武漢市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題及其對(duì)策

摘 要 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)是保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。為加強(qiáng)湖北省武漢市區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管，確保公眾健康，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，論述武漢市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)分類，分析農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用存在的問(wèn)題，提出增強(qiáng)傳感技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)中的適應(yīng)性與精準(zhǔn)度、提升現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與智能化、發(fā)展先進(jìn)化學(xué)分析技術(shù)及高效樣本處理流程、構(gòu)建完善的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)和開(kāi)放式數(shù)據(jù)平臺(tái)等對(duì)策。

關(guān)鍵詞 農(nóng)產(chǎn)品；質(zhì)量安全；檢測(cè)技術(shù)；湖北省武漢市

中圖分類號(hào)：F273.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.16.046

隨著湖北省武漢市對(duì)優(yōu)質(zhì)安全農(nóng)產(chǎn)品需求的增加，建立科學(xué)合理且快速的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)體系刻不容緩?；谖錆h市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)現(xiàn)狀，深入探討農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)分類、存在的問(wèn)題及其對(duì)策，為構(gòu)建完善、高效、精準(zhǔn)的武漢市區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)體系提供理論支撐和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)分類

武漢市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)可按檢測(cè)原理與方式劃分為傳感技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)、先進(jìn)化學(xué)分析技術(shù)等。1）傳感技術(shù)主要利用紅外光譜、質(zhì)譜、電化學(xué)等對(duì)農(nóng)產(chǎn)品成分和理化特性進(jìn)行快速非破壞檢測(cè)，通過(guò)建立樣本指紋庫(kù)實(shí)現(xiàn)食品質(zhì)量的快速監(jiān)測(cè)與評(píng)估。該技術(shù)具有快速、便攜、高通量等優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品理化性狀的在線監(jiān)測(cè)，但單體傳感器種類有限，存在一定的適應(yīng)性問(wèn)題，且結(jié)果易受環(huán)境條件影響，存在一定誤差[1]。2）現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)依賴便攜式檢測(cè)儀實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品中目標(biāo)物質(zhì)的快速定性或半定量檢測(cè)，包括生物傳感技術(shù)、熒光免疫層析技術(shù)、生物芯片技術(shù)等。該技術(shù)操作簡(jiǎn)易快速、檢測(cè)耗時(shí)短，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留、重金屬等污染物檢測(cè)，但由于樣本基質(zhì)復(fù)雜，方法學(xué)原理不同，準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性有待提高。3）先進(jìn)的化學(xué)分析技術(shù)如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中多種殘留物的高靈敏度檢測(cè)，同時(shí)結(jié)合微波消解、固相萃取等有效的樣本前處理技術(shù)，可顯著提高目標(biāo)化合物的提取效率與檢測(cè)靈敏度。該技術(shù)具有檢測(cè)能力強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，但儀器昂貴，技術(shù)要求高，樣本前處理?xiàng)l件有待優(yōu)化。

2 存在的問(wèn)題

2.1 傳感技術(shù)應(yīng)用局限性及誤差分析

武漢市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中，傳感技術(shù)的應(yīng)用存在一定的局限性，主要體現(xiàn)在適應(yīng)性差、結(jié)果誤差大等方面。從適應(yīng)性看，目前傳感技術(shù)主要包括基于紅外、拉曼、熒光等光譜原理的光學(xué)傳感技術(shù)，以及電化學(xué)傳感技術(shù)、聲波傳感技術(shù)等[2]。這些技術(shù)針對(duì)性較強(qiáng)，僅能檢測(cè)某一指標(biāo)或某類化合物，應(yīng)用于復(fù)雜基質(zhì)樣本時(shí)，存在一定的局限性。例如，電化學(xué)生物傳感器廣泛用于食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)，但對(duì)樣本復(fù)雜程度要求高，且實(shí)際操作中易受基質(zhì)效應(yīng)影響。近年來(lái)，武漢市研發(fā)的一種基于酶促生物識(shí)別及阻抗測(cè)量的免疫型電化學(xué)傳感器，可有效降低基質(zhì)效應(yīng)，但僅可測(cè)定特定類型的農(nóng)藥。從測(cè)試誤差看，單一傳感器測(cè)試結(jié)果誤差較大，測(cè)試精度有待提高。光學(xué)傳感結(jié)果易受樣本狀態(tài)及溫度、光照條件等環(huán)境因素影響。例如，基于中紅外光譜的肉制品新鮮度快速檢測(cè)就存在一定誤差。武漢理工大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的基于多種傳感技術(shù)特征信息融合的智能算法，可提高水果、蔬菜新鮮度檢測(cè)精度，但運(yùn)算量大、運(yùn)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)[2]。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)法的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性問(wèn)題

武漢市農(nóng)產(chǎn)品安全快速檢測(cè)中，現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用廣泛，但存在一定的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性問(wèn)題，這主要由于影響測(cè)試結(jié)果的復(fù)雜因素過(guò)多。例如，基于免疫層析的農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)，通常在室溫下操作，當(dāng)實(shí)際檢測(cè)環(huán)境溫濕度波動(dòng)較大時(shí)，會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生一定影響。近年來(lái)，武漢市普遍使用的GNSPRD-48果蔬中農(nóng)藥殘留快速測(cè)試盒，據(jù)反饋其測(cè)試結(jié)果會(huì)隨季節(jié)環(huán)境變化而波動(dòng)，這主要是由于溫度和濕度的變化，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而影響了抗原抗體反應(yīng)的靈敏度[3]。此外，不同基質(zhì)和處理方法會(huì)影響測(cè)試效果。例如，水果和蔬菜提取液由于基質(zhì)效應(yīng)不同，同一檢測(cè)試劑盒測(cè)定相同農(nóng)藥殘留量時(shí)，測(cè)定值差別較大。即使同一蔬菜不同切片處理方法產(chǎn)生的提取液，測(cè)定結(jié)果也存在一定差異。

2.3 化學(xué)分析方法在樣本前處理的挑戰(zhàn)

化學(xué)分析技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中發(fā)揮著重要作用。其中，樣品前處理是確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而復(fù)雜基質(zhì)的存在給樣本前處理帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。例如，應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)水果和蔬菜中殘留農(nóng)藥時(shí)，復(fù)雜植物基質(zhì)存在大量共存成分，這些成分若未有效去除，則會(huì)堵塞儀器進(jìn)樣系統(tǒng)、污染色譜柱、產(chǎn)生大量基質(zhì)峰影響目標(biāo)分析。目前，樣品前處理主要有萃取、凈化、富集等過(guò)程。但農(nóng)產(chǎn)品基質(zhì)類型繁多，使用單一通用的處理方式效果并不理想。例如，武漢市常見(jiàn)水果中，梨果皮厚，提取柑橘類水果常用的正己烷難以穿透果皮層對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行有效萃取[4]。此外，樣本前處理?xiàng)l件優(yōu)化較為復(fù)雜。萃取溶劑種類、萃取溫度、萃取時(shí)間等參數(shù)的選擇對(duì)萃取效果有重大影響。研究表明，草莓中殘留氯氰菊酯的最佳萃取條件是使用乙酸乙酯溶劑，在50 ℃條件下振蕩萃取20 min，此時(shí)提取物回收率可達(dá)92.7%，但其他水果、蔬菜中的最佳萃取條件可能有所不同[1]。

2.4 信息化追溯體系的不完善及數(shù)據(jù)共享障礙

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管離不開(kāi)完善的質(zhì)量追溯體系，而構(gòu)建高效、開(kāi)放的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯與信息共享平臺(tái)是當(dāng)前武漢市面臨的重要難題。現(xiàn)有質(zhì)量追溯體系存在標(biāo)準(zhǔn)不一、信息孤立等問(wèn)題。各系統(tǒng)間信息交互與共享困難，影響執(zhí)法部門快速查證溯源。例如，武漢市周邊農(nóng)村自產(chǎn)自銷蔬菜進(jìn)入城市集貿(mào)市場(chǎng)后可追溯信息不足，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題難以快速鎖定責(zé)任方。此外，由于缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與格式，即便獲得供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)也難以有效聚合與分析。數(shù)據(jù)共享障礙也制約監(jiān)管效能的提升[5]。先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)可產(chǎn)生海量測(cè)定數(shù)據(jù)，但這些龐大的數(shù)據(jù)資源長(zhǎng)期處于封閉狀態(tài)，無(wú)法有效挖掘價(jià)值。檢測(cè)機(jī)構(gòu)與監(jiān)管部門、科研單位之間缺乏數(shù)據(jù)互通機(jī)制；同時(shí)由于利益關(guān)系復(fù)雜，供應(yīng)鏈企業(yè)不愿主動(dòng)公開(kāi)可能引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步限制了數(shù)據(jù)利用效率。

3 對(duì)策

3.1 增強(qiáng)傳感技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)中的適應(yīng)性與精準(zhǔn)度

為增強(qiáng)傳感技術(shù)在武漢市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中的適應(yīng)性與精準(zhǔn)度，從以下4個(gè)方面入手。1）研發(fā)新型復(fù)合傳感器，通過(guò)集成多種檢測(cè)原理擴(kuò)大單一傳感器的適用范圍。例如，在電化學(xué)生物傳感器基礎(chǔ)上增加特異性氣相色譜分離裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜基質(zhì)樣本中多類農(nóng)藥殘留的檢測(cè)，提升適應(yīng)性。2）構(gòu)建特征信息融合算法，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等綜合多種傳感信號(hào)，建立SAMPLE-SENSOR數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜樣本的精確判別。例如，水果蔬菜新鮮度評(píng)價(jià)可融合視覺(jué)特征、電子鼻氣味特征等，訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)模型后可準(zhǔn)確判定新鮮度等級(jí)。3）通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化樣本制備、智能環(huán)境控制等手段提升結(jié)果可靠性。近年來(lái)，武漢市農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)構(gòu)廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)加工水果提取液對(duì)免疫層析檢測(cè)試劑進(jìn)行校準(zhǔn)，有效控制了基質(zhì)差異對(duì)結(jié)果的影響。同時(shí)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)樣品處理與存放全過(guò)程溫濕度智能控制和記錄可追溯，保證結(jié)果的一致性。4）建立傳感數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)體系與質(zhì)控指標(biāo)對(duì)測(cè)試精度進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)異常可快速定位原因并校正，通過(guò)檢測(cè)間比對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行方法學(xué)評(píng)價(jià)和傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

3.2 提升現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與智能化

為提高武漢市農(nóng)產(chǎn)品安全快速檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化與智能化水平，從以下4個(gè)方面入手。1）建立標(biāo)準(zhǔn)化的樣品制備方法。研究不同基質(zhì)樣品的適宜前處理方式，規(guī)范操作流程，制定統(tǒng)一的樣品處理標(biāo)準(zhǔn)。以水果蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測(cè)為例，不同農(nóng)產(chǎn)品可開(kāi)發(fā)配套的標(biāo)準(zhǔn)提取液，并提供詳細(xì)的制備工藝流程，以有效減小基質(zhì)差異對(duì)結(jié)果的影響。2）構(gòu)建智能化檢測(cè)環(huán)境與過(guò)程控制系統(tǒng)。通過(guò)環(huán)境參數(shù)智能監(jiān)測(cè)與人機(jī)交互模式，保證檢測(cè)儀器工作在最適宜的狀態(tài)，測(cè)試結(jié)果更加可靠。以TL-310快速免疫層析檢測(cè)試劑盒為例，

在25 ℃±0.5 ℃、相對(duì)濕度60%±5%的環(huán)境條件下工作，測(cè)試前由操作人員通過(guò)人機(jī)界面確認(rèn)環(huán)境參數(shù)符合要求，測(cè)試過(guò)程由系統(tǒng)智能控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)檢測(cè)試劑盒性能，出現(xiàn)異常即報(bào)警提示并中止測(cè)試流程，避免數(shù)據(jù)異常[3]。3）建立統(tǒng)一的質(zhì)控和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)體系。選取代表性空白樣本、各濃度標(biāo)準(zhǔn)加入樣本及重復(fù)樣本，評(píng)定檢測(cè)方法的基本性能參數(shù)，建立質(zhì)控規(guī)則，實(shí)施日常質(zhì)量控制。同時(shí)，研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì)或質(zhì)控物，用于驗(yàn)證和校正方法，提升實(shí)驗(yàn)室間結(jié)果的可比性。4）構(gòu)建智能化結(jié)果判定系統(tǒng)。使用人工智能深度學(xué)習(xí)算法，基于大規(guī)模數(shù)據(jù)集，研發(fā)針對(duì)特定檢測(cè)技術(shù)和樣品類型的精準(zhǔn)結(jié)果判定模型，輔助檢測(cè)人員準(zhǔn)確判讀結(jié)果。

3.3 發(fā)展先進(jìn)化學(xué)分析技術(shù)及高效樣本處理流程

為提高武漢市農(nóng)產(chǎn)品安全檢測(cè)中化學(xué)分析技術(shù)的效能，需要重點(diǎn)發(fā)展先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)與工藝，建立樣本類型化和個(gè)性化的前處理方法。1）結(jié)合質(zhì)譜、紅外光譜等技術(shù)的多維檢測(cè)和成像平臺(tái)，全面提高分析能力和效率。例如，采用二維液相色譜技術(shù)與高分辨質(zhì)譜聯(lián)用的多殘留測(cè)定技術(shù)，在一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)完成對(duì)數(shù)十種不同類別農(nóng)藥的定性定量，大大縮短檢測(cè)時(shí)間。2）利用深紅外輻照、微波消解、超聲提取等新型輔助樣品處理技術(shù)，有效破壞復(fù)雜基質(zhì)，提高目標(biāo)物釋放效率。根據(jù)樣品特征匹配最佳的前處理工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化處理。3）構(gòu)建高效的樣品前處理自動(dòng)化流水線。通過(guò)功能模塊化設(shè)計(jì)，選配適宜的萃取、凈化裝置，針對(duì)不同檢測(cè)項(xiàng)目和樣本類型，快速組配流水線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理。4）建立樣本前處理質(zhì)量控制體系，監(jiān)測(cè)關(guān)鍵指標(biāo)以保障結(jié)果質(zhì)量。例如，萃取重復(fù)性、基質(zhì)效應(yīng)評(píng)價(jià)、萃取回收率檢測(cè)等，必要時(shí)采取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校正流程，使檢測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到質(zhì)量要求。這些措施的落實(shí)將推動(dòng)武漢市農(nóng)產(chǎn)品安全化學(xué)檢測(cè)水平的整體提高。

3.4 構(gòu)建完善的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)和開(kāi)放式數(shù)據(jù)平臺(tái)

為構(gòu)建完善的武漢市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系和數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，從以下4個(gè)方面著手。1）制定統(tǒng)一的質(zhì)量追溯數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間信息無(wú)縫對(duì)接。明確規(guī)范必錄內(nèi)容，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)詞庫(kù)，統(tǒng)一編碼規(guī)則，使各環(huán)節(jié)追溯數(shù)據(jù)可聚合，便于查詢與分析。可參照國(guó)際食品供應(yīng)商（International Food Supplier，IFS）標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際制定執(zhí)行細(xì)則。此外，利用射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）、二維碼等識(shí)別技術(shù)生成含標(biāo)準(zhǔn)格式信息的電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)快速讀取與上傳。2）完善信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，打通數(shù)據(jù)孤島。建立農(nóng)產(chǎn)品全供應(yīng)鏈及監(jiān)管部門數(shù)據(jù)連接共享機(jī)制，形成信息互通、資源開(kāi)放的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，為決策提供及時(shí)、準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持。目前，利用區(qū)塊鏈技術(shù)可有效解決追溯體系中的信任問(wèn)題與數(shù)據(jù)隔離問(wèn)題，值得推廣應(yīng)用[2]。3）建立開(kāi)放、透明的數(shù)據(jù)安全共享環(huán)境，增強(qiáng)供應(yīng)鏈各方信息共享意愿。制定嚴(yán)格的數(shù)據(jù)管理制度，明確訪問(wèn)權(quán)限、使用規(guī)范等，保護(hù)商業(yè)敏感數(shù)據(jù)，同時(shí)積極引導(dǎo)企業(yè)開(kāi)放無(wú)害數(shù)據(jù)，鼓勵(lì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)公開(kāi)檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)庫(kù)。4）利用大數(shù)據(jù)與人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術(shù)深度開(kāi)發(fā)海量追溯數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。用多源異構(gòu)數(shù)據(jù)訓(xùn)練AI模型，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、事件關(guān)聯(lián)分析、決策優(yōu)化等，助力監(jiān)管部門精準(zhǔn)監(jiān)管。

4 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全是民生之本，也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。當(dāng)前，武漢市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)正處在快速發(fā)展的階段，傳感技術(shù)、快速檢測(cè)與信息化水平不斷提高，在保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全方面發(fā)揮著日益重要的作用。然而，檢測(cè)技術(shù)還面臨適應(yīng)性差、精準(zhǔn)度不足、信息共享成效低下等問(wèn)題與挑戰(zhàn)。未來(lái)，應(yīng)持續(xù)加大科技創(chuàng)新力度，推動(dòng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化與智能化，構(gòu)建統(tǒng)一高效的質(zhì)量追溯體系，建立開(kāi)放的檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用生態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 呂建平，徐建武，汪坤乾，等.武漢農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)體系現(xiàn)狀及對(duì)策[J].長(zhǎng)江蔬菜，2018（13）：3-6.

[2] 汪坤乾，鄧艷芹，倪楊帆，等.武漢市推進(jìn)食用農(nóng)產(chǎn)品合格證制度的現(xiàn)狀及對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2023（4）：160-163.

[3] 盧琪，楊德，薛淑靜.凍融循環(huán)對(duì)食用菌預(yù)制菌湯品質(zhì)的影響[J].食品工業(yè)科技，2023，45（1）：54-62.

[4] 盧琪，薛淑靜，楊德，等.不同加工方式對(duì)羊肚菌水提液鮮味及抗氧化性能的影響[J].食品工業(yè)科技，2022，43（15）：7.

[5] 宋世文，袁娜娜，宋曉儀，等.農(nóng)產(chǎn)品混合樣品中農(nóng)藥殘留的快速篩選定量檢測(cè)方法[J].農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全，2023（1）：81-88.

（責(zé)任編輯：張春雨）