食品中農(nóng)藥殘留前處理及檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展?

摘 要：本文探討農(nóng)藥殘留前處理技術(shù)以及檢測(cè)技術(shù)，旨在為農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步研究與運(yùn)用提供有益的參考，同時(shí)為我國(guó)食品安全事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：食品安全；農(nóng)藥殘留；前處理技術(shù)；檢測(cè)技術(shù)

Research Progress on Pre-Treatment and Detection Technology of Pesticide Residues in Food

WANG Xinyu

（Greentown Agricultural Science Testing Technology Co.， Ltd.， Hangzhou 310056， China）

Abstract： This paper discusses the pesticide residue pretreatment technology and detection technology， aiming to provide useful reference for the further research and application of pesticide residue detection technology， and contribute to the cause of food safety in China.

Keywords： food safety; pesticide residues; pre-processing techniques; testing technology

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的持續(xù)加速，各類農(nóng)藥和肥料在農(nóng)作物種植中大范圍使用。然而，由于一些農(nóng)戶的安全意識(shí)不足，未能嚴(yán)格按照規(guī)范使用農(nóng)藥，導(dǎo)致一些農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標(biāo)。如果人們食用了這些含有高農(nóng)藥的食物，可能會(huì)出現(xiàn)頭暈等不適癥狀，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致昏迷、嘔吐等中毒反應(yīng)，對(duì)人們的健康和生命安全構(gòu)成重大威脅。因此，農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新和監(jiān)管力度的加強(qiáng)，對(duì)于確保食品安全尤為關(guān)鍵。

1 食品中農(nóng)藥殘留前處理技術(shù)

農(nóng)藥殘留檢測(cè)是一項(xiàng)冗雜且具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，通常依賴于多樣化技術(shù)手段的綜合應(yīng)用。在檢測(cè)過(guò)程中，不同的樣本具備不同的理化特性，這要求實(shí)驗(yàn)人員運(yùn)用預(yù)處理技術(shù)對(duì)樣本中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行提取、凈化和提純等步驟，以免影響后續(xù)農(nóng)藥殘留分析工作。目前，國(guó)內(nèi)外農(nóng)藥殘留檢測(cè)中普遍采用的預(yù)處理技術(shù)包括固相萃取技術(shù)、QuEChERS法和凝膠滲透色譜法等。

1.1 固相萃取技術(shù)

固相萃取技術(shù)作為一種新興的樣品前處理手段，近年來(lái)得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。固相萃取技術(shù)主要用于雜質(zhì)的分離、待測(cè)物的萃取純化、減少樣品中的基質(zhì)干擾，進(jìn)而提高后續(xù)檢測(cè)方法的靈敏度。楊沈麗[1]建立了一種固相萃取-氣相色譜質(zhì)譜法測(cè)定水中聯(lián)苯菊酯、溴氰菊酯、甲氰菊酯和丙烯菊酯4種農(nóng)藥殘留的分析方法，并在實(shí)驗(yàn)中對(duì)方法的固相萃取柱類型和洗脫溶劑進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，該方法操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力，適用于水中擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥殘留的分析。

1.2 QuEChERS法

在眾多用于蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)的前處理方法中，QuEChERS法具有重要的作用。QuEChERS法的原理是利用吸附材料與樣品中雜質(zhì)的相互作用來(lái)吸附并去除雜質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)樣品的凈化。吸附劑在QuEChERS法檢測(cè)中扮演著至關(guān)重要的角色。隨著材料科學(xué)的進(jìn)步，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種類型的吸附劑。在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)具體條件選擇合適的吸附劑。

1.3 凝膠滲透色譜法

凝膠滲透色譜法屬于液相色譜的重要分支領(lǐng)域，已廣泛應(yīng)用于食品中農(nóng)藥殘留的樣品前處理。凝膠滲透色譜法主要有以下優(yōu)勢(shì)。①在色譜分析過(guò)程中，樣品注入色譜柱后分離所需時(shí)間大幅縮短，從而減少了等待時(shí)間。②在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)對(duì)象在色譜中的保留時(shí)間較短，且色譜峰形尖銳，有助于設(shè)備的準(zhǔn)確識(shí)別，提高了樣品檢測(cè)的效率。③該方法能高效凈化高分子量雜質(zhì)，確保了分析過(guò)程中的穩(wěn)定性和高回收率。④此方法具有廣泛的適用性，重復(fù)使用次數(shù)多，操作簡(jiǎn)便、難度低，自動(dòng)化水平較高。

2 食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)

2.1 化學(xué)分析檢測(cè)技術(shù)

2.1.1 光譜分析法

相較于傳統(tǒng)的殘留檢測(cè)方法，光譜分析法以其簡(jiǎn)便的操作和便捷的檢測(cè)流程而受到青睞。目前，在食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)領(lǐng)域，常用的光譜分析法包括熒光光譜法、可見(jiàn)/近紅外光譜法以及拉曼光譜法3種。方芳等[2]利用近紅外光譜技術(shù)結(jié)合多變量分析算法驗(yàn)證菜籽油的摻偽。結(jié)果表明，方法的檢測(cè)限為2.41 mg·kg-1，實(shí)現(xiàn)了食用油中摻偽現(xiàn)象的高精度快速檢測(cè)。

2.1.2 氣相色譜法

氣相色譜法作為一種分離分析技術(shù)，在我國(guó)工業(yè)和農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域都具有廣泛應(yīng)用。氣相色譜法具有以下顯著優(yōu)勢(shì)。①分離效能卓越且分析迅速。例如，氣相色譜法能在2 h將汽油樣本分解出超過(guò)200個(gè)色譜峰，大多數(shù)樣本分析則僅需20 min。②所需樣本量小且檢測(cè)靈敏度較高，如氣體樣本僅需1 mL，液體樣本需0.1 μL，固體樣本僅需幾微克，且配合適當(dāng)?shù)臋z測(cè)器，能檢測(cè)到含量極低的雜質(zhì)。③具有較高的選擇性，適用于分離和分析恒沸混合物、沸點(diǎn)接近的物質(zhì)、特定同位素、順?lè)串悩?gòu)體以及鄰、間、對(duì)位異構(gòu)體和旋光異構(gòu)體等物質(zhì)。④應(yīng)用范圍廣闊，雖然主要用于氣體和易揮發(fā)有機(jī)物的分析，但在特定條件下也能用于高沸點(diǎn)物質(zhì)和固體樣本的分析。其主要應(yīng)用領(lǐng)域涉及石油化工、環(huán)保、臨床化學(xué)、藥物研究以及食品產(chǎn)業(yè)等。然而，該技術(shù)也存在一定的局限性，如在定性分析中，通常需要通過(guò)比較已知物質(zhì)或數(shù)據(jù)與色譜峰，或者與其他技術(shù)如質(zhì)譜、光譜結(jié)合使用，才能得到確切的結(jié)論。而在定量分析過(guò)程中，常常需要對(duì)檢測(cè)得出的信號(hào)使用已知純樣本進(jìn)行校正。

2.1.3 液相色譜法

液相色譜法適用于大多數(shù)農(nóng)藥殘留的分析，尤其是對(duì)于具有高沸點(diǎn)、強(qiáng)極性且不易揮發(fā)的農(nóng)藥的分析[3]。液相色譜法的工作原理是基于不同成分在流動(dòng)相和固定相之間的性質(zhì)差異，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各組分的分離。在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域，紫外可見(jiàn)吸收檢測(cè)器和熒光檢測(cè)器是常用的液相色譜檢測(cè)器。熒光檢測(cè)器因其較高的靈敏度而受到重視，但其適用范圍有限，僅能用于能夠產(chǎn)生熒光的食品檢測(cè)。而紫外可見(jiàn)吸收檢測(cè)器雖然靈敏度符合國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，且受外界因素如溫度影響較小，應(yīng)用范圍廣泛，但鑒于某些農(nóng)藥對(duì)紫外線的吸收能力不足，研究者通常將液相色譜與其他技術(shù)如質(zhì)譜結(jié)合的方式進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作。

2.1.4 色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法以其操作簡(jiǎn)便、精確度優(yōu)良、靈敏度較高和選擇性顯著等優(yōu)勢(shì)，在蔬菜農(nóng)藥殘留的定量檢測(cè)中普遍應(yīng)用。例如，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法適用于檢測(cè)分子量小、穩(wěn)定性高、易揮發(fā)的化合物，通過(guò)比照已知的質(zhì)譜圖庫(kù)，能快速實(shí)現(xiàn)樣本的識(shí)別。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法適用于分析極性較低、揮發(fā)性較差、熱穩(wěn)定性不佳以及分子量較大的化合物。陳麗娥等[4]以芒果為研究樣本，通過(guò)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)芒果中44種農(nóng)藥及其代謝物殘留量進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。結(jié)果表明，65.0%的全果中檢出農(nóng)藥殘留。

2.2 生化分析檢測(cè)技術(shù)

2.2.1 酶抑制法

酶抑制法是檢測(cè)食品中農(nóng)藥殘留的有效手段。該方法主要涉及有機(jī)磷水解酶法、植物酯酶抑制法以及膽堿酯酶抑制法等。酶抑制法在樣品預(yù)處理上較為簡(jiǎn)便，因此具備快速檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，非常適合對(duì)大量樣品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速篩查。許愛(ài)霞等[5]通過(guò)酶抑制法篩選出適合不同品種高原夏菜農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)的試劑，提高了農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和權(quán)威性。張艷艷[6]采用酶抑制法與氣相色譜法對(duì)來(lái)自農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的40份蔬菜樣本進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，酶抑制法與氣相色譜法在檢測(cè)蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留方面的結(jié)果大致一致，適合基層食品安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)進(jìn)行蔬菜質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。酶抑制法是一種成本效益高、操作簡(jiǎn)便的農(nóng)藥殘留檢測(cè)手段，但其應(yīng)用范圍有限，主要適用于檢測(cè)有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥。

2.2.2 生物傳感器技術(shù)

隨著生物醫(yī)藥、半導(dǎo)體、電子及納米技術(shù)等領(lǐng)域的科研突破，生物傳感器技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用日益廣泛。生物傳感器屬于一種檢測(cè)工具，能夠?qū)⑸镄畔⑥D(zhuǎn)換為可觀測(cè)的電或光信號(hào)，具備快速分析的能力。在實(shí)際應(yīng)用中，由于其具有高精度的特點(diǎn)，生物傳感器技術(shù)為食品中農(nóng)藥殘留的檢測(cè)與定量分析提供了極大的方便。關(guān)樺楠等[7]采用脂質(zhì)體技術(shù)制備乙酰膽堿酯酶的微反應(yīng)器，并以微反應(yīng)器、殼聚糖和二氧化硅為基質(zhì)，構(gòu)建以多層納米酶膜修飾電極為核心的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)酶電化學(xué)生物傳感器。結(jié)果表明，此新型酶納米生物傳感器具有良好的靈敏度、重復(fù)性和選擇性。相比于其他類型的檢測(cè)技術(shù)，生物傳感技術(shù)的操作方式相對(duì)簡(jiǎn)單，檢測(cè)流程較為便捷，有效節(jié)約了農(nóng)藥殘留檢測(cè)的造價(jià)成本，生物傳感器法是對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留檢測(cè)分析方法的重要補(bǔ)充。

2.2.3 蛋白質(zhì)組成分析技術(shù)

蛋白質(zhì)組成分析技術(shù)作為目前農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)中的先進(jìn)分析檢測(cè)方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中農(nóng)藥殘留的基本性質(zhì)和數(shù)量的有效檢測(cè)[8]。同時(shí)，還可以區(qū)分多種類型的農(nóng)藥殘留，測(cè)定各種農(nóng)藥的實(shí)際殘留量。利用蛋白質(zhì)組成分析技術(shù)可以對(duì)食品的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。以轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)為例，利用蛋白質(zhì)組成分析技術(shù)可以探究外源因素，從而確認(rèn)農(nóng)藥的實(shí)際情況。參照蛋白質(zhì)的組成，可以準(zhǔn)確判斷食品中農(nóng)藥殘留是否符合要求，從而為消費(fèi)者的食品安全提供保障[9]。但是，該技術(shù)目前仍處于研究發(fā)展階段，還未完全成熟，而且在實(shí)際農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作中受外界因素影響較大，尚未被大范圍使用。

3 食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法的應(yīng)用趨勢(shì)

目前，食品和農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)正逐步向微觀層面深入，先進(jìn)科技特別是分子生物學(xué)技術(shù)正逐步被應(yīng)用于農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)領(lǐng)域[10]。歐盟已經(jīng)開(kāi)始采用復(fù)合檢測(cè)技術(shù)[11]，如氣相色譜與質(zhì)譜相結(jié)合、氣相液相色譜與多種質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)合使用。這些方法顯著提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和檢測(cè)范圍。這些技術(shù)不僅大幅減少了操作時(shí)間和操作步驟，還能一次性識(shí)別樣品中的多種農(nóng)藥殘留，使檢測(cè)結(jié)果更為精確。

目前我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品和食品的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)方法中，無(wú)論是生物檢測(cè)技術(shù)、酶抑制法、免疫分析法還是化學(xué)檢測(cè)法，都還存在較大的提升空間。未來(lái)，我國(guó)需要持續(xù)加強(qiáng)科技研究，及時(shí)突破技術(shù)難關(guān)和瓶頸，以促進(jìn)農(nóng)藥快速殘留檢測(cè)技術(shù)的有效運(yùn)用。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)食品中農(nóng)藥殘留前處理及檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)保障食品安全具有一定的意義。未來(lái)，在科技革新與進(jìn)步的大背景下，食品檢測(cè)行業(yè)需積極促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新與優(yōu)化，靈活運(yùn)用多樣化的先進(jìn)檢測(cè)分析技術(shù)，推動(dòng)食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)向更高層次邁進(jìn)。

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