鮑晗鋒,張曉金,鄒雨虹,孫 寧
(1.常州市食品藥品纖維質量監督檢驗中心,江蘇常州 213000;2.常州工程職業技術學院信息中心,江蘇常州 213164)
在谷物和果蔬的種植過程中,為了避免植物遭遇病蟲害和雜草的侵擾,通常采用噴灑農藥的方式進行預防。農藥的大量使用,導致農產品中的農藥殘留含量上升,若農產品中的農藥殘留含量超標,易引起食品質量安全問題。應當采用必要的農藥殘留檢測技術,測定食品中的農藥含量,避免食品安全問題的發生。
農藥殘留超標會危害消費者的身體健康,但農藥的使用有利于我國農產品規模的發展,其應用是必不可少的,食品中的農藥殘留檢測為重要檢測項目。盡管我國相關法律法規已規定了食品中農藥殘留的標準要求,在具體的落實環節,卻被各種主觀和客觀的原因制約,導致相關規定未發揮出應有的作用。一些地區農產品農藥殘留超標的情況仍然存在,甚至一些食品原料中的農藥殘留量超標達到50%以上。需加強市場監督,合理利用農藥殘留檢測技術,保障消費者的健康[1]。
農藥中的各種化學成分對人體產生嚴重的危害,具體來看,其主要表現在以下兩個方面。①一些農藥殘留成分可能會隨著呼吸、皮膚接觸等方式進入到人體中,對人體的新陳代謝和身體機能等方面均造成影響,嚴重時會導致人體器官功能下降,大幅提高致癌的概率。②一些農藥殘留成分會在體內蓄積,當殘留成分達到臨界值后,會出現不良反應和不適癥狀,嚴重時危及生命。農藥殘留成分在人體累積的過程中往往不易察覺,因此農藥殘留的防范難度較大[2]。
分光光度法利用顯色反應原理,顯色程度越明顯,農藥殘留含量越多。目前常用的農藥中,通常含有氨基甲酸酯和有機磷等成分,這些成分對于農產品中的一些酶存在抑制作用??筛鶕磻蟮牡孜镱伾@色程度,對農藥殘留量進行準確分析。在傳統的分光光度法基礎上,技術人員已經實現了顯色紙片法的快速檢測。這種方法簡便可行,對操作人員的能力要求也相對較低,應用較廣。但這種技術也存在一定的短板,其難以準確分析農藥的具體成分,對不含有機磷或氨基甲酸酯的新型農藥缺乏敏感性,由于其是基于特異性檢測進行,因此當外界環境參數變化后,容易導致檢測結果出現“假陽性”或“假陰性”。
目前常用的農藥多為有機化合物混合而成,這些有機化合物揮發性較強,且在高溫下容易分解,傳統的氣相色譜法并不適用,需采用液相色譜法。在應用此種方法時,對設定的固態檢測系數進行分析,即可得到準確的檢測數據,且檢測效率較高。由于這種方法在靈敏度上還稍顯不足,仍有一定的開發空間[3]。
電化學分析法主要利用各種電化學反應識別待測食品中的成分,這種方法靈敏度高,檢測時間較短,應用也較為廣泛。大量實驗表明,電化學分析方法的檢測結果較為準確,幾乎不會出現失誤,且外界環境因素對電化學分析法的影響較小。
化學發光法主要利用魯米諾和洛粉堿等物質,這些物質能與農藥中的有機磷成分發生化學反應。在反應過程中,發光物質分子會吸收反應釋放的能量,使原子電子從基態躍遷到激發態,再返回基態,可發出對應波段的光線,對發光強度進行分析,可得到待測樣品中有機磷農藥的殘留量。這種方法操作簡單,檢測結果也較準確,但受到其本身原理所限,只適用于有機磷類農藥殘留的檢測。
免疫分析法的細分種類較多,目前最為常用的兩種是酶免疫分析或酶聯免疫吸附分析,其能實現對多種有機農藥的檢測。其主要原理是生物表面被噴灑農藥后,生物體內的大分子蛋白質會與農藥中的小分子發生復雜反應,形成相對應的抗體,只需對抗體進行檢測,再建立標準曲線,即可測定農藥殘留的種類及含量。目前這種技術的應用范圍較廣,但由于操作較為煩瑣,不適合現場檢測,因此仍需進一步優化改進。
生物傳感器法是近年來新興的一種農藥殘留檢測技術,這種技術主要基于生物傳感器予以實現。生物傳感器是一種獨立集成裝置,其具有獨特的識別元件,能夠與換能元件直接接觸,提供必要的數據信息。目前常用的生物傳感器有以下3種:①免疫傳感器,與免疫分析法相類似,其通過固定抗原成分后直接進行測定;②酶傳感器,可細分為酶抑制傳感器和酶水解傳感器兩類,酶抑制傳感器根據農藥對酶的抑制程度,確定農藥殘留量,酶水解傳感器利用水解酶分解農藥成分,再根據分解產物測定農藥殘留量;③微生物傳感器,其主要應用特定類型的微生物吸收利用或分解農藥殘留,產生特定的物質,發出特定的信號,這些信號傳送到傳感器后,可定量分析農藥殘留量,這種方法檢測結果準確,成本相對較低,目前已經逐步推廣應用[4]。
納米生物技術是近年來新興的農藥殘留檢測技術,目前常見的納米生物技術有納米金粒子、量子點和多壁碳納米管等技術[5]。同種成分的普通材料和納米材料在物理性質和生物學特性上有明顯的區別,納米生物技術利用這種區別進行農藥殘留檢測。以納米生物技術中較為常見的納米金粒子為例,這種粒子通常已經使用包覆劑進行了處理,其表面通常帶負電,而農藥中有機成分大多含有帶正電的氨基,兩種粒子之間能通過靜電吸附作用結合,且有機農藥中的一些基團可取代納米金粒子表面的包覆劑,在物理和化學因素的共同作用之下,納米金粒子出現團聚現象,顏色也有明顯的變化。一般來說,農藥殘留量越高,納米金粒子的團聚現象就越明顯。
近年來隨著科學技術的發展和公眾對食品農藥殘留問題的重視,各種農藥殘留檢測技術不斷涌現,并發揮著重要的作用,無論在檢測效率和檢測準確度等方面都在不斷提高。各種檢測技術都具有自身的優勢和不足,為此在今后的工作中,仍需采用多種技術相結合的方式進行檢測,并在此基礎上不斷進行研發創新。