蔬菜中农药残留检测技术及质量控制策略研究

摘 要：本文介绍了蔬菜农药残留的危害和现行检测标准，重点讨论了农药残留检测技术，包括气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱串联质谱法、高效液相色谱串联质谱法、酶抑制法、免疫分析法和生物传感器法，并提出了强化蔬菜农药残留检测的质量控制策略，以期为农药残留检测工作的开展提供参考。

关键词：农药残留；蔬菜；检测技术；质量控制

Abstract： This article introduces the hazards of vegetable pesticide residues and current detection standards， focuses on discussing pesticide residue detection technologies， including gas chromatography， high performance liquid chromatography， gas chromatography tandem mass spectrometry， high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry， enzyme inhibition， immunoassay and biosensor methods， and puts forward the quality control strategy of strengthening vegetable pesticide residue detection， hoping to provide reference for the work of pesticide residue detection.

Keywords： pesticide residues; vegetables; testing technology; quality control

随着生活水平的提升，食品健康问题成为人们关注的焦点，蔬菜农药残留检测是食品质量安全检查工作的重要组成部分，对于维护公众的身体健康具有十分重要的意义[1]。在蔬菜生产和加工过程中，农户为了有效防治蔬菜病虫害，倾向于选择使用化学农药等方式，造成蔬菜农药残留超标。绿色食品、有机食品对蔬菜农药残留的限量要求越来越严格，推动了整个蔬菜行业的高质量发展。本文阐述了农药残留的检测标准，介绍了蔬菜农药残留的化学检测方法和生物检测方法，在此基础上提出了蔬菜农药残留检测的质量控制策略。

1 农药残留概述

1.1 农药残留的危害

农药残留会对人体健康造成直接和潜在的威胁，轻则表现为恶心、呕吐、腹泻、腹痛等症状，严重的可能危害呼吸系统和神经系统。如有机磷中毒会出现毒蕈碱样症状，患者常出现流泪、出汗、瞳孔缩小、支气管痉挛、呼吸麻痹等症状，甚至面临昏迷、猝死的风险。一些农药含有的重金属，如汞、铅、镉、砷等，容易在人体内沉积，长期摄入重金属含量超标的蔬菜瓜果，可能会发生慢性中毒事件，给人们的脏器造成实质性损伤，甚至引发癌症。农药残留还会对周围环境产生不利的影响，破坏当地的生态平衡[2]。以温室蔬菜生产为例，由于空间封闭狭小，时常出现农药使用过量的问题，农药成分在农作物、空气和土壤中聚集，极易导致蔬菜农药残留超标。此外，农业生产受大气环流、降水等影响，原本在当地环境中的农药成分会扩散至其他地区，从而使农药残留危害进一步扩大，给整个生态环境带来影响。

1.2 蔬菜农药残留检测标准

农药的种类有很多，包括杀虫剂、灭菌剂、除草剂、生长调节剂等，这些农药通常根据病虫害种类和农作物类型进行选择、使用，造成农药残留检测工作十分繁杂。①《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2021）是目前我国统一规定食品中农药最大残留限量的强制性国家标准。相比于2019版，2021版的农药检测品种增加了81种，农药残留限量标准增加了2 985项，同时将居民日常消费蔬菜种类限量标准增加了960项，显著增强了农产品质量监管执法依据。②在蔬菜重金属检测标准方面，现行的标准主要有《食品安全国家标准 食品中铅的测定》（GB 5009.12—2017）、《食品安全国家标准 食品中总汞及有机汞的测定》（GB 5009.17—2021）、《食品安全国家标准 食品中镉的测定》（GB 5009.15—2023）。③蔬菜农药残留检测方法较为多样，如《蔬菜中灭蝇胺残留量的测定 高效液相色谱法》（NY/T 1725—2009）利用标准物质色谱峰保留时间进行定性分析，利用外标法判定蔬菜中灭蝇胺的含量；《食品安全国家标准 植物源性食品中208种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱-质谱联用法》（GB 23200.113—2018）和《食品安全国家标准 植物源性食品中331种农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱—质谱联用法》（GB 23200.121—2021）将气相色谱和液相色谱与质谱技术相结合，能够实现300余种农药及代谢物残留量的同时测定，极大地提高了蔬菜农药残留的检测效率[3-4]。

2 蔬菜农药残留检测技术

2.1 化学检测方法

2.1.1 气相色谱法

气相色谱（Gas Chromatography，GC）法是一种基于待测物在固定相和流动相之间分配系数差异而实现分离的分析检测手段。在农药残留检测中，待测蔬菜样品经过前处理步骤得到待测农药样品，将待测农药样品浓缩至有效检测限范围内后用特定溶剂定容分析。气相色谱一般用于处理沸点比较低的有机物质，样品进入加热室后迅速气化，在惰性气体的推动下进入色谱固定填料柱，此时样品中不同的农药成分在固定相发生吸附和脱附现象。根据农药成分在固定相上保留时间的不同，样品中的农药成分分别脱离固定相，然后进入检测器单元，经过一系列分析，得出农药残留的种类和含量。根据农药残留物的保留时间，对照文献和标准检测方法完成农药残留的定性分析。农药残留量的定量分析需要借助标准工作曲线，利用待测物的峰高、峰积分面积，计算出较为准确的农药残留浓度，进而推断出实际农药残留量。在蔬菜农药残留物检测中，GC法主要测定各类不易挥发或分解的有机物，如有机磷、有机氯、氨基甲酸酯类等，实际操作应参考具体检测标准规范进行。

2.1.2 高效液相色谱法

高效液相色谱（High Performance Liquid Chroma-tography，HPLC）法是一种利用液态流动相和固定相之间多次分配平衡实现混合物分离的色谱分析技术。在蔬菜农药残留检测中，前处理的样品溶液在高压泵作用下缓慢进入液相色谱中，在流动相的淋洗作用下，原本附着在色谱填料柱上的待测物按照极性大小依次流出，从而实现有效分离。分离后的农药成分进入检测器进行检测，HPLC检测器包括紫外-可见光检测器、荧光检测器、蒸发光散射检测器等多种类型。HPLC定性和定量分析方法与GC法存在很高的相似性。需要注意的是，HPLC分析方法高度依赖色谱柱和流动相的选择，色谱条件直接影响农药残留物能否有效分离。流动相的梯度洗脱也会影响农药残留的分离效果，为了确保农药残留物脱除更加彻底，尽量设置多个混合流动相梯度并延长色谱柱的润洗时间。高效液相色谱适用于检测高沸点、极性强的有机分子，据统计约有80%的有机物可以通过HPLC进行检测，在农药残留检测中适用范围较广。

2.1.3 气相色谱-质谱法

气相色谱-质谱（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）法是一种将气相色谱和质谱联用的技术，综合了两种分析检测技术的优点，在农药残留物检测中应用广泛。待测蔬菜样品提取液在进入气相色谱后，根据从固定相色谱柱上流出的先后顺序实现分离，然后通过质谱检测器进行检测。不同于GC法常用的火焰离子检测器，待分析物受到质谱检测器发出的电子轰击而形成特征离子碎片，这些离子碎片在电磁场作用下沿着特定路径进行移动，最终在检测板上形成特定的质谱信号。根据色谱保留时间和质谱碎片离子的丰度比对结果，得出待分析物离子流图的前后变化，最终完成农药残留成分种类和含量的分析。选择合理的电子轰击模式和质量分析模式，可以有选择地提升离子扫描分析效果，从而在复杂环境下完成对目标物的精确定量分析。值得注意的是，电子轰击有机物产生离子碎片的解析高度依赖特征图谱标记，需要借助计算机软件和文献进行证实，对实验人员的操作经验要求较高。

2.1.4 LC-MS法

高效液相色谱串联质谱（High Performance Liquid Chromatography - Mass Spectrometry，HPLC-MS）法是一种液相色谱和质谱联用的分析检测技术，也是一种检测食品中农药残留的常见分析手段。与GC-MS类似，液相色谱技术主要负责将待检测的农药残留物进行有效分离，质谱技术则利用电子轰击产生的特征离子碎片，进一步实现农药残留物的分析，得到待测组分的结构、浓度等参数。在HPLC-MS分析过程中，农药残留成分先通过液相色谱分离，农药残留成分的质量、电荷等信息要通过计算机系统进行识别和分析，对于实验人员的操作要求较高。总体而言，LC-MS分析灵敏度高、准确度高，具有可同时分析多种待测组分的优点，极大地提高了农药残留检测效率。

2.2 生物检测方法

2.2.1 酶抑制法

酶抑制法是一种基于特定酶活性受农药残留抑制原理而建立的检测技术，通过数学统计的方法评估酶活性受到农药残留的抑制程度，从而定量判断农药的残留量。在实际酶抑制实验操作中，除了加入前处理的农药残留提取液，还要保证酶促反应的均一性，比如控制温度、pH值、酶的浓度、底物浓度等，防止实验因素干扰测定结果的准确性。残留农药成分与酶活性位点特异性结合，会抑制酶的催化反应速率，通过观察反应体系中显色剂颜色的变化，可以判断酶促反应速率的下降程度，从而建立特定目标物吸光度变化和农药残留量的数学关系。常用的指示酶包括乙酰胆碱酯酶、丁酰胆碱酯酶等，显色底物可选用硫代乙酰胆碱、α-萘酚等，能够快速完成对有机磷、氨基甲酸酯类等抑制酯酶类农药残留的快速筛查[5]。

酶抑制法的检测精度不如色谱法，如在检测蔬菜中氧乐果含量的实验中，酶抑制法检测限为0.8 mg·kg-1，GC法检测限为0.02 mg·kg-1，如果蔬菜中氧乐果含量位于两者之间，单独采用酶抑制法很容易出现假阴性[6]。

2.2.2 免疫分析法

通过测定抗原与抗体特异性结合反应，免疫分析法可实现对农药残留的定性分析和定量分析。该方法通常以农药有效成分或其类似物作为抗原，在动物体内获得特异性抗体，利用抗原和抗体结合反应情况判定农药的残留量。以酶联免疫吸附测定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）为例，该技术依赖于抗原和抗体之间的特异性结合，通过光度计测量待测液吸光度变化，用酶标记探针放大光学信号，最终完成农药残留物的特定分析。酶联免疫吸附测定类型有多种，包括直接ELISA、间接ELISA、夹心ELISA、竞争ELISA等，根据实际需要选择针对性的实验方法。

免疫分析法具有操作简便、灵敏度高、特异性强的优点，实验检测结果的重复性较好，可实现对农药残留的快速筛查。在免疫分析操作过程中，实验人员需要注意抗原和抗体的交叉反应、基质干扰等问题，必要时与其他检测手段联用，确保检测结果的准确性。如郭志慧等[7]建立了一种依靠化学发光酶免疫技术分析黄瓜、青菜中噻虫嗪残留的检测方法，该方法的线性检测范围为0.125～12.500 ng·mL-1，半数抑制浓度为1.01 ng·mL-1，具有较高的检测精度和回收率。

2.2.3 生物传感器法

生物传感器法是一种新兴的农药残留检测技术，结合了酶、抗体、核酸等生物识别分子的高选择性以及传感器的高灵敏度，能够实现农药分子的定性检测和定量分析。生物传感器可进行特异性识别，包括酶传感器、免疫传感器、核酸传感器、细胞传感器、微生物传感器等种类，能够将生物信号转化成相应的电信号，实现对农药残留的快速高效检测。以酶传感反应为例，将酶电极放入不同浓度标准待测溶液，根据酶促反应与农药成分结合电信号的变化，建立起农药残留浓度与放大信号的数学关系，即可实现农药残留的酶传感分析。生物传感器方法作为一种现代分析检测技术，其应用范围逐步扩大，在农产品农药检测、土壤污染物治理、血液疾病预防等领域具有广阔的应用前景。