農產品質量安全控制與農藥殘留檢測技術

王軍，張倩，曹盟盟

（德州市農產品質量檢測中心/德州市畜牧獸藥檢測中心，山東 德州 253015）

農藥殘留檢測技術是指在農產品生產、加工、儲存環節使用農藥后，對殘留在農產品表面、內部以及土壤、水體中的農藥化合物類型及其含量進行測定。近年來我國持續出臺了相關標準文件，加大對農產品質量安全的例行監測力度，據農業農村部公布數據顯示，2021年全國農產品監測的合格率為97.6%，整體狀況保持穩定。通過結合不同農產品的類型與農藥使用情況，選取恰當的檢測技術獲取農藥殘留數據，能夠為農產品質量安全監測以及公共安全戰略的落實提供現實保障。

1 農產品質量安全控制要點

1.1 加強農產品種植環節監管

從種植條件入手，要求管理人員對農作物種植區域的氣候環境、土壤條件、溫度、濕度等參數指標進行科學調查，結合區域氣候特征、土壤成分等因素進行針對性的農作物栽培方案與建議的編制，并建立面向突發惡劣天氣的應急處置預案，采取引進良種種植方案、規范農戶用藥行為等措施，最大限度地減小外部種植條件變化對農作物生長及農產品品質的影響，把好農產品質量安全的源頭控制關[1]。

1.2 落實農產品生產環節監督

在農產品生產初期，應對農作物種植環節的農藥濫用、化肥隨意使用添加劑、不規范使用化肥等行為進行嚴厲打擊，遏制農產品中農藥及有害物質含量超標的問題[2]。在農作物生產過程中，需面向廣大農戶進行水肥資源的及時足量供給，引入先進農業種植技術與精細化作業機械，實現農產品產量與品質的提升。

1.3 完善農產品質量安全控制體系

一方面，加快對無公害農產品行動計劃的落實，堅持面向市場導向，牢牢遵守食品質量安全保障要求，配合強制性認證與質量檢驗制度的建設，為農產品質量安全提供制度保障。另一方面，配合常態化農產品質量安全監督管理體系的建構，引入網絡平臺對農產品監測信息進行及時公開與更新，優化檢測資源與技術配置，杜絕質量安全問題的發生[3]。

2 農藥殘留檢測技術在農產品檢測中的應用

2.1 經典檢測技術

2.1.1 氣相色譜法

該方法可與火焰光度檢測器、ECD檢測器、FID檢測器以及毛細管分流器、填充柱、柱頭進樣等檢測儀器聯合配置，適用于農產品中多種農藥殘留量的識別與檢測。根據GB2763-2019《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》的檢測要求，蔬菜及其他農產品中不得檢出水胺硫磷殘留成分，根莖類蔬菜中敵敵畏檢測殘留量限值不應超過0.2 mg/kg、甲胺磷檢測殘留量限值不得超過0.1mg/kg，葉菜中樂果殘留量限值不得超過0.2 mg/kg[4]。

為實現農產品中農藥殘留量的測定與分析，選取蔬菜作為待測農產品，在蔬菜的栽培過程中主要使用到有機磷農藥，采用氣相色譜法對蔬菜中殘留的易揮發、不易分解的農藥化合物進行定量檢測，先完成樣本采集，從檢測地的農產品市場、蔬菜種植基地等處購入不同品種的蔬菜樣品，分類置于樣品袋內做好標記。隨后在儀器與試劑的準備環節，試驗儀器包含Clarus500-GC-氣相色譜儀、re-52aa旋轉蒸發儀、GIPP-DCY-24Y多功能氮吹儀、Smart Plus系列超純水機等，試驗試劑包含乙酸乙酯，用于實現對甲胺磷、乙酰甲胺磷、水胺硫磷、對硫磷等化學農藥的檢測。

利用氣相色譜法進行檢測程序設計，在試驗前分別取100 mL甲胺磷、乙酰甲胺磷的空白試劑及吸附劑濃縮液添加在燒杯內，定容至1 mL后進樣1 μL，色譜測定在規定時間區間內無干擾峰，說明試劑可用于進樣分析。隨后對標準溶液進行稀釋處理，分別稀釋成濃度為0.05 μg/mL、1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、3.5 μg/mL 和 5.0 μg/mL 的標準混合液，取濃度為0.05 μg/mL的標準混合溶液繼續進行稀釋與檢測分析，待測得色譜峰高為基線噪聲的3倍，即可確定最低檢測限。接下來進入樣本處理環節，對預先購買的蔬菜樣本各取10 g置于容量為250 mL的碘量瓶內，向瓶內添加25 mL乙酸乙酯溶液，在室溫下浸泡2小時，再依次添加0.4 g活性炭與無水硫酸鈉進行脫色、脫水處理，再送入旋轉蒸發儀內以45℃～50℃溫度蒸發至溶液體積為2 mL，借助多功能氮吹儀將溶液吹干，并添加乙酸乙酯將其定容至5 mL，取1 μL做進樣分析處理。最后進入樣品測定環節，將定容后的溶液經由微孔濾膜進行過濾，觀察色譜圖顯示的峰面積，獲取樣品中的不同農藥殘留量的測試結果，并生成有機磷農藥殘留量的標準曲線。

2.1.2 高效液相色譜法

相較于氣相色譜法，該方法在檢測溫度控制與分辨率上的準確性更高，在實際檢測環節可有效規避農藥化合物的分解問題。該方法的基本原理在于選取不同極性的一種溶劑或不同配比的混合溶劑、緩沖液作為流動相，在色譜柱內裝入固定相，將待測樣本通過進樣閥送入檢測儀器內，借助高壓輸液泵將樣本連同流動相泵入色譜柱內，使待分離物質在兩相之間以不同常數進行多次分配，柱內組分的保留時間各不相同，經由分離處理后使各組分送入檢測器內，獲取待測樣本的檢測分析結果[5]。將高效液相色譜法應用于不同農藥殘留物的檢測中，主要體現在以下幾個方面：

(1)有機磷農藥檢測，該農藥作為一種廣譜殺蟲劑，在酸性、中性條件下化學性質穩定，當pH＞7時易發生水解現象，導致成分失效。采用高效液相色譜-串聯質譜法進行農產品中有機磷農藥殘留量的測試，需先借助QuEChERS方法進行樣品前處理，基于Waters Atlantis T3色譜柱進行極性化合物分離，與電噴霧串聯質譜聯用實現液質條件優化。該方法的檢出限為5.47 μg/kg，線性范圍為0.85～8.51 μg/kg，測得8種農藥的加標回收率為72.2%～105.8%，且相對標準偏差控制在3.5%～12.3%范圍內，具有靈敏度高、準確率高、線性范圍寬等特征，可以獲得良好檢測效果。

(2)有機氯農藥檢測，該農藥具有化學結構穩定、不易降解、生物富集性、脂溶性等特征，進入人體后將在主要臟器及脂肪中蓄積，破壞機體調控穩定性，誘發慢性中毒。選取固相萃取-超高效液相色譜串聯質譜法進行香姜中有機氯含量的檢測，選取甲醇、水，以3∶1的比例混合配制作為流動相，采用改性多壁碳納米管進行固相萃取，再利用Waters-ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱進行化合物分離，簡化樣品前處理程序，且該方法測得的檢出限為0.05 mg/L，加標回收率為85.1%～104.5%，線性關系良好，相對標準偏差（RSD）值控制在2.6%～7.5%范圍內，可在較短時間內實現對大批量農產品中多種有機氯農藥的同步測定。

(3)氨基甲酸酯類農藥檢測，該農藥的分解速率較快、選擇性強，其毒性機理近似于有機磷農藥，但毒性相對較輕。采用固相微萃取-高效液相色譜聯用法進行蔬菜、水果中6種氨基甲酸酯殘留量的檢測，以乙腈、水作為流動相，取反相C18柱作為色譜柱，該方法的檢出限為0.12～0.69 μg/L，相對標準偏差為2.8%～6.0%，加標回收率平均值為90.42%～102.3%，該檢測操作便捷、準確率較高，具備良好的應用價值。

(4)擬除蟲菊酯類農藥檢測，該農藥是一種基于仿生原理制成的殺蟲劑，具有生物活性好、高效性、低毒性、低殘留、環境相容性優異等特征，但會對水生態環境構成較大威脅，且長期使用后易使害蟲產生耐藥性。采用固相萃取-高效液相色譜法進行水產品中7種農藥殘留量的測定，以甲醇、水作為流動相，以乙腈、水作為有機相，經由固相萃取、色譜柱分離后優化色譜條件，通過調節流動相中水的體積比實現對農藥殘留物峰形、分離度等指標的優化，確定乙腈、水溶液的最優配比為7∶3，并測得樣品加標回收率為76.7%～95.5%，相對標準偏差控制在3.56%～6.48%范圍內。

2.2 快速檢測技術

2.2.1 速測卡法

該方法主要選用固化有膽堿酯酶、靛酚乙酸酯試劑的速測卡進行農產品中乙酰甲胺磷、對硫磷、呋喃丹等農藥殘留量的測定。利用速測卡上固化的膽堿酯酶對靛酚乙酸酯進行催化反應，將其水解為靛酚和乙酸，使原有紅色化合物轉換為藍色、無色物質（其顯色原理如圖1所示）。由于有機磷、氨基甲酸酯類農藥對于上述催化反應具有一定抑制作用，將使催化、水解過程發生一定變化。在選用速測卡進行農產品農藥殘留量的快速檢測時，還需選取Na2HPO4、KH2PO4配制pH值為7.5的弱堿性緩沖溶液，將待測蔬菜樣品洗凈擦干后切成體積、形狀一定的若干碎片，取適量碎片置于燒瓶內，添加緩沖溶液定容后振蕩、搖勻并靜置，再利用速測卡蘸取提取上清液靜置，待反應一段時間后將速測卡對折并置于恒溫環境下觀察，可發現紅色、白色紙片疊合后發生反應，白色紙片呈陽性、空白對照組為陰性，即可實現對蔬菜中農藥殘留量的有效測定。

圖1 速測卡顯色原理示意圖

2.2.2 酶抑制率法

該方法適用于對有機磷、氨基甲酸酯類農藥的成分及殘留量進行測定，借助分光光度計在412 nm波長條件下進行吸光度變化情況的檢測，完成抑制率計算。取塊莖類、葉菜類蔬菜和瓜果作為待測樣品，試驗儀器包含愛德克斯農藥殘留快速檢測儀、哈希比色瓶、吉爾森ME1000型移液槍、超聲波提取儀等，試劑包含K2HPO4、C14H6N2O8S2、NaHCO3、C7H16SNI等。在試驗試劑配制上，分別取3.2 g、12.0 g K2HPO4置于燒瓶內，加入1000 mL蒸餾水使固體反應物充分溶解，配制成緩沖液；取15.6 g NaHCO3、150.5 g C14H6N2O8S2置于燒瓶內，倒入20 mL制備好的緩沖液進行固體物質溶解，轉入4℃環境下冷藏，完成顯色劑的配制；取25 mg C7H16SNI置于燒瓶內，加入3 mL蒸餾水將固體物質溶解后，轉入4℃環境下冷藏；根據酶活性參數，將乙酰膽堿酯酶與適量緩沖液融合，將3分鐘內吸光度值變化量至少控制在0.3以上，并將其搖勻后送入4℃環境下冷藏。

在樣品溶液配置上，取蔬菜樣品去除表面泥土，剪成體積為100 mm2的碎片，量取2 g碎片放入提取瓶中，向瓶內注入10 mL緩沖液，移至振蕩器中振蕩提取2分鐘后，靜置5分鐘左右。當觀察到浸提液呈透明狀或顏色較淺時，可將溶液直接轉入離心管內備用；當浸提液質地較為渾濁時，吸取0.5 mL送入離心管內進行離心處理，取上清液作為樣品溶液；當浸提液中存在色素干擾問題時，可額外添加0.1 g活性炭進行吸附脫色處理，重復振蕩提取、靜置、離心處理工藝，制備成樣液，并完成對照液的配制。在樣品溶液測試上，取2.5 mL提取液置于試管中，依次加入0.1 mL乙酰膽堿酯酶及顯色劑，振蕩搖勻后在37℃溫度環境下靜置15分鐘，再加入0.1 mL底物搖勻，待觀察到出現顯色反應后，移至比色瓶內進行測試，記錄反應3分鐘后的吸光度ΔAt，并與對照溶液吸光度進行比較。在具體操作環節，先在V型槽內完成試劑移取，選用多通道移液器取20 μL酶置于微孔板內，再加入250 μL浸提液，將微孔板放置在快速檢測儀上進行均勻混合與檢測，待反應10分鐘后獲取測量結果，顯示待測蔬菜樣品中番茄、白菜、甘藍三種蔬菜的酶抑制率分別控制在71.2%～90.1%范圍內，匯總重復測試結果證明待測樣品為陽性，農藥殘留物較高，可滿足粗篩需要。

2.2.3 免疫分析法

該方法相較于色譜法在靈敏度、便捷度、選擇性、準確率等方面呈現出良好的性能優勢，常用檢測方法包含免疫層析法、酶聯免疫分析法等類型，適用于小型集成化農產品的檢測要求。

(1)免疫層析法，選用檸檬酸三鈉對膠體顆粒進行還原處理，將檸檬酸三鈉與待測農藥殘留物抗體進行標記，將待測農藥殘留物、金標抗體顆粒偶聯物、羊抗鼠IGG抗體墊層分別與醋酸纖維膜、吸水紙結合，制成膠體金試紙條，可實現對水胺硫磷、C8Cl4N2等農藥殘留物的有效測定，且檢出限符合國標要求。

(2)酶聯免疫分析法，選用該方法對蔬菜產品中對硫磷、三唑磷等農藥殘留物的含量進行測定，其檢出限分別為0.09 μg/L和0.49 ng/mL，線性范圍分別控制在0.26～12.74 μg/L和0.15～20.01 ng/mL，測得蔬菜樣品的半抑制率為1.14 μg/L，且加標回收率均控制在75.6%～120.4%范圍內，具備良好的使用性能。

(3)化學發光免疫分析法，該方法的主要原理是利用化學發光劑對化合物發生的特異性免疫反應進行標記，根據被標記物的化學發光強度進行抗體、抗原含量的計算。以電催化化學發光免疫分析法為例，將該方法應用于蔬菜中噻蟲啉含量的測定，選用石墨烯作為化學發光劑進行標記，測得檢出限為0.05 mg/kg，線性范圍控制在0.1～10.5 pg/mL范圍內，且樣品的加標回收率為80.7%～102%。將該方法與酶聯免疫分析法進行比較，在靈敏度、線性范圍、準確性以及適用性等方面均存在顯著優勢，但其缺陷在于經由化學發光劑標記的抗原或抗體，其免疫反應性能將發生一定變化，且重現性略差。

3 結論

農藥殘留檢測技術是保障農產品質量安全的重要監督手段，在實際應用環節還需結合農產品類型、農藥使用情況進行檢測技術方法的科學選擇，合理運用前處理手段與色譜檢測技術、免疫分析技術進行農產品藥物殘留情況的檢測與判定，以更好地提升定量檢測與定性分析結果精度，提升農產品質量安全控制水平。