農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)的發(fā)展

□廖 薇

隨著人民物質(zhì)生活的豐富，問題農(nóng)產(chǎn)品甚至是有毒產(chǎn)品屢屢在媒體上曝光，引起人們的重視，除部分農(nóng)產(chǎn)品是由于環(huán)保問題造成之外，大多源于對(duì)農(nóng)藥、獸藥、添加劑等的違用、濫用。其中，糧食、蔬菜、水果中農(nóng)藥、重金屬、化學(xué)激素或者其他有毒物質(zhì)含量超標(biāo)；畜禽、水產(chǎn)類是用含有有毒有害的飼料添加劑喂養(yǎng)大的；乳制品存在抗生素檢出以及類似三聚氰胺等化合物的檢出。

為杜絕這些不安全的農(nóng)產(chǎn)品流人市場，常抓不懈的工作首先為檢測。隨著人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全問題的重視，促使各國政府及其職能部門不斷加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品安全的監(jiān)測工作，制定的標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，檢測指標(biāo)不斷增多，限量標(biāo)準(zhǔn)也逐漸降低；另一方面，在科技發(fā)展的今天，新污染源會(huì)不斷出現(xiàn)，新開發(fā)的農(nóng)藥、添加劑也將包含各種各樣新的結(jié)構(gòu)基團(tuán)，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，不法分子也會(huì)在添加的手段上呈現(xiàn)多樣化，添加品種的繁雜化。因此，產(chǎn)品中需要檢測的項(xiàng)目也越來越多，分析條件也日益嚴(yán)格，對(duì)檢測技術(shù)也提出了更高的要求。

一、不斷發(fā)展的檢測技術(shù)

1.色譜 色譜分析是目前最為活躍的分析化學(xué)分支學(xué)科之一，在農(nóng)產(chǎn)品檢測領(lǐng)域的作用日益突出。

（1）氣相色譜 氣相色譜法是一種極有效的分離方法，是色譜技術(shù)儀器化、成套化的先驅(qū)。具有高效能、高選擇性、高靈敏度、高分辨率、用量少、速度快等特點(diǎn)，主要用于沸點(diǎn)低、具有揮發(fā)性成分的定性定量分析。目前用于農(nóng)藥殘留檢測的檢測器主要有熱導(dǎo)檢測器(TCD)、氫火焰離子化檢測器(FID)、電子捕獲檢測器(ECD)、火焰光度檢測器(FPD)等。但是氣相色譜也有其技術(shù)限制，ECD檢測器為非選擇性檢測器，對(duì)樣品的凈化要求嚴(yán)格，前處理較為復(fù)雜，且工作溫度最高只能達(dá)到350～500℃，因此高沸點(diǎn)或熱穩(wěn)定性較差的化合物無法用氣相色譜分析。

（2）高效液相色譜 高效液相色譜是吸納了液相柱層析和氣相色譜法的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)和發(fā)展起來的現(xiàn)代分析方法，具有分離速度快、檢測效率高、重現(xiàn)性好、分離范圍廣的特點(diǎn)，另外，它對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)破壞性小，適合有機(jī)分子和生物分子的分離。廣泛應(yīng)用于添加劑、違禁添加物質(zhì)、生物毒素等食品、農(nóng)產(chǎn)品安全項(xiàng)目的檢測中，同時(shí)，也能夠應(yīng)用于細(xì)菌的分子生物學(xué)鑒定和細(xì)菌細(xì)胞的化學(xué)成分分析，可直接測定細(xì)菌DNA的堿基組成和細(xì)菌的化學(xué)組分，為細(xì)菌的分類鑒定提供有利的證據(jù)。

液相色譜與氣相色譜相比，既有能在常溫下分離制備水溶性物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，又有氣相色譜快速、高分辨率和高靈敏度等特點(diǎn)，且重現(xiàn)性好、進(jìn)樣量少，便于多次測量。另外，它對(duì)測定揮發(fā)性及熱不穩(wěn)定性化合物具有優(yōu)勢，是氣相色譜缺陷的有力補(bǔ)充。

（3）色譜一質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用法 色譜一質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是近年來發(fā)展相對(duì)成熟的檢測手段，是農(nóng)藥殘留速測技術(shù)中極為重要的技術(shù)，尤其適合于多殘留分析。包括氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS-MS）和液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS-MS）。①氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS-MS）適宜分析小分子、易揮發(fā)、熱穩(wěn)定、能氣化的化合物，具有氣相色譜的高分離性能，又具有質(zhì)譜準(zhǔn)確鑒定化合物結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在多組分的定性、定量分析中能減少干擾物的影響，提高儀器的靈敏度。在農(nóng)藥代謝物、降解物和多殘留檢測中具有極為突出的優(yōu)點(diǎn)。②液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS-MS)具有高效率、高可靠性的特點(diǎn)。它可以分析GC-MS-MS所不能分析的強(qiáng)極性、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、大分子量的化合物。

（4）離子色譜法 離子色譜是高效液相色譜的一種，是分析離子的一種液相色譜方法。根據(jù)分離機(jī)理，離子色譜可分為高效離子交換色譜、離子排斥色譜和離子對(duì)色譜。樣品前處理后，經(jīng)過人工合成高分子樹脂柱分離，由電導(dǎo)率信號(hào)大小來對(duì)檢測的離子定性、定量。具有快速方便、靈敏度高、選擇性好、可同時(shí)分析多種離子化合物的特點(diǎn)。多用于生物胺、有機(jī)酸、糖類的分析。

2.光譜 光譜分析儀器是農(nóng)業(yè)常規(guī)分析手段中應(yīng)用最廣泛的方法之一。其中涉及原子吸收和原子熒光等分光光度技術(shù)。

（1）原子吸收分光光度計(jì) 原子吸收分光光度法是基于元素所產(chǎn)生的原子蒸氣中，待測元素的基態(tài)原子對(duì)所發(fā)射的特征譜線的吸收程度來進(jìn)行定量分析的一種技術(shù)。具有靈敏度高、選擇性好、精密度高、檢出限低、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，用于準(zhǔn)確測定農(nóng)產(chǎn)品中常規(guī)金屬元素如鋅、銅等離子和鍶、鍺、硒等多種稀有元素，是微量元素檢測的一個(gè)十分有效的方法之一，在農(nóng)產(chǎn)品檢測領(lǐng)域中占有重要的地位。

（2）熒光分光光度計(jì) 熒光分光光度法也是近年來發(fā)展迅速的痕量分析方法，該方法操作簡單、快速、靈敏度高、精密度和準(zhǔn)確度好，并且線形范圍寬，檢出限低。主要用于砷、銻、錫、鉛、鉍、硒等十幾種能產(chǎn)生氣態(tài)氫化物的元素的測定，特別是用其它分析測定方法難以滿意測定的砷、汞、硒等元素的測定，具有譜線簡單、干擾小、檢出限低、誤差小等特點(diǎn)。在國標(biāo)食品中砷、汞等元素的測定標(biāo)準(zhǔn)中已將該方法定為第一法。

（3）近紅外光譜 近紅外光譜分析技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一項(xiàng)新的分析技術(shù)，是利用有機(jī)化學(xué)物質(zhì)在近紅外光譜區(qū)的光學(xué)特性，快速檢測樣品中一種或幾種化學(xué)成分含量的新技術(shù)。這種方法省去了通常分析中的稱量、定容、提取和分離等煩瑣步驟，一旦建立好合適的定標(biāo)，就可以同時(shí)測定出同一樣品中多個(gè)不同組分的含量。在農(nóng)產(chǎn)品分析中，既能有效分析防腐劑、保鮮劑成分，能對(duì)糧食、肉類、甘蔗中的水分、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、纖維素、灰分以及谷物加工品品質(zhì)進(jìn)行檢測，又能無損檢測水果和蔬菜中的營養(yǎng)組分、甜度、酸度、濕度及脆度。近紅外光譜分析技術(shù)將成為最具發(fā)展前景的過程分析技術(shù)之一。

（4）電感耦合等離子體質(zhì)譜 電感耦合等離子體質(zhì)譜ICP/MS是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的新型分析技術(shù)。在同樣能檢測土壤和農(nóng)產(chǎn)品中的金屬元素有效態(tài)濃度的光譜中，應(yīng)用原子吸收分光光度計(jì)或者原子熒光分光光度計(jì)雖然也能夠滿足調(diào)查的需要，但是每個(gè)元素需要單獨(dú)分析，且應(yīng)用的儀器也有不同，耗時(shí)長，操作繁瑣，而ICP/MS能夠在元素分析檢測中一次性同時(shí)檢測幾十種金屬元素和非金屬元素，且能提供精確的同位素信息等分析特性，具有檢出范圍廣、高靈敏度、低檢出限、速度快等無可比擬的優(yōu)勢。因此，ICP/MS目前已成為公認(rèn)的最強(qiáng)有力的元素分析技術(shù)。今后，若能促進(jìn)ICP/MS與其他分析技術(shù)的聯(lián)用，以提高其在元素分析方面的性能和可靠性，將具有更廣闊的發(fā)展空間。

3.分子生物學(xué)技術(shù) 在目前利用傳統(tǒng)的理化方法難以滿足日益嚴(yán)峻的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測需要的情況下，人們需要靈敏度高、特異性強(qiáng)、簡便快捷的檢測方法。伴隨生物技術(shù)發(fā)展起來的生物檢測方法使這一要求成為可能。利用某些生物材料（如酶、抗體、組織、細(xì)胞等）對(duì)一定的化學(xué)物質(zhì)具有的特異性識(shí)別能力或靈敏響應(yīng)能力，研究農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及其污染物。由于生物檢測具有特異的生物識(shí)別功能，而且選擇性高，結(jié)果精確、靈敏、專一、微量和快速，已經(jīng)在食品、農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)中顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。

（1）生物傳感器 生物傳感器是最早應(yīng)用于食品成分和品質(zhì)檢測（包括食品中的基本成分、添加劑、有毒有害成分、感官指標(biāo)）及一些特殊指標(biāo)（如食品保質(zhì)期）的生物檢測方法。其原理是選用選擇性良好的生物活性物質(zhì)（如酶、DNA、抗原等）作為分子識(shí)別元件，當(dāng)待測物與分子識(shí)別元件特異性結(jié)合后，所產(chǎn)生的復(fù)合物(或光、熱等)通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器變?yōu)榭梢暂敵龅碾娦盘?hào)、光信號(hào)等并予以放大輸出，從而得到相應(yīng)的檢測結(jié)果。

目前，生物傳感器由于具有較好的敏感性、特異性，并且操作簡便、反應(yīng)速度快等優(yōu)勢，應(yīng)用在農(nóng)藥殘留、重金屬污染、激素和獸藥污染以及生物污染等方向均取得了大量的研究成果，并以自身的獨(dú)特優(yōu)勢在農(nóng)產(chǎn)品安全檢測中顯示出巨大的應(yīng)用潛力。

然而，生物傳感器技術(shù)在檢測中實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還受到各種制約，究其原因，主要是在生物物質(zhì)的穩(wěn)定性、有效性和重復(fù)性等方面的困難。

（2）生物芯片 生物芯片技術(shù)是是近幾十年來在生命科學(xué)領(lǐng)域迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高科技技術(shù)，是一項(xiàng)基于基因表達(dá)和基因功能研究的革命性技術(shù)。其原理是將待測樣品加在芯片的表面，利用生物分子之間特異性親和反應(yīng)（如核酸雜交、抗原抗體反應(yīng)等），檢測樣品中的待測成分分別和芯片上固定化的生物識(shí)別分子結(jié)合反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的分析和檢測。

生物芯片可以在很小的面積上平行分析成千上萬種生物分子，所以分析量比較大，在短時(shí)間內(nèi)可分析多種致病菌，而且分析結(jié)果的可比性好，試劑的消耗量少，操作簡單。因此，運(yùn)用在農(nóng)產(chǎn)品檢測上，能對(duì)農(nóng)作物致病菌包括病毒、細(xì)菌、真菌和線蟲迅速作出檢測，能對(duì)畜類、水產(chǎn)類進(jìn)行微生物檢測，從而保證農(nóng)產(chǎn)品的安全性。

生物芯片技術(shù)在食品安全檢測中雖然能夠很好地應(yīng)用于定性分析，但要定量還需與常規(guī)方法結(jié)合才能完成，另外，其費(fèi)用也比較昂貴，加上生物芯片應(yīng)用性能目前還不能達(dá)到人們所希望的程度，因此，使其在應(yīng)用上也受到了極大的限制。

（3）核酸探針技術(shù) 核酸探針技術(shù)是目前分子生物學(xué)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，是定量檢測特異RNA或DNA序列的有力工具。其工作原理是：2條堿基互補(bǔ)的DNA鏈在適當(dāng)條件下可以按堿基配對(duì)原則，形成雜交DNA分子。由于DNA分子雜交時(shí)嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)的原則，通過考察待測樣品與標(biāo)記性DNA探針能否形成雜交分子，即可判斷樣品中是否含有此種微生物，并且還可以通過測定放射性強(qiáng)度考察樣品中的微生物數(shù)量。

在食品檢測中，核酸探針技術(shù)主要用于致病性病原菌的檢測，包括沙門氏菌、彎桿菌、輪狀病毒、狂犬病毒等多種病原體。

核酸探針技術(shù)作為一種快速、敏感、特異的檢測新技術(shù)，在檢測方面起著十分重要的作用，但核酸探針檢測技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍在一些問題：如放射性同位素標(biāo)記的核酸探針半衰期短、對(duì)人體有危害、操作技術(shù)復(fù)雜、使用費(fèi)高等缺點(diǎn)，所以只能作為實(shí)驗(yàn)室診斷手段；而作為生物素標(biāo)記的核酸探針雖然對(duì)人畜無害，但其不足之處在于受紫外線照射易分解。并且在實(shí)際檢測中，檢測一種菌就需要制備一種探針，目前尚未建立所有致病菌的探針。這些都有待于新的分析理論和手段的出現(xiàn)。

4.免疫學(xué) 免疫分析法是一種以抗體作為生物化學(xué)檢測器，對(duì)化合物、酶或蛋白質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的分析技術(shù)，它基于抗原與抗體的特異性反應(yīng)，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、簡單快捷、分析容量大、檢測成本低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)90年代以來它在檢測農(nóng)畜產(chǎn)品中農(nóng)藥、獸藥的殘留分析上得到迅速發(fā)展，成為研究比較多的一項(xiàng)分析技術(shù)。其中酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)和膠體金免疫層析技術(shù)在食品安全檢測中應(yīng)用最多。

（1）酶聯(lián)免疫吸附技術(shù) 酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)是在放射免疫分析技術(shù)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種非放射性標(biāo)記免疫分析技術(shù)，是把抗原抗體免疫反應(yīng)的特異性和酶的高效催化作用有機(jī)地結(jié)合起來的一種檢測技術(shù)，它既可測抗原，也可測抗體，并且在反應(yīng)中，酶促反應(yīng)只進(jìn)行1次，而抗原-抗體的免疫反應(yīng)就可進(jìn)行數(shù)次。

酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)具有選擇性好、靈敏度高、結(jié)果判斷客觀準(zhǔn)確、實(shí)用性強(qiáng)、且樣品前處理簡單、純化步驟少的特點(diǎn)，應(yīng)用于檢測農(nóng)產(chǎn)品中的毒素、微生物、殘留農(nóng)藥等非常方便。在農(nóng)藥的檢測方面，酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)已得到了初步應(yīng)用和發(fā)展，可檢測的農(nóng)藥殘留種類包括：有機(jī)磷農(nóng)藥，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，有機(jī)氯類農(nóng)藥；主要獸藥殘留有抗生素類、磺胺藥類、呋喃藥類、激素藥類和驅(qū)蟲藥類。

酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)分析也存在著一些缺陷，比如抗體制備難度大；檢測限度還不能完全達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)；不能同時(shí)完成多殘留檢測；對(duì)結(jié)構(gòu)類似的化合物有一定程度的交叉反應(yīng)等。但如果與其它檢測手段如GC、HPLC聯(lián)合使用，既可增加檢測的靈敏度，又可降低交叉反應(yīng)，還可進(jìn)行更準(zhǔn)確的定量。相信隨著一些新技術(shù)的加入，隨著免疫試劑盒的商業(yè)化，酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)在食品安全檢測領(lǐng)域中一定會(huì)得到進(jìn)一步的應(yīng)用和推廣。

（2）膠體金免疫層析技術(shù) 膠體金免疫層析技術(shù)是一種將免疫技術(shù)和色譜層析技術(shù)相結(jié)合的快速免疫分析方法。該方法除了試劑外不需要任何儀器設(shè)備，通過酶促顯色反應(yīng)或直接使用可目測的著色標(biāo)記物，短時(shí)間內(nèi)便可得到直觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該法操作簡單、快速，分析結(jié)果易于判斷，非常適用于食品主要成分如蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、水分、礦物質(zhì)、維生素的現(xiàn)場快速檢測，缺點(diǎn)就是不能準(zhǔn)確定量。

二、微型化、智能化的發(fā)展趨勢

隨著人們對(duì)食品安全的重視和對(duì)有關(guān)毒理學(xué)及病理學(xué)研究的深入，對(duì)有毒有害物檢測的種類、組分和最低檢出限等方面的認(rèn)知不斷地深入，對(duì)檢測方法和儀器的要求日趨嚴(yán)峻：

1.可靠性 要求儀器的主機(jī)和檢測器更加穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確，以確?？煽康剡M(jìn)行定性、定量檢測和確證，降低假陽性率。為此，當(dāng)今儀器廠家不斷地努力提高氣相色譜（GC）、液相色譜（LC）、等實(shí)驗(yàn)室大型分析儀器的流速、流量控制精度和穩(wěn)定性，不斷地降低各種選擇性檢測器的噪音、漂移，提高靈敏度、精度和最低檢出限的水平。

2.微型化 要求儀器的微型便攜化，檢測方法的準(zhǔn)確化，并且能適應(yīng)絕大多樣品中多殘留共存的現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品、食品中的各種相關(guān)成分的同時(shí)、快速檢測。

近幾年來，儀器微型化、全微分析、芯片技術(shù)、納米技術(shù)等發(fā)展極快，出現(xiàn)了鞋盒大小的微型質(zhì)譜、微型色譜、芯片毛細(xì)管電泳儀、陣列傳感器(電子鼻、電子舌)和生物芯片。這些儀器已在生物技術(shù)、疾病診斷、藥物和食品安全檢測領(lǐng)域得到應(yīng)用。新儀器、新方法的不斷開發(fā)，必將使這些新技術(shù)延伸和擴(kuò)散到農(nóng)產(chǎn)品安全檢測領(lǐng)域，催生出新一代的方法和儀器，既具有大型分析儀器的靈敏度、準(zhǔn)確性、檢出限，又便于使用和攜帶，能在農(nóng)、牧、漁業(yè)生產(chǎn)和食品加工及營銷現(xiàn)場進(jìn)行檢測和監(jiān)控。

（通聯(lián)：四川省涼山州農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心 西昌615000）