影響農產品質量安全的因素及其檢驗技術探討

李 豪，張定宇

（柳州市質量檢驗檢測研究中心，廣西柳州 545001）

1 農產品質量安全的主要影響因素

1.1 工業排放污染

在農作物生長期間，由于農田靠近工業區或城市區域，持續向當地生態環境大量排放未經處理的工業廢水、廢氣與廢渣，這類工業污染物經過地下水等途徑進入農田，由此引發土壤污染、水域污染等一系列問題。同時，受到工業污染物影響，農作物品質明顯降低，導致農作物重金屬含量超標，持續在農作物中轉化為毒性更強的有毒物質，這類農作物如果直接被人們食用，無法高效被人體分解轉化，最終在累計至較高含量時出現毒性反應[1]。

1.2 農藥殘留超標

在現代農業發展期間，為提高農作物產量與產品品質，普遍選擇在農業生產期間向農田中播撒適量農藥與化肥，分別起到化學除草與提高土壤肥力的作用。然而，在農業生產活動中出現超量使用農藥化肥問題，或是在農產品加工環節未采取有效方法清洗殘留農藥時，有較高可能出現農藥殘留超標現象，對農產品質量安全造成明顯影響，消費者食用這類農產品時，殘留農藥會在人體內累積。例如，在人們食用含有超量高毒性農藥殘留的農產品時，易出現急性中毒事故。而在人體長時間攝入含有微量農藥殘留的農產品時，將造成基礎病發病率升高、誘發慢性中毒的后果[2]。

1.3 貯運加工不當

在農產品貯存運輸環節，產品品質將受到冷藏冷凍設備、包裝材料、食品添加劑用量因素的影響。①從冷藏冷凍設備角度來看，在鮮活農產品貯存運輸期間使用冷藏冷凍設備來營造低溫環境，如果冷藏冷凍設備中途故障停機，或是設備清理不到位，在遠距離運輸和長時間低溫貯存期間，易出現農產品腐爛變質、二次污染問題。②從包裝材料角度來看，使用性能不達標、自身存在毒性的劣質包裝材料，或是包裝上攜帶病原體，在包裝材料與農產品直接接觸時，造成農產品污染和遷移污染。③從食品添加劑用量角度來看，雖然在《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）中，規定農產品生產加工與貯藏環節可使用適量保鮮劑、防腐劑與儲藏劑等添加劑，但部分不法商戶為延長農產品保鮮周期，違規超量使用添加劑，或是使用廉價化學試劑代替防腐劑、保鮮劑等添加劑，導致農產品固有品質發生改變，并殘留一定的有毒有害物質[3]。

1.4 生物性污染

生物性污染問題常見于農作物生長、農產品加工貯運環節。其中，在農作物生長環節，由于農田土壤中繁殖生長有害微生物與寄生蟲，導致農作物品質降低，出現農作物內源性污染問題。而在農產品加工貯存環節，由于生產現場消殺工作開展不到位、農產品外包裝在貯藏運輸期間破損，導致農產品遭受外部環境影響、生物啃食與微生物繁殖，出現外源性污染問題。

1.5 檢驗手段落后

近年來，在我國農業與食品行業蓬勃發展的同時，國家也對農產品質量、農產品檢驗水平提出了更高要求。在這一背景下，傳統農產品檢驗技術體系缺乏適用性，暴露出時效性差、技術手段單一等多項問題，限制了農產品質量監管能力的提高。例如，從檢驗時效性角度來看，傳統檢驗技術以儀器檢測為主，需要將所采集樣品送往實驗室進行檢測，在樣品采樣到出具檢驗報告環節存在時間差。如果樣品來源于農貿市場和露天攤位，由于這類銷售點有著較強的流動性，無法第一時間發現農產品質量安全問題，因此形成了食品安全監管薄弱環節。

2 農產品質量安全檢驗技術

2.1 儀器檢測技術

在農產品檢驗項目中，儀器檢測技術是由工作人員在實驗室內操縱多類高精密儀器來檢測農產品質量安全是否達標的一類檢驗技術。相比于其他檢驗技術而言，儀器檢測技術有著精度高、檢測項目種類齊全的優勢，但需要采集農產品樣品后送至實驗室檢測，有著操作流程煩瑣、檢驗周期長、儀器設備性能要求嚴格的局限性。目前來看，常用的儀器檢測技術主要包括液相色譜法、氣相色譜法和毛細管電泳法，具體如下。

2.1.1 液相色譜法

液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC），是以液體為流動相、填充床或薄板為固定相的分離分析技術。在農產品檢驗環節，檢驗人員提前準備高效液相色譜儀等設備，將所準備農產品樣品制成溶液，控制樣品注入色譜柱內，在壓力作用下使流動相在固定相中保持移動狀態，由于樣品物質組成和固定相所產生相互作用存在明顯差異，對檢測器測得峰信號進行分析，根據分析結果來掌握樣品物質組成與各自含量[4]。

從實際應用情況來看，液相色譜法在農產品檢驗項目中，多用于完成農藥殘留量檢測任務，如分離檢測極性較強、分子量較大的離子型農藥殘留量，以及檢測受熱狀態易分解的農藥殘留量。同時，此項技術有著可在室溫環境下直接進行操作、液相中溶質傳質速率慢、回收樣品操作簡單的優勢，可用于完成難度系數較大的農藥殘留量檢測工作。

2.1.2 氣相色譜法

氣相色譜法（Gas Chromatography，GC），憑借物質在吸附特性、沸點和極性等方面的差異特質來分離混合物。檢驗人員將所準備農產品樣本送入汽化室內進行進樣汽化處理，以惰性氣體作為載氣，始終保持載氣流動狀態，控制農產品樣品組分進入色譜柱，在流動狀態下重復多次分配，根據分配濃度控制各組分依次從色譜柱中流出，并使用檢測器來采集電信號，電信號大小、對應組分濃度保持正比關系，根據信號分析結果，即可準確掌握樣品組分情況，判斷農產品質量是否達標。

在農產品檢驗項目中，氣相色譜法主要用于完成農藥殘留量檢測任務，也可用于分析食品添加劑、包裝材料揮發物含量，具有操作簡單、檢驗周期短、靈敏度高的優點。同時，隨著科技水平的不斷提高，氣相色譜法儀器設備更新迭代，可以配備脈沖放電檢測器等新型設備、引入快速GC 與全二維GC 等新型技術來提高氣相色譜檢測靈敏度[5]。

2.1.3 毛細管電泳法

毛細管電泳法（Capillary Electrophoresis，CE），提前準備彈性石英毛細管、可穩調壓穩流電源、激光誘導熒光檢測器等儀器設備，通電狀態下形成高壓直流電場，在電場驅動作用下，控制緩沖溶液中帶電粒子按照特定速度向電荷極性相反方向高速移動，在移動過程中形成電泳，憑借各類組分的分配行為差異情況來完成電泳分離操作，根據測得結果來判斷樣品質量安全是否達標。

在農產品檢驗項目中，毛細管電泳法的綜合表現明顯優于其他檢測技術，分析能力是液相色譜法的100 倍以上。一般情況下，可以在0.5 h 內完成農產品定量分析或定性分析操作，且所制備緩沖液不具備污染性與毒性，不會在檢驗期間造成二次污染。

2.2 無損檢測技術

在農產品質量安全檢驗領域，對無損檢測技術的應用，有利于降低檢驗成本和提高檢驗效率，這類技術一開始便在農產品檢驗項目中得到廣泛應用，用于完成產地檢測、農藥殘留檢測、谷類檢測、魚類檢測以及農產品新鮮度與成熟度檢測等任務。目前來看，常用的無損檢測技術主要包括超聲波檢測、核磁共振檢測、機器視覺檢測和近紅外分光檢測4項，具體如下。

2.2.1 超聲波檢測

檢驗人員攜帶小型超聲波檢測儀，直接向農產品發射與接收超聲波信號，根據聲波信號的傳播速度、衰減程度、散熱吸收特征來掌握農產品內部特征情況，判斷農產品是否存在內部腐爛生蟲等質量問題。同時，檢驗人員可選擇從農產品或農作物中提取汁液，對汁液進行超聲處理，根據處理結果來掌握農產品組分情況。

例如，應用超聲波檢測法測定蔬菜中的亞硝酸鹽含量時，需要提前準備超聲波清洗儀、亞硝酸鈉標準溶液等設備材料，將蔬菜放入燒杯中添加適量飽和硼砂溶液進行攪拌，再將攪拌后的試樣放入70 ℃熱水中超聲提取10 min，提取完畢后向溶液中添加少量乙酸鋅溶液和亞鐵氰化鉀溶液，搖勻后放置一段時間，過濾雜質。隨后，對所制備提取液進行檢測，根據檢測結果來確定亞硝酸鹽含量即可[6]。

2.2.2 核磁共振檢測

核磁共振檢測技術采取控制核子在磁場內以電磁波形式吸收、釋放能量，產生原子核能級躍遷效應、同步形成核磁共振信號的檢測方式。根據所檢測農產品的水脂比例與分布狀態來判斷產品質量，當前該技術主要用于檢測水果、蔬菜等含水率較高的農產品，具有檢測效率高、時效性強、易于操作的優點。同時，根據分辨率高低，可將核磁共振檢測技術細分為高場檢測、低場檢測。高場檢測用于測定農產品化學性質信息，要求磁場強度不小于11.7 T；低場檢測用于測定農產品物理性質信息，將磁場強度控制在1.0 T以內。

例如，應用核磁共振技術檢測水果內部是否存在缺陷，如果在檢測結果中存在較強NMR 信號，表明內部存在碰傷或腐敗組織。而在對照檢查真實切面圖與NMR 圖像時發現質子信號強度驟然降低情況時，表明所檢測部位存在嚴重變質問題。

2.2.3 機器視覺檢測

機器視覺檢測屬于一項人工智能分支技術，得益于智能算法的創新優化，其檢測精度得到明顯提高，當前已在瓜果品質檢測、谷物識別分類、農副產品出廠質量檢測等場景中得到落地應用。此項技術的檢測原理在于在檢測器上搭載圖像攝取裝置，拍攝所檢測農產品的圖像信號，將信號上傳至系統后臺轉換為形態信息，從中提取顏色、亮度、輪廓邊線等參數的特征量，對比檢測樣品特征量與標準質量農產品特征量，從而判斷農產品質量是否達標。

例如，在瓜果品質檢測環節，根據圖像信號處理結果，對瓜果產品的顏色、形態、亮度和表面完好性的特征量進行對比分析，判斷瓜果是否屬于有損產品。而在谷物識別分級環節，從形態信息中提取應力裂紋深度、染色后顏色、形態等特征量，快速識別谷物種類，根據外在表現將谷物劃分為若干品質等級。

2.2.4 近紅外分光檢測

近紅外分光技術也被稱為近紅外光譜法，采取測定分子吸收紅外波長差異值與光強度來判定組分含量的檢測方法，具有成本低廉、易于取樣、操作簡單和無需消耗化學試劑的優點，在農產品檢測項目中，可用于完成谷物水分測定、農作物有機成分含量測定、農藥殘留量測定等任務。在應用此項技術時，為保證檢測結果真實、準確，必須滿足準備性能穩定近紅外光譜儀、功能完備化學計量軟件、建立較寬適用范圍模型的前提條件。

3 結語

綜上所述，為實現現代農業可持續發展目標，保證食品安全，為人們身體健康提供強有力保障，食品安全監管部門與食品檢驗機構都應提高對農產品質量安全問題的重視程度，深入了解農產品質量安全的主要影響因素，根據工作需要靈活運用檢驗技術，推動農產品檢驗技術體系的創新優化。