农药残留检测技术在食品检测中的应用分析
作者: 王晓菲 张志伟摘 要:随着我国社会经济发展水平的不断提高,人们对食品安全的要求也不断提升。农药残留是食品安全的重要指标之一,加强农药残留检测是满足消费者对食品安全需求的重要手段。本文对于食品检测中农药残留检测技术的具体应用进行分析,以供参考。
关键词:农药残留;检测技术;食品检测;应用
Analysis on the Application of Pesticide Residue Detection Technology in Food Detection
WANG Xiaofei, ZHANG Zhiwei
(Weifang Product Quality Inspection Institute, Weifang 261031, China)
Abstract: With the continuous improvement of China’s socio-economic development level, people’s requirements for food safety are also constantly increasing. Pesticide residue is one of the important indicators of food safety, and strengthening pesticide residue detection is an important means to meet consumers’ food safety needs. This article analyzes the specific application of pesticide residue detection technology in food testing for reference.
Keywords: pesticide residue; detection technology; food testing; application
随着科学技术的不断发展,农药残留检测对检测仪器和手段的应用要求不断提升,因此需要在已有检测手段和技术的基础上,不断进行优化和创新。当前农药残留问题是一个社会关注度非常高的食品安全问题,开展农药残留检测工作对于确保食品安全、保障人们的身体健康意义重大。
1 农药残留检测技术在食品检测中应用的意义
1.1 保障食品安全及消费者健康
食品中的农药残留可能会对人体健康造成危害,长期摄入含有农药残留的食品可能导致慢性毒性效应,如神经系统损伤、内分泌干扰、免疫系统紊乱等,甚至有致癌风险。尤其是儿童、孕妇、老年人和免疫系统较弱的个体,受农药残留影响的风险更大。通过农药残留检测,可以及时发现并防止农药残留超标的食品进入市场,从而保护消费者的健康,减少食品中毒事件的发生概率,降低公共健康风险。
1.2 提高食品质量
农药滥用对环境和人类健康有严重影响。农药残留检测可以督促生产者规范使用农药,确保其用量、用法等符合相关标准规定,改善农产品品质,进而提高食品质量。
2 农药残留检测技术在食品检测中的应用
2.1 气相色谱法
气相色谱技术广泛用于农药残留分析检测,可以分离和分析复杂混合物中的各种化合物。该技术利用化合物的吸附能力以及沸点等物理性质的不同对混合物中的各组分进行分离和分析,具有灵敏度高的优点,可以检测到极低浓度的化合物。气相色谱法通过使用特定的分离柱,能够有效地分离出复杂混合物中的目标化合物,且不受其他干扰物的影响。有研究基于浓硫酸磺化净化技术,建立了一种采用气相色谱法测定坚果中16种有机氯、拟除虫菊酯类农药残留量的方法。检测结果显示,农药残留在35 min内完全分离,16种物质的检测限在0.1~
0.4 μg·kg-1,相关系数(r2)均大于0.996,回收率以及RSD分别为81.6%~119.5%、1.03%~5.36%[1]。还有研究建立微波辅助处理青蒜,采用气相色谱法测定青蒜中水胺硫磷、甲胺磷、甲拌磷、三唑磷、毒死蜱、氧乐果和敌敌畏7种农药残留的分析方法。实验结果表明,7种有机磷农药的加标回收率以及RSD分别在80.2%~106.5%、0.01%~0.10%,符合农药残留检测分析标准[2]。
2.2 高效液相色谱技术
高效液相色谱技术(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)是一种常用的农药残留分析方法,HPLC可以使用不同类型的色谱柱和检测器,根据农药的特性进行合理选择。相对于传统检测技术,高效液相色谱技术可以更快地分离出目标化合物,提高了检测效率。此外,该方法还可以在同一个色谱柱上分离多种成分,有效缩短了检测时间,且精密度较高,能够检测出极低浓度的农药残留,这对于大批量样品的检测非常有利。张亚萍[3]使用高效液相色谱法对市场上的蔬菜样品进行了氨基甲酸酯类农药残留的测定,结果显示,农药残留回收率在74.6%~107.6%,精确度可维持在10%以下,表明高效液相色谱法可用于蔬菜中氨基甲酸酯类农药残留的检测,且准确度和精确度良好。左婧[4]以芒果为研究对象,采用超高效液相色谱-串联质谱(Ultra Performance Liquid Chromatography-tandem Mass Spectrometry,UPLC-MS/MS)对芒果中的农药残留进行定性、定量分析,研究结果显示,在1~
200 μg·L-1范围内农药具有良好的线性关系,相关系数为0.991 3~0.996 0,农药回收率及相对标准偏差分别为80.5%~106.6%、1.3%~9.5%。
2.3 色谱-质谱联用法
随着科技的不断发展,质谱技术的应用领域日益广泛,其原理是在离子化器中使试样中的成分发生电离,生成荷质比不同的带正电荷的离子,这些离子经过电场加速作用形成离子束,然后进入质量分析器,不同荷质比的离子通过电场或磁场实现分离,或者以过滤的形式将其聚焦于检测器,最终得到质谱图。质谱技术因其灵敏度高、样品需求量小、检测速度快以及能够同时进行分离和鉴定等优点,被广泛应用于多个领域。在食品安全和食品质量控制领域,质谱技术用于检测食品中的农药残留、重金属、有害化学物质以及食品添加剂等,以确保食品安全和质量。
气相色谱质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)是一种常见的有机质谱分析技术,其分辨率和灵敏度高、对挥发性化合物敏感,适合分析小分子化合物,特别是那些易挥发、热稳定性差的化合物。该技术可通过电子轰击方式得到谱图,并可与标准谱库进行对比以确认化合物类型。有研究基于气质联用仪的特性,对食品中农药残留进行检测。检测过程中使用二氯甲烷对顶空瓶中的样品超声提取
60 min(25 ℃水浴),然后用气密性注射器抽取顶空瓶内液面上方气体注入气相色谱质谱仪,通过
Restek RT-QS-BOND色谱柱(15 m×0.25 mm,8 μm)进行分离后使用选择离子监测模式测定。结果表明,该方法线性关系良好,相关系数(R2)为0.999 7;在
3个不同添加水平下,回收率为84.4%~100.8%,相对标准偏差为5.07%~14.10%,检出限为1.5 μg·kg-1,定量限为5.0 μg·kg-1[5]。
2.4 光谱分析法
气相色谱法、高效液相色谱法等方法虽然具有应用范围广、分离效能高、灵敏度高等特点,但是在处理样品的过程中较为烦琐,检测成本较高。随着光谱技术的不断发展,其在农药快速检测中的应用关注度日益提升。该方法能够反映出农药残留量浓度随时间变化的规律,能够实现无损检测,且操作简单,具有普适性特征。王玉田等[6]采用同步-导数荧光光谱分析方法,针对两种常用的农药西维因和克百威进行了荧光光谱研究。研究结果表明,该方法能够有效消除两者之间的干扰,可以同时测定这两种农药在混合溶液中的含量。王书涛等[7]利用了三维荧光光谱分析和因子分解分析算法(Parallel Factor Analysis,PARAFAC)处理多环芳烃的荧光信息,PARAFAC算法是一种多变量数据分析方法,用于分解多维数据矩阵,以提取数据中的主要成分。研究结果显示,这种方法能够有效地对苊与萘的混合溶液进行分析,并且能够判别混合样品的类别和浓度。乔晓艳等[8]应用基于BP神经网络的荧光光谱法对啶虫脒农药残留的荧光混合光谱进行分离,设计了能够快速检测固体表面啶虫脒农药残留量的荧光光谱测量系统,这个系统包括光源、光谱仪、样品处理装置和数据分析软件等组件,以便在实际应用中能够迅速测定并分析啶虫脒农药残留。
2.5 酶抑制率法
生化测定法中,酶抑制率法具有检测灵敏、快捷、经济的优点,对于农产品中的有机磷、氨基甲酸酯类农药残留能够快速进行检测。但有学者指出,该方法存在假阳性、假阴性现象,准确度总体不高[9]。张瑜等[10]采用酶抑制率法对351 169批次蔬菜样品进行定性检测,采用色谱法对检出的406批次(抑制率在40%~50%)蔬菜样品中的有机磷和氨基甲酸酯两类农药进行定量确证。认为应用酶抑制率法快速检测蔬菜农药残留存在一定的假阴性风险,建议以酶抑制率≥40%为初筛判定标准,进而采用气相色谱法和液相色谱法进行定量确证,可以有效降低假阴性率。近年来,国内外对于酶抑制率法的反应条件及方法学进行了不断优化。杨建平[11]研究发现,在温度为37 ℃,pH值在7.8~8.0时,乙酰胆碱酯酶表现出最大活力;适当延长放置时间能够提升检测灵敏度。钟树明等[12]研究发现,用前处理小柱预处理样品有助于提升抑制率阈值,提升幅度在15%左右。李顺等[13]通过正交试验发现酶抑制率法的最佳检测条件为抑制时间15 min、温度35 ℃、底物加入量和酶液加入量均为100 μL。
3 结语
在当前食品安全形势下,检测机构应当不断提高自身的检测能力,通过创新、整合和优化技术,提高农药残留检测的效率和准确性。监管部门也需要积极执法,确保生产者和供应商遵守相关的法规和标准。例如,建立完善的食品质量安全监管体系,包括制定、更新并严格执行农产品生产和加工标准,确保食品质量安全达到相关标准的要求。总之,食品安全是一个综合性的问题,可通过加强监管、提高检测技术、加强食品质量安全监管体系的建立以及提高公众食品安全意识,确保食品的质量和安全,保护人们的健康。
参考文献
[1]李娜,朱文峰,程国栋,等.气相色谱法测定坚果中16种有机氯、拟除虫菊酯类农药残留量[J/OL].食品工业科技:
1-22[2023-07-22].https://doi.org/10.13386/j.issn1002-0306.
2023030024.
[2]李崇香,袁波,易瑜琪,等.基于微波辅助处理-气相色谱法测定青蒜中7种有机磷农药残留[J].轻工科技,2023,39(4):134-136.
[3]张亚萍.高效液相色谱法测定蔬菜中氨基甲酸酯类农药残留的方法与应用[J].江西农业,2021(6):128-129.
[4]左婧.基于超高效液相色谱-串联质谱的农产品农药残留快速筛选定量检测方法研究[J].中国食品工业,2023(13):49-51.
[5]李捷,杨方,卢声宇.顶空-气相色谱-质谱联用法测定多种食品中硫酰氟残留[J].分析试验室,2023,42(9):1195-1198.
[6]王玉田,商凤凯,王君竹,等.三维荧光光谱结合交替惩罚三线性分解同时对水中三种酚类测定[J].光谱学与光谱分析,2018,38(11):3439-3446.
[7]王书涛,刘诗瑜,王志芳,等.基于ICSO-SVM和三维荧光光谱的山梨酸钾浓度检测[J].光谱学与光谱分析,2020,40(5):1614-1619.
[8]乔晓艳,王艳景,李刚.偏最小二乘法荧光光谱预测啶虫脒农药残留[J].光学精密工程,2010,18(11):2369-2374.
[9]邓家军,杨琳芬,张富生,等.胶体金免疫层析法与酶抑制率法快速检测果蔬中农药残留比较研究[J].安徽农业科学,2021,49(4):191-197.
[10]张瑜,魏维杰,李岗,等.蔬菜农药残留酶抑制法快检假阴性风险的研究[J].中国卫生检验杂志,2018,28(14):1760-1763.
[11]杨建平.蔬菜农药残留快速检测影响因素的分析[J].上海计量测试,2018,45 (增刊1):24-26.
[12]钟树明,袁东星,金晓英,等.植物酶抑制技术用于检测蔬菜中有机磷及氨基甲酸酯类农药残留[J].环境化学,2002(2):189-193.
[13]李顺,纪淑娟,李东华.酶抑制法快速检测蔬菜中有机磷农药残留的最佳条件研究[J].食品科技,2007(1):171-173.