番茄主要農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法

羅康群

摘 要：食品安全是近幾年來社會(huì)上的熱點(diǎn)話題，蔬菜水果農(nóng)藥超標(biāo)作為食品安全較為嚴(yán)重的問題之一，引起了廣泛關(guān)注，番茄作為國(guó)家主要蔬菜品種之一，必須要加強(qiáng)對(duì)其的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法研究。本文從視覺圖像識(shí)別、氣相色譜法、可見/近紅外高光譜成像技術(shù)這三個(gè)方法入手，對(duì)番茄農(nóng)藥殘留進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：番茄;農(nóng)藥殘留;檢測(cè)方法;檢測(cè)效果

番茄是國(guó)家主要的蔬菜種植品種，近幾年來，番茄的種植面積不斷擴(kuò)大，市場(chǎng)占有率也在不斷提高，但是根據(jù)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多地區(qū)產(chǎn)出的番茄都存在超標(biāo)使用農(nóng)藥的情況。在這樣的情況下，想要實(shí)現(xiàn)番茄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)安全生產(chǎn)，就要加強(qiáng)對(duì)番茄農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作的研究。

一、基于酶抑制法完成農(nóng)藥殘留檢測(cè)

基于酶抑制法的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀器在實(shí)際應(yīng)用的過程中可以準(zhǔn)確檢測(cè)番茄農(nóng)藥殘留量，作為一種無損檢測(cè)方法，主要是應(yīng)用農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀，在一定的條件下，利用有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶正常功能的抑制作用，通過測(cè)定該酶的活性被抑制的程度即可知樣品中含有農(nóng)藥的殘留情況。這種技術(shù)檢測(cè)時(shí)間較短、檢測(cè)準(zhǔn)確，在病蟲害防治和農(nóng)藥去除上具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

二、基于視覺圖像識(shí)別完成農(nóng)藥殘留檢測(cè)

想要實(shí)現(xiàn)番茄表面農(nóng)藥殘留量檢測(cè)工作，首先要對(duì)番茄表面農(nóng)藥殘留區(qū)域進(jìn)行視覺成像和預(yù)處理工作，構(gòu)建區(qū)域特征分析模型，建立番茄表面農(nóng)藥殘留區(qū)域視覺圖像;其次要將視覺圖像進(jìn)行分塊處理，并且完成像素重構(gòu)。最后，就可以得到番茄表面農(nóng)藥殘留區(qū)域視覺圖像特征檢測(cè)數(shù)學(xué)模型。在得到數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，還要對(duì)番茄表面農(nóng)藥殘留量無損檢測(cè)算法優(yōu)化，根據(jù)實(shí)際優(yōu)化過程，結(jié)合通過光譜特征提取，區(qū)域分割和檢測(cè)輸出，最終完成了番茄表面農(nóng)藥殘留量的無損檢測(cè)。

為了充分驗(yàn)視覺圖像識(shí)別的實(shí)際應(yīng)用性，本文對(duì)長(zhǎng)治地區(qū)提供番茄樣品進(jìn)行了優(yōu)化仿真試驗(yàn)，首先提取了番茄表面農(nóng)藥殘留區(qū)域的邊緣輪廓特征，并且對(duì)農(nóng)藥表面殘留區(qū)域視覺圖像重構(gòu)，提取農(nóng)藥殘留量區(qū)域，得到圖像重構(gòu)融合結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)分塊匹配和頻譜分析技術(shù)，對(duì)農(nóng)藥殘留量進(jìn)行檢測(cè)，最終得到了農(nóng)藥殘留區(qū)域檢測(cè)輸出圖，如圖1所示。

對(duì)比分析氣相色譜法、可見/近紅外高光譜成像技術(shù)等結(jié)果來看，三者檢測(cè)精度基本相同，基于視覺圖像法完成農(nóng)藥殘留檢測(cè)性能在0.845-0.996范圍內(nèi)，可以保障番茄供應(yīng)的安全性，整體效果相對(duì)較優(yōu)，無損檢測(cè)質(zhì)量較高，但是還需要進(jìn)一步縮短檢測(cè)時(shí)間。

三、基于氣相色譜法完成農(nóng)藥殘留檢測(cè)

基于氣相色譜法主要應(yīng)用在番茄有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，這種方法較為便捷、靈敏，可以高效率完成農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作。氣相色譜法和視覺圖像法檢測(cè)存在較大的區(qū)別，在進(jìn)行具體試驗(yàn)前，首先要進(jìn)行一系列的前處理操作步驟，其中色譜條件準(zhǔn)備極為重要，關(guān)系到色譜檢測(cè)結(jié)果的安全可靠性，主要涉及載氣流速、空氣流速、檢測(cè)器溫度、進(jìn)樣口溫度、程序升溫。然后還要配置標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用時(shí)準(zhǔn)確吸取適量的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，并且對(duì)樣品進(jìn)行處理，完成上述工作后，就可以進(jìn)行檢測(cè)。在充分優(yōu)化升溫程序參數(shù)后，就可以得到具體的檢測(cè)結(jié)果，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，還要確定提取液用量、離心機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)回收率的影響，以及氣相色譜法的相關(guān)系數(shù)、檢出限、加標(biāo)回收等情況。

這種方法具有簡(jiǎn)單、靈敏、快速、易推廣等方面的特點(diǎn)，而且可以對(duì)大量樣品進(jìn)行檢測(cè)，本文基于長(zhǎng)治地區(qū)提供番茄樣品進(jìn)行分析，選擇20mL乙腈作為提取液，來完成具體的檢測(cè)工作，同時(shí)在其中加入氯化鈉后，確定升溫程序參數(shù)為：7000r/min（RCF=5369g），同時(shí)將離心分層的溫度設(shè)定為15℃。在濃縮定容的基礎(chǔ)上，展開了氣相色譜火焰光度檢測(cè)器測(cè)定。在15分鐘內(nèi)成功分開了有機(jī)磷農(nóng)藥，且方法回收率在78.9%-91.9%，檢出限0.02-0.04mg/kg，精密度3.1%-7.9%，滿足現(xiàn)階段國(guó)家對(duì)番茄農(nóng)藥殘留提出出來的要求。

四、基于可見/近紅外高光譜成像技術(shù)完成農(nóng)藥殘留檢測(cè)

除了上述兩種方法之外，基于可見/近紅外高光譜成像技術(shù)也可以完成番茄農(nóng)藥殘留的無損檢測(cè)，尤其是在檢測(cè)微量有機(jī)磷農(nóng)藥上，相關(guān)系數(shù)可以達(dá)到0.989。可見/近紅外高光譜成像技術(shù)是近幾年應(yīng)用到農(nóng)畜產(chǎn)品中的檢測(cè)技術(shù)，涉及光學(xué)、電子學(xué)、信息處理學(xué)等多個(gè)學(xué)科，主要是利用高光譜成像系統(tǒng)完成檢測(cè)。具體的操作流程如下：第一，圖像采集前，想要對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，包括：曝光時(shí)間、掃面距離、掃描速度、物距、光距等;第二，黑白校正，通過對(duì)圖像的黑白校正，消除有效噪聲影響;第三，進(jìn)行圖像采集和光譜信息分析，在提取特征波長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，利用農(nóng)藥點(diǎn)識(shí)別算法得到番茄農(nóng)藥殘留情況。

為了可以更好的對(duì)比三種檢測(cè)方法的精確度，依舊使用長(zhǎng)治地區(qū)提供番茄樣品進(jìn)行分析，確定了曝光時(shí)間8ms、掃面距離40mm、掃描速度15mm/s、物距33cm、光距85cm。分別利用了HyperSpecVNIR系統(tǒng)平臺(tái)以及ENVI4.6、Matalb2011軟件平臺(tái)完成后續(xù)的圖像數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理工作。結(jié)果圖像表明，高濃度農(nóng)藥殘留檢測(cè)的識(shí)別率可以達(dá)到100%，低濃度農(nóng)藥檢測(cè)率則相對(duì)較低，還需要得到進(jìn)一步的優(yōu)化完善，可見/近紅外高光譜成像技術(shù)的檢測(cè)性能在0.753-0.921范圍內(nèi)，雖然整體效果較優(yōu)，但依然需要在低濃度農(nóng)藥檢測(cè)上面進(jìn)行進(jìn)一步完善，并且優(yōu)化農(nóng)藥檢測(cè)種類，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥含量的定量分析，讓番茄農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作得到全面的發(fā)展。

農(nóng)藥殘留檢測(cè)在保證番茄食用安全，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管上具有著至關(guān)重要的意義，通過本文分析可以看出長(zhǎng)治地區(qū)提供番茄樣品的整體質(zhì)量較高，但是其中部分番茄個(gè)體檢測(cè)出了較重的重金屬殘留和農(nóng)藥殘留，從風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)上看，農(nóng)藥和重金屬殘留情況可以接受，但是也要在種植過程中提高重視。

五、結(jié)語

綜上所述，視覺圖像識(shí)別、氣相色譜法、可見/近紅外高光譜成像技術(shù)這三個(gè)方法在對(duì)番茄進(jìn)行農(nóng)藥檢測(cè)的過程中，各具特色都可以準(zhǔn)確分析出番茄中農(nóng)藥殘留情況，滿足番茄農(nóng)藥檢測(cè)需求。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還要進(jìn)一步研究農(nóng)藥殘留分析方法，以此找到更快、更靈敏、更便捷的檢測(cè)技術(shù)

參考文獻(xiàn)：

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