農產品農藥殘留檢測技術的應用

詹傳坤 劉 超

（荊楚理工學院生物工程學院 湖北荊門 448000）

為了保證農產品質量，延長其儲藏周期，農藥等逐步在農產品中使用。但是在農產品種植過程中，過量使用化學藥物會造成藥物殘留量較大，從而會影響消費者的飲食健康安全，嚴重的可能會造成消費者中毒或者死亡。在國際層面，農產品中的農藥殘留也會導致國際貿易產生各類糾紛。在國際檢測標準中，針對不同類別的農藥都設置了殘留量限制，因此國內農產品在國際市場檢驗中面臨著嚴峻的挑戰。現如今，農產品農藥殘留量的檢測方法比較多，主要有生化檢測和色譜檢測兩類，酶抑制率法作為生化檢測中的一種方法，可針對農產品中的各類農藥殘留情況進行快速檢測，獲得了較好的檢測效果，其快捷靈活，成本比較低，近年來被列為國家的標準檢測方法[1]。

1 農藥殘留的危害分析

1.1 農產品農藥殘留成因

農產品農藥殘留主要是指在農產品生長過程中，使用養樂多、O,O-二乙基-S-（乙硫基甲基）二硫化磷酸物質等以后，在其內部殘存的農藥雜質的統稱。有機磷和氨基酸酯等物質有劇毒，食用后會引起家禽中毒。人類如果經常食用含有農藥化合物殘留超標的農產品，雖然不會出現嚴重的中毒事件，但是慢性中毒會使后代出現疾病甚至出現惡性腫瘤等。

1.2 農產品農藥殘留風險

目前，市場上主要存在三種殺蟲劑，分別為有機磷、氨基甲酸酯以及擬除蟲菊酯。科學技術檢驗人員在對有機磷和氨基甲酸酯的檢測方法上做了許多深入的研究，取得了較好的效果。

農藥品種在農產品生產過程中不斷增多，是農業產業化發展的結果。在果蔬等農產品中大量使用農藥等物質，會使得農產品中的農藥殘留超過標準要求，食品安全會受到嚴重影響，使得消費者患病，如青少年的發育異常，甚至會引起中毒或者死亡等[2]。

2 農藥殘留檢測技術分析

2.1 氣相色譜-質譜技術

現如今，為了提高農產品農藥殘留的檢測水平，采用最為有效的方法控制農藥殘留物對人體的傷害，聯合國糧農組織（FAO）和世界衛生組織（WHO）對檢驗方法和檢測精度提出了較高的標準要求。采用嚴格的農藥殘留物質驗證方法，可以保證高效的農藥殘留物檢測。氣相色譜-質譜技術是目前農藥殘留物檢測中使用最為廣泛的技術，一般采用SIM 模式，根據不同離子之間的比例組合可以實現對目標化合物基本情況的確認，保證更高的監測靈敏度和準確性。目前，國際上對試樣有了更加明確的要求，要求中規定目標化合物的相對保留時間和標準物質的相對保留時間的偏差值應該小于0.05 min；不同目標化合物最起碼應該有3 個特征離子，其相對離子比目標物質相比絕對值小于10%。

此種檢測的優勢是采用光子技術檢測，對樣品的前處理工作要求不高，個別樣品無須前處理工作。此種檢測方法不會對樣品造成任何損壞，可以在自然狀態下對其分子結構進行研究，檢測一般在15 min 內即可完成，其對農藥殘留物的最低檢測值可以達到10 ug/g，主要適用于蔬菜和水果的農藥檢測。

但是在具體的應用過程中發現，要想實現檢測，首先要對常見的農藥類型建立拉曼光譜圖的數據庫，并且利用色譜儀實現數學建模。同時若想實現快速檢測，需要進行目標被檢測物質的微區檢驗。在檢測前要配置大量檢測設備，如專用的檢測軟件、專用的檢測電腦等。另外，需要對專業軟件的使用人員進行檢測方法的培訓，且檢測儀器的費用較高。現場的熒光燈等光源或發光物質可能會對最終的檢測結果造成影響。

2.2 酶抑制法的使用

根據上文所述，酶抑制法是一種適合于有機磷類物質和氨基甲酸酯類物質的快速的農藥殘留物檢測方法。通過使用乙酰膽堿酯和果蔬樣品實現其和樣品提取液的反應，進而識別樣品果蔬殘留農藥的情況。若果蔬樣品中殘留的農藥量較高，將會對其中的乙酰膽堿酯酶的性能造成影響，若含量較低則不會對其產生影響。因此，樣品提取液中的農藥殘留情況和酶活性的抑制情況呈正相關的關系。最常用的酶抑制方法有速測卡法、比色法和傳感器法三類[3]。

2.2.1 速測卡法

速測卡法的主要原理是將乙酰膽堿酯酶與靛酚乙酸酯的固體物質混合后加載在濾紙上，從而形成可以對折的卡片。膽堿醋酶可催化靛酚乙酸酮（紅色）水解為乙酸與靛酚（藍色）有機磷或氨基甲酸酯類農藥對膽堿酯酶有抑制作用，使催化、水解，變色的過程發生改變，由此判斷樣品中是否含有過量有機磷或氨基甲酸酯類農藥的殘留。此種卡片在售賣過程中，采用20 片裝的形式，并且含有洗脫液，檢測操作比較簡單并且耗時比較短，不需要額外的配置，操作人員不需要進行專業的培訓，也不需要專業的設備或貴重的儀器設備，僅僅依靠檢測完成后卡片的顏色，即可判斷食品中的農藥殘留狀況。一些歐美國家也開發出了針對農產品的速測卡片。酶的反應溫度十分重要，為了使得檢測效果最佳，不少檢測廠家配置了速測箱。將速測箱作為標準的檢測環境，并在檢測環境內配置了具體的檢測工具和溫度監測裝置等，在使用過程中檢測方法更加簡便，檢測結果更為準確。此種檢測方法適用于最簡單的野菜初步檢測。

2.2.2 比色法

比色法的主要原理是通過5-巰基-2-硝基苯甲酸在固定時間段中對光的吸收情況，借助回歸的方式對其中的農藥殘留物質進行分析。此種檢測方法和速測卡法相同，測試效率高且操作簡便，不需要各類貴重的打印設備，檢測人員接受簡單的培訓工作即可上崗操作，檢測結果報告可以實現自動打印輸出，還能夠實現檢測結果數據的共享和利用。對于此種檢測方法，大部分檢測廠家也配置了專業化的檢測箱，檢測箱能夠配置專業化的檢測設備，攜帶輕便并可以使用干電池或外接電源。個別儀器還配置了專業的檢測二極管，能夠增強儀器的穩定性和減少預熱的環節。此種檢測方法一般應用于瓜果類等農作物的藥物殘留檢測。大部分設備支持多個檢測槽同時檢測，實現了半自動化檢測，因此使用比較廣泛[4]。

2.2.3 傳感器法

隨著傳感器技術和智能電子技術的不斷發展，采用信號表示濃度已經成為可能。通過傳感器技術可以實現對有機磷類農藥的快速檢測，傳感器法檢測不需要額外的高價值設備，檢測工具自動化性能好，性價比較高，并且靈敏度好。對樣品的前處理流程比較簡單，大多數檢測無須前處理流程，使用的儀器體積較小并且需要的試劑量較小，對周邊環境造成的污染較小。此方法的推廣應用程度比較高，一般適用于蔬菜瓜果類的農作物農藥殘留情況的檢測。

酶抑制法檢測也存在弊端。由于不同的酶對于活性的要求不同，需要對其進行長時間的低溫保存。如果在檢測過程中檢測的溫度比較低，會對酶的理化活性造成一定影響，進而影響檢測結果的準確性。此種檢測手段的穩定性比較差，對于相同批次的檢測，由于溫度控制和酶的活性問題，導致檢測結果不同，對于不同批次也存在檢測問題。個別農作物中還含有次生物質，會對最終檢測結果造成干擾，可能會使得檢測結果呈現假陽性。另外，此種監測方法對于有機磷類等物質的檢測存在檢測盲區，其檢測的精度和穩定性也有待提升。在眾多的檢測廠家中，并未統一標準的檢測設備，儀器的質量參差不齊，對于儀器的精確度和質量也沒有明確的規范。同時，基于傳感器的檢測技術在檢測過程中并不受歡迎，主要是其穩定性較差，且電極的制作費用比較高，增加了檢測的成本。

2.3 酶聯免疫檢測法

酶聯免疫檢測法是將抗體作為檢測工具，根據蛋白抗原與者抗體兩者相互發生反應來實現對農作物農藥含量的檢測。此種方法的優勢是檢測精度較高，特異性比較強，能夠檢測含量較低的農藥級別，操作簡單方便，檢測效率比較高，對樣品的前處理流程要求也不高，并且可以實現批量高效檢測。在檢測過程中，無須專業技術人員的培訓工作，采用肉眼觀測便可以得出結果。但是此種檢測方法只可針對單一類型的農藥進行檢測，即便建立了較多的農藥抗體類型，但是建立的農藥類型僅占所有農藥類型的一小部分[5]。

3 結論

雖然農藥檢測技術不斷增多，但是和國外先進檢測技術相比，國內仍然存在較大差距。只有在檢測技術上投入資源，加強人才的培養，注重檢測方法和方式的創新，才能夠提高整體的檢測水平。基于人工智能和傳感器技術的智能化檢測技術將是未來發展方向之一。