果蔬農藥殘留快檢的方法與應用

□ 王金燦 珠海市食品藥品檢驗所

近年來，我國出現了果蔬農藥殘留超標的情況，解決農藥殘留過度問題非常重要。農藥殘留快速檢測技術在果蔬農藥殘留檢測中得到了廣泛應用，可以提升農藥殘留檢測效果，確保人民群眾的身體健康，增加農產品的出口，提升農民的收入。

1 農藥殘留檢測技術現狀

1.1 殘留檢測方面單一，檢測速度慢

我國早在2003年就頒布了有機磷農藥殘留測定的方式，水果和蔬菜中有多達450種農藥殘留檢測方法，我國主要結合氣相色譜法、質譜和液相色譜法進行檢測。我國出現農藥交叉使用的情況，導致在農藥檢測中存在局限性。

1.2 儀器方法不能及時更新

我國農藥檢測技術與國際水平有一定的差距，國際范圍內農藥殘留檢測一般是采用毛細管柱分離的方式，我國很多檢測中還是采用填充柱分離技術，這類技術的分離效果有待于提升，檢測不能達到要求。農藥檢測中，采用單純保留時間定性的方式，容易受到其他農藥的影響[1]。

1.3 樣品前處理技術落后

在樣品處理環節中，采用傳統的自裝層析柱的方式，或者采用液液分配凈化，會導致大量試劑的應用，樣品處理中成本非常高。

1.4 樣品技術規范和檢測體系不完善

我國在農藥殘留檢測環節中，檢測質量控制效果不好，不能保障檢測結果的精確性。我國農藥殘留檢測不能得到國際的肯定，我國的采樣技術規范和質量保障體系尚未建立，導致我國農產品的競爭力比較差。

2 果蔬農藥殘留快速檢測方法的應用

2.1 酶抑制法

酶抑制法是在20世紀60年代產生，在80年代得到了廣泛的應用，而且當時已經結合了農藥殘留快速檢測技術。借助有機磷和氨基甲酸酯類農藥的特異性，對昆蟲的中樞系統產生抑制作用，也對乙酰膽堿酯酶的活性產生干擾，對昆蟲的神經傳導功能產生中斷，將昆蟲殺滅。酶抑制劑是一種與酶結合并降低其活性的分子，由于阻斷一種酶的活性可以殺死病原體或糾正代謝失衡，許多藥物都是酶抑制劑，作為殺蟲劑使用。抑制劑的結合可以阻止底物進入酶的活性部位或阻止酶催化其反應，抑制劑結合是可逆的或不可逆的。不可逆抑制劑通常與酶反應并以化學方式改變酶，這些抑制劑修飾酶活性所需的關鍵氨基酸殘基。相反，可逆抑制劑以非共價方式結合，根據這些抑制劑是否結合到酶、酶底物復合物或兩者結合產生不同類型的抑制[2]。許多藥物分子都是酶抑制劑，因此它們的發現和改進是生物化學和藥理學研究的一個領域。藥物酶抑制劑通常根據其特異性和效力來判斷，高的特異性和效力保證了藥物的副作用很小，因此毒性也很低。酶抑制劑也自然產生，參與新陳代謝的調節。例如：代謝途徑中的酶可以被下游產物抑制。當產品開始積聚時，這種負反饋會減慢生產線的速度，并且是維持細胞內穩態的重要方法。其他細胞酶抑制劑是專門結合和抑制酶靶點的蛋白質，這有助于控制可能損害細胞的酶，如蛋白酶或核酸酶。酶抑制法是一類快速檢測農藥殘留的技術手段，該方法是傳統儀器分析法的有效補充。酶抑制法的優點非常多，其檢測時間短，使用的儀器成本低，而且容易推廣。酶抑制法使用的限制條件比較多，所以應該對外部環境進行有效控制。

2.2 酶聯免疫法

我國作為農業大國，是世界上農藥生產和消費量較高的國家。2000—2015年我國化學農藥原藥產品從60萬噸/年增加到374萬噸/年。農藥化學污染物是當前食品安全源頭污染主要來源。盡管我國有關部門有不同的殘留監控計劃，但還沒有形成一套嚴格的法律法規和全國“一盤棋”的監控體系，各部門僅有的殘留數據資源在食品安全監管中發揮的作用也十分有限[3]。我國農產品中農藥殘留大數據尚未形成資源，而這些基礎數據對食品監管非常重要。值得慶幸的是，我國在這一領域的檢測技術方面現已達到世界先進行列，完全有能力在這些基礎研究上急起直追，迎頭趕上。早在1976年世界衛生組織、聯合國糧農組織和聯合國環境規劃署就共同建立了全球環境檢測系統/食品項目，旨在掌握會員國食品污染狀況，了解食品污染物攝入量，保護人體健康，促進貿易發展。農藥最大殘留限量是食品安全標準，也是國際貿易進出口的門檻，更是食品安全監控體系的重要標準之一。歐盟、美國和日本現已制定的MRLs標準分別為162 248項、39 147項和51 600項，而我國于2017年6月實施的國家標準《食品安全國家標準——食品中農藥最大殘留限量》，僅規定了食品中433種農藥的4 140項最大殘留限量。

酶聯免疫法是一種常用的生化分析方法，該方法使用固相酶聯免疫分析檢測液體樣本中是否存在配體，該樣本使用的是針對待檢測蛋白的抗體。酶聯免疫法已被用作果蔬農藥殘留快速檢測，將樣本中的抗原附著在表面在其表面涂上匹配的抗體，使其能與抗原結合。這種抗體與酶有關，加入一種含有酶底物的物質，隨后的反應產生可檢測的信號，最常見的是底物中的顏色變化。酶聯免疫法應用涉及至少一種對特定抗原具有特異性的抗體。具有未知量抗原的樣品被固定在固體載體上。抗原固定后，加入檢測抗體，與抗原形成復合物。檢測抗體可以與酶共價結合，也可以通過二級抗體本身檢測，二級抗體通過生物結合與酶結合。通常用溫和的清潔劑溶液清洗平板，以去除任何非特定結合的蛋白質或抗體。在洗滌后，通過添加酶底物產生可見信號，該信號指示樣品中抗原的數量。酶聯免疫法可以執行其他形式的配體結合分析，這項技術基本上需要任何能固定在固相上的結扎試劑，以及能特異結合的檢測試劑，并使用一種酶來產生一個能被適當量化的信號。酶聯免疫法的檢測成本非常低，而且試劑可以長時間地保留，在農藥檢測環節中，具有專一性，并且靈敏度可以得到保障，通過定性和定量檢測的方式，使用設備的成本比較低，在樣本量較大的農藥殘留檢測中廣泛應用。

2.3 紅外光譜法

紅外光譜法涉及紅外輻射與物質的相互作用，它涵蓋了一系列技術，主要技術是吸收光譜。像所有的光譜技術一樣，它可以用來鑒別和研究化學物質，樣品可以是固體、液體或氣體。紅外光譜法要借助紅外光譜儀來產生紅外光譜，紅外光譜可以在縱軸上的紅外光吸收率與橫軸上的頻率或波長的關系圖中顯示出來。紅外光譜中使用的典型頻率單位是厘米，紅外波長的單位通常是微米，使用這種技術的一種常用實驗室儀器是傅立葉變換紅外光譜儀。電磁波譜的紅外部分通常分為三個區域：近紅外、中紅外和遠紅外，以它們與可見光譜的關系命名。紅外附近的較高能量，可激發泛音或諧波振動。中紅外可用于研究基本振動和相關旋轉振動結構，遠紅外位于微波區域附近，具有低能量，可用于旋轉光譜分析。紅外光譜法利用分子吸收其結構特征，吸收發生在共振頻率，即吸收輻射的頻率與振動頻率匹配。當與電子基態相對應的分子哈密頓量與平衡分子幾何附近的諧振子近似時，共振頻率與分子相對應的正常模式有關，共振頻率也與鍵的強度和兩端原子的質量有關。因此，振動頻率與特定的正常運動模式和特定的鍵類型有關。紅外光譜法在果蔬農藥殘留檢測中應用的優點非常突出，其分子振動中，會產生非常強的頻率，可以提供大量的分子信息，在農藥分析結構測定中發揮突出作用。將這種方法與其他的測定方法結合使用，可以獲得精確的檢測結果。然而，這類技術的圖譜解析方法比較復雜，需要大量的定量分析。

2.4 拉曼光譜法

拉曼光譜法是一種光譜技術，用于觀察系統中的振動、旋轉和其他低頻模式。其依賴于單色光的非彈性散射或拉曼散射，通常來自可見光、近紅外或近紫外線范圍內的激光。激光與系統中的分子振動、聲子或其他激發相互作用，導致激光光子的能量上下移動，能量的轉移給出了系統中振動模式的信息。通常，樣品用激光束照射，從被照點發出的電磁輻射用透鏡收集并通過單色儀發送。拉曼光譜法在果蔬農藥殘留檢測中應用廣泛，其可以鑒定分子結構。這種方法與傳統的檢測方法相比，其不需要大量的樣品，而且不會受到水的干擾，檢測結果穩定，靈敏度可以保障，檢測中的分辨率高。拉曼光譜法的圖譜分析比較復雜，需要檢測人員具備專業的理論知識。

3 結語

如今，人們的生活水平有了很大的提升，人們越來越關注食品安全問題。近年來，我國頻繁出現果蔬農藥殘留超標的情況，所以，我國應該采用農藥殘留快速檢測技術，提升果蔬的安全性。