果蔬農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀與突破

□ 梁科 謝俊平 廣東達(dá)元綠洲食品安全科技股份有限公司

果蔬農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀與突破

□ 梁科 謝俊平 廣東達(dá)元綠洲食品安全科技股份有限公司

農(nóng)藥是一把“雙刃劍”，一方面，它是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)必不可少的生產(chǎn)資料，其在減少農(nóng)作物病蟲害，增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮著巨大的作用。另一方面，人們?cè)诜乐无r(nóng)作物病蟲害過程中不合理和超劑量使用化學(xué)農(nóng)藥，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留量越來越高，影響了人民的健康和農(nóng)產(chǎn)品的出口，同時(shí)也破壞了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。2009年，綠色和平組織在北京、上海和廣州三地的大型超市和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采購了蔬菜并送檢，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在45個(gè)送檢的蔬菜樣品中，有40個(gè)檢測(cè)出農(nóng)藥殘留，農(nóng)藥種類高達(dá)50種，其中5種是世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的高毒農(nóng)藥；2013年1月29~31日，廣州江南菜市場(chǎng)檢出并銷毀毒豆角13.04噸（含有禁用高毒農(nóng)藥“克百威”）；2017年9月2日，人民日?qǐng)?bào)報(bào)道山東壽光的100多只羊在食用了養(yǎng)殖戶從冷庫撿回來的大蔥葉后死亡，當(dāng)?shù)匦l(wèi)生檢疫站在問題蔥葉中發(fā)現(xiàn)了禁用農(nóng)藥成分甲拌磷。由此可見，農(nóng)藥殘留已成為一個(gè)日益突出的食品安全問題。

什么是農(nóng)藥殘留？

農(nóng)藥殘留是指使用農(nóng)藥后殘存于環(huán)境、生物體和食品中的農(nóng)藥母體、衍生物、代謝物、降解物和雜質(zhì)的總稱。全球目前所使用的農(nóng)藥按其化學(xué)結(jié)構(gòu)大致可分為以下幾類：①有機(jī)磷農(nóng)藥（甲胺磷、敵敵畏等）；②擬除蟲菊酯類農(nóng)藥（溴氰菊酯、氯氟氰菊酯等）；③氨基甲酸酯類農(nóng)藥（西維因、葉蟬散、涕滅威、呋喃丹等）；④有機(jī)氯農(nóng)藥（六六六、滴滴涕等）等。我國于1986年全面禁止有機(jī)氯類農(nóng)藥的使用，但由于有機(jī)氯類農(nóng)藥的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難以被降解，因此，仍有導(dǎo)致蔬菜中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留超標(biāo)的可能。擬除蟲菊酯類農(nóng)藥具有廣譜、抗藥性小、藥效迅速和良好的擊倒作用等優(yōu)點(diǎn)，且相較于有機(jī)磷類農(nóng)藥和氨基甲酸酯類農(nóng)藥，其具有毒性更小、對(duì)環(huán)境和食品污染較輕、藥效持續(xù)時(shí)間較短等特點(diǎn)，有可能成為新一代高效低毒農(nóng)藥的代表而得到推廣，并逐步取代傳統(tǒng)農(nóng)藥，成為主要的農(nóng)藥使用品種。但現(xiàn)狀是有機(jī)磷類和氨基甲酸酯類農(nóng)藥仍為目前使用量最大的農(nóng)藥種類，在蔬菜中具有較高的檢出率。高毒禁用農(nóng)藥，特別是有機(jī)磷類農(nóng)藥仍為蔬菜農(nóng)藥殘留超標(biāo)的主體，也是菜農(nóng)首選的一類殺蟲劑。針對(duì)有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥，科學(xué)工作者在農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)方面做了大量研究，并取得了較大的進(jìn)步。

快速檢測(cè)技術(shù)方法

常規(guī)的農(nóng)藥殘留分析方法如液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）、質(zhì)譜法（MS）等，均存在著樣品前處理復(fù)雜、儀器設(shè)備昂貴、分析費(fèi)時(shí)長、要求技術(shù)人員專業(yè)水平高等問題，不能滿足樣品現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的要求，因此，人們開始運(yùn)用新的原理和方法來開發(fā)特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、準(zhǔn)確安全的快速檢測(cè)新技術(shù)。目前，國內(nèi)主要的快速檢測(cè)方法有生物檢測(cè)法、儀器分析法、免疫分析法、酶抑制法等。

1 生物檢測(cè)法

主要利用活體生物對(duì)農(nóng)藥殘留的敏感反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，例如通過給家蠅喂食樣品，觀察死亡率來判定農(nóng)殘量。該方法操作簡(jiǎn)單，但定性粗糙、準(zhǔn)確度低，對(duì)農(nóng)藥的適用范圍有限。

2 儀器分析法

主要指利用氣相色譜法、質(zhì)譜儀或各類光譜儀等大型精密儀器進(jìn)行農(nóng)藥殘留分析，例如表面增強(qiáng)拉曼光譜的光譜分析，首先要獲得各種果蔬的拉曼光譜，然后測(cè)量各種標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)藥的拉曼光譜，進(jìn)而檢測(cè)果蔬表面的農(nóng)藥含量。此方法具有檢測(cè)快速、成本低、節(jié)約能源和原材料、無污染等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用方面仍需進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析和研究。

3 免疫分析法

免疫分析法是將抗原抗體反應(yīng)與現(xiàn)代測(cè)試手段相結(jié)合的痕跡分析法，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、分析容量大、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，但也存在不足之處，如其開發(fā)需要投入較多的資金和時(shí)間，抗體制備難度高，對(duì)試劑的選擇性高，很難同時(shí)檢測(cè)多種成分，以及對(duì)結(jié)構(gòu)類似的化合物有一定的交叉反應(yīng)等。另外，由于抗原抗體具有特異性，不能同時(shí)檢測(cè)數(shù)十種甚至更多農(nóng)藥殘留。免疫分析法用于食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)時(shí)，在檢測(cè)單個(gè)農(nóng)藥時(shí)具有快速、方便等優(yōu)點(diǎn)，但由于農(nóng)藥品種繁多及混配使用，在檢測(cè)大批樣品時(shí)，仍無能為力。

4 酶抑制法

酶抑制法是研究最為成熟、應(yīng)用最廣泛的農(nóng)殘快速檢測(cè)技術(shù)，主要依據(jù)為有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對(duì)乙酰膽堿酯酶的特異性抑制反應(yīng)。根據(jù)膽堿酯酶抑制法的原理所設(shè)計(jì)的測(cè)試方法主要有酶抑制率法和檢測(cè)卡法。

4.1 酶抑制率法

在一定條件下，有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的正常功能有抑制作用，其抑制率與農(nóng)藥的濃度呈正相關(guān)。正常情況下，酶催化神經(jīng)傳導(dǎo)代謝產(chǎn)物碘化乙酰硫代膽堿（ATCHI）水解，其水解產(chǎn)物與顯色劑二硫代二硝基苯甲酸（DTNB）反應(yīng)，產(chǎn)生黃色物質(zhì)，用分光光度計(jì)在412nm處測(cè)定吸光度隨時(shí)間的變化值，計(jì)算出抑制率，從而判斷樣品中是否存在高濃度的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留。

4.2 檢測(cè)卡法

樣品中的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留經(jīng)緩沖液提取，有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶（白色藥片）有抑制作用，抑制膽堿酯酶催化靛酚乙酸酯（紅色藥片）水解為乙酸與靛酚（藍(lán)色），從而導(dǎo)致速測(cè)卡顏色深淺的變化。通過與空白顏色的比較，能夠?qū)悠分杏袡C(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥進(jìn)行定性判定。

酶抑制法的應(yīng)用發(fā)展

1993 年，廣東達(dá)元綠洲食品安全科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“達(dá)元綠洲”）的盧新成功研制出全國第一片農(nóng)殘速測(cè)卡并投入市場(chǎng)，從此開啟了農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)的新篇章。2001年農(nóng)業(yè)部發(fā)布了蔬菜上有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘毒快速檢測(cè)方法行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 448-2001）；2003年衛(wèi)生部又頒布了蔬菜中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的快速檢測(cè)國家標(biāo)準(zhǔn)方法（GB/T 5009.199-2003）；2017年， 國 家 食品藥品監(jiān)督管理總局發(fā)布了蔬菜中敵百蟲、丙溴磷、滅多威、克百威、敵敵畏殘留的快速檢測(cè)方法（KJ 201710）。由此可見，酶抑制法都是我國農(nóng)藥殘留快速測(cè)定的主流技術(shù)，并且利用此技術(shù)生產(chǎn)的各種速測(cè)卡、速測(cè)儀不但使用方便，檢測(cè)速度快，靈敏度高，而且檢測(cè)范圍廣，價(jià)格實(shí)惠，在業(yè)內(nèi)得到廣泛認(rèn)可。

農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀

農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀是根據(jù)我國國情和市場(chǎng)需要而研制的專用儀器，其根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 5009.199-2003）和農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法（NY/T 448-2001）中的方法研制。

目前，市面上常見的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀主要有兩種，一種是根據(jù)酶抑制法結(jié)合分光光度原理研制的檢測(cè)儀，這種檢測(cè)儀檢測(cè)結(jié)果以抑制率表示，具備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳功能，因此能夠滿足農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)及監(jiān)管的需要。目前，農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀正朝著更加智能化、人性化的方向發(fā)展。另一種快速檢測(cè)儀速測(cè)卡，其使用更為簡(jiǎn)單和快速，運(yùn)輸和保存更加便捷，受到了市場(chǎng)的青睞。然而目前與之配套的儀器只能起到定時(shí)和恒溫的作用，其結(jié)果仍需通過肉眼主觀判定，市面上雖有增加了自動(dòng)判讀功能的檢測(cè)儀，但受色值采集技術(shù)的限制，檢測(cè)靈敏度并不高，加上現(xiàn)有的快速檢測(cè)農(nóng)藥殘留的速測(cè)卡存在折疊反應(yīng)不充分、檢測(cè)時(shí)間較長、抗干擾能力較差等問題，對(duì)結(jié)果判斷造成的干擾也較大。

針對(duì)目前快速檢測(cè)方法存在的問題，達(dá)元綠洲經(jīng)過長時(shí)間的技術(shù)攻關(guān)，結(jié)合酶抑制率法以及速測(cè)卡法的優(yōu)缺點(diǎn)，開發(fā)出了全新的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)卡，且結(jié)合先進(jìn)的專利數(shù)據(jù)采集技術(shù)，研制出了全新一代農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀，較傳統(tǒng)的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀效率提高兩倍以上，檢測(cè)范圍更廣。

這臺(tái)儀器集分光光度模塊、干式農(nóng)殘檢測(cè)卡模塊、數(shù)字化管理模塊、無線通信模塊于一體，檢測(cè)功能齊全，智能化程度高，可廣泛應(yīng)用于蔬菜、糧食、瓜果、茶葉、桑葉、煙葉等農(nóng)產(chǎn)品中有機(jī)磷、氨基甲酸酯和菊酯類農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)。

結(jié)論與展望

酶抑制法作為目前農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)的主流技術(shù)，仍將繼續(xù)廣泛地應(yīng)用于各級(jí)食品安全監(jiān)督部門、各級(jí)食品安全監(jiān)測(cè)部門、蔬菜生產(chǎn)基地、蔬菜批發(fā)基地、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、食品超市、食品安全檢測(cè)流動(dòng)車、衛(wèi)生防疫、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的蔬菜、水果中農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)，對(duì)保障人民食品安全具有重要意義。

我國果蔬流通快，生產(chǎn)中農(nóng)藥使用種類多，為快速、準(zhǔn)確、方便地檢測(cè)多種農(nóng)藥殘留，對(duì)檢測(cè)技術(shù)提出了更高要求。未來的快速檢測(cè)方法必將更加快速、方便、準(zhǔn)確，適用性更強(qiáng)，而農(nóng)殘快速檢測(cè)儀器也將朝著智能化、自動(dòng)化以及高通量化的方向發(fā)展。