食品中農藥殘留檢測的樣品前處理技術解析

吳 慧

（陽谷縣檢驗檢測中心，山東聊城 252300）

在食品安全監管中，農藥殘留檢測為核心環節之一，如果農藥殘留檢測結果超標，則會對人們生命安全造成威脅，甚至對社會造成不利影響。在農藥殘留檢測中，樣品前處理技術可在提升檢測效率的同時，促進檢測過程更為完整、科學，進而降低食品安全不良事件發生率[1]。因此，深入研究樣品前處理技術，選擇合理科學技術來提高農藥殘留檢測精度尤為必要。

1 食品中農藥殘留檢測的樣品前處理傳統技術

1.1 超聲波提取方法

超聲波提取方法具有效率高、價格優及快捷等優勢，是在高頻率聲波作用下，引起劇烈混合、碎裂、分散、乳化、熱擾動、空化反應及機械振動等多重效果，增加有機物質能量及運動的速率，提高介質穿透的效果，在有機溶劑內充分滲入目標組分，從而實現萃取目標。

1.2 索氏提取方法

索氏提取方法是指在索氏提取容器提取管中放置烘干研磨樣品，將適宜提取溶劑加入提取瓶中并于持續加熱數小時之后提取。索氏提取方法也稱作完全提取方法，為標準提取法之一，雖然提取效果良好，但易受雜質影響，且所需時間較長。

1.3 溶劑萃取方法

就液體試劑而言，以溶劑萃取方法應用最為廣泛，此法以樣品成分內溶液溶解度的差異為依據實現提純、分離及萃取等目標。

1.4 柱層析方法

柱層析方法為分離凈化較常見處理方法之一，其以不同類型化合物吸附力存在差異為原理而實現分離目標。柱層析方法在分離處理方面效果較好，且有較廣泛的使用范圍和較強選擇性，但由于操作需反復循環而會耗費較長的時間。此外，若所選擇被測物穩定性弱，或有機試劑受污染，則會使檢驗的不確定性因素增多。

2 食品中農藥殘留檢測的樣品前處理現代技術

2.1 固相萃取技術

固相萃取技術（Solid-Phase Extraction，SPE）通過使用固態的吸附劑來吸附液態樣品內目標物，保證其能對樣品基體、干擾的化合物進行有效分離，之后經洗脫液，對其進行加熱、洗脫和解離，從而實現目標物富集和分離的目標。固相萃取技術應用流程相對簡單，在待測組中可表現出較高回收率，多用于保留性質存在較大差異的目標物分離中。目前，固相萃取技術已得到較長遠發展，且被廣泛應用到農藥殘留的分析中，在樣品的濃縮富集這一環節中可表現出較大優勢。就果蔬中農藥殘留檢測而言，固相萃取技術可加快測定速率，最低檢出限可在0.000 4～0.000 2 mg·kg-1，標準性偏差在11.3%以內，實際回收率達74.3%～114.9%。經分析多種因素可知，固相萃取技術在水果、蔬菜農藥殘留檢測中具有較強適用性，且由于此法提取液在凈化效果方面尤為出色，在目標性農藥的出峰區域中，沒有基質性干擾峰，回收率及重現性均與歐盟各國對農藥殘留檢測基本需求相符。實踐提示，在檢測酒中存在毒鼠鱗等農藥殘留時，固相萃取技術表現出較低檢出限、較高回收率，與我國現行的檢測需求相符，可見，該技術在酒中的農藥殘留檢測分析中也具有適用性[2]。

2.2 固相微萃取技術

固相微萃取技術（Solid Phase Microextraction，SPME）以固相萃取技術為基礎進行發展，最大優勢在于不需使用任何溶劑即可完成檢測工作，可將采樣、萃取及濃縮等各環節融為一體。在檢測時，固相微萃取技術以樣品、圖層間非均相性平衡作為原理，其應用類似于氣相色譜進樣器的裝置進行萃取，以其圍繞待測物進行萃取，之后進樣到相關的儀器內，在待測物的解析工作完成之后進行色譜分析工作。就現階段而言，多通過共同應用固相微萃取技術、聯用氣相色譜質譜技術來分析食品樣品揮發和半揮發農藥殘留量，應用范圍較為廣泛。相關研究通過應用固相微萃取技術，定量分析了橙汁內農藥，在進行操作時，固相微萃取技術無需額外添加溶劑，這在降低資源消耗的同時，有效避免了環境污染等問題，且已在當前食品農藥殘留的分析中體現出了出色效果[3]。分析固相微萃取技術原理可知，在分析有機物質過程中，可用非離子型的頭涂層進行萃取，提示在未來研究全新的萃取頭時，固相微萃取技術會成為主要的走向。此外，就現階段而言，針對多種檢測情況，可將固相微萃取技術與其他設備協同起來，從而有效拓寬固相微萃取技術應用的范圍，如協同應用拉曼式光譜儀等。可見，協同應用固相微萃取技術和新興的分析儀器，會成為檢測技術后續研究重要課題。

2.3 基質固相分散萃取技術

基質固相分散萃取技術（Matrix Solid-Phase Dispersion Extraction，MSPDE）應用的過程以固相萃取技術分散劑的填料為基礎，在對應的研體中研磨試樣和適當反相填料，在柱子中裝入所獲半固態混合物，應用溶劑淋洗柱子，之后對洗脫溶劑進行收集。通過應用基質固相分散萃取技術，能同步進行樣品前處理中精華及提取的過程，如有關研究以乙腈飽和正己烷溶液為提取液，對百合科、豆類及十字花科蔬菜中農藥殘留進行檢測，結果發現，這種方式能大幅降低提取液中極性及含水量，且能緩解凈化階段中除水所致壓力。近年來，在應用范圍方面，基質固相分散萃取技術進展較大，已被廣泛用于水果、蔬菜中藥物及除草劑分離中。在一項檢測小麥農藥殘留研究中，研究者以基質固相分散萃取技術為方法，探究了小麥中氨基甲酸酯類農藥，同時在檢測時結合了高效液相色譜、柱后衍生、熒光檢測設備等方式，檢出限為0.009 2～0.038 0 mg·kg-1[2]。另有研究者通過基質固相分散萃取技術，分析了河豚中河豚毒素，以高效液相色譜、二極管陣列檢測設備展開測定，結果提示，檢出限是3.8 ng，而定量的下限是12.7 ng，這既符合河豚毒素的檢測需求，也具備操作簡單、消耗時間短等優勢[3]。

2.4 超臨界流體萃取技術

超臨界流體萃取技術（Supercritical Fluid Extraction，SFE）為物質分離新型技術之一，近年來受到了廣泛關注，發展極為迅猛，其基本溶劑為即將超出臨界的流體，為樣品組分萃取依據。超臨界流體是處于臨界溫度和臨界壓力以上，介于氣體和液體之間的流體，研究者[3]選擇超臨界流體萃取法提取了食品中蟲線磷及硫特普等有機磷相關藥物，RSD在3.6%～11.9%，加標回收率在80%～100%。在農藥殘留檢測中，超臨界流體萃取技術具有速度快、萃取效率高等特點，能有效提升食品殘留檢測中超臨界流體萃取技術應用的價值。就性質而言，超臨界流體類似于液體，自身溶解能力較強，在萃取殘留農藥時多被用于脂肪提取的環節中，故此在選取吸附劑清除樣品中存在脂肪時，可應用此技術實現純化提取物的目標。研究者[4]應用了超臨界流體萃取技術萃取除蟲菊酯及有機氯等農藥，結果發現所獲萃取物內不存在脂肪，且此技術農藥回收率約為70%，實際的檢出限較低。與傳統的萃取技術相比，超臨界流體萃取技術使用有機溶劑量較少，可有效避免環境污染等問題，但由于此技術檢測的儀器設備開發費用較高，使得推廣應用受到一定局限。

2.5 QuEChERS技術

QuEChERS技術處理原理為通過酸化乙腈、丙酮和乙腈等有機溶劑，提取均質樣品，之后通過離心法或鹽層析法脫水處理，加入吸附劑以達到基質凈化的目的。作為新興、普及迅速方式之一，QuEChERS技術能對提取流程進行有效簡化，且在有機溶劑用量方面較少，具有較高的回收率和較好的凈化效果，將其與液相色譜串聯質譜、氣相色譜串聯質譜等技術結合起來，可進一步增加其應用的范圍。現階段，QuEChERS技術多用于中草藥、谷物及果蔬等農藥殘留檢測中，且隨相關研究不斷深入，此技術會涉及更多領域，未來可用于土壤中抗生素檢測及動物食品污染物檢測中。

2.6 微波輔助萃取技術

微波輔助萃取技術（Microwave Assisted Extraction，MAE）是在微波加熱作用下，對萃取環節的效率進行強化的方法。通過應用微波輔助萃取技術，能在發揮極性分子對微波能量吸取特性基礎之上，對具極性特征溶劑進行加熱，從而分離萃取樣品雜質及目標物。研究發現，微波輔助萃取技術具有高效、安全等特征，能解決傳統萃取技術耗時長、重力性差等弊端，可用在易揮發物提取中。現階段，微波輔助萃取技術研究日漸深入，其應用范圍也日益廣泛，在測定幼兒奶粉農藥殘留時，通過微波輔助萃取技術可完成萃取、固相耦合，減少有機試劑應用的數量，從而有效縮短試驗的時間。研究者[5]應用微波輔助萃取技術分析了豬肉、豬骨湯內有機氯的殘留情況，在5 min實驗時間中，分離了四類氟喹諾酮類農藥，有機氯檢出限是0.1 g·kg-1。另有研究者[6]通過微波輔助萃取技術，檢測了茶葉內多元有機氯殘留，結果提示有機氯濃度為0.000 4～0.004 8 mg·kg-1。

2.7 凝膠滲透色譜技術

凝膠滲透色譜技術以溶液溶劑的分子量差異為依據，在高分子特性凝膠作用下完全分離有機化合物，此技術關鍵在于選取物質載體及有機溶劑。其中，物質載體作用尤為重要，因此需確保其具備耐熱性能及穩定性。為了更好地拓寬脫離的范疇，增加脫離容量，多選擇孔徑不等裝柱，或將不同安裝載體物質串接于色譜柱上。為預防操作中出現溶劑更換現象，可應用適當溶劑，以提高被測試樣溶解度。除用在小分子物分離、鑒定中，凝膠滲透色譜技術還可用在相同化學性質、不同分子體積的高分子物分析中，在固定凝膠作用下對物質進行分離。在多種非水溶劑式分離凝膠陸續出現的背景下，凝膠滲透色譜技術逐漸被用于食品農藥殘留檢測中，選取適宜相關溶劑及應用載體，確保檢測相關儀器性能狀態保持最佳，縮小凝膠滲透色譜所顯示參數誤差，為強化分離效果必要條件。其中，在選擇樣品載體時，需保證其機械性能、穩定性良好，只有載體的粒度足夠小，分布足夠均勻，才能獲得理想的分離質量。此外，在對多種載體的色譜柱進行處理時，檢測的人員應通過串聯的方式增加檢測的范圍，從而提高分離的質量。由于待測物質的溶解度會受溶劑質量影響，而凝膠滲透色譜狀態為液體，因此在保存及處理溶劑時，熔點應比室內溫度低，沸點應比實驗溫度高，同時保證所選溶劑化學性質具有毒性低、穩定性好等特點。

3 結語

綜上，根據不同樣品選擇合理的樣品前處理技術，能提升檢測結果可靠性與準確性，同時從環保綠色層面出發，有效降低對檢測儀器、色譜柱腐蝕污染程度，從而提高農藥殘留檢測的成效。目前，食品中農藥殘留檢測的樣品前處理技術發展日趨智能化、精準化和高效化，可解決并優化樣品轉移而引發污染，提高檢測的速率，減小檢測的誤差，為人們的健康提供重要保障。