食品中农药残留检测技术与质量控制措施研究

作者: 陈峰 黄诗颖

摘 要:食品中农药残留的检测是保障食品安全的重要环节,明确不同食品中的农药残留种类和含量对于保障食品安全具有重要意义。本文对食品中农药残留的危害进行了分析,探讨了气相色谱技术、高效液相色谱技术、色谱-质谱联用技术、生物传感器技术以及免疫分析技术在食品农药残留检测中的具体应用,并提出了食品中农药残留检测的质量控制措施,旨在确保检测的准确性,保障消费者的健康。

关键词:食品;农药残留;检测技术;质量控制

Study on Detection Technology and Quality Control Measures of Pesticide Residues in Food

CHEN Feng, HUANG Shiying

(Guangzhou Inspection, Testing and Certification Group Co., Ltd., Guangzhou 511400, China)

Abstract: The detection of pesticide residues in food is an important link to ensure food safety, and it is of great significance to clarify the types and contents of pesticide residues in different foods to ensure food safety. This paper analyzes the harm of pesticide residues in food, discusses the specific applications of gas chromatography, high performance liquid chromatography, chromatography-mass spectrometry, biosensor technology and immunoassay technology in the detection of pesticide residues in food, and puts forward quality control measures for the detection of pesticide residues in food, aiming at ensuring the accuracy of detection and protecting the health of consumers.

Keywords: food; pesticide residues; detection technology; quality control

为减少病虫害,提高作物产量和质量,农户会大量使用不同类型的农药。然而,不当使用或过量施用农药会导致食品中残留农药,对消费者的身体健康构成一定威胁。近些年,随着生活水平的提升,人们对食品安全问题越发关注,食品农药残留问题得到了社会各界的高度重视。目前,食品中农药残留的检测技术已经取得了阶段性的进展,普遍应用的检测方法有生物传感器法、色谱法、免疫分析法和光谱法等,这些技术可以高效、准确地检测出微量的农药残留。然而,在检测过程中,受检测环境、操作方式、检测流程等方面因素的制约,会影响检测结果的准确性。因此,需要采用有效的质量控制措施来保障检测结果的可靠性。

1 食品中农药残留的危害

农药主要用于防治病虫害、杂草等,进而提高农作物产量。食品中农药残留的危害是食品安全领域的一个重要议题。①长期食用农药超标的食品,会使得农药中的有毒成分在人体内逐渐积累,导致慢性中毒。例如,一些有机氯类农药,会引发肝肾损伤、内分泌失调和神经系统损害等健康问题。②某些农药还具有致癌性,加大了人们患癌症和遗传疾病的风险。③农药还能够通过土壤、雨水进入水体,污染水源,同时在空气中挥发扩散,对环境质量产生影响。因此,减少农药使用量、加强农药残留的检测和控制,是保证消费者身体健康的重要措施。

2 食品中农药残留常用检测技术

2.1 气相色谱技术

气相色谱技术具有灵敏性优异、分辨率高等特点,在食品检测领域扮演了重要角色。该技术能够高效处理大量样品,特别适用于常规检测和食品安全检查。肖蓉[1]采用气相色谱法对食用林产品中的有机磷农药残留进行了测定,实验对象包括松子、核桃和栗子,研究了11种有机磷农药在这些基质中的行为特征,并评估了不同基质对检测结果的影响。结果显示,基质效应对农药残留的检测有着较大的影响,这些基质富含脂肪和蛋白质,易与农药分子发生相互作用,进而影响其在气相色谱中的表现。通过方法学验证,气相色谱法在一定浓度范围内呈现良好的线性关系,检出限较低,回收率较为理想,证明了该方法在检测食用林产品中有机磷农药的有效性。

2.2 高效液相色谱技术

高效液相色谱技术是以液体为流动相,基于待分离物质在极性和吸附性上的不同,实现对混合物中各组分的有效分离和鉴定。高效液相色谱系统主要由进样器、色谱柱、检测器和数据处理系统等组成。该方法灵敏度高,适用于热不稳定、挥发性低的样品。采用高效液相色谱法检测样品时,应选择适宜的流动相。目前,在检测中普遍应用的流动相为甲醇-水体系和乙腈-水体系。乙腈的洗脱能力较为优异,但毒性较大,且原材料价格较高;甲醇的毒性小,价格低廉,但洗脱效果一般。因此,在实际检测过程中,还应根据样品特征和分析目标,合理调整流动相的成分和比例。王晓亮等[2]应用高效液相色谱技术对茶叶中10种氨基甲酸酯类农药残留进行了测定。结果表明,样品检出限为0.01~

0.02 mg·kg-1,回收率在81.98%~95.59%,标准偏差为1.22%~4.98%。该方法具有较高的准确性,在茶类食品中氨基甲酸酯类农药残留的检测方面具有一定的推广应用价值。

2.3 色谱-质谱联用技术

气相色谱-质谱联用技术是目前技术成熟度较高的联用方法之一,具有高灵敏度、高选择性、快速分析等优势,适用于多种复杂基质中的化合物检测。方俊兰等[3]建立了一种改进的超高效液相色谱-质谱联用技术,用于检测红茶和绿茶中的

166种农药残留。结果显示,绿茶中15种农药在4~

200 µg·L-1呈现良好的线性关系,其余151种农药在2~200 µg·L-1线性关系较为优异;红茶中所有农药在2~200 µg·L-1的线性相关性较良好;在4个加标水平下,绿茶和红茶中116种农药的回收率均在70%~130%,定量限为10~25 µg·kg-1。应用此方法分析了14份绿茶和6份红茶样品,结果显示每种样品中均检测到9种农药,且残留量均低于国家标准的最大允许限量。

2.4 生物传感器技术

生物传感器主要由生物识别元件、传感器元件、信号转换系统和数据处理单元等组成,其核心是通过生物识别元件(如酶、抗体、核酸等)与目标物质(如葡萄糖、重金属离子或病原体)的特异性相互作用,产生电信号、光信号或化学信号,传感器部分将这些信号放大并处理,提供即时、精确的检测结果。生物传感器技术具有灵敏度高、特异性强和现场检测速度快等特点,在食品农药残留检测领域备受关注。向俊等[4]开发了一种新型的酶生物传感器,并将该传感器用于检测食品中的有机磷农药。结果显示,该传感器在检测农药残留的氧化信号时结果正常,并且单个酶生物传感器检测结果体现出良好的一致性。

2.5 免疫分析技术

免疫分析技术是近些年逐渐兴起的一项新型检测技术,具有灵敏度高、特异性强、多功能性等特征,在食品农药残留检测领域展现出了独特的应用价值。近些年,现代免疫分析技术正向着自动化、高通量的方向发展。胶体金免疫层析法是免疫分析技术的一种。该方法操作便捷,检测效率极高。该技术通过胶体金标记的抗体与样品中的农药分子结合,利用显色反应来判定样品农药残留情况。胶体金免疫层析法设备简洁,适用性广,无须复杂的前处理,非常适合现场和野外检测。与传统的色谱质谱技术和原子吸收光谱法相比,免疫学方法不仅降低了检测成本,还明显缩短了检测时间,大大提升了工作效率。魏茂琼等[5]基于胶体金免疫层析技术开发了针对吡虫啉、丙溴磷和克百威的快速检测试纸条,并评估了其在大蒜和白菜中的应用效果。在检测中,以硝酸纤维素膜为固相载体,对样品量、提取试剂、试剂用量和前处理方式等进行了优化。实验发现,通过减少样品的切口,能够有效降低硫化物的释放,进而实现了免疫层析试纸条快速、准确地检测含硫蔬菜大蒜中3种农药残留的目的。研究结果显示,该试纸条的假阳性率为6%,假阴性率为0%,具有一定的应用价值。

3 食品中农药残留检测的质量控制措施

3.1 选择适宜的检测方法

目前食品农药检测技术类型多样化,每种检测方法都有一定的优势和不足。因此,在实际检测工作中,应结合样品特征以及检测需要,在遵循科学性、可靠性等原则下,选择适宜的检测方法。①检测人员应优选标准规范中推荐的检测技术,这些检测方法通常经过长期实践验证,具有较高的可重复性和可靠性。②检测人员应优选技术成熟度高、灵敏度优异、操作简便的检测技术,使其能够高效、精准地检测出食品中的农药残留量,进而提升工作效率,提高检测质量。③实验室应秉承开放性、创新性原则,鼓励大胆尝试新型检测技术,如生物传感器法、免疫层析法等,但要反复验证检测结果的准确性。

3.2 建立健全标准化质量控制体系

为确保农药残留检测工作的质量,实验室应建立健全标准化质量控制体系。①加强对检测流程的控制,制定相应的标准程序,并定期对这些程序进行修订与完善。这些程序应涵盖样品的采集、提取、净化和检测等阶段,要详细规定每个操作步骤所应用的材料、试剂、仪器以及注意事项等。②农药残留检测实验室应加强实验设备的标准化管理,建立相关的使用、维护等制度。例如,对于高效液相色谱法、气相色谱法等应用的相关检测仪器和设备,还要制定校验规程,定期对检测仪器及设备进行校验,保证检测结果的准确性。③实验室还要加强对食品农药检测中使用试剂的质量审查,仔细检查标准物、指示剂等的使用期限和存储条件,防止应用过期或变质试剂而影响检测结果的准确性。

3.3 严格控制检测环境

为保证食品农药检测结果的可靠性,不仅要保证检测技术和检测设备的先进性,还应严格控制检测环境。①实验室应严格监测温度、湿度、清洁度等环境参数,以避免环境因素对检测结果的影响。②定期对实验室仪器、设备、操作台及周边环境进行清洁和消毒,避免发生交叉污染。实验室操作区域应设立专门的样品处理区、试剂配制区和仪器分析区,以避免样品之间的污染或干扰。③科学存储农药残留样本,防止存储条件不当使得样品发生降解,进而确保检测结果的准确性。

3.4 加强检测人员培训

为提高食品农药残留检测工作质量,确保检测结果的有效性,应高度重视检验人员的培训工作。①制订详细的培训计划和内容,培训内容应紧密结合最新的技术标准和行业规范,确保检测人员了解并熟练相关操作规程。②对于常规检测技术,如气相色谱法、高效液相色谱法等,应加强对仪器的操作、维护等方面的培训,检测人员还应熟知每种检测设备的工作原理。③强化检测人员的责任意识和安全意识,可通过案例分析、讨论等方式,让检测人员明白自身工作的重要性,深刻意识到食品农药残留对人们身体的危害,进而提升工作热情,增强责任感。④建立持续学习机制,鼓励检测人员定期参加学术会议和技术研讨等活动,与行业人员积极交流,多了解有关生物传感器法、免疫层析法等新型检测技术的发展及应用情况,不断更新和完善知识体系,切实提升食品农药残留检测工作水平。

4 结语

食品安全不仅直接影响着人们的身体健康和生命安全,还对社会的和谐、经济发展具有深远的影响。在食品安全问题中,农药残留问题尤为突出。为降低食品中农药残留对人体健康的威胁,除了控制农药的使用外,还必须加强对食品中农药残留的检测。随着农药技术的进步,农药种类日益多样化,农药残留检测工作面临巨大挑战。因此,检测机构及相关工作人员应采用科学、高效的检测方法,不断优化检测流程,更新检测技术,提升专业能力,并实施严格的质量控制措施,以确保检测结果的准确性与可靠性,为食品安全保驾护航,为社会的健康发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]肖蓉.气相色谱法测定食用林产品有机磷农药残留基质效应研究[J].食品界,2024(8):120-122.

[2]王晓亮,毛卫中,汪新华,等.QuEchERs-高效液相色谱柱后衍生法测定茶叶中10种氨基甲酸酯类农药残留[J].食品工业科技,2018,39(14):190-193.

[3]方俊兰,张丹阳,伊岳星,等.基于超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱筛查茶叶中166种农药残留方法研究[J].分析测试学报,2023,42(12):1537-1546.

[4]向俊,唐万里,陈同强,等.检测食品中有机磷农药的酶生物传感器制备与研究[J].食品安全质量检测学报,2024,15(11):98-105.

[5]魏茂琼,王丽,兰珊珊,等.胶体金免疫层析法快速检测蔬菜中3种农药残留[J].河南农业科学,2024,53(6):79-90.

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