食品中農藥殘留檢測方法的研究

◎ 張金亮

（普識（廈門）檢測認證有限公司，福建 廈門 361000）

農藥是農林牧業生產中預防和控制雜草、害蟲、病菌等生物的重要產品，對于植物的生長調節具有積極作用。然而，農藥的大量使用也導致農產品、牲畜、周邊土壤以及水體環境中殘留較多農藥，為避免人們因殘留在農產品等食品中的農藥受到嚴重傷害，相關單位需要強化對食品殘留農藥情況的檢測力度，結合檢測結果控制市場中食品的農藥含量，為食品安全工作提供助力。

1 農藥殘留的危害

農藥的生產制備來源有3種，分別為化學合成農藥、天然微生物和有機物等生產的生物源農藥、無機礦物源農藥[1]。研究數據表明，隨著人體內沉積農藥含量的增加，人體器官功能、免疫力將會持續降低，引發一系列的疾病問題。在攝入農藥較多的情況下，將會引發中毒問題，通常會在30 min左右潛伏期之后爆發疲憊、嘔吐、頭暈、視力模糊、食欲下降和腹瀉等癥狀，嚴重時可能引發言語障礙、精神恍惚、失禁、痙攣、昏迷等問題，甚至可能致人死亡。

2 農藥殘留提取方法

2.1 索氏提取法

為將化合物從固體食品中萃取出來，工作人員可以借助索氏提取法完成相關工作。在實際操作時，需要通過研磨處理的方式將固體轉化為粉末，提升樣品與萃取液的接觸面積，在儀器內通過加熱的方式使得萃取溶劑發生回流與虹吸現象，最終將食品中殘留的農業化合物萃取。

2.2 振蕩提取法

振蕩法需要借助振蕩機對提取溶劑與食品樣品進行振蕩融合處理，通過對溶于溶劑中目標化合物含量的分析實現對食品中相關農藥殘留情況的測定。相對而言，借助振蕩機融合樣品與溶劑的方式快捷、簡便，能夠在30 min之內完成提取工作。

2.3 超聲波提取法

該提取方法能夠借助超聲波破壞樣品生物的細胞壁，實現細胞核與溶劑的完全接觸融合，為后續的殘留農藥成分分析提供便利。超聲波提取技術的使用目標通常為藥材食品，適用于大多數殘留農藥成分的提取。

2.4 固相萃取法

該方法的理論原理為液-固相色譜，常用方法主要包括3類。①通過吸附劑細分溶液中的待檢測物質，并借助溶劑完成沖洗凈化工作。②通過吸附雜質的方式獲得具有殘留農藥化合物的剩余溶液。③同時吸附檢測物以及雜質，通過沖洗雜質的方式得到檢測物。固相萃取法以固體作為萃取劑，應用氨基、腈基、C8、C18等填料，常用吸附劑如表1所示。

表1 常用的固相萃取吸附劑表

2.5 超臨界流體萃取法

該提取技術所應用的萃取劑為具有臨界點之上壓力和溫度參數的流體，能夠更快捷地將食品中殘留的農藥化合物萃取處理，萃取劑無毒性，但溫度相對較高。

3 農藥殘留儀器檢測法

針對有機磷農藥（Organophosphorus Pesticides，OPs）等農藥，檢測機構可以借助色譜、質譜相關的大型精密儀器進行殘留情況的定量檢測[2]。其中，氣相色譜法（Gas Chromatography, GC）能夠一次性完成較多農藥成分的測定，在檢測過程中需要盡可能選擇穩定性良好、靈敏度高、響應快的檢測儀器，如氮磷檢測器（Nitrogen and Phosphorus Detector, NPD）、火焰光度檢測器（Flame Photometric Detector, FPD）等儀器在檢測OPs殘留的過程中具有良好的應用效果。高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）能夠對易裂解、熱穩定性差、沸點高的農業組分進行檢測，但此類方法需要應用大量溶劑進行復雜的前期處理工作。質譜法（Mass Spectrometry, MS）能夠與色譜法融合應用，通過液相色譜串聯質譜（Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry, LC-MS/MS）、氣相色譜串聯質譜（Gas Chromatography Tandem Mass Spectrometry, GC-MS）等方法快速分析農藥殘留含量。各類儀器在檢測部分食品相關基質中OPs農藥的應用情況如表2所示。

表2 OPs檢測期間的儀器檢測法應用情況表

4 農藥殘留快速檢測法

4.1 酶抑制法

在昆蟲毒理學基礎上發展起來的酶抑制法能夠根據植物酯酶、膽堿酯酶等酶類物質受有機磷相關農藥的抑制情況開展檢測工作，對食品中殘留農藥的含量測定最終以酶促底物反應中的顯色情況來實現。為滿足檢測要求，相關單位生產分光光度法速測儀以及顯色紙片法速測卡等相關儀器材料。相對而言，酶抑制法推廣更加簡單，但檢測范圍較小，無法測定氨基甲酸酯與有機磷各類農藥的具體含量。同時，具體特異性的顯色劑、酶原容易被食品中相關物質干擾，影響檢測精度，適用于食品農藥殘留情況普查工作。

4.2 免疫分析法

該方法是基于抗體與小分子半抗原或者抗體與蛋白抗原的特異反應進行分析的方法，適用于殘留農藥中小分子量物質的檢測。在實際應用時，需要將蛋白質大分子載體與農藥結合生產相應的抗原，并借助免疫系統對抗原的抵抗形成相應的抗體。因此，農藥抗體與抗原是該技術的關鍵，常用的檢測分析手段主要為酶免疫分析/酶聯免疫吸附分析、放射免疫分析、化學發光免疫分析、熒光免疫分析等方法。其中，酶聯免疫吸附分析法包括間接檢測和直接檢測兩種方式，前者需要利用包被抗原與檢測食品中的農藥相互抗爭，最終與抗體結合，根據結合情況對農藥含量進行計算分析；后者需要混合食品與酶標抗原，使其與固相抗體抗爭，借助顯色劑和曲線數據對農藥含量進行計算分析。相對而言，該方法需要耗費較多資金制備檢測抗體，在多殘留農藥分析中缺乏適用性。

4.3 生物傳感器法

將微生物、酶、適配體、抗體等作為識別元件的生物傳感器技術在檢測食品農藥殘留情況時具有一定作用，需要將識別元件與量熱式、壓電式、電化學式等各種換能元件結合[6]。其中，酶傳感器法可以借助酶抑制農藥組分或與農藥進行水解反應等原理進行檢測，適用于氨基甲酸酯、有機磷相關農藥殘留情況的整體評估；免疫傳感器法能夠借助換能元件完成農藥殘留的定量分析，具有比免疫分析法更好的應用效果，但使用限制方面與免疫法相同；微生物傳感器法需要將能與農藥成分發生反應的細菌、真菌等微生物作為識別材料與換能器結合應用，實現對目標農藥的 檢測。

4.4 光譜分析法

在鑒別食品中農藥組分的過程中，光譜分析法能夠基于光譜特性對農藥化合物分子結構進行分析確認，在分析過程中無需處理樣品，也無需應用各種檢測試劑。常用的光譜主要為拉曼、紅外、激光誘導擊穿以及可見/近紅外等各種類型。光譜分析法在分析食品農藥殘留中的應用情況如表3所示。現階段該檢測方法多用于實驗室檢測，化學分析建模的大量開展導致該方法無法實現商品化推廣，而且信噪比較大的部分數據通常只能建立適用于特點農藥檢測的模型，依然需要持續更新完善。

表3 食品農藥殘留檢測中的光譜分析法應用情況表

5 新技術在農藥殘留檢測中的應用

5.1 分子印跡技術

該技術是單分子識別技術的一種，工作原理為抗體免疫分析，技術應用過程中需要合成MIP聚合物，該聚合物具有選擇性吸附效果，能夠識別特定的分子，不僅可以如抗體一般檢測單一農藥組分，也可以作為固相萃取劑處理食品樣品，在食品農藥殘留情況分析中具有較大的發展潛力。

5.2 微流控技術

微流控技術能夠對微小流體利用微管道進行操縱處理，作為該技術核心的微流控芯片需要借助紙芯片、聚二甲基硅氧烷等高分子聚合物、玻璃、晶體硅等材料在MEMS微機電系統的幫助下完成生產制備。在檢測過程中，該技術能夠與酶抑制法、生物傳感器、化學發光法等融合應用，是快速檢測技術中的重要發展方向。

6 結語

食品農藥殘留檢測工作對于保障食品安全、保護人們身體健康具有積極意義。在檢測技術應用之前，檢測機構需要合理選用固相萃取、索氏提取、超聲波提取等技術手段獲取所需檢測分析的樣品溶劑，在此基礎上結合需求選擇酶抑制法對有機磷等農藥進行總體檢測，選擇免疫分析法對農藥殘留進行高精度檢測，也可以借助光譜分析法進行建模分析。由于各類檢測技術依然存在較多不足之處，相關檢測機構需要積極推進技術研究深度，進一步推進分子印跡、微流控相關檢測技術，不斷提升農藥殘留檢測的效率和精度。