高残留限量分别为100、100和500 μg/kg,均低于中国制定的最高残留限量标准。使用ADI和EDI进行食用健康风险评价,表明不构成健康风险。2021年国家水产品质量检验检测中心对江苏省克氏原螯虾等水产品进行了抽样检查,除了检测氯霉素等禁用药物和恩诺沙星等常规药物外,克氏原螯虾检测项目还增加了六六六、滴滴涕、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯、毒死蜱、敌敌畏等7项稻田常用农药。抽检实验结果表明,克氏原螯虾中这7种农药均未检出。对于在稻田中养殖的克氏原螯虾中农药残留,农业农村部渔业渔政管理局连续3年对全国稻田中克氏原螯虾进行抽样监测,发现毒死蜱、克百威等农药残留检测结果均小于仪器检测限。从抽检结果看,克氏原螯虾的产品合格率非常高,稻虾综合种养的克氏原螯虾的质量安全较有保障。整体而言,克氏原螯虾中的农药残留较少,食用安全性较高。

表4 克氏原螯虾的农药残留限量及检测标准Tab.4 Residue limits and detection methods of pesticides in Procambarus clarkii

2.2.3 渔药残留

渔药是兽药的一种,大多由人药、兽药和农药转移而来,只有少部分是水产专用药。渔药按照使用目的进行分类,一般可分为抗菌药物、水体消毒剂、抗寄生虫药物、抗真菌药物、抗病毒药物、环境改良剂、调节代谢及促进生长药物、生物制品和免疫激活剂、中草药和清塘类等10类[86]。为了保证动物食品安全,农业农村部第250号公告[70]制定了21种药物禁止在任何动物养殖中使用,但是屡禁不止,因此需要对克氏原螯虾等动物食品中的禁用药进行检测。中国制定的克氏原螯虾中渔药残留限量及检测标准如表5所示[69,70,72,87-95]。闻胜等[96]分析2013—2015年湖北省中河虾、基围虾和克氏原螯虾3种虾肉中的硝基呋喃类药物的残留情况,其中检出率最高的是日本沼虾(Macrobrachiumnipponense)61.54%,其次是基围虾6.78%,最低的是克氏原螯虾1.38%,膳食风险评估表明,食用克氏原螯虾对人类健康危害较小。涂凡等[97]在2017—2018年抽检了潜江地区637批克氏原螯虾,检测项目有硝基呋喃类、孔雀石绿、氯霉素和重金属等,合格率达100%。

表5 克氏原螯虾渔药残留限量及检测方法Tab.5 Residue limits and detection methods of aquaculture drugs in Procambarus clarkii

为了确保克氏原螯虾的质量安全,建立灵敏、高效的检测方法检测克氏原螯虾中的渔药残留是十分必要的。万承波等[98]建立了超高效液相色谱-串联质谱法同时测定克氏原螯虾中三苯甲烷染料(孔雀石绿、隐性孔雀石绿、结晶紫和隐性结晶紫)和氯霉素类(氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素)的7种化合物,三苯甲烷染料定量限为0.5 μg/kg,氯霉素定量限为0.1 μg/kg,甲砜霉素和氟甲砜霉素定量限为1.0 μg/kg,并且在抽检的克氏原螯虾中均未检出。Gao等[99]使用超高效液相色谱-串联质谱法建立了克氏原螯虾中马杜霉素的检测方法,检测限为6.0 μg/kg;该方法成功的分析了马杜霉素在克氏原螯虾体内的残留和消除特征,在消除期的72 h和96 h时,肌肉和肝胰腺中的含量低于检测限。在马杜霉素残留数据的基础上,根据国际食品法典委员会规定计算出马杜霉素在克氏原螯虾肌肉和肝胰腺中的最大残留限量(MRL),分别为200 μg/kg和600 μg/kg,马杜霉素在克氏原螯虾肝胰腺中的休药期为25.8度日。Liu等[100]同样发现恩诺沙星及其代谢物环丙沙星在克氏原螯虾肝胰腺中的休药期为51度日。有学者从江苏省各地方市场和超市采集了克氏原螯虾32份,使用液相色谱-串联质谱检测喹诺酮类药物的残留情况,发现喹诺酮类药物的检出率为9.38%,其中恩诺沙星的残留量在12.8～124.0 μg/kg,以鱼的靶组织(皮+肉)中恩诺沙星的最大残留量为100.0 μg/kg为依据,超标率达到3.13%[101]。渔药在克氏原螯虾的各个组织残留水平有差异,肝胰腺中的残留水平高于肌肉[100],并且虾壳中药物(如氨基脲等)的残留量比肝胰腺和肌肉组织高出数十倍[102]。因此建议养殖过程中遵循休药期的规定,食用克氏原螯虾前仔细清洗,以降低其膳食风险。

2.2.4 其他污染物

还有一些环境污染物也会对克氏原螯虾的质量安全造成影响,对人体的健康产生危害。Zhang等[103]调查了池塘养殖和稻虾综合种养2种模式下克氏原螯虾鳃、胃、肠和肌肉4种组织中微塑料的累积情况,结果发现,除肌肉外,其他组织均会富集微塑料,但是2种模式下克氏原螯虾样品中富集的微塑料含量没有显著差异,从食品质量安全方面来看,去除掉克氏原螯虾的鳃和消化组织会降低人类摄入微塑料的潜在风险。Chen等[104]对从长江中下游地区的养殖区和市场上采集的克氏原螯虾样品进行高氯酸盐含量的检测,结果显示,高氯酸盐含量最高的部位是虾壳,其次是肌肉,最低的是肝胰腺,并且肌肉中的高氯酸盐含量与整只克氏原螯虾的浓度一致;市售的克氏原螯虾中的高氯酸盐含量(4.90～16.73 μg/kg)低于养殖区克氏原螯虾(7.74～43.71 μg/kg),都超过欧盟最新制定的高氯酸盐在加工谷类食品中的最大残留限量0.01 mg/kg,但是根据蒙特卡洛模拟进行风险评估表明,食用克氏原螯虾不会对人体健康构成明显风险。一些微量元素是人体必需的,但是过多的摄入会对人体有害。Zhou等[105]实验发现,克氏原螯虾组织中的微量元素的浓度排列顺序为内脏(肝胰腺)>虾壳>肌肉,其中必需微量元素在肌肉中的浓度顺序为锌>铜>铁>锰>镍>铬;肌肉中必需微量元素的含量普遍高于有害微量元素,此外21种微量元素的目标危险商数(THQ)均小于1。黄晓丽等[106]的研究结果与Zhou相同。因此证明食用克氏原螯虾没有明显的健康风险。

2.3 物理危害

克氏原螯虾及加工食品中的物理危害主要来源于加工、运输、储藏和销售等过程。十三五期间,政府和企业对克氏原螯虾产业的养殖、市场流通、加工和餐饮等环节加大了质量监管力度。在市场流通方面,克氏原螯虾养殖大省均建立了集交易、流通、集散和仓储等功能于一体的综合交易市场,减少了运输过程对克氏原螯虾造成的伤害,保证流入市场中的克氏原螯虾的质量和品质。在加工和餐饮等环节,各企业应对克氏原螯虾的采购、清洗、加工等环节具有标准化的管理体系。克氏原螯虾的清洗可降低质量安全风险[107-108],现在的洗虾方式为超声波[109],相比用洗虾粉洗虾,超声波具有节省人力和时间、洗的更干净、质量更有保障等优势。李新等[110]发明了二次超声清洗克氏原螯虾的方法,不仅可以进一步提高清洁度,还可以保持克氏原螯虾的色泽品质。为了保证克氏原螯虾加工品的口感和质量安全,在熟制、冷冻等流程上也需要进行改进,现在使用的较多的冷冻方式是低温速冻(液氮速冻、液氮氟利昂速冻、不冻液的喷淋速冻)[111],但这些方法存在冷冻效果差和冷冻效率低的问题。因此李硕[112]提出新的负压水循环冷冻方法,可以有效改善克氏原螯虾的冷冻效率和冷冻质量。为了保证克氏原螯虾及加工品的质量安全,需建立标准化的流程和方法,并进行严格的监督管理。

3 结论与建议

近年来,为了保障克氏原螯虾产业的健康发展,国内外学者围绕克氏原螯虾的质量安全已经展开了一系列的研究,包括养殖环节的质量控制技术(如养殖环境、水质、饲料、苗种、用药等方面)、克氏原螯虾及环境中危害物质的检测技术、加工和流通过程中的保障技术等。根据国家市场监督管理总局发布的食品安全抽检结果显示,2022年抽检克氏原螯虾的合格率达到98.76%,不合格的原因是克氏原螯虾残留有呋喃西林代谢物、五氯酚酸钠、呋喃妥因代谢物、孔雀石绿等禁用药物[113]。由于克氏原螯虾的食用健康风险主要来源于残留的禁用药物,为保证克氏原螯虾的食用安全,应该严禁使用禁用药物。同时,中国河虾、罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)、草虾、白虾等4种淡水虾的质量抽检合格率分别为81.20%、88.82%、89.95%和99.84%。相较于其他淡水虾类,克氏原螯虾的食用安全性较高。

为了保证克氏原螯虾的食用安全,还需要加强以下几个方向研究：(1)制定农药、渔药等危害物在克氏原螯虾中的最大残留限量;(2)制定农药、渔药等危害物在克氏原螯虾中的休药期,建议以肝胰腺为靶组织制定休药期;(3)制定并完善克氏原螯虾危害物检测方法、生态养殖技术和加工流通等过程的行业标准。