影响农产品质量安全的因素及其检验技术探讨

2022-11-16张定宇

食品安全导刊 2022年20期

李豪，张定宇

（柳州市质量检验检测研究中心，广西柳州 545001）

1 农产品质量安全的主要影响因素

1.1 工业排放污染

在农作物生长期间，由于农田靠近工业区或城市区域，持续向当地生态环境大量排放未经处理的工业废水、废气与废渣，这类工业污染物经过地下水等途径进入农田，由此引发土壤污染、水域污染等一系列问题。同时，受到工业污染物影响，农作物品质明显降低，导致农作物重金属含量超标，持续在农作物中转化为毒性更强的有毒物质，这类农作物如果直接被人们食用，无法高效被人体分解转化，最终在累计至较高含量时出现毒性反应[1]。

1.2 农药残留超标

在现代农业发展期间，为提高农作物产量与产品品质，普遍选择在农业生产期间向农田中播撒适量农药与化肥，分别起到化学除草与提高土壤肥力的作用。然而，在农业生产活动中出现超量使用农药化肥问题，或是在农产品加工环节未采取有效方法清洗残留农药时，有较高可能出现农药残留超标现象，对农产品质量安全造成明显影响，消费者食用这类农产品时，残留农药会在人体内累积。例如，在人们食用含有超量高毒性农药残留的农产品时，易出现急性中毒事故。而在人体长时间摄入含有微量农药残留的农产品时，将造成基础病发病率升高、诱发慢性中毒的后果[2]。

1.3 贮运加工不当

在农产品贮存运输环节，产品品质将受到冷藏冷冻设备、包装材料、食品添加剂用量因素的影响。①从冷藏冷冻设备角度来看，在鲜活农产品贮存运输期间使用冷藏冷冻设备来营造低温环境，如果冷藏冷冻设备中途故障停机，或是设备清理不到位，在远距离运输和长时间低温贮存期间，易出现农产品腐烂变质、二次污染问题。②从包装材料角度来看，使用性能不达标、自身存在毒性的劣质包装材料，或是包装上携带病原体，在包装材料与农产品直接接触时，造成农产品污染和迁移污染。③从食品添加剂用量角度来看，虽然在《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）中，规定农产品生产加工与贮藏环节可使用适量保鲜剂、防腐剂与储藏剂等添加剂，但部分不法商户为延长农产品保鲜周期，违规超量使用添加剂，或是使用廉价化学试剂代替防腐剂、保鲜剂等添加剂，导致农产品固有品质发生改变，并残留一定的有毒有害物质[3]。

1.4 生物性污染

生物性污染问题常见于农作物生长、农产品加工贮运环节。其中，在农作物生长环节，由于农田土壤中繁殖生长有害微生物与寄生虫，导致农作物品质降低，出现农作物内源性污染问题。而在农产品加工贮存环节，由于生产现场消杀工作开展不到位、农产品外包装在贮藏运输期间破损，导致农产品遭受外部环境影响、生物啃食与微生物繁殖，出现外源性污染问题。

1.5 检验手段落后

近年来，在我国农业与食品行业蓬勃发展的同时，国家也对农产品质量、农产品检验水平提出了更高要求。在这一背景下，传统农产品检验技术体系缺乏适用性，暴露出时效性差、技术手段单一等多项问题，限制了农产品质量监管能力的提高。例如，从检验时效性角度来看，传统检验技术以仪器检测为主，需要将所采集样品送往实验室进行检测，在样品采样到出具检验报告环节存在时间差。如果样品来源于农贸市场和露天摊位，由于这类销售点有着较强的流动性，无法第一时间发现农产品质量安全问题，因此形成了食品安全监管薄弱环节。

2 农产品质量安全检验技术

2.1 仪器检测技术

在农产品检验项目中，仪器检测技术是由工作人员在实验室内操纵多类高精密仪器来检测农产品质量安全是否达标的一类检验技术。相比于其他检验技术而言，仪器检测技术有着精度高、检测项目种类齐全的优势，但需要采集农产品样品后送至实验室检测，有着操作流程烦琐、检验周期长、仪器设备性能要求严格的局限性。目前来看，常用的仪器检测技术主要包括液相色谱法、气相色谱法和毛细管电泳法，具体如下。

2.1.1 液相色谱法

液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC），是以液体为流动相、填充床或薄板为固定相的分离分析技术。在农产品检验环节，检验人员提前准备高效液相色谱仪等设备，将所准备农产品样品制成溶液，控制样品注入色谱柱内，在压力作用下使流动相在固定相中保持移动状态，由于样品物质组成和固定相所产生相互作用存在明显差异，对检测器测得峰信号进行分析，根据分析结果来掌握样品物质组成与各自含量[4]。

从实际应用情况来看，液相色谱法在农产品检验项目中，多用于完成农药残留量检测任务，如分离检测极性较强、分子量较大的离子型农药残留量，以及检测受热状态易分解的农药残留量。同时，此项技术有着可在室温环境下直接进行操作、液相中溶质传质速率慢、回收样品操作简单的优势，可用于完成难度系数较大的农药残留量检测工作。

2.1.2 气相色谱法

气相色谱法（Gas Chromatography，GC），凭借物质在吸附特性、沸点和极性等方面的差异特质来分离混合物。检验人员将所准备农产品样本送入汽化室内进行进样汽化处理，以惰性气体作为载气，始终保持载气流动状态，控制农产品样品组分进入色谱柱，在流动状态下重复多次分配，根据分配浓度控制各组分依次从色谱柱中流出，并使用检测器来采集电信号，电信号大小、对应组分浓度保持正比关系，根据信号分析结果，即可准确掌握样品组分情况，判断农产品质量是否达标。

在农产品检验项目中，气相色谱法主要用于完成农药残留量检测任务，也可用于分析食品添加剂、包装材料挥发物含量，具有操作简单、检验周期短、灵敏度高的优点。同时，随着科技水平的不断提高，气相色谱法仪器设备更新迭代，可以配备脉冲放电检测器等新型设备、引入快速GC 与全二维GC 等新型技术来提高气相色谱检测灵敏度[5]。

2.1.3 毛细管电泳法

毛细管电泳法（Capillary Electrophoresis，CE），提前准备弹性石英毛细管、可稳调压稳流电源、激光诱导荧光检测器等仪器设备，通电状态下形成高压直流电场，在电场驱动作用下，控制缓冲溶液中带电粒子按照特定速度向电荷极性相反方向高速移动，在移动过程中形成电泳，凭借各类组分的分配行为差异情况来完成电泳分离操作，根据测得结果来判断样品质量安全是否达标。

在农产品检验项目中，毛细管电泳法的综合表现明显优于其他检测技术，分析能力是液相色谱法的100 倍以上。一般情况下，可以在0.5 h 内完成农产品定量分析或定性分析操作，且所制备缓冲液不具备污染性与毒性，不会在检验期间造成二次污染。

2.2 无损检测技术

在农产品质量安全检验领域，对无损检测技术的应用，有利于降低检验成本和提高检验效率，这类技术一开始便在农产品检验项目中得到广泛应用，用于完成产地检测、农药残留检测、谷类检测、鱼类检测以及农产品新鲜度与成熟度检测等任务。目前来看，常用的无损检测技术主要包括超声波检测、核磁共振检测、机器视觉检测和近红外分光检测4项，具体如下。

2.2.1 超声波检测

检验人员携带小型超声波检测仪，直接向农产品发射与接收超声波信号，根据声波信号的传播速度、衰减程度、散热吸收特征来掌握农产品内部特征情况，判断农产品是否存在内部腐烂生虫等质量问题。同时，检验人员可选择从农产品或农作物中提取汁液，对汁液进行超声处理，根据处理结果来掌握农产品组分情况。

例如，应用超声波检测法测定蔬菜中的亚硝酸盐含量时，需要提前准备超声波清洗仪、亚硝酸钠标准溶液等设备材料，将蔬菜放入烧杯中添加适量饱和硼砂溶液进行搅拌，再将搅拌后的试样放入70 ℃热水中超声提取10 min，提取完毕后向溶液中添加少量乙酸锌溶液和亚铁氰化钾溶液，摇匀后放置一段时间，过滤杂质。随后，对所制备提取液进行检测，根据检测结果来确定亚硝酸盐含量即可[6]。

2.2.2 核磁共振检测

核磁共振检测技术采取控制核子在磁场内以电磁波形式吸收、释放能量，产生原子核能级跃迁效应、同步形成核磁共振信号的检测方式。根据所检测农产品的水脂比例与分布状态来判断产品质量，当前该技术主要用于检测水果、蔬菜等含水率较高的农产品，具有检测效率高、时效性强、易于操作的优点。同时，根据分辨率高低，可将核磁共振检测技术细分为高场检测、低场检测。高场检测用于测定农产品化学性质信息，要求磁场强度不小于11.7 T；低场检测用于测定农产品物理性质信息，将磁场强度控制在1.0 T以内。

例如，应用核磁共振技术检测水果内部是否存在缺陷，如果在检测结果中存在较强NMR 信号，表明内部存在碰伤或腐败组织。而在对照检查真实切面图与NMR 图像时发现质子信号强度骤然降低情况时，表明所检测部位存在严重变质问题。

2.2.3 机器视觉检测

机器视觉检测属于一项人工智能分支技术，得益于智能算法的创新优化，其检测精度得到明显提高，当前已在瓜果品质检测、谷物识别分类、农副产品出厂质量检测等场景中得到落地应用。此项技术的检测原理在于在检测器上搭载图像摄取装置，拍摄所检测农产品的图像信号，将信号上传至系统后台转换为形态信息，从中提取颜色、亮度、轮廓边线等参数的特征量，对比检测样品特征量与标准质量农产品特征量，从而判断农产品质量是否达标。

例如，在瓜果品质检测环节，根据图像信号处理结果，对瓜果产品的颜色、形态、亮度和表面完好性的特征量进行对比分析，判断瓜果是否属于有损产品。而在谷物识别分级环节，从形态信息中提取应力裂纹深度、染色后颜色、形态等特征量，快速识别谷物种类，根据外在表现将谷物划分为若干品质等级。

2.2.4 近红外分光检测

近红外分光技术也被称为近红外光谱法，采取测定分子吸收红外波长差异值与光强度来判定组分含量的检测方法，具有成本低廉、易于取样、操作简单和无需消耗化学试剂的优点，在农产品检测项目中，可用于完成谷物水分测定、农作物有机成分含量测定、农药残留量测定等任务。在应用此项技术时，为保证检测结果真实、准确，必须满足准备性能稳定近红外光谱仪、功能完备化学计量软件、建立较宽适用范围模型的前提条件。