酶抑制—比色法檢測聊城市果蔬有機磷和氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留

曾慶華++宋偉華++樊琛++孫小凡

摘要：參照GB/T5009 199-2003，采用酶抑制-比色法進行檢測，分析山東省聊城市水果、蔬菜的有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留狀況。結(jié)果表明，有機磷和氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留以水果類為最多，其次是根莖類和果菜類，葉菜最少；在蔬菜中農(nóng)藥殘留較多的是蘿卜、蒜薹，較少的3種是菜花、辣椒、白菜；水果中農(nóng)藥殘留較多的為柑橘，較少的為山楂；未檢測出農(nóng)藥殘留超標樣品，證明果蔬安全狀況已經(jīng)大為改善。酶抑制-比色法存在一定的誤差，還需提高酶源穩(wěn)定性和靈敏性，改進樣品提取工藝。

關鍵詞：農(nóng)藥殘留；有機磷；氨基甲酸酯；果蔬；酶抑制-比色法；山東省聊城

中圖分類號：O656.31；S481+.8 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）21-5634-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.21.051

Detection on Organophosphorus and Carbamate Pesticide Residues of Fruits and Vegetables with Enzyme Inhibition-colorimetry

ZENG Qing-hua， SONG Wei-hua， FAN Chen， SUN Xiao-fan

（Department of Food Science and Engineering， Liaocheng Univercity， Liaocheng 252059， Shandong， China）

Abstract： The GB5009/199-2003 was used as testing standard， the enzyme inhibition-colorimetric method was adopted to detect and analyze the organophosphorus and carbamate pesticide residues of fruits and vegetables in Liaocheng of Shandong province. The results showed that， there were the most organophosphorus and carbamate pesticide residues in the fruit category， followed by the root and fruit vegetables， while the least of which was the leaf vegetables. The maximum pesticide residues were found in radish and garlic， while the minimum were in cauliflower， pepper and cabbage in the vegetable category. The maximum pesticide residue was found in citrus， while the minimum was in hawthorn in the fruit category. No excessive residual sample was detected， which indicated that the security situation had been significantly improved in fruits and vegetables. There were a certain errors in enzyme inhibition-colorimetry， greater efforts should be made to improve the stability and sensitivity of the enzyme source， and the sample extraction process.

Key words： pesticide residues； fruits； vegetables； enzyme inhibition-colorimetry

農(nóng)藥是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，在為人類帶來經(jīng)濟利益的同時，也對人類健康和環(huán)境安全造成一定的威脅。中國是農(nóng)業(yè)大國，糧食、蔬菜和水果種植面積大、品種多，不合理使用農(nóng)藥導致農(nóng)藥殘留超標相當嚴重[1，2]。全國蔬菜每年使用殺蟲劑達到8.25萬t以上[3]，農(nóng)藥殘留超標現(xiàn)象普遍存在[4-12]，常用的高毒殺蟲劑以有機磷和氨基甲酸酯類為主[13]，對有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的檢測在實踐中尤為重要。

農(nóng)藥殘留的檢測方法較多，各有利弊。氣相色譜法精確度和靈敏度高，但檢測成本高，不適合快速檢測，不能檢測熱穩(wěn)定性差的農(nóng)藥；液相色譜法可以用于分析熱穩(wěn)定性差的液體化合物，也可以分析高沸點、難揮發(fā)化合物，但檢測成本高，測定時間長；薄層色譜法操作難度較大；免疫法檢測（酶聯(lián)免疫法、熒光免疫測定法、放射免疫測定法等）檢測精確度高、耗時短，但需要使用抗體試劑，價格昂貴，不適宜大批量樣品的篩選檢測。常見的農(nóng)藥殘留快速檢測方法還有酶抑制法、生物傳感器法、活體檢測法、免疫分析法和化學法-速測靈法[14]等，其中酶抑制法操作簡單、檢測速度快，已成為蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥快速檢測的國標方法[15]。市面上的膽堿酯酶主要是乙酰膽堿酯酶和丁酰膽堿酯酶[16]，本研究采用乙酰膽堿酯酶酶抑制-比色法檢測果蔬農(nóng)殘。

同一種酶因來源不同，提取、保存方法不同，檢測靈敏度也不同[17，18]；酶源不同，其最適反應溫度、pH及反應時間也會有所差別[19-21]。對酶抑制比色檢測法來說，酶反應初始階段吸光度上升快，基本呈線性增加，農(nóng)藥殘留的濃度對吸光度作用效果明顯，宜采用反應開始3～5 min吸光度的變化值來計算抑制率[22]；而膽堿酯酶在20～40 ℃時活性較強，靈敏度高；溶液pH為7.0～8.0是最佳測試條件。因此，本研究酶反應條件設為溫度20～30 ℃、反應時間3 min、溶液pH 8.0。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

果蔬共30個批次，398個樣品，取樣時間為2014年11月。蔬菜包括葉（花）菜類、鱗（根）莖類、甘藍類、果菜類和豆類，水果包括漿果類、核果類、柑橘類等。大部分樣品是從亞太農(nóng)都交易市場隨機抽取，少量由個體戶、家庭農(nóng)場或政府部門送檢。

檢測所用試劑購自深圳市安鑫寶科技發(fā)展有限公司。試劑配制方法和保存條件如下：

緩沖溶液，1包磷酸緩沖劑加1 000 mL去離子水，攪拌溶解，制成pH 8.0緩沖溶液，室溫保存。顯色劑，1瓶顯色劑加25 mL緩沖溶液，4 ℃冰箱保存。底物，1瓶底物加入10 mL緩沖溶液，4 ℃冰箱保存。乙酰膽堿酯酶，1瓶酶液加18 mL緩沖溶液，4 ℃冰箱保存。

1.2 儀器與設備

SPR-88C型高速大容量農(nóng)殘檢測儀，深圳市安鑫寶科技發(fā)展有限公司；HY-5型回旋式振蕩器，金壇市科興儀器廠；JY/YP2002型電子天平，精確度0.01 g，上海上天精密儀器有限公司；KQ-100B超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；微量移液器，規(guī)格0～5 mL、20～200 μL、5～50 μL；定性濾紙、燒杯、秒表、溫度計、濕度計等。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗步驟 試驗步驟如下：待檢樣品處理→檢測板加樣→抑制反應→顯色反應→檢測→結(jié)果判定→復檢。

1.3.2 檢測方法 參照文獻[23]進行。

1）樣品的提取。對于體積較大的水果、果實類蔬菜，去掉表面泥土，用削皮器取皮，剪成1 cm2左右的小塊，稱取2 g放入燒杯中，加入10.00 mL緩沖液，振蕩器振蕩提取2 min，過濾取濾液，靜置3～5 min待用。對于蒜、山楂、棗、葡萄等較小的樣品采用整顆浸泡的方法，對于蔥、韭菜等容易出現(xiàn)假陽性的樣品用分段提取的方法。

2）樣品的檢測。用微量移液器在安鑫寶專用的檢測板的A1、A2、A3、A4 4個孔位分別加入150 μL緩沖溶液為空白對照，其余孔位分別用移液器加入150 μL的樣品提取液。各孔位均加入50 μL酶液、50 μL顯色劑。檢測板放入通道內(nèi)設置振板速度為中速，振動10 s，靜止10 min，加入20 μL底物，迅速放到通道內(nèi)振動10 s，點擊開始檢測，儀器便開始自動檢測，3 min后儀器顯示吸光度變化和抑制率等結(jié)果。

1.4 結(jié)果判斷

以吸光度變化或抑制率判斷結(jié)果。樣品提取液對酶的抑制率在40%～50%之間時為弱陽性，樣品提取液抑制率大于50%時為陽性，小于40%為陰性。對于陽性結(jié)果的樣品需要重復檢驗2次以上。

抑制率=×100%；式中，ΔA0為對照溶液反應3 min吸光度變化值；ΔAt為樣品溶液反應 3 min吸光度變化值。

2 結(jié)果與分析

2.1 空白組對果蔬農(nóng)藥殘留影響試驗

2.1.1 同一空白對照組樣品吸光度與抑制率的關系 對外部送檢的22份樣品分兩批次進行檢測，選擇同一空白對照組的部分原始檢測結(jié)果進行分析，見表1和圖1。有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對膽堿酯酶有抑制作用，其抑制率與農(nóng)藥濃度呈正相關。即在一定條件下，樣品農(nóng)藥殘留濃度越高，其吸光度變化值越小，抑制率越大。

2.1.2 不同空白對照組對樣品檢測結(jié)果的影響 以所抽檢的娃娃菜為研究對象進行平行與對照檢測[24]，選擇符合要求的空白對照組進行數(shù)據(jù)分析（圖2），1-3孔位為同一空白對照組，4-6為同一空白對照組?？梢姡瑯悠菲叫袦y定結(jié)果在誤差允許范圍之內(nèi)，抑制率變化幅度較吸光度變化值大。在不同批次不同樣品農(nóng)殘比較時，用吸光度變化值判斷要比抑制率更準確。

2.2 果蔬樣品農(nóng)藥殘留檢測

統(tǒng)計30個批次398個樣品的農(nóng)藥殘留情況，未檢出農(nóng)藥超標樣品。對檢測數(shù)據(jù)進行分析（表2）并比較農(nóng)藥殘留（圖3）。樣品種類中，農(nóng)藥殘留為葉菜類<果菜類<根莖類<水果類；在蔬菜中，農(nóng)藥殘留為蘿卜>蒜薹>芫荽>菠菜>芹菜>黃瓜>胡蘿卜>娃娃菜>西紅柿>扁豆>菜花>辣椒>白菜；水果農(nóng)藥殘留為柑橘>蘋果>梨>山楂。蘿卜、蒜薹、芫荽農(nóng)藥殘留檢測結(jié)果偏高，可能是其次生物質(zhì)干擾所致。

3 小結(jié)與討論

3.1 結(jié)論

樣品農(nóng)藥殘留為葉菜類<果菜類<根莖類<水果類，在蔬菜中農(nóng)藥殘留為蘿卜>蒜薹>芫荽>菠菜>芹菜>黃瓜>胡蘿卜>娃娃菜>西紅柿>扁豆>菜花>辣椒>白菜，水果中農(nóng)藥殘留為柑橘>蘋果>梨>山楂。并未檢出農(nóng)藥殘留超標樣品。

3.2 注意事項

酶抑制-比色法進行農(nóng)藥殘殘留檢測，需要注意一些問題，控制不確定因素的影響[25]。

3.2.1 膽堿酯酶的影響 ①為確保酶的活性，酶試劑及底物要在低溫條件下保存。②檢測前需將試劑從冰箱取出，恢復至室溫后再進行檢測，避免因低溫影響酶的活性。③如環(huán)境溫度變化較大，檢測時間對結(jié)果影響較大，需重新進行對照測量。④加入的各種試劑量必須準確，多加或少加都會影響檢測結(jié)果。⑤加入底物時動作要迅速，否則檢測時間出現(xiàn)偏差，影響數(shù)據(jù)準確性。

3.2.2 樣品處理的影響 樣品含有大量色素，如紫甘藍、胡蘿卜；或大量汁液，如山藥、檸檬；或豐富的膠質(zhì)和纖維素，若處理不當，會干擾顯色，影響檢測結(jié)果。制樣時，樣品表面泥土較多應擦去而不能用水沖洗。取樣要具有代表性，葉菜最好選取不同植株葉片的葉尖部分，樣品不能太碎，以免色素釋放。削皮取樣要防止將汁水帶入。除此之外，要嚴格控制提取時間，時間過短不能充分提取，過長會將色素浸出。樣品混濁時使用定性濾紙過濾或者延長靜置時間。部分果蔬如蔥、姜、蒜、韭菜、辣椒、胡蘿卜、芹菜、芫荽、茭白、蘑菇中含有酶抑制物質(zhì)，與農(nóng)藥作用效果相似，應針對不同情況采取措施[26]。

3.3.3 操作者的影響 檢測過程主要是微量試劑間進行反應，注意移液槍的使用，吸取液體之前要進行潤洗。試驗中配液用水均為一級純凈水，不可用桶裝純凈水代替，容器使用前要嚴格按照自來水沖洗→超聲波清洗→自來水蕩洗→純凈水沖洗2～3遍→倒置晾干步驟進行清洗，防止殘留污染待檢測液。

3.2.4 酶抑制法檢測農(nóng)藥種類有限 酶抑制法只能檢測蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的殘留，對某些硫代磷酸酯類農(nóng)藥（如伏殺硫磷）和菊酯類農(nóng)藥靈敏度不高，只能用于蔬菜的初篩。后續(xù)需對農(nóng)藥超標量進行定性定量分析，方能作出結(jié)論。

3.3 展望

酶抑制法快速檢測農(nóng)藥殘留技術減少了工作量，提高了分析效率，保證流通蔬菜的安全性。酶試劑對快檢儀的檢測結(jié)果有直接影響，在應用農(nóng)殘快檢儀進行快速篩查檢測時，對同一批樣品最好使用同一批次、同一來源的酶試劑，以避免酶差異對結(jié)果的影響。植物的某些成分會對酶反應產(chǎn)生干擾，影響結(jié)果的準確度。因此在提高酶源穩(wěn)定性和靈敏性，改進樣品提取工藝等方面，還需進一步研究探討，使快速農(nóng)藥殘留檢測技術更便捷、更準確。

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