食品中重金屬和農(nóng)藥殘留檢測方法的比較與評估

◎ 閆澤華

（河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院，河南 平頂山 467000）

食品作為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠郑滟|(zhì)量和安全性對我們的健康至關(guān)重要。然而，食品中存在的重金屬和農(nóng)藥殘留問題已經(jīng)引起了社會大眾的廣泛關(guān)注和擔(dān)憂，這些問題對人類健康和環(huán)境產(chǎn)生的潛在影響已經(jīng)成為全球性的重大問題。重金屬是一類具有毒性的金屬元素，如鉛、鎘、汞等，它們廣泛存在于各種環(huán)境中，并通過食物鏈進(jìn)入我們的食品中。長期攝入含有重金屬的食品會對人體健康造成嚴(yán)重危害，包括神經(jīng)系統(tǒng)損害、肝臟和腎臟功能受損等。農(nóng)藥殘留則是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥的使用導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中殘留化學(xué)物質(zhì)，攝入農(nóng)藥殘留超過安全標(biāo)準(zhǔn)的食品會對人體健康產(chǎn)生危害，包括慢性中毒和免疫系統(tǒng)紊亂等。食品安全監(jiān)測是指對食品中的重金屬和農(nóng)藥殘留進(jìn)行定期、系統(tǒng)和全面的檢測和評估，其目的在于確保食品符合相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，保障公眾的健康和安全。

1 食品中重金屬檢測方法

1.1 傳統(tǒng)方法

食品中重金屬檢測的傳統(tǒng)方法主要包括原子吸收光譜法（Atomic Absorption Spectroscopy, AAS）、原子熒光光譜法（Atomic Fluorescence Spectroscopy, AFS）和電化學(xué)分析法等。

1.1.1 原子吸收光譜法（AAS）

AAS是一種常用的重金屬檢測方法，基于重金屬原子對特定波長的光的吸收度進(jìn)行分析。①AAS對于痕量重金屬具有較高的靈敏度，能夠檢測到低濃度的重金屬。②AAS具有較好的選擇性，能夠準(zhǔn)確測定特定重金屬元素。③AAS具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，廣泛應(yīng)用于食品中重金屬的定量分析。然而，AAS僅適用于常規(guī)的重金屬分析，無法同時測定多種重金屬元素[1]。

1.1.2 原子熒光光譜法（AFS）

AFS是一種基于原子熒光現(xiàn)象的分析方法，通過激發(fā)和測量被分析樣品中重金屬原子發(fā)射的熒光信號來定量分析重金屬含量。①AFS對于痕量重金屬具有高靈敏度，能夠檢測到極低濃度的重金屬。②AFS具有較好的選擇性，可以準(zhǔn)確測定特定重金屬元素，同時可測定多種重金屬元素，具有較高的分析效率。然而，AFS儀器較為復(fù)雜，需要高水平的操作技術(shù)和維護(hù)，成本較高。

1.1.3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法是一種基于電化學(xué)反應(yīng)原理進(jìn)行分析的方法，主要包括陽極溶出電化學(xué)分析和常規(guī)電化學(xué)分析。①對痕量重金屬具有較高的靈敏度，能夠檢測到低濃度的重金屬。②對不同重金屬元素具有一定的選擇性，可以定量測定特定元素。③儀器相對簡單，操作容易，成本較低。通常具有較快的分析速度，適用于高通量分析[2]。

傳統(tǒng)的食品重金屬檢測方法，對食品安全監(jiān)測和質(zhì)量控制具有重要作用,然而，傳統(tǒng)方法存在局限性。因此，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新興的分析方法和技術(shù)逐漸應(yīng)用于食品中重金屬的檢測和分析。

1.2 現(xiàn)代技術(shù)方法

①電感耦合等離子體質(zhì)譜法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）。是一種高靈敏度的分析技術(shù)，結(jié)合了電感耦合等離子體發(fā)射光譜和質(zhì)譜技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確地測定多種元素的含量。②原子力顯微鏡（Atomic Force Microscopy, AFM）。是一種高分辨率的顯微鏡技術(shù)，可以直接觀察和測量食品樣品表面的微觀形貌和結(jié)構(gòu)。③X射線熒光光譜法（X-ray Fluorescence Spectroscopy, XRF）。是一種非破壞性的分析技術(shù)，利用樣品受到X射線激發(fā)后發(fā)射的熒光光譜來測定樣品中元素的含量。

現(xiàn)代技術(shù)方法在食品重金屬檢測方面具有重要的應(yīng)用價值。它們具有更高的靈敏度、多元素分析能力、高分辨率和非破壞性等優(yōu)勢，有助于準(zhǔn)確評估食品重金屬的含量和分布情況，確保食品安全和質(zhì)量[3]。

2 食品中農(nóng)藥殘留檢測方法

2.1 傳統(tǒng)方法

食品中農(nóng)藥殘留檢測是確保食品安全和消費者健康的重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的農(nóng)藥殘留檢測中，主要使用的方法包括色譜法、質(zhì)譜法、光譜法和生物學(xué)法等。

2.1.1 色譜法

①高效液相色譜法（HPLC），是最常用的農(nóng)藥殘留檢測方法之一。它通過將樣品中的化合物分離并在色譜柱上進(jìn)行定量分析。②氣相色譜法（GC），多用于檢測揮發(fā)性和半揮發(fā)性農(nóng)藥。③薄層色譜法（TLC），是一種簡單和經(jīng)濟(jì)的檢測方法，在涂有吸附劑的玻璃板上檢測農(nóng)藥殘留[4]。

2.1.2 質(zhì)譜法

質(zhì)譜法可以進(jìn)一步確定和鑒定農(nóng)藥殘留物的結(jié)構(gòu)和特性。質(zhì)譜技術(shù)包括質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）。

2.1.3 光譜法

紫外-可見光譜法（UV-Vis），基于樣品中農(nóng)藥的吸收光譜特性進(jìn)行定量分析。

2.1.4 生物學(xué)法

酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA），通過抗體與農(nóng)藥殘留物結(jié)合來實現(xiàn)檢測。其方法具有快速、高靈敏度和特異性的優(yōu)點。

2.2 現(xiàn)代技術(shù)方法

2.2.1 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）

該方法結(jié)合了高效液相色譜（LC）和質(zhì)譜（MS）技術(shù)，具有高靈敏度和高選擇性，能夠同時檢測多種農(nóng)藥殘留物，并提供定量和定性分析的結(jié)果。

2.2.2 毛細(xì)管電泳（CE）

CE是一種基于電荷和大小分離物質(zhì)的技術(shù)，具有高分辨率和快速分析的優(yōu)勢。在農(nóng)藥殘留檢測中，它可以用于分離和定量分析農(nóng)藥殘留物。

2.2.3 表面增強拉曼光譜（SERS）

SERS是一種基于光譜技術(shù)的表面增強技術(shù)，可以提供高靈敏度的分析結(jié)果。這種方法可用于檢測農(nóng)藥殘留物，并且對樣品處理要求較低[5]。

現(xiàn)代技術(shù)方法具有更快的分析速度和更高的準(zhǔn)確性，可以提供即時和可靠的檢測結(jié)果，也可以同時檢測多種農(nóng)藥殘留物，提高了檢測效率。同時，它具有較高的靈敏度，能夠檢測到極低濃度的農(nóng)藥殘留物[3]。此外，現(xiàn)代技術(shù)方法所需的樣品量較少，減少了對樣品的需求和浪費，可以與自動化設(shè)備結(jié)合使用，實現(xiàn)高通量的樣品分析。

3 重金屬和農(nóng)藥殘留檢測方法的評估和考量

3.1 重金屬和農(nóng)藥殘留檢測方法的評估指標(biāo)

快速性和自動化程度是評估重金屬和農(nóng)藥殘留檢測方法的重要指標(biāo)。

3.1.1 快速性評估

（1）分析時間。評估方法的快速性可以通過分析時間來衡量，比較不同方法在相同樣品條件下所需的時間，較短的分析時間意味著方法更快速。

（2）并行性。方法的并行性是指能否同時處理多個樣品。一些現(xiàn)代技術(shù)方法可以使用高通量設(shè)備或多通道系統(tǒng)實現(xiàn)多個樣品的并行分析，從而提高分析效率。

（3）樣品前處理時間。快速方法通常需要較少的樣品前處理步驟和時間。通過評估方法所需的樣品前處理時間，可以比較其在樣品制備階段的效率。

3.1.2 自動化程度評估

（1）自動化設(shè)備。評估方法的自動化程度可以通過使用自動化設(shè)備來實現(xiàn)。自動化設(shè)備可以實現(xiàn)樣品進(jìn)樣、液體處理、分離和檢測等步驟的自動化，減少操作員的干預(yù)，提高分析效率。

（2）軟件控制。一些現(xiàn)代技術(shù)方法配備了專用軟件，可以對儀器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)管理。評估方法是否具備這些功能，可以反映其自動化程度。

（3）樣品處理量。自動化方法通常具有較高的樣品處理量，能夠同時處理大量樣品，從而提高分析效率。

3.2 重金屬和農(nóng)藥殘留檢測方法的評估考量因素

3.2.1 設(shè)備評估

（1）技術(shù)需求。評估方法的設(shè)備要求，包括儀器設(shè)備、分析儀器和相關(guān)設(shè)備等。通過了解設(shè)備的規(guī)格、功能和性能，能夠判斷其是否滿足檢測需求。

（2）儀器可用性。該因素主要考察評估方法所需儀器設(shè)備的可用性和市場供應(yīng)情況，確保設(shè)備易于獲得并具備維護(hù)和技術(shù)支持。

（3）適用范圍。該因素主要考慮設(shè)備的適用范圍和靈活性，保證其適用于不同類型的食品樣品和不同殘留物的檢測。

3.2.2 成本評估

（1）儀器成本。評估所需儀器設(shè)備的購買成本，包括儀器本身的價格以及可能的附加設(shè)備和配件的成本。

（2）操作成本。考慮儀器的維護(hù)、校準(zhǔn)和保養(yǎng)成本，包括所需的耗材、試劑和標(biāo)準(zhǔn)品的費用。

（3）培訓(xùn)成本。評估操作人員的培訓(xùn)成本，包括培訓(xùn)課程和培訓(xùn)人員的費用。

4 結(jié)語

綜合考慮以上因素，各實驗室應(yīng)根據(jù)自身情況選擇檢測方法。對于實驗室條件有限的情況，傳統(tǒng)方法是一個可行的選擇；而對于需要高通量、快速和準(zhǔn)確分析的實驗室，現(xiàn)代技術(shù)方法則是更合適的選擇。此外，實驗室也可以將傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代技術(shù)方法結(jié)合使用，以滿足不同類型食品樣品的檢測需求。總之，現(xiàn)代技術(shù)方法在食品中重金屬和農(nóng)藥殘留檢測方面具有廣闊的前景和應(yīng)用潛力，通過不斷的創(chuàng)新和研究，我們可以期待更高效、更準(zhǔn)確、更快速的檢測方法，為食品安全提供更有效的保障。未來的研究應(yīng)關(guān)注新型檢測技術(shù)的發(fā)展、多殘留物檢測、快速檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)分析和處理，環(huán)境友好方法以及標(biāo)準(zhǔn)化和法規(guī)要求的提升，這些研究方向?qū)⒂兄谔岣呤称分修r(nóng)藥殘留檢測的準(zhǔn)確性、快速性和環(huán)境友好性，為食品安全保障提供更好的技術(shù)支持。