食品中农药残留的检测与监管

作者: 王丽娟


摘 要:农药在提高果蔬及农作物产量、增加经济效益方面发挥着重要作用,然而过度使用农药给农产品质量安全带来了严重危害。本文分析了食品中农药的应用情况及农药残留的检测技术,探讨了农药残留监管的发展状况,并对未来该领域的发展趋势进行了合理预测,以期为食品中农药残留监管工作提供参考,促进食品产业的可持续发展。

关键词:食品安全;农药残留;检测技术;监管政策

Detection and Regulation of Pesticide Residues in Food

WANG Lijuan

(Linyi Center for Disease Control and Prevention, Linyi 276000, China)

Abstract: Pesticides play an important role in improving the yield of fruits and vegetables and crops, and increasing economic benefits, however, the excessive use of pesticides has brought serious harm to the quality and safety of agricultural products. This paper analyzes the application of pesticides in food and the detection technology of pesticide residues, discusses the development of pesticide residue regulation, and makes a reasonable prediction of the future development trend in this field, with a view to providing a reference for the regulation of pesticide residues in food and promoting the sustainable development of the food industry.

Keywords: food safety; pesticide residues; detection technology; regulatory policies

农药作为提高果蔬和农作物产量、增加经济效益的有效手段,为农业生产提供了巨大的支持。然而,农药的过度使用不仅会导致土壤和水源污染,还会在农作物中残留,最终进入食物链,对人类健康构成潜在危害,可能引发各种急性(如贫血、恶心、出汗、四肢无力和尿频)和慢性(如糖尿病、高血压、胃炎、支气管炎疾病和心脏病)疾病[1-2]。农药残留的检测作为食品检测中至关重要的一环,通过定量揭示食品中的农药残留水平,为食品安全监管提供了基

础[3-4]。本文旨在深入研究食品中农药残留的检测方法、监管的现状、面临的挑战以及未来的发展趋势,旨在促进更加科学、有效地检测和监管食品中的农药残留,从而保障公众的食品安全和健康。

1 农药应用现状

1.1 农药的分类和毒性

农药属于化学药剂的一种,主要用于农业种植与生产,具有调节植物生长与防治病虫害的效果[5]。农药可分为传统型农药和环境友好型农药两大类。传统型农药包括拟除虫菊酯农药、有机氯农药、有机磷农药以及氨基甲酸酯类农药[6]。有机氯农药属于氯化烃类农药,包括杀螨剂、杀虫剂和杀菌剂。有机磷农药属于有机化合物农药,因其含有大量磷元素而命名。有机磷农药多用于病虫害的防治,使用时有明显大蒜味,且易挥发。与有机氯农药相比,有机磷农药在环境中表现出更温和的影响,并具有更快的降解速度。拟除虫菊酯类农药多用于农业害虫的治理,其主要成分为天然菊素,相较于其他品类农药,拟除虫菊酯的成本低且相对安全。因此,除农业之外,人们也会将其作为家用杀虫剂。氨基甲酸酯类农药具有与有机磷农药类似的毒理学特性,通过抑制人类和昆虫中枢神经系统中的乙酰胆碱酯酶发挥作用,从而导致中枢神经系统正常功能中断[7]。传统型农药典型代表如表1所示。

现阶段,利用自然界固有生物或菌群,通过模拟食物链状态来防治病虫害已成为国际农业发展主流趋势。为此,天然农药应运而生。天然农药,又称生物农药,其防治病虫害的原理与自然界中的食物链类似,主要是利用农业害虫的天敌,如菌群、昆虫以及它们的代谢物等,来达到“生物制衡”的目的。生物农药相较于其他农业合成药剂,具有副作用小、不影响益虫以及保证农产品质量的独特优势。目前,生物农药在使用过程中根据其成分不同可划分为微生物代谢产物农药、微生物活体农药、动物源农药、植物源农药4类[8]。随着我国农业的发展,生物农药的应用越发广泛,其已成为全球农药工业发展的新方向。

1.2 农药残留现状

目前,我国农业生产与发展离不开大量农药的使用,但部分农药中含有的化学成分不易挥发且留存时间较长,导致农药残留于谷物、蔬菜、畜产品以及水产品中。近几年为响应农业部门的倡导,我国农药使用量已呈现逐渐下降的趋势。然而,LI等[9]通过对近年来我国蔬菜和水果中高毒农药的测定,发现茄子、葡萄、西红柿、黄瓜、梨和苹果可能含有剧毒农药,且与水果相比,高毒农药对蔬菜的污染程度更为严重。这表明尽管总体上农药使用量下降,但某些农产品仍然存在潜在的高毒农药残留问题。

农药残留可能会随着时间的推移而分解,且分解的速度取决于所使用的农药种类、施用条件、处理食品的类型及其加工方式。例如,在谷物加工中,碾磨可减少农药残留量。在豆类中,溴氰菊酯和氯氰菊酯等农药残留无法通过煮沸或清洗去除,因为农药已经渗透到谷物内部[1]。国际食品法典委员会(Codex Alimentarius Commission,CAC)为促进国际贸易、保障消费者健康,规定了各种农药的最大残留限量。最大残留限量是法律公认的农产品可接受的农药残留最大浓度,在最大残留限量以下合理使用农药保护农作物,可确保食品中的农药残留尽可能低,从而保障消费者的安全。

2 农药残留检测技术

2.1 色谱法

目前,我国在农药残留检测领域中常用的色谱检测技术有高效液相色谱法、气相色谱法、色谱-质谱联用法等。这些方法在农药分析领域发挥着独特而重要的作用,能够实现对复杂样品中农药成分的高效分离和精确定量。

2.1.1 气相色谱法

气相色谱法(Gas Chromatography,GC)是以气体作流动相的色谱分析技术,是我国最早使用的农药残留检测技术,多用于挥发性和热稳定性较好的化合物的定量分析。气相色谱法具有高分离能力、高分析速度、高检测灵敏度、适用范围广、成本低廉及数据重复性好等优势。张慧[10]利用气相色谱法测定稻谷中常用的有机磷农药敌敌畏、甲拌磷和乐果的残留量,结果表明3种农药的线性关系良好,方法添加回收率为80%~106%,最小检出量为0.010~

0.020 mg·kg-1,满足农药残留的检测要求。孙鑫等[11]通过活体固相微萃取-气相色谱法对小白菜中的百菌清、毒死蜱和氟虫腈等3种农药残留进行了测定,研究了小白菜中农药的吸收、富集和消解行为。不同种农药在检测时可能产生不同的气体成分,因此在检测时需要采用特定的色谱柱和色谱柱填充剂。

2.1.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)是利用物质在溶剂中的不同溶解度,实现对混合物的高效分离,而后通过紫外、电化学、荧光以及二极管阵列检测器检测[12]。相对于GC,HPLC具有更高的分离效率和更好的准确度,因此适用于分析高沸点和不稳定的农药。此外,HPLC还能够检测极性强、分子量大以及离子型农药,因而得到了广泛应用。赵丽等[13]利用高效液相色谱法测定生活饮用水中的5种拟除虫菊酯类农药残留,该方法能达到检测标准的要求。

2.1.3 色谱-质谱联用法

气相色谱/质谱法(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)、高效液相色谱/质谱法(High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,HPLC-MS)是农药残留检测常用的色谱-质谱联用技术。GC-MS结合了色谱的高分离效能和质谱的高定性、高灵敏度特点,实现了同时定性、定量的检测目标。在水质分析中,GC-MS通常用于检测化学合成农药,如有机磷杀虫剂、三嗪类除草剂、拟除虫菊酯以及有机氯等[14]。相较于GC-MS,HPLC-MS的检测范围更加广泛,基本涵盖了现有的化合物种类,且检测精确度比较高。

2.2 光谱法

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,但处理样品过程较为烦琐,检测成本较高。光谱技术可提高检测效率与检测质量,具有灵敏度高、分析范围广、精密度高、操作简单、成本低等优势,在农药快速检测中的应用关注度日益提升。

2.2.1 近红外光谱技术

近红外光是人类最早发现的非可见光区域,近红外光谱是介于可见光与中红外光之间的电磁波谱,其波长范围为780~2 526 nm。近红外光谱技术是基于光发射的电磁辐射与样品成分之间的相互作用,对样品进行分析检测[15]。当光束照射样品时,样品中的分子对特定频带下的光选择性地吸收,引起样品分子中含氢基团的电磁振动反应,产生吸收或反射光谱,从而反映出与化学基团相关的信息。

近红外光谱技术与传统技术相比,运行成本较低,且能够在短时间内完成分析,以高效、经济且实用的优势被广泛应用于水果和蔬菜质量控制的定性和定量中。例如,利用近红外光谱技术,可以在几秒钟内以较低的成本测定草莓中的农药残留[16]。此外,近红外光谱技术可在生产线上实现在线使用。

2.2.2 荧光光谱技术

荧光光谱法是一种利用物质在紫外光或可见光照射下产生的荧光来进行分析的方法,具有高灵敏度、良好的选择性和对样品非破坏性的特点[17],多用于复杂农药残留的检测。CHEN等[18]验证了荧光分光光度法检测食用油中农药残留的可行性,进一步证实了荧光光谱法在农药残留分析中的应用前景。

2.2.3 表面增强拉曼光谱

表面增强拉曼散射(Surface Enhancement of Raman Scattering,SERS)技术的发展得益于拉曼光谱和纳米技术的有机结合[19]。通过在贵金属表面吸附的分析物,SERS能够将拉曼信号的强度增强数百万倍以上,因此可用于低浓度物质的高灵敏度检测。目前,SERS已成为快速农药分析的替代检测技术。

2.3 其他检测技术

2.3.1 酶联免疫吸附测定

酶联免疫吸附法(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA)是基于抗原抗体相互作用的原理来测定农药,对某些农药具有较高的灵敏度和选择性。ELISA的主要缺点是抗体不稳定和固定化抗原的封闭不充分,容易出现错误结果,但其以操作简单、检测速度快等优势被广泛应用于现场抽检工作。

2.3.2 电子鼻技术

电子鼻是模仿人类的嗅觉来检测气体和气味的仪器,一般由气体传感系统和信息处理系统组成。电子鼻使用具有不同特性的传感器如电化学传感器、光学传感器,可对气体样本中发现的挥发性有机化学物质进行响应。TANG等[20]对金属氧化物传感器进行筛选,实现了茶叶样品中的拟除虫菊酯农药的检测。

3 农药残留的监管

3.1 农药残留监管发展史

我国农药安全管理起步于建国初期,并在数十年的发展中逐步构建了完善的农药残留监管体系。1949年前后,由于农民生产技术水平有限,存在过度施药、乱施药和误食农药等问题,导致农药中毒事故频发。为应对这一情况,政府初步构建了农药防治体系,建立了农药管理机构,同时强化了对高毒农药的禁限用措施,并首次明确了农药残留的安全标准。1997年,国务院首次颁布并实施了《农药管理条例》,标志着我国农药管理进入法制化阶段。随后,我国相继颁布并实施了《中华人民共和国农产品质量安全法》和《中华人民共和国食品安全法》,为农药残留风险控制提供了法律依据。同时,我国不断完善农药残留标准体系,其中《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》(GB 2763—2021)规定了食品中564种农药的最大残留限量。

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