果蔬農(nóng)藥殘留快檢的方法與應(yīng)用

□ 王金燦 珠海市食品藥品檢驗(yàn)所

近年來，我國出現(xiàn)了果蔬農(nóng)藥殘留超標(biāo)的情況，解決農(nóng)藥殘留過度問題非常重要。農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)在果蔬農(nóng)藥殘留檢測中得到了廣泛應(yīng)用，可以提升農(nóng)藥殘留檢測效果，確保人民群眾的身體健康，增加農(nóng)產(chǎn)品的出口，提升農(nóng)民的收入。

1 農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 殘留檢測方面單一，檢測速度慢

我國早在2003年就頒布了有機(jī)磷農(nóng)藥殘留測定的方式，水果和蔬菜中有多達(dá)450種農(nóng)藥殘留檢測方法，我國主要結(jié)合氣相色譜法、質(zhì)譜和液相色譜法進(jìn)行檢測。我國出現(xiàn)農(nóng)藥交叉使用的情況，導(dǎo)致在農(nóng)藥檢測中存在局限性。

1.2 儀器方法不能及時更新

我國農(nóng)藥檢測技術(shù)與國際水平有一定的差距，國際范圍內(nèi)農(nóng)藥殘留檢測一般是采用毛細(xì)管柱分離的方式，我國很多檢測中還是采用填充柱分離技術(shù)，這類技術(shù)的分離效果有待于提升，檢測不能達(dá)到要求。農(nóng)藥檢測中，采用單純保留時間定性的方式，容易受到其他農(nóng)藥的影響[1]。

1.3 樣品前處理技術(shù)落后

在樣品處理環(huán)節(jié)中，采用傳統(tǒng)的自裝層析柱的方式，或者采用液液分配凈化，會導(dǎo)致大量試劑的應(yīng)用，樣品處理中成本非常高。

1.4 樣品技術(shù)規(guī)范和檢測體系不完善

我國在農(nóng)藥殘留檢測環(huán)節(jié)中，檢測質(zhì)量控制效果不好，不能保障檢測結(jié)果的精確性。我國農(nóng)藥殘留檢測不能得到國際的肯定，我國的采樣技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量保障體系尚未建立，導(dǎo)致我國農(nóng)產(chǎn)品的競爭力比較差。

2 果蔬農(nóng)藥殘留快速檢測方法的應(yīng)用

2.1 酶抑制法

酶抑制法是在20世紀(jì)60年代產(chǎn)生，在80年代得到了廣泛的應(yīng)用，而且當(dāng)時已經(jīng)結(jié)合了農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)。借助有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的特異性，對昆蟲的中樞系統(tǒng)產(chǎn)生抑制作用，也對乙酰膽堿酯酶的活性產(chǎn)生干擾，對昆蟲的神經(jīng)傳導(dǎo)功能產(chǎn)生中斷，將昆蟲殺滅。酶抑制劑是一種與酶結(jié)合并降低其活性的分子，由于阻斷一種酶的活性可以殺死病原體或糾正代謝失衡，許多藥物都是酶抑制劑，作為殺蟲劑使用。抑制劑的結(jié)合可以阻止底物進(jìn)入酶的活性部位或阻止酶催化其反應(yīng)，抑制劑結(jié)合是可逆的或不可逆的。不可逆抑制劑通常與酶反應(yīng)并以化學(xué)方式改變酶，這些抑制劑修飾酶活性所需的關(guān)鍵氨基酸殘基。相反，可逆抑制劑以非共價方式結(jié)合，根據(jù)這些抑制劑是否結(jié)合到酶、酶底物復(fù)合物或兩者結(jié)合產(chǎn)生不同類型的抑制[2]。許多藥物分子都是酶抑制劑，因此它們的發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)是生物化學(xué)和藥理學(xué)研究的一個領(lǐng)域。藥物酶抑制劑通常根據(jù)其特異性和效力來判斷，高的特異性和效力保證了藥物的副作用很小，因此毒性也很低。酶抑制劑也自然產(chǎn)生，參與新陳代謝的調(diào)節(jié)。例如：代謝途徑中的酶可以被下游產(chǎn)物抑制。當(dāng)產(chǎn)品開始積聚時，這種負(fù)反饋會減慢生產(chǎn)線的速度，并且是維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的重要方法。其他細(xì)胞酶抑制劑是專門結(jié)合和抑制酶靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)，這有助于控制可能損害細(xì)胞的酶，如蛋白酶或核酸酶。酶抑制法是一類快速檢測農(nóng)藥殘留的技術(shù)手段，該方法是傳統(tǒng)儀器分析法的有效補(bǔ)充。酶抑制法的優(yōu)點(diǎn)非常多，其檢測時間短，使用的儀器成本低，而且容易推廣。酶抑制法使用的限制條件比較多，所以應(yīng)該對外部環(huán)境進(jìn)行有效控制。

2.2 酶聯(lián)免疫法

我國作為農(nóng)業(yè)大國，是世界上農(nóng)藥生產(chǎn)和消費(fèi)量較高的國家。2000—2015年我國化學(xué)農(nóng)藥原藥產(chǎn)品從60萬噸/年增加到374萬噸/年。農(nóng)藥化學(xué)污染物是當(dāng)前食品安全源頭污染主要來源。盡管我國有關(guān)部門有不同的殘留監(jiān)控計劃，但還沒有形成一套嚴(yán)格的法律法規(guī)和全國“一盤棋”的監(jiān)控體系，各部門僅有的殘留數(shù)據(jù)資源在食品安全監(jiān)管中發(fā)揮的作用也十分有限[3]。我國農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留大數(shù)據(jù)尚未形成資源，而這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對食品監(jiān)管非常重要。值得慶幸的是，我國在這一領(lǐng)域的檢測技術(shù)方面現(xiàn)已達(dá)到世界先進(jìn)行列，完全有能力在這些基礎(chǔ)研究上急起直追，迎頭趕上。早在1976年世界衛(wèi)生組織、聯(lián)合國糧農(nóng)組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署就共同建立了全球環(huán)境檢測系統(tǒng)/食品項目，旨在掌握會員國食品污染狀況，了解食品污染物攝入量，保護(hù)人體健康，促進(jìn)貿(mào)易發(fā)展。農(nóng)藥最大殘留限量是食品安全標(biāo)準(zhǔn)，也是國際貿(mào)易進(jìn)出口的門檻，更是食品安全監(jiān)控體系的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。歐盟、美國和日本現(xiàn)已制定的MRLs標(biāo)準(zhǔn)分別為162 248項、39 147項和51 600項，而我國于2017年6月實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)——食品中農(nóng)藥最大殘留限量》，僅規(guī)定了食品中433種農(nóng)藥的4 140項最大殘留限量。

酶聯(lián)免疫法是一種常用的生化分析方法，該方法使用固相酶聯(lián)免疫分析檢測液體樣本中是否存在配體，該樣本使用的是針對待檢測蛋白的抗體。酶聯(lián)免疫法已被用作果蔬農(nóng)藥殘留快速檢測，將樣本中的抗原附著在表面在其表面涂上匹配的抗體，使其能與抗原結(jié)合。這種抗體與酶有關(guān)，加入一種含有酶底物的物質(zhì)，隨后的反應(yīng)產(chǎn)生可檢測的信號，最常見的是底物中的顏色變化。酶聯(lián)免疫法應(yīng)用涉及至少一種對特定抗原具有特異性的抗體。具有未知量抗原的樣品被固定在固體載體上。抗原固定后，加入檢測抗體，與抗原形成復(fù)合物。檢測抗體可以與酶共價結(jié)合，也可以通過二級抗體本身檢測，二級抗體通過生物結(jié)合與酶結(jié)合。通常用溫和的清潔劑溶液清洗平板，以去除任何非特定結(jié)合的蛋白質(zhì)或抗體。在洗滌后，通過添加酶底物產(chǎn)生可見信號，該信號指示樣品中抗原的數(shù)量。酶聯(lián)免疫法可以執(zhí)行其他形式的配體結(jié)合分析，這項技術(shù)基本上需要任何能固定在固相上的結(jié)扎試劑，以及能特異結(jié)合的檢測試劑，并使用一種酶來產(chǎn)生一個能被適當(dāng)量化的信號。酶聯(lián)免疫法的檢測成本非常低，而且試劑可以長時間地保留，在農(nóng)藥檢測環(huán)節(jié)中，具有專一性，并且靈敏度可以得到保障，通過定性和定量檢測的方式，使用設(shè)備的成本比較低，在樣本量較大的農(nóng)藥殘留檢測中廣泛應(yīng)用。

2.3 紅外光譜法

紅外光譜法涉及紅外輻射與物質(zhì)的相互作用，它涵蓋了一系列技術(shù)，主要技術(shù)是吸收光譜。像所有的光譜技術(shù)一樣，它可以用來鑒別和研究化學(xué)物質(zhì)，樣品可以是固體、液體或氣體。紅外光譜法要借助紅外光譜儀來產(chǎn)生紅外光譜，紅外光譜可以在縱軸上的紅外光吸收率與橫軸上的頻率或波長的關(guān)系圖中顯示出來。紅外光譜中使用的典型頻率單位是厘米，紅外波長的單位通常是微米，使用這種技術(shù)的一種常用實(shí)驗(yàn)室儀器是傅立葉變換紅外光譜儀。電磁波譜的紅外部分通常分為三個區(qū)域：近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外，以它們與可見光譜的關(guān)系命名。紅外附近的較高能量，可激發(fā)泛音或諧波振動。中紅外可用于研究基本振動和相關(guān)旋轉(zhuǎn)振動結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)紅外位于微波區(qū)域附近，具有低能量，可用于旋轉(zhuǎn)光譜分析。紅外光譜法利用分子吸收其結(jié)構(gòu)特征，吸收發(fā)生在共振頻率，即吸收輻射的頻率與振動頻率匹配。當(dāng)與電子基態(tài)相對應(yīng)的分子哈密頓量與平衡分子幾何附近的諧振子近似時，共振頻率與分子相對應(yīng)的正常模式有關(guān)，共振頻率也與鍵的強(qiáng)度和兩端原子的質(zhì)量有關(guān)。因此，振動頻率與特定的正常運(yùn)動模式和特定的鍵類型有關(guān)。紅外光譜法在果蔬農(nóng)藥殘留檢測中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)非常突出，其分子振動中，會產(chǎn)生非常強(qiáng)的頻率，可以提供大量的分子信息，在農(nóng)藥分析結(jié)構(gòu)測定中發(fā)揮突出作用。將這種方法與其他的測定方法結(jié)合使用，可以獲得精確的檢測結(jié)果。然而，這類技術(shù)的圖譜解析方法比較復(fù)雜，需要大量的定量分析。

2.4 拉曼光譜法

拉曼光譜法是一種光譜技術(shù)，用于觀察系統(tǒng)中的振動、旋轉(zhuǎn)和其他低頻模式。其依賴于單色光的非彈性散射或拉曼散射，通常來自可見光、近紅外或近紫外線范圍內(nèi)的激光。激光與系統(tǒng)中的分子振動、聲子或其他激發(fā)相互作用，導(dǎo)致激光光子的能量上下移動，能量的轉(zhuǎn)移給出了系統(tǒng)中振動模式的信息。通常，樣品用激光束照射，從被照點(diǎn)發(fā)出的電磁輻射用透鏡收集并通過單色儀發(fā)送。拉曼光譜法在果蔬農(nóng)藥殘留檢測中應(yīng)用廣泛，其可以鑒定分子結(jié)構(gòu)。這種方法與傳統(tǒng)的檢測方法相比，其不需要大量的樣品，而且不會受到水的干擾，檢測結(jié)果穩(wěn)定，靈敏度可以保障，檢測中的分辨率高。拉曼光譜法的圖譜分析比較復(fù)雜，需要檢測人員具備專業(yè)的理論知識。

3 結(jié)語

如今，人們的生活水平有了很大的提升，人們越來越關(guān)注食品安全問題。近年來，我國頻繁出現(xiàn)果蔬農(nóng)藥殘留超標(biāo)的情況，所以，我國應(yīng)該采用農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)，提升果蔬的安全性。