武汉市农产品质量安全检测技术应用中存在的问题及其对策

摘 要 农产品质量安全检测是保证农产品质量的重要手段。为加强湖北省武汉市区域农产品安全监管，确保公众健康，促进农业可持续发展，论述武汉市农产品质量安全检测技术分类，分析农产品质量安全检测技术应用存在的问题，提出增强传感技术在农产品检测中的适应性与精准度、提升现场快速检测技术的标准化与智能化、发展先进化学分析技术及高效样本处理流程、构建完善的农产品质量追溯系统和开放式数据平台等对策。

关键词 农产品；质量安全；检测技术；湖北省武汉市

中图分类号：F273.2 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.16.046

随着湖北省武汉市对优质安全农产品需求的增加，建立科学合理且快速的农产品质量安全检测技术体系刻不容缓。基于武汉市农产品质量检测现状，深入探讨农产品质量安全检测技术分类、存在的问题及其对策，为构建完善、高效、精准的武汉市区域农产品质量检测技术体系提供理论支撑和实践指导。

1 农产品质量安全检测技术分类

武汉市农产品质量安全检测技术可按检测原理与方式划分为传感技术、现场快速检测技术、先进化学分析技术等。1）传感技术主要利用红外光谱、质谱、电化学等对农产品成分和理化特性进行快速非破坏检测，通过建立样本指纹库实现食品质量的快速监测与评估。该技术具有快速、便携、高通量等优势，可实现农产品理化性状的在线监测，但单体传感器种类有限，存在一定的适应性问题，且结果易受环境条件影响，存在一定误差[1]。2）现场快速检测技术依赖便携式检测仪实现农产品中目标物质的快速定性或半定量检测，包括生物传感技术、荧光免疫层析技术、生物芯片技术等。该技术操作简易快速、检测耗时短，已广泛应用于农产品中农药残留、重金属等污染物检测，但由于样本基质复杂，方法学原理不同，准确性和稳定性有待提高。3）先进的化学分析技术如气相色谱-质谱联用技术可实现对农产品中多种残留物的高灵敏度检测，同时结合微波消解、固相萃取等有效的样本前处理技术，可显著提高目标化合物的提取效率与检测灵敏度。该技术具有检测能力强、灵敏度高等优点，但仪器昂贵，技术要求高，样本前处理条件有待优化。

2 存在的问题

2.1 传感技术应用局限性及误差分析

武汉市农产品质量安全检测中，传感技术的应用存在一定的局限性，主要体现在适应性差、结果误差大等方面。从适应性看，目前传感技术主要包括基于红外、拉曼、荧光等光谱原理的光学传感技术，以及电化学传感技术、声波传感技术等[2]。这些技术针对性较强，仅能检测某一指标或某类化合物，应用于复杂基质样本时，存在一定的局限性。例如，电化学生物传感器广泛用于食品中农药残留检测，但对样本复杂程度要求高，且实际操作中易受基质效应影响。近年来，武汉市研发的一种基于酶促生物识别及阻抗测量的免疫型电化学传感器，可有效降低基质效应，但仅可测定特定类型的农药。从测试误差看，单一传感器测试结果误差较大，测试精度有待提高。光学传感结果易受样本状态及温度、光照条件等环境因素影响。例如，基于中红外光谱的肉制品新鲜度快速检测就存在一定误差。武汉理工大学联合开发的基于多种传感技术特征信息融合的智能算法，可提高水果、蔬菜新鲜度检测精度，但运算量大、运算时间过长[2]。

2.2 现场快速检测法的准确性与稳定性问题

武汉市农产品安全快速检测中，现场快速检测技术应用广泛，但存在一定的准确性与稳定性问题，这主要由于影响测试结果的复杂因素过多。例如，基于免疫层析的农产品农药残留快速检测，通常在室温下操作，当实际检测环境温湿度波动较大时，会对测定结果产生一定影响。近年来，武汉市普遍使用的GNSPRD-48果蔬中农药残留快速测试盒，据反馈其测试结果会随季节环境变化而波动，这主要是由于温度和湿度的变化，使蛋白质结构发生变化，进而影响了抗原抗体反应的灵敏度[3]。此外，不同基质和处理方法会影响测试效果。例如，水果和蔬菜提取液由于基质效应不同，同一检测试剂盒测定相同农药残留量时，测定值差别较大。即使同一蔬菜不同切片处理方法产生的提取液，测定结果也存在一定差异。

2.3 化学分析方法在样本前处理的挑战

化学分析技术在农产品质量安全检测中发挥着重要作用。其中，样品前处理是确保检测结果准确的关键环节，而复杂基质的存在给样本前处理带来诸多挑战。例如，应用气相色谱-质谱联用技术检测水果和蔬菜中残留农药时，复杂植物基质存在大量共存成分，这些成分若未有效去除，则会堵塞仪器进样系统、污染色谱柱、产生大量基质峰影响目标分析。目前，样品前处理主要有萃取、净化、富集等过程。但农产品基质类型繁多，使用单一通用的处理方式效果并不理想。例如，武汉市常见水果中，梨果皮厚，提取柑橘类水果常用的正己烷难以穿透果皮层对农药进行有效萃取[4]。此外，样本前处理条件优化较为复杂。萃取溶剂种类、萃取温度、萃取时间等参数的选择对萃取效果有重大影响。研究表明，草莓中残留氯氰菊酯的最佳萃取条件是使用乙酸乙酯溶剂，在50 ℃条件下振荡萃取20 min，此时提取物回收率可达92.7%，但其他水果、蔬菜中的最佳萃取条件可能有所不同[1]。

2.4 信息化追溯体系的不完善及数据共享障碍

农产品质量安全监管离不开完善的质量追溯体系，而构建高效、开放的农产品质量追溯与信息共享平台是当前武汉市面临的重要难题。现有质量追溯体系存在标准不一、信息孤立等问题。各系统间信息交互与共享困难，影响执法部门快速查证溯源。例如，武汉市周边农村自产自销蔬菜进入城市集贸市场后可追溯信息不足，一旦发现质量问题难以快速锁定责任方。此外，由于缺乏统一的数据标准与格式，即便获得供应链各环节数据也难以有效聚合与分析。数据共享障碍也制约监管效能的提升[5]。先进检测技术可产生海量测定数据，但这些庞大的数据资源长期处于封闭状态，无法有效挖掘价值。检测机构与监管部门、科研单位之间缺乏数据互通机制；同时由于利益关系复杂，供应链企业不愿主动公开可能引发风险的质量检测数据，进一步限制了数据利用效率。

3 对策

3.1 增强传感技术在农产品检测中的适应性与精准度

为增强传感技术在武汉市农产品质量安全检测中的适应性与精准度，从以下4个方面入手。1）研发新型复合传感器，通过集成多种检测原理扩大单一传感器的适用范围。例如，在电化学生物传感器基础上增加特异性气相色谱分离装置，实现对复杂基质样本中多类农药残留的检测，提升适应性。2）构建特征信息融合算法，利用机器学习、神经网络等综合多种传感信号，建立SAMPLE-SENSOR数据库，实现对复杂样本的精确判别。例如，水果蔬菜新鲜度评价可融合视觉特征、电子鼻气味特征等，训练网络模型后可准确判定新鲜度等级。3）通过标准化样本制备、智能环境控制等手段提升结果可靠性。近年来，武汉市农产品检测机构广泛采用标准加工水果提取液对免疫层析检测试剂进行校准，有效控制了基质差异对结果的影响。同时，结合物联网技术，实现样品处理与存放全过程温湿度智能控制和记录可追溯，保证结果的一致性。4）建立传感数据评价体系与质控指标对测试精度进行动态监测，一旦出现异常可快速定位原因并校正，通过检测间比对实验进行方法学评价和传感器状态监测。

3.2 提升现场快速检测技术的标准化与智能化

为提高武汉市农产品安全快速检测的标准化与智能化水平，从以下4个方面入手。1）建立标准化的样品制备方法。研究不同基质样品的适宜前处理方式，规范操作流程，制定统一的样品处理标准。以水果蔬菜中农药残留检测为例，不同农产品可开发配套的标准提取液，并提供详细的制备工艺流程，以有效减小基质差异对结果的影响。2）构建智能化检测环境与过程控制系统。通过环境参数智能监测与人机交互模式，保证检测仪器工作在最适宜的状态，测试结果更加可靠。以TL-310快速免疫层析检测试剂盒为例，

在25 ℃±0.5 ℃、相对湿度60%±5%的环境条件下工作，测试前由操作人员通过人机界面确认环境参数符合要求，测试过程由系统智能控制，并实时监测检测试剂盒性能，出现异常即报警提示并中止测试流程，避免数据异常[3]。3）建立统一的质控和标准物质体系。选取代表性空白样本、各浓度标准加入样本及重复样本，评定检测方法的基本性能参数，建立质控规则，实施日常质量控制。同时，研发标准参比物质或质控物，用于验证和校正方法，提升实验室间结果的可比性。4）构建智能化结果判定系统。使用人工智能深度学习算法，基于大规模数据集，研发针对特定检测技术和样品类型的精准结果判定模型，辅助检测人员准确判读结果。

3.3 发展先进化学分析技术及高效样本处理流程

为提高武汉市农产品安全检测中化学分析技术的效能，需要重点发展先进的检测技术与工艺，建立样本类型化和个性化的前处理方法。1）结合质谱、红外光谱等技术的多维检测和成像平台，全面提高分析能力和效率。例如，采用二维液相色谱技术与高分辨质谱联用的多残留测定技术，在一个运行周期内完成对数十种不同类别农药的定性定量，大大缩短检测时间。2）利用深红外辐照、微波消解、超声提取等新型辅助样品处理技术，有效破坏复杂基质，提高目标物释放效率。根据样品特征匹配最佳的前处理工艺参数，实现个性化处理。3）构建高效的样品前处理自动化流水线。通过功能模块化设计，选配适宜的萃取、净化装置，针对不同检测项目和样本类型，快速组配流水线，实现自动处理。4）建立样本前处理质量控制体系，监测关键指标以保障结果质量。例如，萃取重复性、基质效应评价、萃取回收率检测等，必要时采取标准物质校正流程，使检测数据达到质量要求。这些措施的落实将推动武汉市农产品安全化学检测水平的整体提高。

3.4 构建完善的农产品质量追溯系统和开放式数据平台

为构建完善的武汉市农产品质量追溯体系和数据共享平台，从以下4个方面着手。1）制定统一的质量追溯数据标准，实现系统间信息无缝对接。明确规范必录内容，设定标准词库，统一编码规则，使各环节追溯数据可聚合，便于查询与分析。可参照国际食品供应商（International Food Supplier，IFS）标准，结合当地实际制定执行细则。此外，利用射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、二维码等识别技术生成含标准格式信息的电子标签，实现快速读取与上传。2）完善信息系统基础设施建设，打通数据孤岛。建立农产品全供应链及监管部门数据连接共享机制，形成信息互通、资源开放的协同网络，为决策提供及时、准确数据支持。目前，利用区块链技术可有效解决追溯体系中的信任问题与数据隔离问题，值得推广应用[2]。3）建立开放、透明的数据安全共享环境，增强供应链各方信息共享意愿。制定严格的数据管理制度，明确访问权限、使用规范等，保护商业敏感数据，同时积极引导企业开放无害数据，鼓励检测机构开发公开检测报告数据库。4）利用大数据与人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术深度开发海量追溯数据的应用价值。用多源异构数据训练AI模型，实现风险预测、事件关联分析、决策优化等，助力监管部门精准监管。

4 结语

农产品质量安全是民生之本，也是产业发展的基石。当前，武汉市农产品质量安全检测技术正处在快速发展的阶段，传感技术、快速检测与信息化水平不断提高，在保障农产品质量安全方面发挥着日益重要的作用。然而，检测技术还面临适应性差、精准度不足、信息共享成效低下等问题与挑战。未来，应持续加大科技创新力度，推动检测技术标准化与智能化，构建统一高效的质量追溯体系，建立开放的检测数据应用生态。

参考文献：

[1] 吕建平，徐建武，汪坤乾，等.武汉农产品质量安全检测体系现状及对策[J].长江蔬菜，2018（13）：3-6.

[2] 汪坤乾，邓艳芹，倪杨帆，等.武汉市推进食用农产品合格证制度的现状及对策[J].农业科技与信息，2023（4）：160-163.

[3] 卢琪，杨德，薛淑静.冻融循环对食用菌预制菌汤品质的影响[J].食品工业科技，2023，45（1）：54-62.

[4] 卢琪，薛淑静，杨德，等.不同加工方式对羊肚菌水提液鲜味及抗氧化性能的影响[J].食品工业科技，2022，43（15）：7.

[5] 宋世文，袁娜娜，宋晓仪，等.农产品混合样品中农药残留的快速筛选定量检测方法[J].农产品质量与安全，2023（1）：81-88.

（责任编辑：张春雨）