农产品农药残留常用检测方法解析
作者: 郭慧敏
近年来,随着人们食品安全意识的不断增强,农产品农药残留问题受到了广泛关注。通过合理使用农药残留检测方法,能够高效解决农产品农药残留超标问题,为农产品高质量发展提供助力。本文简要分析了开展农药残留检测工作的重要意义,并介绍了光谱分析法、色谱分析法、酶联免疫法、表面增强拉曼散射技术等常用的农药残留检测方法,以期助推农药残留检测工作不断向好发展。
一、开展农药残留检测工作的重要意义
农产品农药残留(以下简称“农残”)主要是指在农业生产活动中使用一系列农药产品后,部分农药直接或间接残存于农产品中的现象,是对农药使用完毕后一定时间段内未能被有效分解而残留于农产品中的微量农药原体,以及各类有毒代谢物、降解物的总称。目前,国内较常见的农残主要包括有机氯类、有机磷类、有机氮类以及拟除虫菊酯类。这些农残在短期内一般不会导致人体出现明显的中毒症状,但长期食用带有农残的农产品,便会引发神经系统疾病或者导致肝脏功能受损,对人类健康危害极大。因此,农残问题一直是农产品管理工作中的一个重点内容。
总的来看,开展农药残留检测工作具有三方面的意义。
一是保障食品安全。通过合理开展农残检测工作,可在农产品进入市场前对其农残水平进行有效检测,及时发现超标问题,杜绝不达标产品流入市场,或对市场上正在流通的农残超标产品做出召回处理,以免其进入消费者餐桌,对人体健康产生不利影响,从而更好地保障食品安全。
二是促进农业健康发展。通过做好农残检测工作,监管部门可以获取较为可靠的农残检测结果,更精确地指导农民科学使用农药,从而防止出现过量使用及不当使用等问题,助力农业生产活动实现高质量健康发展。
三是增强农产品的国际竞争力。目前,全球各国对农残问题给予了高度重视,并设定了严格的相关限量标准,本国农产品进入其他国家的难度越来越大。在此背景下,落实好农残检测工作,可以保证本国农产品满足国际有关标准和要求,防止因农残问题对农产品出口产生不利影响,从而不断增强本国农产品的国际竞争力。
二、常用的农药残留检测方法
(一)光谱分析法
在农产品农残检测工作中,光谱分析法是较为常用的一种农残检测方法,主要包括以下两类。
1.紫外分光光度法。紫外分光光度法是一种在190-800nm波长范围内测定物质吸光度,用于开展定量测定或鉴别活动的方法,在农残检测中有着广泛运用,非常适合进行批量样品的分析检测。该方法的原理如下:农药分子内部的发色团可在200-400nm波长范围内有效完成对紫外光的选择性吸收,从而定量分析样品溶液实际吸光度,准确掌握农药的具体含量。例如,多菌灵是一种常用的农药,其能够在pH6.0-6.5范围内对紫外光产生最强吸收效果,借助紫外分光光度法,便能对该农药在农产品里的残留情况进行精确检测。
虽然紫外分光光度法操作简便、灵敏度高、结果获取速度快,但由于很多有机物在紫外区会存在吸收现象,检测过程中易受到基质的影响和干扰,因此实际选择性相对较差。为了有效提高检测精度,通常先进行衍生化和溶剂萃取等一系列预处理。实践研究显示,借助二阶导数光谱法,能将该检测方法的灵敏度提升大约3倍。
2.原子吸收光谱法。原子吸收光谱法在农残检测工作中也较为常用,主要设备为原子吸收光谱仪,能够对特定元素含量做出快速、精确的检测分析。这种检测方法具有灵敏度和准确度高等特点,一般用来检测含有铜、铅、汞、镉等重金属元素的农药,包括有机氯类和有机磷类农药等,实际检测限能达到10-9g/mL,线性范围一般处于0.1-100μg/mL。
在运用该方法开展检测活动前,检测人员应先将样品进行消解,再通过雾化的形式使其进入火焰或石墨炉中,以完成原子化转变,然后对原子特征谱线实际吸收情况实施检测,即可准确完成对目标元素的定量分析。该方法最大的优点在于能同时完成若干种不同元素的测定,且分析速度快。但由于检测过程中会受到基体方面的干扰,因此须开展基体匹配等工作,以保证检测的精准性及可靠性。
(二)色谱分析法
色谱分析法被广泛应用于农产品农残检测中,较为常见的方法有以下两种。
1.高效液相色谱法。高效液相色谱法是一种较新颖的分离形式的检测分析技术,能将液体充当流动相,借助高压泵将流动相及样品有效注入色谱柱,完成对复杂混合物的有效分离。该检测方法的灵敏度一般能达到10-9g/mL,明显优于传统的柱色谱法,且具有较高的分离效率、操作简便、分析速度快,在实践操作中,常规分析活动一般可在5-30min完成。目前,该技术在百菌清、克百威、敌百虫以及氧化乐果等农药的农残检测中有着广泛运用。以百菌清为例,其色谱柱为C18,流动相选择甲醇:水(80:20),流速为1.0mL/min,检测波长约为254nm,保留时间为5.6min,实际检出限为2.0μg/kg。虽然该方法有多种优势,但也存在样品前处理较为繁琐等不足,且设备成本投入相对较高。
2.气相色谱法。气相色谱法属于一种高效且灵敏度高的检测技术,其工作原理是借助物质本身的一系列物理性质差异(如吸附能力、亲和度、溶解度等),对混合物内一系列组分开展有效分离及分析活动。开展实际检测时,需要用到气相色谱仪,并安装毛细管柱(一般内径为0.25-0.32mm),载气为氦气或氮气,实际流速调控在1-2mL/min,检测器需结合检测对象进行选定,如有机氯类农残一般使用电子捕获检测器,检测限可达到0.1ng/g,而对于有机磷类农残则建议使用火焰光度检测器,检测限可达到1ng/g。结合实践经验来看,气相色谱法检测效率相对较高,基本可在30min内完成不同农残的分析工作。例如,胡萝卜、山药、马铃薯以及韭菜等农产品中通常会使用敌敌畏、甲胺磷、甲拌磷、氧化乐果等多种农药,7890B气相色谱仪便能对这些农残情况做出精确检测。但是,该方法同样也存在一定不足,如热不稳定、样品前处理流程繁琐、农药本身极性较强则难以直接分析等。为了充分发挥该方法的价值和作用,近年来诞生了多维气相色谱等新型技术手段,能够有效克服上述问题,提高检测效率及精度。
(三)酶联免疫法
酶联免疫法具备高度特异和灵敏度极高等优点,利用“抗原-抗体两者间特异性结合”这一基本原理,可借助进行酶标记的抗体或抗原和相应的待测物质相结合,通过酶本身的催化作用促使底物发生显色反应,进而以定量分析的方式明确农残情况。例如,针对棉花、蔬菜中使用的杀虫剂DDT、三氯杀螨砜、毒杀芬等农药,酶联免疫法可对其进行高效检测,检测耗时为15-30min,检测精度可达到95%以上,且成本投入较低,适用于大批量样品检测。然而,该方法同样存在易受基质干扰等缺点,可能会对检测结果产生不利影响。
(四)表面增强拉曼散射技术
表面增强拉曼散射技术简称为SERS,主要运用纳米粗糙表面形成的一种拉曼散射信号显著增强效应,将检测分子本身的拉曼信号强度有效提升若干个数量级,可对痕量农残进行高精度的检测。例如,种植草莓的过程中会使用氧化乐果、甲胺磷以及马拉硫磷等农药,SERS技术可高效、精确地检测出这些农残,具有样品前处理便捷、时间短、精确度高等优势。
现阶段,在运用该技术开展农残检测时一般会借助金属纳米材料充当基底,并借助表面修饰及功能化,增强农残的吸附能力和选择性。
(五)生物传感器技术
生物传感器是一种本身对生物物质较为敏感,且能将其浓度迅速转变为对应电信号的一类设备,主要包括被分析对象、分子识别装置、换能装置、电子处理器,以及相应的显示装置。生物传感器可将生物活性单元充当分子识别元件,包括酶、抗体、核酸等,对待测物有着较高的选择性。在农残检测中,较为常用的生物传感器包括酶生物传感器、免疫生物传感器以及分子印迹聚合物生物传感器等。其中,酶生物传感器可对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶的活性做出有效测定,从而判定农产品中是否有农药残留。例如,在水稻、小麦、蔬菜以及棉花等农产品的种植活动中,通常会使用啶虫脒、吡虫啉以及噻虫嗪等新烟碱类农药,生物传感器技术可对其进行精确检测。
虽然该技术的检测结果较为精准,但是在实际使用期间易受到重金属或尼古丁等各类杂质的干扰,仍需进行进一步的优化改进。
综上所述,农产品农药残留检测方法在提高农产品食品安全性、增强农产品国际竞争力、促进农业绿色健康发展等方面发挥着至关重要的作用。目前常用的五种农药残留检测技术既有各自的优势又存在一些不足,仍需通过实践研究持续创新,以充分发挥其应有的价值和作用,从而推动农产品农残检测工作高质量发展,让消费者吃上安全、健康的食品。
作者简介:郭慧敏(1978-),女,汉族,陕西榆林人,高级工程师,大学本科,研究方向为食品检验检测、农产品检验。