蔬菜中農藥殘留檢測技術研究進展

吳長青，王海璐，李潔君

上海市質量監督檢驗技術研究院（上海 200233）

蔬菜是人類生活中必不可少的副食品，是人體內多種維生素和礦物質的主要來源，其質量安全不僅關系到人民群眾的身體健康和生命安全，也關系到經濟健康發展和社會穩定。蔬菜生長過程中病蟲害較多，為防治病蟲害，提高蔬菜的產量和質量，就需要使用一定的農藥防治病蟲害。隨著農藥使用的普遍化，其不合理使用現象時有發生[1-2]，導致蔬菜農藥殘留超標、人畜中毒事件多發[3]。作為蔬菜和農藥生產大國和農藥使用大國[4]，決定我國蔬菜農藥殘留問題持續存在。鑒于此，我國不斷改進和完善蔬菜中農殘的前處理方法和檢測技術手段，在蔬菜進入廚房前及時檢測，發現問題樣品，將食品安全問題的危害降到最低，以保障蔬菜的質量安全。就蔬菜中農殘的不同前處理方法及不同檢測技術進行綜述，以期為檢測機構、監管部門、食品協會等在蔬菜中農殘的前處理和檢測方法的選擇上提供技術參考。

1 蔬菜中農殘前處理技術

1.1 農殘提取技術

蔬菜中農殘常用的提取技術主要有液固相提取技術、微波萃取技術（MAE）、索氏提取法和震蕩漂洗法[5]。液固相提取技術的原理是根據農藥在不同溶劑中溶解度不同，選擇合適的溶劑將農藥提取出來的過程。液固相提取技術包括固體萃取和液液萃取。固相萃取技術具有操作簡單、速度快[6]，有機溶劑用量少，可批量處理樣品，既能富集又能去除雜質的優點，但不同固相萃取柱處理的重復性差。液相萃取劑的重復性高，但有機溶劑用量大。液固相提取前，需先將蔬菜樣品進行勻漿，再取勻漿后的樣品進行萃取提取。MAE[7]是采用微波加熱技術加速萃取的一種方法，通過微波對蔬菜基質內外部同時萃取，促使蔬菜中農藥快速溶解到溶劑中。該方法具有操作簡單、高效、節能等特點，對極性大的農藥有很好的萃取效果，對弱極性和非極性農藥萃取效果差[8]，適合于熱敏性農藥的提取。索氏提取法是把經預處理得到的分散且干燥的樣品，用無水乙醚或石油醚等有機溶劑反復萃取，使樣品中的農殘萃取到溶劑中的過程。索氏提取法是一種經典萃取方法，提取效率高，操作簡單，在農藥殘留分析的樣品制備中應用廣泛，適用于干果、脫水蔬菜等樣品的分析。振蕩漂洗法是將待測樣品浸泡于提取溶劑中，必要時可振蕩以加速農藥擴散，適用于附著在樣品表面的農藥及葉類樣品中的非內吸性農藥。

1.2 凈化技術

樣品經過提取后，提取液中會有很多雜質，需通過凈化技術去除雜質，才能上機檢測。蔬菜中農殘常用凈化技術主要有凝膠層析法、固相萃取凈化法、基質固相分散萃取技術（MPSD）、分散固相萃取（QuEChERS）、快速提取凈化法。凝膠層析法又叫分子篩層析法，該方法是利用有一定孔徑范圍的多孔凝膠作為固定相，對混合物中各組分按分子大小進行分離的層析技術。固相萃取凈化法是樣品基質經萃取提取后，萃取液經固相萃取柱凈化，固相萃取凈化法技術具有簡單快捷、適用范圍廣的優點，但濃縮過程長，不適用于快速檢測果蔬中的農殘[9]。基質固相分散萃取技術（MPSD）被廣泛應用于諸多領域[10]，但MPSD的纖維涂層不能同時高效萃取非極性和中級性農殘。分散固相萃取（QuEChERS）技術具有簡便、快速，溶劑用量少等優點。葉江雷等[11]采用QuEChERS法提取凈化茶葉中47種農藥殘留，利用氣-質聯用技術進行檢測，結果表明凈化效果滿意，測定結果符合日本和歐盟對農殘“一律標準”的要求。覃國新等[12]開發一種從水果、蔬菜中快速提取凈化苯甲酰脲類農藥殘留的方法，該方法能夠有效去除水果和蔬菜中大量色素等雜質，降低雜質對色譜分析干擾，提高測定結果的準確度。試驗過程時，檢測人員需根據樣品基質、農殘種類、檢測器等不同情況選擇合適的前處理方法。潘小紅等[13]采用不同的提取凈化方法對蔬菜中多菌靈殘留測定影響進行研究分析，結果發現快速溶劑-固相萃取適用于干制蔬菜中多菌靈殘留量的測定，手動固相萃取適用于新鮮蔬菜的測定。韓梅等[14]比較未凈化法、QuEChERS前處理法、氨基柱固相萃取法（solid-phaseextraction，SPE）3種不同前處理方法對姜中農藥殘留的提取效果，并結合質譜儀進行測定分析，研究表明SPE法具有較好的凈化效果，但操作復雜、回收率差，未凈化法和QuEChERS方法簡單高效，回收率滿足試驗要求，適用于大批量樣品進行檢測。

2 蔬菜中農藥殘留檢測方法

蔬菜中農藥殘留的檢測方法主要有大型儀器檢測法和快速檢測法。大型儀器檢測法普遍具有分離性高、檢測限低、靈敏度高、重復性好、準確度高等優點，但存在檢測成本高、前處理步驟繁雜等缺點。快速檢測法彌補了大型儀器檢測法的不足之處，可短時間內檢測出大量樣本、檢測成本低，被廣泛用于現場檢查，但相對于大型儀器檢測法其準確度較低。

2.1 大型儀器檢測法

2.1.1 高效液相色譜法

高效液相色譜法是采用高壓輸液泵、高效固定相和高靈敏度檢測器進行柱色譜分離的一種技術，流動相為液體，常用檢測器有紫外可見吸收檢測器、光電二極管陣列檢測器和熒光檢測器[15]，采用熒光檢測器的農藥，一般需先進行衍生化處理。該法自動化程度高，常用于半揮發或不揮發及熱不穩定性的農藥殘留分析，尤其是對高沸點、相對分子質量大、熱穩定性差的農藥樣本可實現較好的分離檢測[16]。范鵬志等[17]利用安捷倫1260高效液相色譜儀，配備紫外、熒光檢測器，采用甲醇+乙腈作為流動相，對蔬菜水果中的10種農藥殘留情況進行分析，結果表明回收率和精密度均滿足試驗要求。Topuz等[18]采用C18固相萃取技術對蔬菜汁中5種農藥進行提取，采用紫外和二極管陣列檢測器同時檢測，農藥分離效果好，檢測限在0.5～1.0 g/kg，滿足要求。李彩均[19]采用高效液相色譜法檢測蔬菜中7種農藥，該方法分離效果良好，回收率和精密度均滿足檢驗要求。

2.1.2 氣相色譜法

氣相色譜法是常用的一種色譜檢測方法，經過凈化處理后的農藥經過程序升溫氣化后，在氣體流動相和固定在固體表面的液體固定相值之間實現分離，根據色譜峰的保留時間定性，峰面積進行定量。氣相色譜法具有選擇性高、檢測精度高、靈敏度高、準確性高、應用范圍廣等優點[20]，可同時實現對多個蔬菜樣本同時進行分離檢測，且檢測結果較為準確，曾作為有機磷和氨基甲酸酯類農藥的主要檢測方法，但對高沸點、穩定性差的農藥難以實現分析檢測[21]。林秋萍等[22]用氣相色譜法同時測定蔬菜中17種農藥殘留，檢測線性范圍為0.1～1.5 μg/mL，最小檢測限為0.010～0.040 mg/kg，均滿足要求。李靜等[23]用氣相色譜法同時測定蔬菜中九種有機磷農藥殘留量，分離效果良好，檢測結果滿足要求。

2.1.3 色譜-質譜聯用法

色譜-質譜聯用法主要包括液相色譜-質譜聯用法和氣相色譜-質譜聯用法，原理是利用色譜儀器（液相/氣相）分離待測樣品中農殘，利用質譜對分離出的農藥逐個進行分析。色譜-質譜聯用法不僅可以對樣品進行定性和定量分析，還能鑒定化合物的結構，方法靈敏度高、檢測結果準確，但該方法前處理繁瑣，檢測成本昂貴而且檢測周期較長，不適于現場檢測。Stajnbaher[24]利用氣相色譜-質譜串聯技術對新鮮蔬菜、水果中90多種農藥進行測定，該方法分離效果好，精密度和檢出限均滿足要求，其最低檢出限為0.01 mg/kg，相對標準偏差＜10%。劉天潔等[25]利用氣相色譜-質譜法同時測定水果、蔬菜中16種農藥殘留，16種農藥的最低檢測質量分數均為0.8～8.4 μg/kg，平均回收率為85.3%～108.2%，滿足檢驗要求。石焱芳等[26]利用超高效液相色譜-串聯質譜法同時測定蔬菜中30種農藥殘留進行，該方法分離效果好、回收率高，回收率在70.6%～102.6%之間。徐遠金等[27]用液相色譜-質譜聯用法測定蔬菜中殘留的甲胺磷、馬拉硫磷、久效磷、二嗪農、敵百蟲、對硫磷和辛硫磷7種有機磷農藥，結果表明7種農藥的線性關系良好，檢出限為0.002～0.090 μg/kg。

2.1.4 超臨界流體色譜法

超臨界流體色譜法是以超臨界流體作為流動相，以固體吸附劑或鍵合在載體上的有機高分子聚合物作固定相的一種色譜方法，具有相同分配系數的農藥在超臨界流體中的分配量比在一般氣體中大，提高被分離物質的揮發度，從而實現對不同農藥的分離檢測。超臨界流體色譜法可與氣相色譜和高效液相檢測器相連，綜合氣相和液相色譜的優點，彌補氣相和液相色譜的不足[28]，具有分析速度快、分離效率高等優點，適用于沸點較高和熱穩定性較差的農藥的分析[29]。王建華等[30]用超臨界流體萃取-氣相色譜法測定水果和蔬菜中有機磷農藥殘留量，測定結果準確、快速，回收率為82%～108%。譚琪等[31]用超臨界流體色譜法測定黃瓜、西紅柿樣品中滅菌唑手性異構體殘留，結果表明該方法線性關系較好，準確度和精密度都較高、回收率好，回收率為81.62%～106.21%。

2.2 快速檢測法

快速檢測法主要分為生物化學測定法和光譜反應法。

2.2.1 生物化學測定法

在我國采用生物檢測法進行蔬菜農藥殘留檢測的應用較廣，常用的生物化學測定法主要有酶聯免疫法、酶抑制法和活體生物測定法。

2.2.1.1 酶聯免疫法

酶聯免疫法是通過抗原和抗體之間的酶聯免疫反應，使抗體和抗原進行結合，形成酶結合物，之后該酶結合物的酶作用于能呈現出顏色的底物，最后利用比色法來確定農藥殘留量的一種檢測方法[32]。該方法操作簡單、專一性強，具有高靈敏度和高特異性，可進行定性和定量測定[33]，適合大面積蔬菜農殘檢測，但檢測費用偏高。夏敏等[34]利用酶聯免疫技術快速測定蔬菜和水果中的農殘，回收率在試驗要求范圍內。王艷等[35]對基于抗原-抗體特異性結合的酶聯免疫法在農殘分析中的應用進行綜述，并指出免疫芯片技術是未來發展方向。

2.2.1.2 活體生物測定法

活體生物測定法包括家蠅檢測法和發光細菌法2種[36]。家蠅檢測法操作簡單，但檢測時間較長，而且只對少數農藥有反應，難以分辨農藥的種類，準確性不高，僅適用于田間未采收的蔬菜[37]，很少用于蔬菜殘留農藥的測定。王冬生等[38]應用家蠅檢測蔬菜中的農藥殘留，效果明顯。發光細菌法是采用發光細菌的熒光作用，不同種類細菌的發光機制相同[39]，通過分析檢測物品中的發光程度與農殘濃度的相關性進行定量。發光菌體法具有靈敏度高、價格低廉、檢測速度快等優點，但準確率不高。在蔬菜農藥檢測中，主要是采用樣本中農藥的發光程度與毒性物質濃度的標準做比較，確定蔬菜中農藥殘留的量。袁東星等[40]采用發光菌體法測定蔬菜中有機磷農藥殘留，分析發光菌對蔬菜中6種有機磷農藥的響應情況，探討檢測空心菜中甲胺磷農藥殘留的最佳參數，結果表明該方法是檢測蔬菜中有機磷農藥殘留的一種快速有效且價廉的方法。

2.2.1.3 酶抑制法

酶抑制法主要分為膽堿酯酶抑制法、有機磷水解酶法和植物酯酶抑制法。其中，膽堿酯酶抑制法是最常用的方法，用于有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留，將該酶與樣品提取液反應[41]，如果存在有機磷和氨基甲酸酯類農藥，酶活性會受到抑制。邱朝坤等[42]利用酶抑制法對5種蔬菜中有機磷農藥殘留進行快速檢測，結果表明該方法的回收率高、結果準確可靠。膽堿酯酶抑制法主要包括速測箱法、速測卡法、速測儀法、傳感器法。

速測箱法是在膽堿酯酶的催化下，將紅色的靛酚乙酸酯水解為乙酸和藍色的靛酚[43]，該方法對常見農藥的檢出限量大都高于標準中規定的最大殘留限量值，因此該法只能作為定性的快速初篩檢測法。速測卡法是將乙酰膽堿酯酶、靛酚乙酸酯固定于速測卡上的一種檢測方法，農藥速測卡中一般含有白色和紅色兩種藥片[44]，白色藥片含有乙酰膽堿酯酶，紅色藥片含有靛酚乙酸酯。在實際應用中只需將蔬菜表面的農藥殘留物脫除到速測卡的乙酰膽堿酯酶端上，將其與靛酚乙酸酯接觸，接觸時需要保持溫度在37 ℃左右，一般15 min后就可通過對照得出檢測結果。速測卡法檢測農藥殘留的便攜程度極高，檢測方法簡單，檢測成本極低，能更好地檢測特定農藥，但不能有效地檢測所有類型的農藥，且在氣溫較低的情況下無法進行反應。速測儀法[45]原理是殘留農藥對乙酰膽堿酯酶活性有抑制作用，濃度越高，抑制率越高，通過儀器測定酶與底物、顯色劑顯色反應的變色速率，并與紅白對照比較求得酶抑制率，從而判定農藥殘留量是否超標。

傳感器法是將傳感技術與農藥免疫分析技術相結合的一種分析方法，其中生物傳感器法[46]和同相傳感器法[47]常用于農殘的檢測。張淑平等[48]利用硝酸纖維素膜（孔徑0.45 μm）固定乙酰膽堿酯酶制得的酶生物傳感器，用氨基甲酸酯類農藥為抑制劑，研究發現生物傳感器法的檢測結果略低于氣相色譜法，但能滿足實際檢測所需。該方法操作簡單，成本低，易于實現現場快速檢測篩選，節省預處理時間，缺點是精度不高，易受樣品基質干擾，同時酶不易獲得和保存，主要用于防止農藥殘留的急性中毒及農藥殘留普查等方面。

2.2.2 光譜反應法

光譜反應法的原理是利用樣本溶液中農藥在光譜下所反映的特征，根據輻射信號強度和波長變化以確定蔬菜中是否有農藥殘留的一種方法，輻射信號強度與濃度呈一定關系。該方法的優點是避免酶的不穩定性、操作簡單、檢測速度快，缺點是靈敏度低，但易受還原性物質干擾。常用的是紫外分光光度法、熒光光譜檢測、表面增強拉曼光譜法和近紅外光譜法。

紫外分光光度法是利用物質分子對光的吸收，檢測人員通過觀察光的變化，通過作圖法查出吸光度并計算吸光度差值，然后根據校正吸光度和農殘的關系繪制標準曲線的一種方法。該方法具有儀器設備簡單、分析成本低的優點，但過程處理較繁瑣，不能廣泛應用。張奇泓[49]采用紫外分光光度法檢測蔬菜、水果中多菌靈殘留，測定結果較為滿意。

熒光光譜檢測法是在特定波長光的照射下，具有吸收光子能力的物質瞬間發射出比激發光波長長的熒光，利用物質的靈敏熒光光譜來分析的一種方法。該方法具有靈敏度高、操作簡單、抗干擾能力強等優點，能滿足對大量樣品的分析篩查[50]，既可以定性，又可以定量檢測。張吉華等[51]利用熒光光譜技術對茶湯中氰戊菊酯和順式氯氰菊酯殘留進行識別確證，試驗結果滿足要求。

表面增強拉曼光譜法是指當一些分子或官能團吸附到粗糙金屬或半導體的表面上時，分子的拉曼信號強度得到極大增強的現象，因此粗糙程度、基底表面和其他共吸附物等與分析物分子的相互作用都能直接影響目標分析物拉曼信號的強度[52]。 Bhab等[53]基于表面增強拉曼光譜技術，開發一種無損檢測方法對水果表面的福美雙和噻菌靈混合物進行檢測。磷農藥被某些化學反應消化或還原的波長，由于存在化學殘留物，在波面上就會顯示出顏色的數量，光譜反應法具有效率高、精度低的特點[54]。

近紅外光譜法的原理是通過使用波長為780～1 100nm的電磁波提取樣品基質中含氫化合物的技術，通過對特異性光譜信息進行分析，進而確定農藥殘留量[55]。張曉等[56]建立一種利用近紅外光譜法測定阿克蘇蘋果毒死蜱農藥殘留，結果表明近紅外光譜能夠很好地應用于阿克蘇蘋果毒死蜱農藥殘留檢測。

3 結語與展望

蔬菜農殘快速檢測方法具有儀器設備便于攜帶、操作簡單、成本低廉、檢測速度快等特點，適用于現場定性檢測，但檢測范圍有限，僅能檢測有機磷和氨基甲酸酯類農藥，且容易出現誤判的情況；傳統儀器檢測具有靈敏度高、準確度高等特點，但檢測周期長，農殘快速檢測可作為傳統儀器分析方法的有益補充[57]。近年來，國際上主要朝檢測器的小型化、便攜式及多種檢測手段聯用的方向發展，高效液相色譜-核磁共振質譜法等系統化處理復雜樣品的測定技術仍是儀器檢測農藥的主要趨勢。

為保障我國蔬菜的質量安全，需要充分依靠傳統檢測方法和快速檢測方法的綜合應用，研究為檢測機構、監管部門、食品協會等在蔬菜中農殘的檢測方法的選擇上提供技術參考，促使監管部門將一部分農藥殘留超標的蔬菜控制在流通之前，保證上市蔬菜的相對安全性，避免農藥超標的蔬菜流入百姓的餐桌，保障人體健康。