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食品检验检测中残留农药快速检测方法研究

作者

陈映樵

绵阳市产品质量监督检验所 四川绵阳 621000

现代农业发展下,农药作为保障农作物产量的重要手段,被广泛应用于农业生产的各个环节。然而,农药的大量使用导致食品中农药残留问题日益严峻,成为威胁食品安全的关键因素。传统的农药残留检测方法,如气相色谱 - 质谱联用技术(GC-MS)、液相色谱 - 质谱联用技术(LC-MS)等,虽具有高准确性和高灵敏度的优势,但存在操作流程复杂、检测周期长、仪器设备昂贵且需专业技术人员操作等弊端,难以满足当前快速、大量的食品检测需求。因此,开发快速、准确、便捷且成本低廉的残留农药快速检测方法,对保障公众健康、提升食品质量安全监管效能、促进农产品贸易发展以及推动农业可持续发展意义深远[1]。

一、酶抑制法

1. 原理

酶抑制法的原理基于有机磷和氨基甲酸酯类农药对乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的抑制作用。在正常情况下,AChE 能够催化乙酰胆碱水解为胆碱和乙酸,而当有机磷或氨基甲酸酯类农药存在时,它们会与 AChE 的活性中心结合,使酶的活性受到抑制,从而导致乙酰胆碱的水解反应速率降低。通过检测酶活性的变化程度,就可以间接推断出样品中农药残留的含量 [2]。

2. 特点

该方法操作简便、快速且成本低,无需复杂仪器,适合现场及基层检测,还能同时检测多种有机磷和氨基甲酸酯类农药,具广谱性。但它仅能检测对AChE 有抑制作用的这两类农药,不同来源酶的敏感性有差异,其活性易受温度、pH 值等环境因素影响,导致结果准确性和重复性差,且样品中天然物质可能干扰酶活性,造成假阳性。

3. 应用范围

酶抑制法广泛应用于蔬菜、水果、粮食等农产品中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留的快速筛查。在农产品生产基地、农贸市场、超市等场所,通过使用便携式的酶抑制法农药残留检测仪,可以快速对大量农产品进行检测,及时发现农药残留超标的产品,防止其流入市场。

二、免疫分析法

1. 原理

免疫分析法是利用抗原与抗体之间的特异性结合反应来检测农药残留。将农药作为抗原,免疫动物制备特异性抗体,然后利用抗原抗体反应的高度特异性,通过检测样品中抗原(农药)与抗体结合的情况,来确定样品中农药的含量。免疫分析法主要包括酶联免疫吸附测定法(ELISA)、胶体金免疫层析法、荧光免疫分析法等。

2. 特点

免疫分析法具有灵敏度高、特异性强、操作简便、检测速度快等优点。其中,ELISA 法可以实现自动化检测,一次可同时检测多个样品,适用于大规模检测;胶体金免疫层析法以其直观、快速的特点,特别适合现场快速检测,无需特殊仪器设备,操作人员只需通过观察试纸条上的显色条带即可判断结果。然而,免疫分析法抗体的制备过程复杂,成本较高,且抗体的稳定性和有效期有限。免疫分析法还可能出现交叉反应,即对结构相似的农药或其他物质产生假阳性结果,影响检测结果的准确性。

3. 应用范围

免疫分析法在食品中农药残留检测领域得到了广泛应用,可用于检测蔬菜、水果、肉类、蛋类、乳制品等多种食品中的农药残留。例如,在茶叶农药残留检测中,ELISA 法和胶体金免疫层析法被广泛应用,能够快速准确地检测出茶叶中的多种农药残留,如有机氯农药、有机磷农药、拟除虫菊酯类农药等。在肉类和蛋类食品中,免疫分析法也可用于检测兽药残留和饲料添加剂残留,保障畜禽产品的质量安全。

三、光谱分析法

1. 原理

光谱分析法基于物质对不同波长光的吸收、发射或散射特性检测农药残留。常见方法有紫外 - 可见分光光度法(测农药对特定光的吸光度定含量)、荧光光谱法(通过农药受激发的荧光强度定量)、拉曼光谱法(基于拉曼散射效应,分析散射光频率和强度获取分子结构信息以检测)。这些方法通过光与物质的相互作用实现农药残留检测。

2. 特点

光谱分析法具有快速、无损、灵敏度较高等优点。与其他方法相比,光谱分析法不需要对样品进行复杂的前处理,可直接对样品进行检测,减少了样品处理过程中的误差和污染。此外,光谱分析法可以实现多组分同时检测,通过分析光谱特征峰,能够同时确定样品中多种农药的残留情况。但光谱分析法的光谱信号容易受到样品中其他成分的干扰,导致检测结果的准确性受到影响。还有一些农药的光谱特征不明显,需要采用特殊的技术手段来增强光谱信号,提高检测灵敏度。

3. 应用范围

紫外 - 可见分光光度法常用于检测食品中的有机磷、氨基甲酸酯类等农药残留,具有设备简单、操作方便等优点;荧光光谱法可用于检测一些具有荧光特性的农药,如多环芳烃类农药等;拉曼光谱法近年来在食品农药残留检测领域发展迅速,可用于检测水果、蔬菜、谷物等食品中的多种农药残留,尤其在现场快速检测方面具有较大优势。例如,利用便携式拉曼光谱仪可以在田间地头或农贸市场对农产品进行快速检测,及时发现农药残留超标问题。

四、化学显色法

1. 原理

化学显色法是利用农药与特定化学试剂发生反应产生颜色变化,以此判断食品中是否含有残留农药。不同农药与不同试剂反应呈现不同颜色,通过观察颜色变化可初步确定农药种类和含量。操作时,先将待测食品样品粉碎、匀浆处理,使其均匀,再加入合适的提取剂(如有机溶剂、缓冲溶液等)提取农药,最后将提取液与特定化学试剂混合,观察颜色变化判断结果。 该方法操作便捷,无需精密仪器设备,操作流程简单易懂,检测人员容易掌握。成本低廉,适合大规模食品农药残留检测,且能快速得到检测结果反馈 [3]。

2. 特点

该方法操作便捷,无需精密仪器设备,操作流程简单易懂,检测人员容易掌握。成本低廉,适合大规模食品农药残留检测,且能快速得到检测结果反馈。但化学显色法准确性有待提高,只能初步判断农药种类和含量,需进一步检测确认。同时,易受样品中其他物质干扰,且仅能检测特定农药,无法检测所有农药。

3. 应用范围

化学显色法适用于食品生产企业、农产品种植基地等场所,可对大规模食品样品进行农药残留初步筛查,快速找出问题样品。基层检测机构因资源和设备有限,其简便的操作能使其对当地食品进行初步检测。该方法还可与色谱法等更精确的检测方法结合,先通过化学显色法初筛大量样品,再用精确方法对初筛有问题的样品进一步确认,构建综合检测体系保障食品安全。

结束语

随着人们对食品安全要求的不断提高,食品中残留农药的快速检测技术在保障公众健康方面发挥着越来越重要的作用。目前,酶抑制法、免疫分析法、光谱分析法和化学显色法,各自具有独特的优势和局限性。在实际应用中,应根据检测目的、样品类型、检测环境等因素,选择合适的检测方法或多种方法联用,以提高检测结果的准确性和可靠性。

参考文献:

[1] 郑晶鑫. 食品检验检测中残留农药快速检测方法研究[J]. 食品安全导刊 ,2024(19):132-135.

[2] 马斌 . 食品检验检测中的残留农药快速检测方法研究 [J]. 现代食品 ,2024,30(2):126-128.

[3] 夏晓丽, 杨晓敏, 孔丽. 食品检验检测中的残留农药快速检测方法研究 [J]. 食品安全导刊 ,2024(18):160-162.