李暢
摘 要:綜述了近年來(lái)在植物性食品中農(nóng)藥殘留分析技術(shù)中廣泛應(yīng)用的氣相色譜法、液相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法、液質(zhì)聯(lián)用法、安培檢測(cè)法和免疫分析技術(shù)等幾種分析檢測(cè)技術(shù),并展望了植物性食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞:植物性食品;農(nóng)藥殘留;檢測(cè)技術(shù);研究進(jìn)展
中圖分類號(hào) Q949 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2013)08-127-03
農(nóng)藥殘留(Pesticide residues)是農(nóng)藥使用后一個(gè)時(shí)期內(nèi)沒(méi)有被分解而殘留于生物體、收獲物、土壤、水體、大氣中的微量農(nóng)藥原體、有毒代謝物、降解物和雜質(zhì)的總稱[1-2]。農(nóng)藥殘留問(wèn)題是隨著農(nóng)藥大量生產(chǎn)和廣泛使用而產(chǎn)生的。第二次世界大戰(zhàn)以前,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的農(nóng)藥主要是含砷汞或含硫、鉛、銅等的無(wú)機(jī)物,其代謝產(chǎn)物砷、汞等最終無(wú)法降解而殘存于環(huán)境和植物體中。隨著時(shí)代的發(fā)展,越來(lái)越多的農(nóng)藥新品種開(kāi)發(fā)出來(lái)并廣泛使用,農(nóng)藥尤其是有機(jī)農(nóng)藥的大量施用,造成嚴(yán)重的農(nóng)藥污染,對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅[3-4]。我國(guó)已制定的一些農(nóng)副產(chǎn)品中的農(nóng)藥最高殘留限量值,如《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》(GB 2763-2012)[5]規(guī)定了322種農(nóng)藥2293項(xiàng)最大殘留限量。研究植物性食品中農(nóng)藥殘留問(wèn)題對(duì)于減少農(nóng)藥使用量,提高我國(guó)植物性食品的質(zhì)量,應(yīng)對(duì)國(guó)際貿(mào)易壁壘,提升我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的現(xiàn)實(shí)和理論意義。
本文就近年來(lái)在植物性食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)領(lǐng)域快速發(fā)展的檢測(cè)方法,包括氣相色譜法、液相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法、液質(zhì)聯(lián)用法、安培檢測(cè)法和免疫分析技術(shù)等作了綜述,并展望了農(nóng)藥殘留檢測(cè)的發(fā)展方向。
1 食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)
1.1 氣相色譜法 氣相色譜法的分離原理是利用要分離的諸組分在流動(dòng)相和固定相兩相間的分配有不同的分配系數(shù),當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),組分在兩相間的分配反復(fù)進(jìn)行數(shù)百次到數(shù)千次,最后使這些組分得到徹底分離并且檢測(cè)的目的。氣相色譜法是具有高靈敏度、高選擇性、高效能、速度快、應(yīng)用范圍廣、所需試樣量少等優(yōu)點(diǎn),所以氣相色譜法是用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)最廣泛的方法之一。
我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.20-2003對(duì)食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的測(cè)定[6],就是規(guī)定應(yīng)用氣相色譜法,火焰光度檢測(cè)器(FPD)來(lái)檢測(cè)水果、谷物、蔬菜中的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量,一次可以檢出16種有機(jī)磷農(nóng)殘。
周曉龍采用氣相色譜法測(cè)定了蔬菜中百菌清、甲氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯的殘留量。通過(guò)對(duì)芹菜進(jìn)行添加回收率試驗(yàn),結(jié)果表明此方法前處理簡(jiǎn)單、易操作,回收率在81.4%~112.8%,變異系數(shù)(RSD)為2.04%~9.32%,最低檢測(cè)濃度為0.38~0.73μg/kg[7]。
王建華等人創(chuàng)立了含硫蔬菜(洋蔥、大蒜、青蔥、韭菜等)中有機(jī)磷、有機(jī)氯和擬除蟲(chóng)菊酯多類農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法,采用微波爐處理樣品40 s滅酶活性,然后采用乙腈均質(zhì)提取,固相萃取柱凈化,用氣相色譜-電子俘獲檢測(cè)器(ECD)及火焰光度檢測(cè)器檢測(cè)。該方法檢測(cè)限低,靈敏度高,能夠滿足檢測(cè)要求[8]。
1.2 液相色譜法 高效液相色譜法有“四高一廣”的特點(diǎn):高壓、高速、高效、高靈敏度、應(yīng)用范圍廣,高效液相色譜更適宜于分離、分析高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、有生理活性及相對(duì)分子量比較大的物質(zhì)。在農(nóng)殘檢測(cè)領(lǐng)域,液相檢測(cè)方法檢出限比氣相高,不如氣相靈敏,所以常用來(lái)分析熱穩(wěn)定性差、易分解的農(nóng)藥。
我國(guó)的進(jìn)出口標(biāo)準(zhǔn)SN/T 1753-2006進(jìn)出口濃縮果汁中噻菌靈、多菌靈殘留量的檢測(cè)方法[9]就是利用高效液相色譜、二極管陣列檢測(cè)器(DAD)檢測(cè)的。
林維宣等人研究了用高效液相色譜-紫外檢測(cè)器方法同時(shí)檢測(cè)大米中8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥(殺線威、滅多威、涕滅威、抗芽威、殘殺威、苯惡威、西維因、仲丁威)的殘留量,研究結(jié)果表明用丙酮作為提取劑,用florisil和C18固相萃取凈化柱雙柱凈化樣品,簡(jiǎn)化了凈化操作,且提高了檢測(cè)靈敏度[10]。
1.3 氣質(zhì)聯(lián)用法 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)既具有氣相色譜高分辨率,又具有質(zhì)譜檢測(cè)高靈敏度優(yōu)點(diǎn),可同時(shí)準(zhǔn)確快速地測(cè)定樣品中多種農(nóng)藥殘留,已經(jīng)被許多國(guó)家開(kāi)發(fā)并應(yīng)用在農(nóng)藥殘留檢測(cè)領(lǐng)域。
吳巖等以V(乙腈)∶V(水)=4:1為提取劑,經(jīng)高速勻漿方法提取,提取液以ENVI-18固相萃取柱凈化,除去樣品中大部分的脂肪和甾醇等干擾基質(zhì),再經(jīng)在線凝膠滲透色譜-氣相色譜/質(zhì)譜(GPC-GC/MS)分析,加標(biāo)水平為0.05mg/kg時(shí),大部分農(nóng)藥的回收率為65%~120%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于15%,44種農(nóng)藥的檢出限為0.002~0.05mg/kg[11]。
郭嵐等人創(chuàng)立了一種可同步測(cè)定食用植物油中4種類型共29種農(nóng)藥殘留的分析方法,樣品用凝膠滲透色譜提取凈化,然后用自動(dòng)快速濃縮儀濃縮后直接用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)測(cè)定,其在0.05mg/kg、0.10mg/kg、0.20mg/kg 3個(gè)添加水平的平均回收率為82%~119%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.35%~10.2%,29種農(nóng)藥殘留分析方法檢出限和定量下限分別為0.1~10.0μg/kg和0.4~33.0μg/kg[12]。
王耀等人用乙腈為溶劑,樣品經(jīng)ASE萃取,提取液用凝膠滲透色譜除去脂類、蛋白質(zhì)和大部分的色素,再經(jīng)Carb/PSA小柱凈化;采用GC-MS定性分析、GC-FPD定量分析;加標(biāo)水平為0.05~0.20mg/kg時(shí),農(nóng)藥的回收率為64.5%~98.6%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.7%~14.7%。此方法的檢出限為0.6~9.0 μg/kg(以3倍性噪比計(jì)) [13]。
1.4 液質(zhì)聯(lián)用法 農(nóng)藥殘留分析多采用氣相色譜法和氣質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)方法,但是隨著農(nóng)藥種類的不斷增多,很多農(nóng)藥殘留不適用氣相色譜分析。近年來(lái),一些文獻(xiàn)報(bào)道了農(nóng)藥殘留利用液質(zhì)聯(lián)用分析的方法。液質(zhì)聯(lián)用(HPLC-MS)全稱叫液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用,分離系統(tǒng)為液相色譜,檢測(cè)系統(tǒng)為質(zhì)譜,樣品經(jīng)過(guò)分離并且離子化后,經(jīng)質(zhì)譜檢測(cè)器檢測(cè)得到質(zhì)譜圖,HPLC-MS可以分析氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)所不能分析的強(qiáng)極性、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定性的化合物。
柳菡等人創(chuàng)立了蔬菜中26種農(nóng)藥的反相高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜(LC-ESIMS/MS)檢測(cè)方法,樣品經(jīng)乙腈提取、濃縮、固相萃取凈化、經(jīng)過(guò)液質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)定,26種農(nóng)藥在5.0~200μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(r2>0.997);檢出限和定量限均為2.0μg/kg和5.0μg/kg;26種農(nóng)藥的回收率為70%~110%,精密度(RSD)均小于15%;該方法準(zhǔn)確、靈敏、簡(jiǎn)單,適用于蔬菜中26種農(nóng)藥殘留的同時(shí)測(cè)定[14]。
丁濤等人研究了高效液相色譜-柱后衍生熒光檢測(cè)和液質(zhì)聯(lián)用分別測(cè)定大米中14種和16種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的方法,樣品采用二氯甲烷和丙酮的混和溶劑提取后,用柱后衍生熒光檢測(cè)法、離子阱多級(jí)質(zhì)譜聯(lián)用法分別進(jìn)行了測(cè)定,并且比較了兩種方法的適用性;柱后衍生熒光檢測(cè)法檢出限為20~50μg/kg,離子阱多級(jí)質(zhì)譜聯(lián)用法檢出限為10~20μg/kg,添加平均回收率在70%~92%,RSD均低于12%[15]。
1.5 安培檢測(cè)法 安培檢測(cè)法是對(duì)可控電壓下樣品在電極表面發(fā)生氧化或者還原反應(yīng)產(chǎn)生的電解電流進(jìn)行檢測(cè)的方法[16]。安培檢測(cè)法,具有較高的靈敏性,因此,安培檢測(cè)法多年來(lái)已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、藥物學(xué)以及食品科學(xué)領(lǐng)域,成為分析化學(xué)中最具前景的研究領(lǐng)域之一。洪琴對(duì)幾種氨基甲酸酯農(nóng)藥的水解行為和電化學(xué)響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究,并且建立了5種氨基甲酸酯農(nóng)藥的毛細(xì)管電泳-安培檢測(cè)法分離測(cè)定體系,為分析食品中氨基甲酸酯類農(nóng)殘?zhí)峁┝艘环N快速、簡(jiǎn)單、高效、靈敏度高的新方法[17]。費(fèi)新平等采用高效毛細(xì)管電泳-安培檢測(cè)法對(duì)農(nóng)藥甲基對(duì)硫磷、對(duì)硫磷、西維因和速滅威水解產(chǎn)物酚類進(jìn)行了測(cè)定研究,在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,標(biāo)準(zhǔn)樣品15min內(nèi)實(shí)現(xiàn)了基線分離,線性范圍為0.05~10mg/L,測(cè)定檢出限為:間-甲酚為0.04mg/L,α-萘酚為0.02 mg/L,對(duì)硝基苯酚為0.03mg/L;對(duì)硫磷、速滅威和西維因回收率分別為91%、94%和101%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.3%、2.5%和2.2%(n=6) [18]。王建華等人報(bào)道了用液相色譜法測(cè)定微量氨基甲酸酯農(nóng)藥的方法,氨基甲酸酯先在堿性條件下水解,生成的酚用液相色譜安培法測(cè)定,研究了最優(yōu)色譜條件。該法簡(jiǎn)單、快速、靈敏,已應(yīng)用于測(cè)定大米中克百威、西維因、異丙威和甲硫磷4種氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留量[19]。
1.6 免疫分析法 免疫分析法是一種利用抗原-抗體特異性識(shí)別與結(jié)合反應(yīng)對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析的技術(shù)。免疫分析方法種類較多,按標(biāo)記技術(shù)的不同分為酶標(biāo)記免疫分析、熒光標(biāo)記免疫分析和化學(xué)發(fā)光免疫分析、生物發(fā)光免疫分析等,應(yīng)用比較多的是酶聯(lián)免疫分析法[20]。免疫分析技術(shù)具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便快速、測(cè)試費(fèi)用低等特點(diǎn),近年來(lái)得到了迅速的發(fā)展。
1.7 其他檢測(cè)方法 鄭義華等人采用酶抑制方法研制了一種適合農(nóng)藥殘留現(xiàn)場(chǎng)速測(cè)的量熱檢測(cè)儀器,該儀器主要由流動(dòng)注射分析系統(tǒng)、半導(dǎo)體恒溫器、固定化酶反應(yīng)柱、量熱傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊組成,制成的儀器中半導(dǎo)體恒溫器的控溫精度為±0.1K,量熱傳感器的靈敏度為2mV/K,檢測(cè)儀的空白響應(yīng)為10mV,在1mg/kg敵敵畏時(shí),得到29%~36%的相對(duì)抑制率,而且樣品能夠在5min完成測(cè)試,快速方便使用,并且儀器可以自動(dòng)處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)[21]。
許鶴利用熒光光譜技術(shù)的理論,設(shè)計(jì)了農(nóng)藥殘留檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠抵抗來(lái)自環(huán)境的干擾,可保持自身穩(wěn)定性,能夠經(jīng)受振動(dòng)、噪聲、潮濕等影響,且儀器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)[22]。
劉暢等速檢測(cè)果蔬中的農(nóng)藥殘留,研制基于酶抑制法的農(nóng)藥殘留速測(cè)試紙。該試紙以鴨血漿膽堿酯酶為檢測(cè)用酶,2,6-二氯靛酚乙酸酯為底物。用該法檢測(cè)只需13min,對(duì)敵敵畏的敏感性最強(qiáng),對(duì)甲胺磷的敏感性較差,對(duì)幾種常見(jiàn)的有機(jī)磷及氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢出限在0.001~6mg/kg[23]。
2 前景和展望
我國(guó)人口眾多,而且是糧食生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),在作物生長(zhǎng)過(guò)程中農(nóng)藥的使用非常廣泛,產(chǎn)品農(nóng)藥殘留問(wèn)題不容小視,今后應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)農(nóng)藥污染源頭的治理,多研發(fā)低毒性、易分解的生物農(nóng)藥,減少高毒性、高殘留的化學(xué)農(nóng)藥的使用。我國(guó)農(nóng)藥殘留的分析技術(shù)雖然起步較晚且利用傳統(tǒng)分析方法較多,但是隨著時(shí)代的發(fā)展,我國(guó)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)有了很大的提高,氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法等檢測(cè)方法得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。在農(nóng)殘檢測(cè)工作中減少人為誤差,提高檢測(cè)速度和精度,避免假陽(yáng)性的出現(xiàn)是今后農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法研究的重點(diǎn)。多發(fā)展快速、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)技術(shù),把農(nóng)藥殘留檢測(cè)提到食品生產(chǎn)的源頭,確保人民的身體健康和生命安全。此外,應(yīng)該多借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù),修改我國(guó)現(xiàn)有的農(nóng)藥檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn),以利于在國(guó)際貿(mào)易中克服技術(shù)壁壘問(wèn)題。
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(責(zé)編:陶學(xué)軍)