關(guān)于果蔬農(nóng)殘檢測前處理方法的探討

李興元 高健 鄒廣輝 牟冠霖

摘 要：本文從果蔬農(nóng)藥殘留現(xiàn)狀出發(fā)，深入探究了當(dāng)前農(nóng)藥殘留檢測前處理方法的種類及優(yōu)缺點，并從不同角度對常用的幾種前處理方法進行了詳細分析，為果蔬的農(nóng)藥殘留檢測相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：果蔬;農(nóng)藥殘留;前處理

Discussion on Pretreatment Method of Pesticide Residue Detection in Fruits and Vegetables

LI Xingyuan， GAO Jian， ZOU Guanghui， MU Guanlin

（Yantai Standard Measurement Inspection Center， Yantai 264003， China）

Abstract： Based on the current situation of pesticide residues in fruits and vegetables， this paper deeply explored the types， advantages and disadvantages of the current pretreatment methods for pesticide residue detection， and analyzed several commonly used pretreatment methods in detail from different perspectives， so as to provide a reference for the related research on pesticide residue detection in fruits and vegetables.

Keywords： fruits and vegetables; pesticide residues; pretreatment

隨著人們生活水平的提高，水果和蔬菜因含有豐富的營養(yǎng)成分成為當(dāng)前人們生活的必需品，我國水果蔬菜消耗量逐年增加。為了使果蔬更加高產(chǎn)，相關(guān)種植人員會廣泛使用農(nóng)藥，導(dǎo)致存在果蔬農(nóng)藥殘留超標(biāo)問題。農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留檢測一直是國家食品安全抽檢的重點，果蔬因其基質(zhì)復(fù)雜、農(nóng)殘種類多是食品抽檢里的難點。前處理作為農(nóng)殘檢測分析中最基本的一步，選擇合適的前處理方法直接關(guān)系著檢測結(jié)果，也影響著人們的飲食健康。

1 果蔬農(nóng)藥殘留現(xiàn)狀

盡管目前我國嚴(yán)禁銷售高毒、高殘留農(nóng)藥，但種植過程中存在著農(nóng)藥噴灑不當(dāng)、過量使用限用農(nóng)藥和不按規(guī)定使用禁用農(nóng)藥等問題，部分農(nóng)藥短時間難以降解，甚至?xí)D(zhuǎn)化成新的毒性更強的產(chǎn)物存在于果蔬中。農(nóng)藥種類及其轉(zhuǎn)化物、使用量、使用方式方法以及存在的環(huán)境因素都是影響果蔬中農(nóng)藥殘留量的重要因素。

近年來，隨著高新科技蓬勃發(fā)展，串聯(lián)質(zhì)譜等儀器在檢測行業(yè)應(yīng)用越來越普遍，食品農(nóng)殘檢測水平也隨之提高。相繼頒布的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)也反映了國家對農(nóng)藥殘留危害的重視。雖然目前農(nóng)藥殘留檢測分析已形成相對成熟的檢測體系，但是農(nóng)藥品種不斷增加，人們對農(nóng)藥殘留篩查效率的要求不斷提高，農(nóng)殘檢測方法還需繼續(xù)改進和完善。

2 果蔬農(nóng)殘檢測前處理方法探究

果蔬中農(nóng)藥殘留量很低，微量甚至痕量，因此進行科學(xué)的提取是農(nóng)殘分析的前提。目前檢測儀器的靈敏度已經(jīng)相當(dāng)高，尤其是隨著串聯(lián)質(zhì)譜的普及，儀器已經(jīng)不再是限制食品檢測的重要因素，檢測方法的優(yōu)化顯得更為重要。整個農(nóng)殘檢測過程中前處理部分占據(jù)相當(dāng)大的比重，也直接影響檢測結(jié)果。特別是果蔬中含有大量的有機酸、色素、糖類等復(fù)雜的干擾物質(zhì)，基質(zhì)效應(yīng)對結(jié)果影響巨大，前處理方法的選擇顯得尤為重要[1]。

傳統(tǒng)的前處理方法主要是振蕩、離心、索式提取等，這些方法中用到的有機試劑品種多，用量大，處理時間長，提取效率偏低，回收率不高，對環(huán)境和人身安全有一定影響，不符合當(dāng)下的檢測需求。目前最常采用的前處理方法主要有液液萃取法、固相萃取法、凝膠滲透色譜法、基質(zhì)分散固相萃取法、QuEChERS技術(shù)等，這些方法中有機溶劑的用量相比以前越來越少，萃取效率提高，處理時間大幅縮短，可以快速篩查農(nóng)藥殘留，使用便捷的同時準(zhǔn)確率很高，符合當(dāng)前檢測行業(yè)的發(fā)展趨勢。

2.1 液-液萃取法

液-液萃?。↙iquid Liquid Extraction，LLE）是早期農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)殘檢測中常用的前處理方法，也是當(dāng)前常規(guī)的果蔬農(nóng)殘檢測前處理方法，主要利用各農(nóng)藥在不同溶劑中溶解度的不同進行提取。目前果蔬農(nóng)殘檢測中常被使用的是2008年發(fā)布的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)《蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定》（NY/T 761—2008），其中有機磷類和有機氯類農(nóng)藥殘留的檢測前處理過程就是采用液液萃取原理，用乙腈提取果蔬勻漿中的農(nóng)藥及其代謝物，加入飽和鹽使乙腈層與水層因極性分層，氮吹濃縮后用丙酮溶解上機測試，該處理方法萃取效率較高，處理時間較短，被多數(shù)檢測機構(gòu)選用。但因當(dāng)時技術(shù)的限制，該標(biāo)準(zhǔn)中的前處理方法的凈化方式稍有不足，特別是提取液的鹽分含量過高、色素殘留多、基質(zhì)復(fù)雜等缺點易影響儀器的檢測，導(dǎo)致儀器出現(xiàn)基線高、襯管臟、進樣針堵塞等各種問題，因而該方法需要有經(jīng)驗的專業(yè)人員操作，且需要定期維護保養(yǎng)儀器，頻繁更換儀器耗材配件。

液-液萃取如果有針對性的配合其他條件或技術(shù)可以更好地完成農(nóng)殘?zhí)崛艋?。林濤等[2]利用低溫液液萃取技術(shù)實現(xiàn)了氟蟲腈及其代謝物的高效篩查，檢出限達到0.005 μg/kg，回收率達到78.5%～95.8%。徐玉娥等[3]利用低溫富集液液萃取和氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定了水中15種農(nóng)藥殘留，結(jié)果也達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。這些實驗結(jié)果也充分證明了液液萃取搭配低溫、超聲等不同條件時可以更有效，且能滿足日常農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測要求。

2.2 固相萃取法

固相萃取法（Solid Phase Extraction，SPE）可以有效降低樣品基質(zhì)干擾，提高凈化效率，在當(dāng)前農(nóng)殘檢測分析中應(yīng)用非常普遍。雖然是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一項技術(shù)，但因固相萃取法可以實現(xiàn)樣品的提取凈化及濃縮，特別是后期實現(xiàn)了自動化裝置，依然是當(dāng)下常規(guī)的前處理方法。固相萃取法依據(jù)萃取柱填料的不同，可以實現(xiàn)不同的萃取效果。

在農(nóng)殘分析應(yīng)用上，可以根據(jù)檢測樣品種類及農(nóng)藥種類選擇合適的填充劑，例如C18、氨基、石墨化碳等材料，進而批量生產(chǎn)不同類型的SPE填充柱，既可以簡化操作流程，提高效率，實現(xiàn)樣品的批量前處理，也能得到良好的提取凈化效果。另外，SPE的出現(xiàn)讓前處理實現(xiàn)了初步自動化，后期研發(fā)出來的自動和半自動固相萃取裝置可以減少人力、降低操作人員能力要求、大幅度提高工作效率，大批量檢驗的同時也能保證結(jié)果重復(fù)性。在糧谷類農(nóng)殘檢測上，采用的方法基于《糧谷中486種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》（GB/T 20770—2008），該標(biāo)準(zhǔn)利用有機溶劑對水果和蔬菜中農(nóng)藥進行提取，然后利用固相萃取技術(shù)凈化，經(jīng)GC-MS測定。該方法里采用SPE固相萃取，有效去除提取液雜質(zhì)和鹽分，使檢測重復(fù)性、準(zhǔn)確性更好。SPE技術(shù)出現(xiàn)在2008年前后發(fā)布的多個食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)里，包括之前提到的NY/T 761—2008，這些國家標(biāo)準(zhǔn)充分證明了SPE技術(shù)在農(nóng)殘檢測方面的重要性。而后來頒布的多個食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)里也時常出現(xiàn)SPE，如2018年6月發(fā)布的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物源性食品中9種氨基甲酸酯類農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定 液相色譜-柱后衍生法》（GB 23200.112—2018）中采用了固相萃取法，通過乙腈對樣品的進行提取，然后過SPE柱凈化，濃縮后進儀器分析。此時的SPE技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟完善，在該方法里固相萃取柱包括兩種，一種是氨基填料，一種是石墨化碳和氨基填料，分別對應(yīng)于蔬菜水果和谷物的檢測，更有針對性，凈化效果更好。羅偉強等[4]利用固相萃取技術(shù)，并結(jié)合高效液相色譜分析了水果中氯吡脲，結(jié)果滿足水果中痕量氯吡脲殘留分析要求。王敏[5]利用固相萃取技術(shù)和高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜測定了茶葉中的農(nóng)藥殘留。這些結(jié)果表明，固相萃取法在食品農(nóng)殘檢測可以被廣泛應(yīng)用，利用不同的SPE柱填充劑，可以實現(xiàn)更多的樣品檢測。

SPE柱一般是一次性消耗品，無法重復(fù)利用，導(dǎo)致檢測成本較高。因而針對這些不足之處，可使用固相微萃取技術(shù)（Solid Phase Microextraction，SPME）。該技術(shù)是在SPE的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一項新技術(shù)，也處在一直發(fā)展的過程中。SPME依靠萃取纖維取代填料實現(xiàn)目標(biāo)物的分離，萃取纖維富集目標(biāo)物，然后經(jīng)過儀器高溫進樣口解析到檢測器中，完成對目標(biāo)物的檢測。萃取纖維的材料還在不斷的發(fā)展，不同的材料吸附能力不同，可以滿足不同農(nóng)藥的檢測。SPME主要是針對SPE的不足產(chǎn)生的，其用到的萃取纖維可以重復(fù)利用，不再是一次性消耗品。但由于SPME需要特殊的裝置來使用，僅可針對少數(shù)部分農(nóng)藥殘留使用，而且雖然材料可以重復(fù)利用，但價格并不低，成本依然較高，導(dǎo)致目前在農(nóng)殘檢測分析上并沒有SPE使用普遍。該技術(shù)還在發(fā)展中，在農(nóng)殘檢測分析方面的應(yīng)用會越來越廣。

2.3 QuEChERS技術(shù)

QuEChERS快速樣品前處理技術(shù)原理與固相萃取相似，同時結(jié)合了基質(zhì)固相分散技術(shù)（Matrix Solid-Phase Dispersion，MSPD）[6]。自從該方法提出以來，研究者對其進行了不斷的改進，包括pH值的改進、配鹽的更換、溶劑的改變等，是一項可以不斷優(yōu)化進步的技術(shù)。相對于液液萃取法、固相萃取法等方法優(yōu)勢更為明顯。①操作簡單，特別是搭配隨該技術(shù)應(yīng)運而生的QuEChERS試劑盒套裝，一次可以同時處理幾十甚至上百個樣品，對人員操作能力要求更低。②用量少，不單單是樣品量減少，提取時使用的有機溶劑量更是大幅減少，直接降低檢測成本。③可以一次檢測多種農(nóng)藥，且回收率高，可以實現(xiàn)幾十種甚至幾百種農(nóng)藥一次性篩查檢測，配合串聯(lián)質(zhì)譜儀能完成幾百種農(nóng)藥的準(zhǔn)確定量。

近年來，該技術(shù)越來越趨于成熟，應(yīng)用越來越普遍。特別是2018年《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物源性食品中208種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》（GB 23200.113—2018）標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布標(biāo)志著QuEChERS技術(shù)正式進入符合我國標(biāo)準(zhǔn)檢測方法的行列，隨后發(fā)布的GB 23200系列標(biāo)準(zhǔn)也多有出現(xiàn)QuEChERS方法。該標(biāo)準(zhǔn)采用QuEChERS前處理方法，可以一針同時檢測208種農(nóng)藥殘留，前處理過程簡單高效，且回收率較好，基本在80%以上。與SPE相比，QuEChERS更符合當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測形勢。GB 23200.113—2018為最新版標(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》（GB 2763—2021）中的推薦檢測方法以及最新的《食品安全監(jiān)督抽檢實施細則》中指定的方法，涉及很多農(nóng)藥品種。QuEChERS的出現(xiàn)對前處理過程起了很重要的影響，也出現(xiàn)了很多基于QuEChERS技術(shù)而優(yōu)化的方法。王連珠等[7]基于QuEChERS優(yōu)化提取方法并利用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定了蔬菜中51種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留。譚建林等[8]利用QuEChERS-UPLC-MS/MS法測定了雞蛋中19種氨基甲酸酯類農(nóng)藥及其代謝物殘留量。這些研究結(jié)果表明QuEChERS方法對于篩查農(nóng)藥殘留更高效，符合當(dāng)前農(nóng)藥殘留檢測趨勢。

QuEChERS方法雖然不能滿足部分樣品的檢測，特別是脂肪含量較高的樣品，但QuEChERS方法高效便捷，可以實現(xiàn)流水線式的試劑盒快速處理方式。搭配相關(guān)技術(shù)公司生產(chǎn)的QuEChERS試劑盒套裝，可以處理不同種類的農(nóng)產(chǎn)品，其已經(jīng)不限于水果蔬菜的農(nóng)藥殘留檢測，還包括畜肉、禽蛋等獸藥殘留的檢測。其處理后的提取液因凈化效果不錯，可以更好的搭配當(dāng)前GC-MSMS以及LC-MSMS等前端儀器，更高效準(zhǔn)確地測定農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留。

3 結(jié)語

在檢測果蔬農(nóng)藥殘留時，應(yīng)選擇合適的前處理方法。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，常規(guī)的前處理方法均能滿足日常農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測要求。搭配不同技術(shù)并結(jié)合前沿的儀器設(shè)備，可以得到更準(zhǔn)確的檢驗結(jié)果，達到更高的檢測目標(biāo)。果蔬本身有著多樣性和復(fù)雜性，農(nóng)藥的品種和數(shù)量也在不斷豐富，農(nóng)殘檢測方法必將繼續(xù)發(fā)展，為食品安全提供更有效的保障。

參考文獻

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[7]王連珠，周昱，黃小燕，等.基于QuEChERS提取方法優(yōu)化的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定蔬菜中51種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J].色譜，2013，31（12）：1167-1175.

[8]譚建林，彭珍華，趙秀琳，等.QuEChERS-UPLC-MS/MS法測定雞蛋中19種氨基甲酸酯類農(nóng)藥及其代謝物殘留量[J].食品工業(yè)科技，2022，43（1）：320-325.