果蔬农药残留检测方法研究进展

袁 哲，李庭铂

（聊城市东昌府区农业农村局，山东聊城 252000）

水果和蔬菜中含有丰富的矿物质、维生素和膳食纤维，合理摄入果蔬可以减少中风、缺血性心脏病、胃癌等疾病的患病风险。果蔬通常生长周期长，有一定的病虫害隐患，使用农药确保果蔬产量、质量是目前常用的防治方法。但农药剂量、种类的不合理使用造成果蔬农药残留甚至超标，影响消费者的身体健康和果蔬出口贸易。近年来，人们对食品安全愈加重视，加强农药果蔬残留检测的重要性也日益凸显。

在果蔬农药残留检测中，由于农药种类繁多，结构性质各异，在果蔬中的残留量较低，再加之果蔬成分复杂，从而加大了检测难度，本文对国内外应用较多的果蔬农药残留检测技术进行了汇总，旨在为相关研究人员提供参考。

1 果蔬农药残留检测方法

1.1 色谱法

1.1.1 气相色谱法

气相色谱法自20 世纪60 年代开始用于检测农药残留，在当前农药残留检测中是应用最广的一种方法。早期的气相色谱法使用填充柱作为色谱柱，后逐渐被性能更为优越的毛细管柱所替代，大大提高了气相色谱法的检测效率与准确度。气相色谱法是利用被检测化合物性质的差异，在固定相与气相之间分配系数的差异来进行化合物分离的一种检测方法。当前常用的检测器有火焰光度检测器（FPD）、氮磷检测器（NPD）、电子捕获检测器（ECD）等，其中，FPD 对磷、硫化合物反应最灵敏，常用于检测有机磷、有机硫类农药残留；NPD 是由FPD 改进而来，一般用于检测有机磷、有机氮类农药残留；ECD 对离子反应更灵敏，常用于检测菊酯类、有机氯类农药残留。在使用气相色谱法时，要注意选择合适的检测器与色谱柱，从而确保检测的准确性。

气相色谱法适用于热稳定性强、分子量小、容易气化的农药检测，具有分离效果好、易操作、应用范围广、分析速度快、灵敏度高等优势。但气相色谱法所用的检测仪器价格较昂贵，对操作人员的专业要求较高，不适宜用于农药残留的现场检测。李新梅[1]采用气相色谱法测定了蔬菜中10 种有机磷农药残留，包括甲胺磷、敌百虫、乐果等，发现10 种有机磷农药均能在给定的色谱条件下获得良好分离，且灵敏度较高。李小燕等[2]采用气相色谱法快速筛查普通白菜中的10 种农药残留，10 种有机磷类农药分离效果好，在质量浓度为0.025～1.0 mg/L时呈良好的线性关系，10 种目标分析物的加标回收率为80.4%～109.8%，相对标准偏差＜8.6%。

1.1.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法是以液体为流动相的色谱检测方法，由于使用了高灵敏度、高效固定相的检测器，因此被广泛应用于果蔬农药残留检测，尤其适用于检测极性强、沸点高、稳定性差、不易挥发的大分子类农药残留。当前常用的高效液相色谱法分为4 种类型，分别是液固吸附型、液液分配型、空间排阻型、离子交换型，常用的检测器有荧光检测器、紫外线检测器等。

高效液相色谱法具有分析速度快、分离效率高、检测灵敏等特点，可以测定多种农药残留样品。吴丽群等[3]指出，高效液相色谱-串联质谱法测定金线莲中七种农药残留量，标准工作曲线的线性良好，相关系数r均大于0.99，平均加标回收率为78.9%～102.4%，RSD为0.7%～9.5%，说明灵敏度较高。孙春发[4]认为，超高效液相色谱-串联质谱法测定大米中的农药残留，操作简单，快速，回收率和精确率均可达到期望值。从相关研究来看，高效液相色谱技术的灵敏度较高，可以达到检验要求，但在实际检测过程中研究者一般将高效液相色谱法与其他方法联用以提升检出率。

1.1.3 凝胶色谱法

凝胶色谱是一种新型液相色谱，基于体积排阻效应，能根据化合物分子大小的不同达到分离净化的效果，是最新的色谱分离技术之一。早在1976 年，凝胶色谱法就被用于蔬菜样本中有机磷农药的分析，取得了较好的净化效果。1971 年，国外研究者将凝胶色谱作为快速净化技术用于农药和脂质分离，并实现了技术的自动化。随后，该技术得到广泛重视并不断发展。

凝胶是凝胶色谱的核心，也是进行组分分离的基础。目前已研制及应用的凝胶有很多，制备工艺、使用条件各不相同，根据凝胶材料来源可将其分为有机凝胶、无机凝胶；按照制备方法可分为均匀、非均匀和半均匀凝胶；按照凝胶强度可分为硬胶、软胶、半硬胶等。不同孔径、不同性能的凝胶决定了分离净化的效果，在果蔬农药残留检验中，通常会根据样品基质类型、待分离组分的分子大小来选择凝胶种类。

凝胶色谱技术在国内的应用也非常广泛，多与其他方法联合应用。如胡贵祥等[5]应用凝胶色谱-气相色谱/质谱测定果蔬内的氟虫腈农药残留，回收率为86.0%～108.1%，相对标准偏差（RSD）＜10%，检出限（LOD）和定量限（LOQ）分别为1.5 μg/kg 和4.5 μg/kg。郭宏斌等[6]采用凝胶色谱-气相色谱质谱测定菠菜中55 种农药残留，回收率为81.3%～106.2%，相对标准偏差均低于10.3%，具有准确、灵敏、快速的特点。乐渊等[7]综合应用凝胶色谱净化-超高效液相色谱-串联质谱法测定豇豆中的9种农药残留，9 种农药的回收率为72.2%～109%，相对标准偏差（n=5）在0.6%～8.9%之间。

总体来看，凝胶色谱在果蔬农药残留检测中的应用较为广泛，且研究者多联合应用多种检测方式，凝胶色谱法的效用得到了研究者的认可。

1.1.4 薄层色谱法

薄层色谱法具有操作方便、设备简单的优势，早期的薄层色谱法在定性定量及重现性上无法与气相色谱、高效液相色谱相比，很少被应用。高效薄层色谱法采用高效薄层板，将传统薄层板的有效板数提升了10 倍以上，大大增强了薄层板的分离能力，再通过薄层扫描仪即可获取高分辨率的色谱图。

目前，高效薄层色谱法在果蔬农药残留中的应用较少，从相关研究实践来看，高效薄层色谱法多用于粮油、茶叶等产品的农药残留检测，或是肉类食品添加剂的检测。滕卫林等[8]采用薄层色谱法检测猪肉内的瘦肉精含量，加标回收率为71.3%～84.7%（外标法），最低检出限为2.0 μg/kg。事实上近年来应用薄层色谱法检测果蔬农药残留的研究较少，其原因可能为更为高效、快捷的气相色谱、液相色谱技术在一定程度上取代了该方法。

1.2 质谱法

质谱法是借助电磁学原理，依据不同的带电粒子在电场或磁场中的运动规律，通过比较荷质比大小来分离化合物，进而达到检测特定物质的目的；其是将气相色谱仪和质谱仪相连接，先利用气相色谱法分离出复杂的混合物，然后利用质谱法进行检测。

质谱法具有高检测灵敏度、高定性专属性、检测速度快等特点。将质谱法用于农药残留检测中，一般与色谱法联合使用，如气相色谱-质谱法、高效液相色谱-质谱法等。气相色谱-质谱法、高效液相色谱-质谱法等有效整合了二者的优势，弥补了二者的缺点，通过优势互补，充分发挥了色谱的分离功能与质谱的鉴别功能。自1957 年F.A.Morrell 与J.C.Holmes 首次把气相色谱法和质谱法联合使用后，气相色谱-质谱法逐渐在各国得到广泛应用。在我国，许多实行国家强制标准的果蔬产品使用该方法进行农药残留检测。从国内的相关研究来看，研究者多是将质谱法和气相色谱、液相色谱技术联合应用，吴远高等[9]采用液相色谱-串联质谱法测定葵花籽中30 种农药残留，平均回收率为70%～120%，相对标准偏差为1.50%～9.57%。司露露等[10]指出，通过联合应用质谱法和气相色谱、液相色谱技术，可以更为准确地测定果蔬中的农药残留。

1.3 生物传感器法

生物传感器是把生物敏感元件产生的特异反应与信号经物理元器件转化成电、光、声等易于检测的信号，进而间接获得待测样本信息的一种先进方法。随着科技的进步，生物传感器在农药残留检测中的应用取得了很大的进步，不但检测方法更加多样化，仪器自动化程度及检测灵敏度也大大提高，且检测时间更短，对现场的适应能力更强。根据生物传感器识别元器件的第三物质的差别，生物传感器包括酶生物传感器、微生物传感器及免疫生物传感器等。

当前，生物传感器法是果蔬农药残留检测技术的研究热点，该方法具有检测仪器体积小、选择性强、灵活度高、响应快、价格低廉、持续检测等优点。针对生物传感器检测果蔬农药残留的研究越发增多。李萌等[11]对比了酶生物传感器法和国标方法检测农药残留的抗干扰效果，加标实验表明酶生物传感器法对敌敌畏、丙溴磷的抑制率分别为84.44%和74.77%，而国标方法对上述两种农药的抑制率分别为79.42%和26.50%，其指出酶生物传感器型农残检测仪可有效解决有色样品中本地色、辛辣蔬菜的次生物质和加标静置时间干扰检测结果的问题。薛丽等[12]对电化学生物传感器的应用进行了回顾和总结，指出电化学生物传感器在检出率、灵敏度方面相比国标方法优势明显，具有良好的应用前景。

1.4 酶抑制法

酶抑制法的检测原理是氨基甲酸酯类及有机磷类农药的靶标都是乙酰胆碱酯酶，当氨基甲酸酯类或有机磷类农药与酶混合后，会抑制酶的活性，此时加入显色剂不会显色；反之，若检测样本中的农药残留量较少或没有农药，就不会抑制酶的活性，在这种情况下，酶可以水解样本中的基质，加入显色剂后会正常显色。该方法主要用于检测氨基甲酸酯类及有机磷类农药。该方法具有检测快速、所用仪器简单、样品前处理程序简单等特点，适合对大批量的样品进行预筛选，但缺点是灵敏度及回收率不高，并且使用的底物、酶及显色剂都具有特异性，需满足特定条件，并且检测中容易发生假阴或假阳性，影响检测的准确率；目前已研制出了速测卡、速测箱、生物传感器及快速测定仪等类型的产品。

国内关于酶抑制法的应用较普遍。雷甜甜等[13]采用酶抑制法检测大枣中的农药残留，抑制率均小于70%，其指出酶抑制法具有操作简便、快速、测定方法易于掌握的优点。王春琼等[14]指出，酶抑制法作为一种快速检测方法，有诸多优势，但传统的酯酶存在假阳性及假阴性率高、检出限高、敏感度低、检测农药种类有限等劣势，该方法的应用仍需要继续探索更可靠的酯酶类型。

总体来说，色谱法、质谱法、酶抑制法等方法在现代果蔬农药残留中的应用较为广泛，且鉴于食品安全的重要性，检验机构、检验者通常是多种方法联合使用，以进一步提升检出率，在实践中也取得了较好的效果。

2 展望

农药残留是限制我国果蔬出口的主要因素，当前日本、欧盟等国家对于进口农产品的农药残留检测指标更多，并且农药残留限量标准也日趋严格，这对我国的农药残留检测能力提出了严峻的挑战，提高果蔬农药残留检测技术水平，研究可靠、快速、易于操作的检测技术已成为业界的共识。随着国家对食品安全的重视和科学技术的发展，相信这些问题都会得到持续改进。同时，随着研究人员对农药残留检测技术的深入研究，除现有检测方法会得到持续改进外，今后的检测技术将向着现场、低成本、快速准确、自动化、微量及多残留检测的方向发展[12]。

目前，科研人员正着手将生物技术应用到果蔬农药残留检测中，生物检测技术表现出了巨大的发展前景。在各类生物检测技术中，免疫分析法具有简单、灵敏度高、检测效率高、特异性强、适合现场筛选等特点，是今后该领域研究的重点方向，一旦研究成功，必将使农药残留检测能力得到大幅提高。但当前免疫技术在我国尚未得到大规模应用，究其原因：一是成本问题，相较于酶抑制法，免疫分析技术的研发经费高，并且需要具备尖端研发技术，市场推广也存在一定的难度，需要政府加大财政补贴等支持力度；二是还需进一步改进技术，免疫分析技术针对的是农药大类的检测，而不仅限于一种农药。