食品中农药残留检测方法研究

作者: 付建瑞 张鹏飞 赵增财 崔艳芳

摘 要:本文分析了气相色谱质谱联用检测法、酶联免疫吸附测定法、胶体金免疫层析检测法以及高效液相色谱检测法等食品农药残留检测方法,并探讨了其各自的优缺点。分析认为,为了进一步提高检测准确性和效率,应依据食品类别科学选方法和试剂,加强技术研发创新,推动设备轻便化发展,定期组织检测培训。

关键词:食品安全;农药残留;食品检测

Abstract: This paper analyzes various detection methods for pesticide residues in food, including gas chromatography-mass spectrometry, enzyme-linked immunosorbent assay, colloidal gold immunochromatographic assay, and high-performance liquid chromatography, and discusses their respective advantages and disadvantages. The analysis suggests that to further improve detection accuracy and efficiency, it is essential to select appropriate methods and reagents based on food categories, strengthen technological innovation, promote the development of more compact and portable equipment, and regularly organize training for detection personnel.

随着人口的增长与食品需求的日益多样化,食品供应的规模和复杂性不断攀升。然而,农业生产过程中农药的广泛使用,使得食品中农药残留问题成为威胁公众健康的潜在风险因素。从田间到餐桌,食品供应链的各个环节都可能受到农药残留的影响。传统的农药残留检测方法往往存在耗时久、操作烦琐、对设备要求高等问题,难以满足现代食品行业快速、高通量检测的需求。因此,研究食品中农药残留的检测方法,并探讨提高其应用效果的建议,不仅关乎消费者的健康权益,也是推动食品产业可持续发展的关键所在。

1 食品农药残留主要检测方法

1.1 GC-MS检测法

气相色谱-质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)检测法是一种强大的农药残留分析技术。其原理基于气相色谱的高效分离能力和质谱的高灵敏度鉴定能力。在气相色谱部分,利用不同农药在固定相和流动相之间分配系数的差异,实现各组分的分离,随后进入质谱仪进行检测[1]。质谱仪通过将分离后的农药分子离子化,并根据其质荷比进行检测和记录,从而能够精确地检测出各种农药成分及其含量[2]。GC-MS检测法具有诸多显著优势,如能够同时检测多种不同类型的农药,灵敏度极高,可检测出痕量的农药残留,且定性定量分析准确性高,能够有效避免假阳性和假阴性结果的出现。然而,该方法也存在一些局限性,例如设备昂贵,需要专业的技术人员进行操作和维护,对样品的前处理要求较为苛刻,这在一定程度上限制了其在基层检测机构和现场快速检测中的应用范围。尽管如此,在一些对检测精度要求极高的场合,如进出口食品的检验检疫、大型食品企业的质量控制实验室等,GC-MS检测法仍然发挥着不可替代的重要作用。

1.2 酶联免疫吸附测定法

酶联免疫吸附测定法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)是基于抗原与抗体特异性结合反应的一种快速检测技术。该方法将酶标记在抗体或抗原上,当样品中的农药残留(作为抗原)与固定在固相载体上的抗体结合后,再加入酶标记的抗体或抗原,通过酶催化底物显色反应来测定农药残留量[3]。ELISA具有高度的特异性,能够针对特定的农药分子进行精准识别,减少了其他物质的干扰[4]。其操作相对简便,不需要复杂的仪器设备,检测成本较低,适用于大规模样品的初步筛查。同时,该方法灵敏度较高,能够在较短的时间内检测出较低浓度的农药残留,这使得它在农产品收购、农贸市场监管等环节得到广泛应用。然而,由于ELISA法依赖抗原抗体反应,可能会出现交叉反应,导致检测结果的准确性受到一定影响。此外,检测结果受温度、时间、孵育条件等因素的影响较大,需要严格控制实验条件以确保检测的可靠性和重复性。

1.3 胶体金免疫层析检测法

胶体金免疫层析检测法是一种快速、简便、可视化的检测技术。其原理是利用胶体金标记的特异性抗体或抗原,当样品滴加到试纸条上时,样品中的农药残留与胶体金标记物竞争结合有限的抗体结合位点,通过免疫层析作用,在试纸条上形成肉眼可见的显色条带,从而实现对农药残留的定性或半定量检测[5]。该方法最大的优势在于其快速便捷性,无须复杂的仪器设备,可在现场进行快速检测,能够在短时间内得出检测结果,非常适合于基层检测站点、农产品生产基地以及农贸市场等场所的现场筛查[6]。而且,胶体金免疫层析检测法操作简单,对检测人员的专业技能要求不高,易于推广普及。然而,这种方法的检测精度相对较低,难以满足对农药残留精确含量测定的要求。

1.4 高效液相色谱检测法

高效液相色谱检测法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)以液体作为流动相,利用不同农药在固定相和流动相之间的分配差异进行分离,并通过紫外、荧光等检测器对分离后的农药成分进行检测。该方法具有分离效能高的特点,能够有效地将复杂样品中的各种农药成分分离开来,从而实现对多种农药残留的同时检测[7]。HPLC对热不稳定和难挥发的农药化合物具有良好的检测能力,这使得它在农药残留检测领域中具有广泛的适用性[8]。同时,该方法的检测灵敏度较高,能够准确地检测出食品中微量的农药残留,为食品安全提供了可靠的保障。不过,HPLC也存在一些不足之处,在检测复杂样品时,需要耗费较多的溶剂,检测成本较高。此外,设备维护成本较高,需要专业的技术人员进行操作和保养。

2 提高食品农药残留检测中检测方法应用效果的建议

2.1 依据不同食品类别,科学选取检测方法和试剂

食品检测部门在应对农药残留检测时,应当充分考虑食品的多样性及其各自特性,以此为基础科学地选取检测方法和试剂。对于蔬菜水果类食品,由于其富含水分、维生素和膳食纤维等成分,且农药残留多分布于表面,应优先选择如酶联免疫吸附测定法或胶体金免疫层析检测法等对样品前处理要求相对简单、能快速筛查出常见农药残留的方法。对于谷物粮食类食品,其成分相对复杂,含有较多的淀粉、蛋白质等,可采用高效液相色谱检测法,选用合适的提取试剂,以确保对多种农药残留的准确检测,尤其是针对一些在谷物储存过程中可能使用的熏蒸剂和杀菌剂残留[9]。此外,对于肉类、奶制品等高蛋白、高脂肪类食品,在检测有机磷、有机氯等农药残留时,需选取能够有效去除基质干扰的前处理试剂和灵敏度高的检测方法,如GC-MS检测法,并结合相应的净化柱和提取溶剂,从而提高检测结果的准确性和可靠性。

2.2 加强技术研发创新,提高检测技术精确性和适用性

随着农药种类和使用方式的多样化,现有的检测技术在某些场合可能面临适用性和准确性不足的挑战。因此,食品检测部门应加强技术研发,推动新型检测技术的应用。①食品检测部门应与科研机构合作,开发适用于多种农药残留检测的高准确性的检测方法。例如,通过优化酶联免疫吸附测定法中的抗体和抗原制备工艺,提高其特异性和亲和力,降低交叉反应发生概率,从而提升检测精确性,使该方法能够更精准地识别和定量复杂样品中的农药残留。②对现有检测方法流程进行改进。对于高效液相色谱法,尝试采用新型的色谱柱材料和分离技术,缩短分析时间,提高分离效能,增强对复杂基质中痕量农药残留的检测能力,拓宽其适用范围。③食品检测部门还应关注前沿技术领域的发展动态,积极引入新的检测原理和技术手段,如利用纳米技术开发高灵敏度的传感器,或基于生物芯片技术实现对多种农药残留的高通量、快速检测,为食品农药残留检测提供更高效、准确且适用范围广泛的技术解决方案,以满足日益增长的食品安全检测需求。

2.3 推动设备轻便发展,研发小型化、便携式检测设备

为了进一步提升农药残留检测效率,食品检测部门应推动检测设备的小型化和便携化发展。①在设备设计方面,应与电子、机械等领域的专业团队合作,采用新型的微型化传感器和集成电路技术,将传统大型检测设备的核心功能进行集成和优化,缩减设备体积和重量,使其便于携带至田间、农贸市场、小型食品加工企业等现场检测场景。例如,将胶体金免疫层析检测技术与微流控芯片技术相结合,开发出便携式一体化检测设备,实现对样品的快速处理和检测,同时降低设备成本和操作难度。②针对便携式设备的电源供应问题,研发高效的可充电电池或探索能量收集技术,如太阳能充电模块,确保设备在户外或偏远地区能够长时间稳定运行,不受电源限制。③注重设备的数据处理与传输功能的集成,开发配套的智能手机应用程序或无线传输模块,使检测结果能够及时、准确地传输至云端或监管部门数据库,实现检测数据的实时共享和远程监控,提高检测效率和监管效能,为食品从源头到餐桌的全程安全监控提供有力支持[10]。

2.4 定期组织检测培训,提高检测人员专业能力与素养

食品检测人员的专业能力和操作素养直接影响到农药残留检测结果的准确性与可靠性。因此,食品检测部门应当定期组织检测培训,以提升检测人员的专业能力与素养。①应制定全面系统的培训课程体系,涵盖各类检测方法的原理、操作规程、质量控制要点等理论知识,确保检测人员深入理解检测技术的内在机制,如详细讲解GC-MS联用检测法中气相色谱和质谱的工作原理,以及二者联用的关键技术环节,使检测人员在操作过程中能够根据检测原理准确判断和解决可能出现的问题。②要加强实际操作技能的培训与考核,通过模拟实际检测场景,让检测人员反复练习样品前处理、仪器操作、数据记录与分析等关键步骤,提高其操作的熟练度和规范性。例如,在酶联免疫吸附测定法的培训中,要求检测人员熟练掌握酶标仪的操作、标准曲线的绘制以及结果的判定方法,并通过实际样品检测考核其操作的准确性和重复性。

3 结语

综上所述,食品中农药残留的检测方法在确保食品安全方面具有重要意义。随着科技的不断进步,检测技术正在朝着更加精准、高效、便捷的方向发展。未来,随着新型检测方法的不断涌现和设备的小型化、智能化,食品检测将更加灵敏、实时,为食品安全提供更为坚实的保障。同时,检测技术的创新与人才培养也将不断推动行业的进步。食品检测部门应持续关注技术更新,优化检测流程,提升检测人员的专业能力,以应对日益复杂的食品安全挑战,保障公众健康。

参考文献

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作者简介:付建瑞(1989—),男,山东潍坊人,本科,工程师。研究方向:检验检测。

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