食品中農(nóng)藥殘留檢測的樣品前處理技術(shù)解析

吳 慧

（陽谷縣檢驗檢測中心，山東聊城 252300）

在食品安全監(jiān)管中，農(nóng)藥殘留檢測為核心環(huán)節(jié)之一，如果農(nóng)藥殘留檢測結(jié)果超標(biāo)，則會對人們生命安全造成威脅，甚至對社會造成不利影響。在農(nóng)藥殘留檢測中，樣品前處理技術(shù)可在提升檢測效率的同時，促進(jìn)檢測過程更為完整、科學(xué)，進(jìn)而降低食品安全不良事件發(fā)生率[1]。因此，深入研究樣品前處理技術(shù)，選擇合理科學(xué)技術(shù)來提高農(nóng)藥殘留檢測精度尤為必要。

1 食品中農(nóng)藥殘留檢測的樣品前處理傳統(tǒng)技術(shù)

1.1 超聲波提取方法

超聲波提取方法具有效率高、價格優(yōu)及快捷等優(yōu)勢，是在高頻率聲波作用下，引起劇烈混合、碎裂、分散、乳化、熱擾動、空化反應(yīng)及機(jī)械振動等多重效果，增加有機(jī)物質(zhì)能量及運動的速率，提高介質(zhì)穿透的效果，在有機(jī)溶劑內(nèi)充分滲入目標(biāo)組分，從而實現(xiàn)萃取目標(biāo)。

1.2 索氏提取方法

索氏提取方法是指在索氏提取容器提取管中放置烘干研磨樣品，將適宜提取溶劑加入提取瓶中并于持續(xù)加熱數(shù)小時之后提取。索氏提取方法也稱作完全提取方法，為標(biāo)準(zhǔn)提取法之一，雖然提取效果良好，但易受雜質(zhì)影響，且所需時間較長。

1.3 溶劑萃取方法

就液體試劑而言，以溶劑萃取方法應(yīng)用最為廣泛，此法以樣品成分內(nèi)溶液溶解度的差異為依據(jù)實現(xiàn)提純、分離及萃取等目標(biāo)。

1.4 柱層析方法

柱層析方法為分離凈化較常見處理方法之一，其以不同類型化合物吸附力存在差異為原理而實現(xiàn)分離目標(biāo)。柱層析方法在分離處理方面效果較好，且有較廣泛的使用范圍和較強(qiáng)選擇性，但由于操作需反復(fù)循環(huán)而會耗費較長的時間。此外，若所選擇被測物穩(wěn)定性弱，或有機(jī)試劑受污染，則會使檢驗的不確定性因素增多。

2 食品中農(nóng)藥殘留檢測的樣品前處理現(xiàn)代技術(shù)

2.1 固相萃取技術(shù)

固相萃取技術(shù)（Solid-Phase Extraction，SPE）通過使用固態(tài)的吸附劑來吸附液態(tài)樣品內(nèi)目標(biāo)物，保證其能對樣品基體、干擾的化合物進(jìn)行有效分離，之后經(jīng)洗脫液，對其進(jìn)行加熱、洗脫和解離，從而實現(xiàn)目標(biāo)物富集和分離的目標(biāo)。固相萃取技術(shù)應(yīng)用流程相對簡單，在待測組中可表現(xiàn)出較高回收率，多用于保留性質(zhì)存在較大差異的目標(biāo)物分離中。目前，固相萃取技術(shù)已得到較長遠(yuǎn)發(fā)展，且被廣泛應(yīng)用到農(nóng)藥殘留的分析中，在樣品的濃縮富集這一環(huán)節(jié)中可表現(xiàn)出較大優(yōu)勢。就果蔬中農(nóng)藥殘留檢測而言，固相萃取技術(shù)可加快測定速率，最低檢出限可在0.000 4～0.000 2 mg·kg-1，標(biāo)準(zhǔn)性偏差在11.3%以內(nèi)，實際回收率達(dá)74.3%～114.9%。經(jīng)分析多種因素可知，固相萃取技術(shù)在水果、蔬菜農(nóng)藥殘留檢測中具有較強(qiáng)適用性，且由于此法提取液在凈化效果方面尤為出色，在目標(biāo)性農(nóng)藥的出峰區(qū)域中，沒有基質(zhì)性干擾峰，回收率及重現(xiàn)性均與歐盟各國對農(nóng)藥殘留檢測基本需求相符。實踐提示，在檢測酒中存在毒鼠鱗等農(nóng)藥殘留時，固相萃取技術(shù)表現(xiàn)出較低檢出限、較高回收率，與我國現(xiàn)行的檢測需求相符，可見，該技術(shù)在酒中的農(nóng)藥殘留檢測分析中也具有適用性[2]。

2.2 固相微萃取技術(shù)

固相微萃取技術(shù)（Solid Phase Microextraction，SPME）以固相萃取技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行發(fā)展，最大優(yōu)勢在于不需使用任何溶劑即可完成檢測工作，可將采樣、萃取及濃縮等各環(huán)節(jié)融為一體。在檢測時，固相微萃取技術(shù)以樣品、圖層間非均相性平衡作為原理，其應(yīng)用類似于氣相色譜進(jìn)樣器的裝置進(jìn)行萃取，以其圍繞待測物進(jìn)行萃取，之后進(jìn)樣到相關(guān)的儀器內(nèi)，在待測物的解析工作完成之后進(jìn)行色譜分析工作。就現(xiàn)階段而言，多通過共同應(yīng)用固相微萃取技術(shù)、聯(lián)用氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)來分析食品樣品揮發(fā)和半揮發(fā)農(nóng)藥殘留量，應(yīng)用范圍較為廣泛。相關(guān)研究通過應(yīng)用固相微萃取技術(shù)，定量分析了橙汁內(nèi)農(nóng)藥，在進(jìn)行操作時，固相微萃取技術(shù)無需額外添加溶劑，這在降低資源消耗的同時，有效避免了環(huán)境污染等問題，且已在當(dāng)前食品農(nóng)藥殘留的分析中體現(xiàn)出了出色效果[3]。分析固相微萃取技術(shù)原理可知，在分析有機(jī)物質(zhì)過程中，可用非離子型的頭涂層進(jìn)行萃取，提示在未來研究全新的萃取頭時，固相微萃取技術(shù)會成為主要的走向。此外，就現(xiàn)階段而言，針對多種檢測情況，可將固相微萃取技術(shù)與其他設(shè)備協(xié)同起來，從而有效拓寬固相微萃取技術(shù)應(yīng)用的范圍，如協(xié)同應(yīng)用拉曼式光譜儀等?？梢姡瑓f(xié)同應(yīng)用固相微萃取技術(shù)和新興的分析儀器，會成為檢測技術(shù)后續(xù)研究重要課題。

2.3 基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)

基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)（Matrix Solid-Phase Dispersion Extraction，MSPDE）應(yīng)用的過程以固相萃取技術(shù)分散劑的填料為基礎(chǔ)，在對應(yīng)的研體中研磨試樣和適當(dāng)反相填料，在柱子中裝入所獲半固態(tài)混合物，應(yīng)用溶劑淋洗柱子，之后對洗脫溶劑進(jìn)行收集。通過應(yīng)用基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)，能同步進(jìn)行樣品前處理中精華及提取的過程，如有關(guān)研究以乙腈飽和正己烷溶液為提取液，對百合科、豆類及十字花科蔬菜中農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種方式能大幅降低提取液中極性及含水量，且能緩解凈化階段中除水所致壓力。近年來，在應(yīng)用范圍方面，基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)進(jìn)展較大，已被廣泛用于水果、蔬菜中藥物及除草劑分離中。在一項檢測小麥農(nóng)藥殘留研究中，研究者以基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)為方法，探究了小麥中氨基甲酸酯類農(nóng)藥，同時在檢測時結(jié)合了高效液相色譜、柱后衍生、熒光檢測設(shè)備等方式，檢出限為0.009 2～0.038 0 mg·kg-1[2]。另有研究者通過基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)，分析了河豚中河豚毒素，以高效液相色譜、二極管陣列檢測設(shè)備展開測定，結(jié)果提示，檢出限是3.8 ng，而定量的下限是12.7 ng，這既符合河豚毒素的檢測需求，也具備操作簡單、消耗時間短等優(yōu)勢[3]。

2.4 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃取技術(shù)（Supercritical Fluid Extraction，SFE）為物質(zhì)分離新型技術(shù)之一，近年來受到了廣泛關(guān)注，發(fā)展極為迅猛，其基本溶劑為即將超出臨界的流體，為樣品組分萃取依據(jù)。超臨界流體是處于臨界溫度和臨界壓力以上，介于氣體和液體之間的流體，研究者[3]選擇超臨界流體萃取法提取了食品中蟲線磷及硫特普等有機(jī)磷相關(guān)藥物，RSD在3.6%～11.9%，加標(biāo)回收率在80%～100%。在農(nóng)藥殘留檢測中，超臨界流體萃取技術(shù)具有速度快、萃取效率高等特點，能有效提升食品殘留檢測中超臨界流體萃取技術(shù)應(yīng)用的價值。就性質(zhì)而言，超臨界流體類似于液體，自身溶解能力較強(qiáng)，在萃取殘留農(nóng)藥時多被用于脂肪提取的環(huán)節(jié)中，故此在選取吸附劑清除樣品中存在脂肪時，可應(yīng)用此技術(shù)實現(xiàn)純化提取物的目標(biāo)。研究者[4]應(yīng)用了超臨界流體萃取技術(shù)萃取除蟲菊酯及有機(jī)氯等農(nóng)藥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所獲萃取物內(nèi)不存在脂肪，且此技術(shù)農(nóng)藥回收率約為70%，實際的檢出限較低。與傳統(tǒng)的萃取技術(shù)相比，超臨界流體萃取技術(shù)使用有機(jī)溶劑量較少，可有效避免環(huán)境污染等問題，但由于此技術(shù)檢測的儀器設(shè)備開發(fā)費用較高，使得推廣應(yīng)用受到一定局限。

2.5 QuEChERS技術(shù)

QuEChERS技術(shù)處理原理為通過酸化乙腈、丙酮和乙腈等有機(jī)溶劑，提取均質(zhì)樣品，之后通過離心法或鹽層析法脫水處理，加入吸附劑以達(dá)到基質(zhì)凈化的目的。作為新興、普及迅速方式之一，QuEChERS技術(shù)能對提取流程進(jìn)行有效簡化，且在有機(jī)溶劑用量方面較少，具有較高的回收率和較好的凈化效果，將其與液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜等技術(shù)結(jié)合起來，可進(jìn)一步增加其應(yīng)用的范圍。現(xiàn)階段，QuEChERS技術(shù)多用于中草藥、谷物及果蔬等農(nóng)藥殘留檢測中，且隨相關(guān)研究不斷深入，此技術(shù)會涉及更多領(lǐng)域，未來可用于土壤中抗生素檢測及動物食品污染物檢測中。

2.6 微波輔助萃取技術(shù)

微波輔助萃取技術(shù)（Microwave Assisted Extraction，MAE）是在微波加熱作用下，對萃取環(huán)節(jié)的效率進(jìn)行強(qiáng)化的方法。通過應(yīng)用微波輔助萃取技術(shù)，能在發(fā)揮極性分子對微波能量吸取特性基礎(chǔ)之上，對具極性特征溶劑進(jìn)行加熱，從而分離萃取樣品雜質(zhì)及目標(biāo)物。研究發(fā)現(xiàn)，微波輔助萃取技術(shù)具有高效、安全等特征，能解決傳統(tǒng)萃取技術(shù)耗時長、重力性差等弊端，可用在易揮發(fā)物提取中。現(xiàn)階段，微波輔助萃取技術(shù)研究日漸深入，其應(yīng)用范圍也日益廣泛，在測定幼兒奶粉農(nóng)藥殘留時，通過微波輔助萃取技術(shù)可完成萃取、固相耦合，減少有機(jī)試劑應(yīng)用的數(shù)量，從而有效縮短試驗的時間。研究者[5]應(yīng)用微波輔助萃取技術(shù)分析了豬肉、豬骨湯內(nèi)有機(jī)氯的殘留情況，在5 min實驗時間中，分離了四類氟喹諾酮類農(nóng)藥，有機(jī)氯檢出限是0.1 g·kg-1。另有研究者[6]通過微波輔助萃取技術(shù)，檢測了茶葉內(nèi)多元有機(jī)氯殘留，結(jié)果提示有機(jī)氯濃度為0.000 4～0.004 8 mg·kg-1。

2.7 凝膠滲透色譜技術(shù)

凝膠滲透色譜技術(shù)以溶液溶劑的分子量差異為依據(jù)，在高分子特性凝膠作用下完全分離有機(jī)化合物，此技術(shù)關(guān)鍵在于選取物質(zhì)載體及有機(jī)溶劑。其中，物質(zhì)載體作用尤為重要，因此需確保其具備耐熱性能及穩(wěn)定性。為了更好地拓寬脫離的范疇，增加脫離容量，多選擇孔徑不等裝柱，或?qū)⒉煌惭b載體物質(zhì)串接于色譜柱上。為預(yù)防操作中出現(xiàn)溶劑更換現(xiàn)象，可應(yīng)用適當(dāng)溶劑，以提高被測試樣溶解度。除用在小分子物分離、鑒定中，凝膠滲透色譜技術(shù)還可用在相同化學(xué)性質(zhì)、不同分子體積的高分子物分析中，在固定凝膠作用下對物質(zhì)進(jìn)行分離。在多種非水溶劑式分離凝膠陸續(xù)出現(xiàn)的背景下，凝膠滲透色譜技術(shù)逐漸被用于食品農(nóng)藥殘留檢測中，選取適宜相關(guān)溶劑及應(yīng)用載體，確保檢測相關(guān)儀器性能狀態(tài)保持最佳，縮小凝膠滲透色譜所顯示參數(shù)誤差，為強(qiáng)化分離效果必要條件。其中，在選擇樣品載體時，需保證其機(jī)械性能、穩(wěn)定性良好，只有載體的粒度足夠小，分布足夠均勻，才能獲得理想的分離質(zhì)量。此外，在對多種載體的色譜柱進(jìn)行處理時，檢測的人員應(yīng)通過串聯(lián)的方式增加檢測的范圍，從而提高分離的質(zhì)量。由于待測物質(zhì)的溶解度會受溶劑質(zhì)量影響，而凝膠滲透色譜狀態(tài)為液體，因此在保存及處理溶劑時，熔點應(yīng)比室內(nèi)溫度低，沸點應(yīng)比實驗溫度高，同時保證所選溶劑化學(xué)性質(zhì)具有毒性低、穩(wěn)定性好等特點。

3 結(jié)語

綜上，根據(jù)不同樣品選擇合理的樣品前處理技術(shù)，能提升檢測結(jié)果可靠性與準(zhǔn)確性，同時從環(huán)保綠色層面出發(fā)，有效降低對檢測儀器、色譜柱腐蝕污染程度，從而提高農(nóng)藥殘留檢測的成效。目前，食品中農(nóng)藥殘留檢測的樣品前處理技術(shù)發(fā)展日趨智能化、精準(zhǔn)化和高效化，可解決并優(yōu)化樣品轉(zhuǎn)移而引發(fā)污染，提高檢測的速率，減小檢測的誤差，為人們的健康提供重要保障。