中國農產品檢測技術現狀與展望

馬康凌，楊紹林，刀靜梅*

（1.海南職業技術學院，海南海口570100；2.云南省農業科學院滇南農產品檢測中心，云南開遠661699）

農產品質量安全檢測是利用相關儀器設備，根據國家的相關標準，判斷農產品質量是否合格的重要手段，農產品的質量檢驗檢測是質量安全的重要保障，在農產品質量評價、市場監管和對外貿易等多方面起到至關重要的作用。近年來，由于部分地區生產者對農藥、添加劑的濫用，農產品中農藥殘留、重金屬、激素、抗生素或者其他有毒有害物質超標，特別是新的有毒有害物質在不斷的出現，農產品質量安全引起了人們的普遍重視和關注，農產品質量安全檢測體系的構建和完善也越來越受到國家重視，從中央至省、地縣，從相關部門到相關農產品生產銷售企業，積極配備檢驗設備，建立檢測實驗室，形成了相應的檢測體系，檢驗指標、方法、檢驗儀器也在不斷刷新，農產品質量安全的檢測水平和能力不斷提高，在保障農產品質量安全上起到了重大作用[1]。

1 農產品檢驗檢測的主要指標

農產品檢驗檢測，主要從理化指標和微生物指標展開，其中理化指標主要指一些常規指標、重金屬、農藥殘留以及其他有毒有害物質。常規指標中包含了水分、pH、有機質、粗蛋白、灰分、粗纖維等，以及農產品中含有的微量元素、維生素、氨基酸、核苷酸等營養元素的指標，這些項目主要是為了了解農產品混合質量指標；重金屬指標指密度大于4.5 g/cm3的金屬，如鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）、鉻（Cr）、銅（Cu）、汞（Hg）、銀（Ag）、金（Au）等，這些重金屬元素假如超標，且長期食用，會導致人體頭痛、頭暈、失眠、健忘、神經錯亂、關節疼痛、結石、甚至癌變等一系列的危害，所以在農產品檢測、食品檢測中重金屬指標檢測都是重中之重；農藥殘留主要指農藥使用后殘存于環境、生物體和食品中的農藥母體、衍生物、代謝物、降解物和雜質的總稱，農藥殘留的主要成分包括有機磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯等，食用含有大量高毒、劇毒農藥殘留的食物會導致人、畜急性中毒事故；有毒有害物質主要包含亞硝酸鹽、二氧化硫殘留、鹽酸萊克多巴胺、3-硝基丙酸毒素等，這些有毒有害物質都具有很強的毒性，可以經過皮膚、呼吸以及腸胃吸收等途徑進入人體，從而引起嚴重的疾病。

農產品從原料、加工、儲藏、運輸、銷售等各個環節，都會受到環境中的微生物污染，不同來源的微生物可通過各種途徑污染暴露于環境中的農產品，并在其中生長繁殖引起變質，影響產品的特性，甚至產生毒素、傳播疾病。微生物檢測是產品衛生標準的重要內容，也是確保質量安全、防止致病菌污染和疾病傳播的重要手段。常用的微生物檢測指標主要有菌落總數、大腸桿菌、致病菌、霉菌及其毒素等。

2 農產品檢驗檢測的主要技術方法

農產品檢驗檢測技術是根據檢測物質（指標）的不同性質、不同結構、不同組分，依托相關檢測儀器設備，依據相關國家標準而建立起來的質量檢測體系，根據檢測指標的不同和采用的儀器設備，主要有理化檢驗和生物檢測，根據檢測需求又有定量和定性檢測之分。

2.1 理化指標檢測方法

2.1.1 色譜法

色譜法（Chromatography）又稱層析法、色譜分析法，是一種分離和分析的方法，在分析化學和有機化學以及生物化學等領域有廣泛的應用[2]。色譜法利用不同的物質在不同相態的選擇性分配，以流動相對固定相中混合物進行洗脫，混合物中不同物質會以不同的速度沿固定相移動，最終達到分離效果[3]。在農產品檢測中，色譜法是農產品檢驗檢測中常用的方法，主要針對農藥殘留，可以滿足大部分檢測的需求，而且操作較為簡便，檢測結果準確，測定速度快，用于農產品檢驗檢測具有重要意義。現在的色譜法中，又分為氣相色譜和液相色譜2種。

2.1.1.1 氣相色譜法

氣相色譜法（Gas Chromatography，GC）是一種新的分離和檢測的技術，它在工業、農業、國防、建設、科學研究中都被廣泛應用。氣相色譜還分為以下2大類：氣固色譜和氣液色譜。流動相為氣態，固定相是固體物質的色譜為氣固色譜；流動相為氣態，固定相為液態的色譜為氣液色譜。實驗時樣品在氣相中傳遞的速度快，所以樣品組成成分在流動相和固定相之間可以快速達到平衡，快速得出實驗數據。另外加上可選作固定相的物質很廣泛，因此氣相色譜法是一個分離效率高和分析速度快的分析方法。近年來采用高靈敏選擇性檢測器，不斷的改良使得氣相色譜法具有快捷高效、分析精確度高、應用范圍廣等優點。

2.1.1.2 高效液相色譜法

高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）又稱“高壓液相色譜”、“高速液相色譜”、“高分離度液相色譜”等。它是在分析化學中常用的柱層析儀。高效液相色譜是色譜法中的一個重要分支，流動相為液態，采用高壓輸液系統，將具有不同極性的溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相流入裝有固定相的色譜柱內分離各自成分，再進入檢測器進行檢測，從而實現對樣品的分析[4]。該方法方便快捷地解決化學、醫學、農學等學科領域中的相關問題，成為重要的分離分析技術。高效液相色譜法有高壓、高速、高效、高靈敏度的特點。高壓：流動相為液態，當流動相流經色譜柱時，為了能夠迅速通過色譜柱，對載液加高壓。高速：載液流速快、分析速度快，相比原液體色譜法速度快，可以短時間內得到分析結果，一般1個樣品只需要15～30 min，甚至有些樣品可在幾分鐘內完成，大部分樣品的檢測時間小于60 min。高效：分離效率高。可選擇固定相和流動相以達到最好的分離效果，比工業精餾塔和氣相色譜的分離效率高很多。高靈敏度：紫外檢測器的精確度可以到0.01 ng，進樣量在微升數量級。應用范圍廣：70%以上的有機化合物可用高效液相色譜分析，特別是高沸點、大分子、強極性、熱穩定性差化合物的分離分析更具有優勢[3]。

高效液相色譜的缺點是有“柱外效應”，所以，盡可能地減小柱外效應的影響也是高效液相儀器制造技術的追求[5]。因此，有時候高效液相色譜檢測器的靈敏度不及氣相色譜[6]。

2.1.2 質譜法

質譜是一種測量離子荷質比（電荷-質量比）的分析方法，可用來分析同位素成分、有機物構造及元素成分等[7]。質譜法在一次分析中可提供豐富的結構信息，將分離技術與質譜法相結合是分離科學方法中的一項突破性進展[8]。質譜分析法對樣品有一定的要求。在眾多的分析測試方法中，質譜學方法被認為是一種同時具備高特異性和高靈敏度且得到了廣泛應用的普適性方法，可廣泛應用于化學、生命科學、藥學等領域，能夠提供分子質量信息，有助于未知物結構的解析，具有分辨率高、信息量大、樣品用量少、靈敏快速等優點，在測定有機化合物精確分子質量、結構解析、反應機理等方面發揮著重要的作用[9]。在農產品中主要用于檢測用肥是否合理、果實的營養成分、固氮分析、農藥毒性以及土壤中有機質等多方面的研究工作，所以質譜法對農產品的研究工作有著極為廣闊的前景。

2.1.3 原子吸收法

原子吸收法的測量對象是原子狀態的金屬元素和部分非金屬元素，是由待測元素燈發出的對應特殊譜線通過供檢測對象經原子化產生的原子蒸氣時，被蒸氣中待測元素的基態原子吸收，通過測定輻射光強度減弱的程度，求出實驗對象中待測元素的含量[10]。原子吸收一般遵循“分光光度法的吸收定律”，通常借助比較對照品溶液和實驗品溶液的吸光度，求得供試品中待測元素的含量。

原子吸收法在農業科研和農業生產中承擔大量日常分析檢測的任務，從最簡單的單光路、雙光束光學系統掃描和雙波長自動分光光度計，到應用二極管矩陣，實現快速光譜掃描檢測，以及適用于動態分析的高檔儀器——紫外/可見光分光光度計。通過不斷的發展，檢測技術中因常要檢測蛋白一類，而出現了紫外分光光度計的分支，稱為核酸、蛋白檢測儀，其工作波長選在對核酸、蛋白具有特定吸收特性的波長上（220 nm、254 nm、280 nm、340 nm）[11]，如今其型號與功能已相當齊全，可滿足很多分析的基本需求。

2.1.4 比色法

比色法（Colorimetry）作為一種定量分析的方法，大約開始于19世紀30-40年代。以生成有色化合物的顯色反應為基礎，是通過比較或測量有色物質溶液顏色深度來確定待測組分含量的方法[12]。如檢測農藥殘留的比色測定有3種類型：①農藥有效成分本身具有特殊顏色，可以直接進行比色。如敵磺鈉原藥為黃棕色，在波長435 nm處具有最大吸收峰，但這種類型的農藥較少；②經化學反應可以生成有顏色的化合物。如對硫磷，經堿解后形成對硝基酚而呈黃色，可在420～480 nm波長內測量它的吸光度。③引入顯色基團生成具有特殊顏色的化合物。如農藥經醇、堿水解產生酚類或芳胺，可與偶氮試劑進行偶合形成有特殊顏色的化合物。還有含有氨基甲酸酯的甲萘威，經堿解后生成α-萘酚與對硝基苯偶氮硼氟酸甲醇溶液發生反應，形成黃色物質可以在590 nm處測定吸光度。同時，在農業中，比色法中的納米金比色還可以用于測定水中的重金屬元素[13]。

2.1.5 重量法

根據單質或化合物的重量，計算出在實驗品中的含量的定量方法稱作重量法。采用不同方法分離出試驗品中的被測成分，稱取重量，以計算其含量。按分離方法不同，重量分析分為沉淀重量法、揮發重量法和提取重量法。重量法可測定某些無機化合物和有機化合物的含量。在藥物純度檢查中常應用重量法進行干燥失重、熾灼殘渣、灰分及不揮發物的測定等。同時，重量法還是分析土壤全鹽量的標準方法[14]。

2.2 微生物指標檢測方法

2.2.1 抗生素檢測

抗生素是指由細菌、放線菌、真菌等微生物經培養而獲得的，低濃度下就能選擇性地抑制某些生物生命活動的微生物次級代謝產物，還有些是化學半合成或全合成的衍生物，它是防治感染性疾病的重要藥物。抗生素不僅有抗菌作用，其作用還包括抗腫瘤、抗病毒、抑制免疫、殺蟲作用、除草作用等。農產品中抗生素殘留量超過相關標準，就有可能導致人體內部微生物平衡的紊亂，輕者導致腹瀉，重者過敏，破壞人體機能、器官病變，甚至血管性水腫導致休克[15]。一些特定的抗生素可以使用色譜法檢驗，但是主要還是依賴微生物檢測，根據抗微生物藥對特異微生物的抑制作用，來定性或定量檢測受檢樣品中殘留的抗生素。

2.2.2 菌落總數以及大腸桿菌檢測

菌落總數以及大腸桿菌是農產品檢測中典型的微生物指標，根據GB 4789.2-2016[16]對產品進行相關的操作檢測，細菌總數是指1 mL或者1 g需要檢測的樣品中，通過稀釋平板計數法，計算形成的菌落數，它能反應樣品中的活菌數量。應用于奶制品和農產品初加工后的產品檢測。

2.2.3 致病菌、霉菌以及其他毒素檢測

致病菌、霉菌以及其他毒素的產生是由于農產品在生長過程中受損，儲運過程中的設施不當造成創口，甚至導致霉變，感染部位發生肉眼可見的霉斑，切開還會有顏色以及氣味的變化。檢測方法主要還是依靠傳統的平板培養法，進行生化鑒定。檢驗檢測技術如今在逐步提高，相關的設備也在不斷研發。

3 討論

在農產品檢測中大部分農產品的檢測指標屬于理化檢測，微生物指標相對較少。微生物檢測法應用較為廣泛，但是在沒有配置相關檢查檢測儀器時只能使用傳統方法，其優點是費用低，大部分實驗室都能滿足相關操作需要的條件，其缺點是測定時間長，結果誤差較大，操作復雜[15]。而理化檢測需要的指標又依賴精密儀器，導致普及程度不高，比如高效液相色譜和氣相色譜這種精密儀器對于檢測農藥殘留必不可少；檢測重金屬的殘留時需要使用原子吸收分光光度計，雖然也有別的方法可以得到檢測結果，但是沒有相應的專業設備高效快捷。

以上方法雖然精確快捷，但是由于檢測設備體積大，不能滿足一些實地考察的任務。隨著科技的發展進步，手持檢測儀、小型快速檢測儀也悄然誕生，這些儀器也可以粗略的檢測二氧化硫、亞硝酸鹽甚至可以簡單的檢測一些農藥殘留等。如今，很多大型農產品批發市場都有了自己的檢驗室和檢測人員，簡單檢測其大批量購買的農產品是否符合標準，雖然沒有精密儀器的數據精確，但還是可以大致地了解是否符合標準，以防止上市后出現問題，減少損失，同時，也是對農產品質量安全多一份保障。總體來說，現在市面上的快速檢測儀器主要做定性分析，可以粗略大致的檢測有沒有超標。而精密儀器是定量分析，可以檢測出具體的含量，再與國家標準對比得到精確的結果。

隨著科技的發展，在農產品的檢測中可以使用的儀器和方法越來越多，方法和設備可以根據實際需要來選擇。同時，方便高效、成本低的檢驗方法也可以讓民眾有自主送檢的能力。而且，檢測儀器也在向智能化、微型化的趨勢發展，在農產品安全檢測領域得到應用。新檢測儀器、新檢測方法的不斷開發將為農產品檢測、為農產品安全提供更有力的保障。