食品中农药残留检测方法的研究

◎ 张金亮

（普识（厦门）检测认证有限公司，福建 厦门 361000）

农药是农林牧业生产中预防和控制杂草、害虫、病菌等生物的重要产品，对于植物的生长调节具有积极作用。然而，农药的大量使用也导致农产品、牲畜、周边土壤以及水体环境中残留较多农药，为避免人们因残留在农产品等食品中的农药受到严重伤害，相关单位需要强化对食品残留农药情况的检测力度，结合检测结果控制市场中食品的农药含量，为食品安全工作提供助力。

1 农药残留的危害

农药的生产制备来源有3种，分别为化学合成农药、天然微生物和有机物等生产的生物源农药、无机矿物源农药[1]。研究数据表明，随着人体内沉积农药含量的增加，人体器官功能、免疫力将会持续降低，引发一系列的疾病问题。在摄入农药较多的情况下，将会引发中毒问题，通常会在30 min左右潜伏期之后爆发疲惫、呕吐、头晕、视力模糊、食欲下降和腹泻等症状，严重时可能引发言语障碍、精神恍惚、失禁、痉挛、昏迷等问题，甚至可能致人死亡。

2 农药残留提取方法

2.1 索氏提取法

为将化合物从固体食品中萃取出来，工作人员可以借助索氏提取法完成相关工作。在实际操作时，需要通过研磨处理的方式将固体转化为粉末，提升样品与萃取液的接触面积，在仪器内通过加热的方式使得萃取溶剂发生回流与虹吸现象，最终将食品中残留的农业化合物萃取。

2.2 振荡提取法

振荡法需要借助振荡机对提取溶剂与食品样品进行振荡融合处理，通过对溶于溶剂中目标化合物含量的分析实现对食品中相关农药残留情况的测定。相对而言，借助振荡机融合样品与溶剂的方式快捷、简便，能够在30 min之内完成提取工作。

2.3 超声波提取法

该提取方法能够借助超声波破坏样品生物的细胞壁，实现细胞核与溶剂的完全接触融合，为后续的残留农药成分分析提供便利。超声波提取技术的使用目标通常为药材食品，适用于大多数残留农药成分的提取。

2.4 固相萃取法

该方法的理论原理为液-固相色谱，常用方法主要包括3类。①通过吸附剂细分溶液中的待检测物质，并借助溶剂完成冲洗净化工作。②通过吸附杂质的方式获得具有残留农药化合物的剩余溶液。③同时吸附检测物以及杂质，通过冲洗杂质的方式得到检测物。固相萃取法以固体作为萃取剂，应用氨基、腈基、C8、C18等填料，常用吸附剂如表1所示。

表1 常用的固相萃取吸附剂表

2.5 超临界流体萃取法

该提取技术所应用的萃取剂为具有临界点之上压力和温度参数的流体，能够更快捷地将食品中残留的农药化合物萃取处理，萃取剂无毒性，但温度相对较高。

3 农药残留仪器检测法

针对有机磷农药（Organophosphorus Pesticides，OPs）等农药，检测机构可以借助色谱、质谱相关的大型精密仪器进行残留情况的定量检测[2]。其中，气相色谱法（Gas Chromatography, GC）能够一次性完成较多农药成分的测定，在检测过程中需要尽可能选择稳定性良好、灵敏度高、响应快的检测仪器，如氮磷检测器（Nitrogen and Phosphorus Detector, NPD）、火焰光度检测器（Flame Photometric Detector, FPD）等仪器在检测OPs残留的过程中具有良好的应用效果。高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）能够对易裂解、热稳定性差、沸点高的农业组分进行检测，但此类方法需要应用大量溶剂进行复杂的前期处理工作。质谱法（Mass Spectrometry, MS）能够与色谱法融合应用，通过液相色谱串联质谱（Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry, LC-MS/MS）、气相色谱串联质谱（Gas Chromatography Tandem Mass Spectrometry, GC-MS）等方法快速分析农药残留含量。各类仪器在检测部分食品相关基质中OPs农药的应用情况如表2所示。

表2 OPs检测期间的仪器检测法应用情况表

4 农药残留快速检测法

4.1 酶抑制法

在昆虫毒理学基础上发展起来的酶抑制法能够根据植物酯酶、胆碱酯酶等酶类物质受有机磷相关农药的抑制情况开展检测工作，对食品中残留农药的含量测定最终以酶促底物反应中的显色情况来实现。为满足检测要求，相关单位生产分光光度法速测仪以及显色纸片法速测卡等相关仪器材料。相对而言，酶抑制法推广更加简单，但检测范围较小，无法测定氨基甲酸酯与有机磷各类农药的具体含量。同时，具体特异性的显色剂、酶原容易被食品中相关物质干扰，影响检测精度，适用于食品农药残留情况普查工作。

4.2 免疫分析法

该方法是基于抗体与小分子半抗原或者抗体与蛋白抗原的特异反应进行分析的方法，适用于残留农药中小分子量物质的检测。在实际应用时，需要将蛋白质大分子载体与农药结合生产相应的抗原，并借助免疫系统对抗原的抵抗形成相应的抗体。因此，农药抗体与抗原是该技术的关键，常用的检测分析手段主要为酶免疫分析/酶联免疫吸附分析、放射免疫分析、化学发光免疫分析、荧光免疫分析等方法。其中，酶联免疫吸附分析法包括间接检测和直接检测两种方式，前者需要利用包被抗原与检测食品中的农药相互抗争，最终与抗体结合，根据结合情况对农药含量进行计算分析；后者需要混合食品与酶标抗原，使其与固相抗体抗争，借助显色剂和曲线数据对农药含量进行计算分析。相对而言，该方法需要耗费较多资金制备检测抗体，在多残留农药分析中缺乏适用性。

4.3 生物传感器法

将微生物、酶、适配体、抗体等作为识别元件的生物传感器技术在检测食品农药残留情况时具有一定作用，需要将识别元件与量热式、压电式、电化学式等各种换能元件结合[6]。其中，酶传感器法可以借助酶抑制农药组分或与农药进行水解反应等原理进行检测，适用于氨基甲酸酯、有机磷相关农药残留情况的整体评估；免疫传感器法能够借助换能元件完成农药残留的定量分析，具有比免疫分析法更好的应用效果，但使用限制方面与免疫法相同；微生物传感器法需要将能与农药成分发生反应的细菌、真菌等微生物作为识别材料与换能器结合应用，实现对目标农药的 检测。

4.4 光谱分析法

在鉴别食品中农药组分的过程中，光谱分析法能够基于光谱特性对农药化合物分子结构进行分析确认，在分析过程中无需处理样品，也无需应用各种检测试剂。常用的光谱主要为拉曼、红外、激光诱导击穿以及可见/近红外等各种类型。光谱分析法在分析食品农药残留中的应用情况如表3所示。现阶段该检测方法多用于实验室检测，化学分析建模的大量开展导致该方法无法实现商品化推广，而且信噪比较大的部分数据通常只能建立适用于特点农药检测的模型，依然需要持续更新完善。

表3 食品农药残留检测中的光谱分析法应用情况表

5 新技术在农药残留检测中的应用

5.1 分子印迹技术

该技术是单分子识别技术的一种，工作原理为抗体免疫分析，技术应用过程中需要合成MIP聚合物，该聚合物具有选择性吸附效果，能够识别特定的分子，不仅可以如抗体一般检测单一农药组分，也可以作为固相萃取剂处理食品样品，在食品农药残留情况分析中具有较大的发展潜力。

5.2 微流控技术

微流控技术能够对微小流体利用微管道进行操纵处理，作为该技术核心的微流控芯片需要借助纸芯片、聚二甲基硅氧烷等高分子聚合物、玻璃、晶体硅等材料在MEMS微机电系统的帮助下完成生产制备。在检测过程中，该技术能够与酶抑制法、生物传感器、化学发光法等融合应用，是快速检测技术中的重要发展方向。

6 结语

食品农药残留检测工作对于保障食品安全、保护人们身体健康具有积极意义。在检测技术应用之前，检测机构需要合理选用固相萃取、索氏提取、超声波提取等技术手段获取所需检测分析的样品溶剂，在此基础上结合需求选择酶抑制法对有机磷等农药进行总体检测，选择免疫分析法对农药残留进行高精度检测，也可以借助光谱分析法进行建模分析。由于各类检测技术依然存在较多不足之处，相关检测机构需要积极推进技术研究深度，进一步推进分子印迹、微流控相关检测技术，不断提升农药残留检测的效率和精度。