果蔬中有机磷农药残留检测技术的探讨
2018-07-30温志远
温志远
摘 要 在日常生活中,人们对果蔬的摄取量非常大。众所周知,果蔬中残存的有机磷类农药及其代谢产物都将对人们的身体代谢产生严重的影响,尽管经过清洗,仍然无法将残留物完全清除干净。基于此,对有机磷农药残留在果蔬中的检测技术进行讨论与研究,并对今后有机磷农药残留的发展作出展望。
关键词 残留;有机磷农药;果蔬;检测方法
中图分类号:S481 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.12.064
有机磷农药是一种用于防治植物虫害的含有机磷的有机化合物。这一类农药具有种类多、用途广、药效强的特点,是农业生产中一种极为重要的化合物。绝大多数的有机磷农药产品都对人体产生巨大的毒性,它的作用机制是抑制昆虫胆碱酯酶的活性,这种方式虽然能有效控制虫害,但大量使用将会对人类、环境和动物产生危害。农药的残留问题受到了国民越来越多的重视[1]。虽然国家颁布了禁止使用有机磷农药的公告,但在检测中仍然能检测到有机磷农药的存在。基于此,对有机磷农药残留的检测技术进行讨论与研究。
1 有机磷农药残留对人体造成的影响
有机磷农药对人体的胆碱酯酶有抑制作用,能阻断神经递质的传递,造成人体急性或者慢性中毒。据报道,全国因使用农药污染的食品而发生中毒的人数年均近20万人,农药残留对人体的危害分为以下两种,1)急性中毒:肌肉痉挛、呼吸道感染、瞳孔收缩,甚至导致死亡;2)慢性中毒:长期食用有农药残留的蔬菜瓜果等农产品,残留农药在人体长期蓄积滞留会引发慢性中毒,因此诱发多种慢性疾病,如心脑血管病、糖尿病、阿兹海默症患者的大量增加都与此有直接关系。甚至通过胚胎和乳汁转移给下一代,并有可能致癌、致畸性、致基因突变[2]。
2 有机磷农药的检测方法
有机磷农药的检测方法有很多种,包括色谱法、光谱法和快速检测法三类。其中色谱法在农药检测中应用最广泛。
2.1 色谱法
色谱法是一种分离果蔬中有机磷农药残留的方法,它是待分离物质在流动相和固定相之间分配的过程,由于同物质在两相之间的分配不同,所以随流动相的运动的速度不同,随着流动相的运动,混合物中不同的成分在固定相上彼此分离[3]。为了方便记录仪进行记录,要把物质浓度的分析转化为能够测量的信号。用于检测果蔬中有机磷农药含量的色谱法主要有气相色谱法、薄层色谱法。
1)气相色谱法多数用于检测受热易气化、沸点通常低于500 ℃、热稳定性好、相对分子质量低于400的有机磷农药。这种方法通常是把前期处理加工的有机磷农药按要求注入气相色谱柱,再进行升温气化处理,让有机磷农药达到固相分离的程度,通过借助不同的检测器进行绘制和扫描就能得到气相色谱图,再通过其物质的保留时间进行精确定性,将色谱图的峰高和标准曲线进行比较然后对有机磷农药的含量做出判断(图1)。这种方式的优点是分离效率高,分析速度快、样品用量少和检测灵敏度高、应用范围广等[4],缺点是需要将测出的数据和标准的色谱峰对比,有时还需要与使用其他方法联合起来才能得出结论。另外,这种检测仪器价格昂贵,且需要由专业的使用人员操作才能得到准确的结果。
2)薄层色谱法是对薄层色谱的分离方法,其原理是利用同一吸收剂对不同成分吸附的能力不同,在两相相互流动的过程中产生连续的吸附和解吸附作用。使各个成分彼此分离,并将最终分离出的结果和标注有机磷农药进行对比,定性检测出农药的残留。这种方法的优点是操作方便、设备简单、显色容易、混合物易分离可同时分析多个样品等,并且对蔬菜中有机磷农药残留情况进行高效的测定,但缺点是对生物高分子的分离效果太不理想。
2.2 光谱法
光谱法主要包括原子荧光光谱法(AFS)、红外光谱法(IR)、紫外-可见光谱法(UV-Vis),这些都是用于检测农药残留的常用方法。光谱法是根据有机磷农药中某些官能团和特殊显色剂发生的化学反应并产生有特定波长的颜色,根据颜色光谱对农药残留物质进行分析和研究。这种方法的优点是样品不需要前处理,具有方便快速的优点[5]。这种方法省去了前期的处理步骤,可以对有机磷农药进行快速检测,但缺点是检测的结果不够准确,设备灵敏度不高。
2.3 快速检测方法
1)酶抑制技术是一种应用相对广泛的农药残留快速检测方法。其优点是简便快捷、检测成本很低,但要求农药种类和基质要适合这种方法才能进行检测,对于像韭菜、蒜黄这一类辛辣蔬菜而言,极易出现错误的假阳性结果。
2)免疫分析法是利用抗体和抗原特异性结合的特点,把抗体作为生化检测器,对目标化合物进行定性定量分析。它的原理是在恰当的载体上,酶的抗原和待测物的抗原相互竞争结合位点而形成的抗体复合物,这种复合物上的酶会将特定的底物催化为氧化为有色物质。这种物质分光光度计测定或者肉眼识别,根据这种现象来确定是否含有未知抗原并测出抗原含量。这种方法的优点是准确性高简单方便,缺点是费用高、适用范围有限,而且制备抗体具有很大的挑战性。
3)生物传感器是近几年来迅猛发展的新型技术,随着研究这方面的人才越来越多,该技术也走向正规逐渐成熟。它的原理是生物传感器的敏感元件对特定化学物质或生物活性物质具有可逆的响应,可以通过测定pH值等化学信号的变化来检测农药的残留量。其优点是不需要进行样品的前期处理,操作方法简单,具有很强的特异性,分析迅速。但仍然存在着许多缺点,比如重现性差回收率低等,目前这种方法只能半定量检测,还无法代替气相色谱方法在检验效果中的地位。
3 讨论及未来展望
根据对这三种方法全面的分析可知,虽然在对果蔬中有机磷农药残留进行检测的方法众多,但其中的利弊都显而易见,见表1。有的检测方式耗费的成本巨大,虽然只能检测出某些类型农药的残留,但结果十分精确;而有些检测方式虽然耗费较少,具体实施方式简单快捷,但检测的结果却缺乏精确性。因此通过这些对照和研究发现,在对果蔬有机磷农药残留检测时,要根据农药的性质采取合适的方法来进行检測,这样才能得出准确可靠的结果。
4 结语
在科技发展的新兴时代,人们会通过生物科学和机械科学的结合开发出检测残留物的新式仪器。总结之前检验方法的经验,取之精华、去之糟粕,减少使用的成本、实现检测的准确性、快捷性。为了今后人们能够避免果蔬中残留农药对身体的毒害,未来检测的工具一定会朝着精细简便的方向发展。
参考文献:
[1] 张亚佳,李忠海.果蔬中有机磷农药残留检测方法研究进展[J].食品与机械,2016,5(2):173-177.
[2] 何浩.气相色谱法快速测定食品中多种有机氯、拟除虫菊酯、有机磷农药残留量[J].食品安全质量检测学报,2016,5(3):1063-1068.
[3] 刘凯.蔬菜中有机磷农药多残留的光谱特征检测分析[J].科技通报,2017,33(8):238-242.
[4] 王洪敏.有机磷农药残留物在茶叶上的分析研究[J].福建茶叶,2016,38(5):20-21.
[5] 李文,李民赞,孙明.利用比色光谱法快速检测白菜中有机磷农药残留[J].江苏农业科学,2017,45(17):168-171.
(责任编辑:刘昀)