酶抑制法快速檢測農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留的研究與應(yīng)用

□ 魏曉春 吉林省長春市食品藥品檢驗(yàn)中心

酶抑制法快速檢測農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留的研究與應(yīng)用

□ 魏曉春 吉林省長春市食品藥品檢驗(yàn)中心

隨著農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量已成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，其中農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留問題成為影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，而酶抑制法能有效檢測農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留情況。本文圍繞試紙法、酶傳感器、比色法三種檢測方法展開討論，并分析了酶抑制法的原理以及農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥快速檢測的現(xiàn)狀，從而保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品的良好發(fā)展。

酶抑制法；農(nóng)藥殘留；酶傳感器

近年來，農(nóng)產(chǎn)品受病蟲害的威脅逐漸增加，病蟲害的抗藥性不斷提升。因此，大多數(shù)農(nóng)戶在培養(yǎng)農(nóng)產(chǎn)品時，增加了農(nóng)藥的使用，并使用不符合規(guī)范的農(nóng)藥，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留問題加重。為了防治這些問題危害人們的身體健康，目前社會上逐漸重視農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測問題，其中酶抑制法是重要的農(nóng)藥殘留檢測方法。

1 農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留快速檢測現(xiàn)狀

隨著人們生活水平的不斷提高，我國農(nóng)業(yè)也逐漸朝高質(zhì)量的方向發(fā)展，對農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量有更高的要求。農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留對人體健康有較大的危害，不僅應(yīng)該控制藥性較強(qiáng)農(nóng)藥的使用，還應(yīng)該及時、準(zhǔn)確地檢測農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留成分，對于控制農(nóng)藥殘留量超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品禁止銷售和食用有較明顯的作用。我國農(nóng)產(chǎn)品的種類眾多，并且農(nóng)產(chǎn)品種植范圍廣，從而使用的農(nóng)藥種類也較多。傳統(tǒng)的檢測方法由于操作復(fù)雜、檢測成本高等特點(diǎn)，無法大范圍應(yīng)用在蔬菜、水果的殘留農(nóng)藥檢測中，從而不能有效控制殘留農(nóng)藥量超標(biāo)的蔬菜、水果販?zhǔn)?。因此，加?qiáng)對快捷、成本低檢測方法的研究是目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。通過檢測農(nóng)產(chǎn)品，能有效防止有害人們身體健康的蔬菜、水果投放在市場中，從而防治中毒事件的發(fā)生，以保障人們的健康。

常用的殺蟲劑、除草劑以及其他一些農(nóng)藥，它們中含有的化學(xué)成分對人體的危害較大，尤其是殺蟲劑中的成分，主要對人們身體健康有害的是有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥，應(yīng)用的農(nóng)藥檢測方法有酶抑制法和酶聯(lián)免疫法。其中，酶聯(lián)免疫法具有高靈敏度，對檢測一些活性物質(zhì)有良好的效果，但是投入資金較多，并且檢測時間較長，一般只能檢測、分析一類特定的農(nóng)藥。目前，我國對于這種檢測方法還停留在研究階段，需要不斷發(fā)展，以便滿足我國農(nóng)藥檢測的需求。酶抑制法檢測殘留農(nóng)藥在我國有廣泛的應(yīng)用，該方法能快速、準(zhǔn)確地檢測出農(nóng)藥成分。隨著該技術(shù)的發(fā)展，酶抑制法在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，并且應(yīng)用在農(nóng)貿(mào)市場以及監(jiān)督部門，已逐漸發(fā)展成為我國檢測殘留農(nóng)藥的主流技術(shù)，有利于保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展[1]。

2 酶抑制法原理和應(yīng)用

2.1 酶抑制法原理

應(yīng)用在農(nóng)產(chǎn)品培育過程中的農(nóng)藥種類眾多，不同農(nóng)藥品種的分子結(jié)構(gòu)存在一定的差異，但是某些類型的農(nóng)藥作用機(jī)理相同。例如，有機(jī)磷和氨基甲酸酯兩類農(nóng)藥，雖然分子結(jié)構(gòu)不同，但是防治農(nóng)產(chǎn)品蟲害的機(jī)理相同，都能對昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)中的酶活性發(fā)生作用，影響神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)的正常傳導(dǎo)，從而殺死昆蟲。如果在農(nóng)產(chǎn)品殘留的分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn)有機(jī)磷以及氨基甲酸酯兩類農(nóng)藥，則說明農(nóng)產(chǎn)品上具有抑制膽堿酯酶活性作用的物質(zhì)，能防治病蟲害。根據(jù)兩種農(nóng)藥的作用機(jī)理，在檢測農(nóng)藥殘留成分檢測時，將底物與對應(yīng)的顯色劑結(jié)合觀察顏色的變化，或者測定酶與某些物質(zhì)發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)，能有效判斷殘留農(nóng)藥中的有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥的殘留情況[2]。

利用酶抑制法檢測農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留時，具有較高的靈敏性，并能快速判斷出農(nóng)藥的種類，而決定檢測方法具有靈敏性的關(guān)鍵在于檢測時用到的酶、反應(yīng)時間以及溫度等。其中，酶是決定檢測過程可靠進(jìn)行的主要因素，與檢測方法的靈敏性密切相關(guān)。檢測方法主要依靠酶的作用進(jìn)行。因此，酶識別殘留農(nóng)藥的敏感度對檢測方法靈敏度有很大的影響。另外，酶的種類與檢測方法的可靠性聯(lián)系密切?？捎糜跈z測方法的酶有很多，來源于動物內(nèi)臟、植物、動物血清等，不同來源的酶專一性不同。

2.2 檢測方法

2.2.1 試紙法

試紙法是常用的檢測檢測方法，將待檢測物質(zhì)與檢測試劑同時放在濾紙片上，通過觀察兩者之間的反應(yīng)，能有效判斷農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留成分，具有快捷、簡單、易操作的特點(diǎn)。例如，將膽堿酯酶和乙酰膽堿類似物經(jīng)過處理后，分別放置在濾紙片上，膽堿酯酶只有在和特定的物質(zhì)結(jié)合時，才能發(fā)生水解反應(yīng)。當(dāng)膽堿酯酶與靛酚乙酸酯結(jié)合時，能發(fā)生水解反應(yīng)，促進(jìn)靛酚乙酸酯分解成為靛酚和乙酸，可以觀察到濾紙片上會出現(xiàn)藍(lán)色成分。而膽堿酯酶與有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥結(jié)合后，即使與靛酚乙酸酯結(jié)合也不發(fā)生作用，從而抑制了靛酚和乙酸的生成，同時意味著阻礙了藍(lán)色物質(zhì)的生成。因此，在進(jìn)行試紙法檢測時，如果存在以上兩種農(nóng)藥，就能有效減少藍(lán)色水解產(chǎn)物的生成。檢測后的顏色分為三個層次，分別是藍(lán)色、淺藍(lán)色以及白色，由于顏色變化明顯，不需要其他操作，只靠目測就能判斷農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留情況。該方法操作簡單、成本較低，在農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥檢測中得到了大范圍的應(yīng)用，并具有檢測結(jié)果易分析的優(yōu)勢，主要用于水果、蔬菜等的現(xiàn)場檢測。

2.2.2 酶傳感器

生物傳感器是應(yīng)用在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測中的一種分析裝置，能準(zhǔn)確的分析某些特定的化學(xué)成分，通常是由生物敏感部件與轉(zhuǎn)換器相互配合發(fā)揮作用。生物敏感部件的作用，是能與化學(xué)物質(zhì)之間發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，使一些物理化學(xué)信號發(fā)生變化，再通過轉(zhuǎn)換器的作用，將發(fā)生變化的信號放大后顯示出來或者進(jìn)行記錄。為了保證農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測方法得到發(fā)展，目前對生物傳感器的研究成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，并且在多個方面已取得了進(jìn)步，包括縮短反應(yīng)時間、提高靈敏度以及測量自動化等方面。由于農(nóng)藥對某些酶具有抑制作用，根據(jù)這一特點(diǎn)，我國研制出酶傳感器，并且已經(jīng)應(yīng)用在殘留農(nóng)藥的檢測中，有效提高了酶抑制法的靈敏度和可靠性。影響酶傳感器發(fā)展的重要因素是酶的活性，由于酶在固定化處理過程中容易出現(xiàn)失活的問題，從而嚴(yán)重影響了酶傳感器技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

2.2.3 比色法

有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥能抑制膽堿酯酶的活性，利用這一特點(diǎn)可通過比色法判斷農(nóng)產(chǎn)品殘留的農(nóng)藥成分是否超標(biāo)。將需要檢測的農(nóng)產(chǎn)品提取液與膽堿酯酶相互作用，并且加入顯色劑，在進(jìn)行一段時間反應(yīng)后，利用相應(yīng)的儀器進(jìn)行比色，根據(jù)吸光值的變化情況，能有效計算出膽堿酯酶的抑制率，從而判斷殘留農(nóng)藥中的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥成分是否符合規(guī)定。比色法的可靠性和靈敏度較高，是目前主要應(yīng)用的農(nóng)產(chǎn)品殘留農(nóng)藥檢測方法。

3 結(jié)語

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展有利于提高我國的經(jīng)濟(jì)水平。目前，影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要問題是農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留問題，不僅對農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量造成了不良影響，而且也不利于人們的身體健康。因此，應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的研究。其中，酶抑制法是一種有效、快速的檢測方法，可以保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

[1]程景．酶抑制率法在4種蔬菜農(nóng)藥殘留快速檢測中的應(yīng)用[J]．農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015(4)：3．

[2]胡蓉．酶抑制法在蔬菜農(nóng)藥殘留快速檢測中的應(yīng)用[J]．辣椒雜志，2013(4)：42-44．

魏曉春（1980—），男，滿族，吉林長春人，本科，助理農(nóng)藝師。研究方向：農(nóng)產(chǎn)品快速檢測。