植物性食品中农药残留检测技术研究进展

2013-04-29李畅

安徽农学通报 2013年8期

李畅

摘要：综述了近年来在植物性食品中农药残留分析技术中广泛应用的气相色谱法、液相色谱法、气质联用法、液质联用法、安培检测法和免疫分析技术等几种分析检测技术，并展望了植物性食品中农药残留检测技术的发展前景。

关键词：植物性食品；农药残留；检测技术；研究进展

中图分类号 Q949 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）08-127-03

农药残留（Pesticide residues）是农药使用后一个时期内没有被分解而残留于生物体、收获物、土壤、水体、大气中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称[1-2]。农药残留问题是随着农药大量生产和广泛使用而产生的。第二次世界大战以前，农业生产中使用的农药主要是含砷汞或含硫、铅、铜等的无机物，其代谢产物砷、汞等最终无法降解而残存于环境和植物体中。随着时代的发展，越来越多的农药新品种开发出来并广泛使用，农药尤其是有机农药的大量施用，造成严重的农药污染，对人体健康产生严重威胁[3-4]。我国已制定的一些农副产品中的农药最高残留限量值，如《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》（GB 2763-2012）[5]规定了322种农药2293项最大残留限量。研究植物性食品中农药残留问题对于减少农药使用量，提高我国植物性食品的质量，应对国际贸易壁垒，提升我国农产品的国际竞争力有着重要的现实和理论意义。

本文就近年来在植物性食品农药残留检测领域快速发展的检测方法，包括气相色谱法、液相色谱法、气质联用法、液质联用法、安培检测法和免疫分析技术等作了综述，并展望了农药残留检测的发展方向。

1 食品中农药残留检测技术

1.1 气相色谱法气相色谱法的分离原理是利用要分离的诸组分在流动相和固定相两相间的分配有不同的分配系数，当两相作相对运动时，组分在两相间的分配反复进行数百次到数千次，最后使这些组分得到彻底分离并且检测的目的。气相色谱法是具有高灵敏度、高选择性、高效能、速度快、应用范围广、所需试样量少等优点，所以气相色谱法是用于农药残留检测最广泛的方法之一。

我国的国家标准GB/T 5009.20-2003对食品中有机磷农药残留量的测定[6]，就是规定应用气相色谱法，火焰光度检测器（FPD）来检测水果、谷物、蔬菜中的有机磷农药残留量，一次可以检出16种有机磷农残。

周晓龙采用气相色谱法测定了蔬菜中百菌清、甲氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯的残留量。通过对芹菜进行添加回收率试验，结果表明此方法前处理简单、易操作，回收率在81.4%～112.8%，变异系数（RSD）为2.04%～9.32%，最低检测浓度为0.38～0.73μg/kg[7]。

王建华等人创立了含硫蔬菜（洋葱、大蒜、青葱、韭菜等）中有机磷、有机氯和拟除虫菊酯多类农药残留的检测方法，采用微波炉处理样品40 s灭酶活性，然后采用乙腈均质提取，固相萃取柱净化，用气相色谱-电子俘获检测器（ECD）及火焰光度检测器检测。该方法检测限低，灵敏度高，能够满足检测要求[8]。

1.2 液相色谱法高效液相色谱法有“四高一广”的特点：高压、高速、高效、高灵敏度、应用范围广，高效液相色谱更适宜于分离、分析高沸点、热稳定性差、有生理活性及相对分子量比较大的物质。在农残检测领域，液相检测方法检出限比气相高，不如气相灵敏，所以常用来分析热稳定性差、易分解的农药。

我国的进出口标准SN/T 1753-2006进出口浓缩果汁中噻菌灵、多菌灵残留量的检测方法[9]就是利用高效液相色谱、二极管阵列检测器（DAD）检测的。

林维宣等人研究了用高效液相色谱-紫外检测器方法同时检测大米中8种氨基甲酸酯类农药（杀线威、灭多威、涕灭威、抗芽威、残杀威、苯恶威、西维因、仲丁威）的残留量，研究结果表明用丙酮作为提取剂，用florisil和C18固相萃取净化柱双柱净化样品，简化了净化操作，且提高了检测灵敏度[10]。

1.3 气质联用法气相色谱-质谱联用（GC-MS）既具有气相色谱高分辨率，又具有质谱检测高灵敏度优点，可同时准确快速地测定样品中多种农药残留，已经被许多国家开发并应用在农药残留检测领域。

吴岩等以V（乙腈）∶V（水）=4：1为提取剂，经高速匀浆方法提取，提取液以ENVI-18固相萃取柱净化，除去样品中大部分的脂肪和甾醇等干扰基质，再经在线凝胶渗透色谱-气相色谱/质谱（GPC-GC/MS）分析，加标水平为0.05mg/kg时，大部分农药的回收率为65%～120%，相对标准偏差小于15%，44种农药的检出限为0.002～0.05mg/kg[11]。

郭岚等人创立了一种可同步测定食用植物油中4种类型共29种农药残留的分析方法，样品用凝胶渗透色谱提取净化，然后用自动快速浓缩仪浓缩后直接用气相色谱-质谱（GC-MS）测定，其在0.05mg/kg、0.10mg/kg、0.20mg/kg 3个添加水平的平均回收率为82%～119%，相对标准偏差为1.35%～10.2%，29种农药残留分析方法检出限和定量下限分别为0.1～10.0μg/kg和0.4～33.0μg/kg[12]。

王耀等人用乙腈为溶剂，样品经ASE萃取，提取液用凝胶渗透色谱除去脂类、蛋白质和大部分的色素，再经Carb/PSA小柱净化；采用GC-MS定性分析、GC-FPD定量分析；加标水平为0.05～0.20mg/kg时，农药的回收率为64.5%～98.6%，相对标准偏差为2.7%～14.7%。此方法的检出限为0.6～9.0 μg/kg（以3倍性噪比计） [13]。

1.4 液质联用法农药残留分析多采用气相色谱法和气质联用检测方法，但是随着农药种类的不断增多，很多农药残留不适用气相色谱分析。近年来，一些文献报道了农药残留利用液质联用分析的方法。液质联用（HPLC-MS）全称叫液相色谱-质谱联用，分离系统为液相色谱，检测系统为质谱，样品经过分离并且离子化后，经质谱检测器检测得到质谱图，HPLC-MS可以分析气相色谱-质谱（GC-MS）所不能分析的强极性、难挥发、热不稳定性的化合物。

柳菡等人创立了蔬菜中26种农药的反相高效液相色谱-电喷雾串联质谱（LC-ESIMS/MS）检测方法，样品经乙腈提取、浓缩、固相萃取净化、经过液质联用仪进行测定，26种农药在5.0～200μg/L范围内线性关系良好（r2>0.997）；检出限和定量限均为2.0μg/kg和5.0μg/kg；26种农药的回收率为70%～110%，精密度（RSD）均小于15%；该方法准确、灵敏、简单，适用于蔬菜中26种农药残留的同时测定[14]。

丁涛等人研究了高效液相色谱-柱后衍生荧光检测和液质联用分别测定大米中14种和16种氨基甲酸酯类农药残留量的方法，样品采用二氯甲烷和丙酮的混和溶剂提取后，用柱后衍生荧光检测法、离子阱多级质谱联用法分别进行了测定，并且比较了两种方法的适用性；柱后衍生荧光检测法检出限为20～50μg/kg，离子阱多级质谱联用法检出限为10～20μg/kg，添加平均回收率在70%～92%，RSD均低于12%[15]。

1.5 安培检测法安培检测法是对可控电压下样品在电极表面发生氧化或者还原反应产生的电解电流进行检测的方法[16]。安培检测法，具有较高的灵敏性，因此，安培检测法多年来已被广泛应用于生物医学、环境科学、药物学以及食品科学领域，成为分析化学中最具前景的研究领域之一。洪琴对几种氨基甲酸酯农药的水解行为和电化学响应机理进行了研究，并且建立了5种氨基甲酸酯农药的毛细管电泳-安培检测法分离测定体系，为分析食品中氨基甲酸酯类农残提供了一种快速、简单、高效、灵敏度高的新方法[17]。费新平等采用高效毛细管电泳-安培检测法对农药甲基对硫磷、对硫磷、西维因和速灭威水解产物酚类进行了测定研究，在优化的实验条件下，标准样品15min内实现了基线分离，线性范围为0.05～10mg/L，测定检出限为：间-甲酚为0.04mg/L，α-萘酚为0.02 mg/L，对硝基苯酚为0.03mg/L；对硫磷、速灭威和西维因回收率分别为91%、94%和101%，相对标准偏差分别为3.3%、2.5%和2.2%（n=6） [18]。王建华等人报道了用液相色谱法测定微量氨基甲酸酯农药的方法，氨基甲酸酯先在碱性条件下水解，生成的酚用液相色谱安培法测定，研究了最优色谱条件。该法简单、快速、灵敏，已应用于测定大米中克百威、西维因、异丙威和甲硫磷4种氨基甲酸酯农药残留量[19]。

1.6 免疫分析法免疫分析法是一种利用抗原-抗体特异性识别与结合反应对待测物质进行定性定量分析的技术。免疫分析方法种类较多，按标记技术的不同分为酶标记免疫分析、荧光标记免疫分析和化学发光免疫分析、生物发光免疫分析等，应用比较多的是酶联免疫分析法[20]。免疫分析技术具有灵敏度高、特异性强、操作简便快速、测试费用低等特点，近年来得到了迅速的发展。

1.7 其他检测方法郑义华等人采用酶抑制方法研制了一种适合农药残留现场速测的量热检测仪器，该仪器主要由流动注射分析系统、半导体恒温器、固定化酶反应柱、量热传感器和数据采集模块组成，制成的仪器中半导体恒温器的控温精度为±0.1K，量热传感器的灵敏度为2mV/K，检测仪的空白响应为10mV，在1mg/kg敌敌畏时，得到29%～36%的相对抑制率，而且样品能够在5min完成测试，快速方便使用，并且仪器可以自动处理和存储数据[21]。

许鹤利用荧光光谱技术的理论，设计了农药残留检测系统。该系统能够抵抗来自环境的干扰，可保持自身稳定性，能够经受振动、噪声、潮湿等影响，且仪器具有结构简单、体积小、价格低廉等优点[22]。

刘畅等速检测果蔬中的农药残留，研制基于酶抑制法的农药残留速测试纸。该试纸以鸭血浆胆碱酯酶为检测用酶，2，6-二氯靛酚乙酸酯为底物。用该法检测只需13min，对敌敌畏的敏感性最强，对甲胺磷的敏感性较差，对几种常见的有机磷及氨基甲酸酯类农药的检出限在0.001～6mg/kg[23]。

2 前景和展望

我国人口众多，而且是粮食生产和消费大国，在作物生长过程中农药的使用非常广泛，产品农药残留问题不容小视，今后应该加强对农药污染源头的治理，多研发低毒性、易分解的生物农药，减少高毒性、高残留的化学农药的使用。我国农药残留的分析技术虽然起步较晚且利用传统分析方法较多，但是随着时代的发展，我国的农药残留检测技术有了很大的提高，气相色谱法、液相色谱法、气相色谱串联质谱法、液相色谱串联质谱法等检测方法得到了快速的发展和广泛的应用。在农残检测工作中减少人为误差，提高检测速度和精度，避免假阳性的出现是今后农药残留检测方法研究的重点。多发展快速、现场检验技术，把农药残留检测提到食品生产的源头，确保人民的身体健康和生命安全。此外，应该多借鉴国内外先进的检测方法和检测技术，修改我国现有的农药检测方法与标准，以利于在国际贸易中克服技术壁垒问题。

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