食品中农药残留前处理及检测技术研究进展

　　王馨瑜

　　（绿城农科检测技术有限公司，浙江杭州 310056）

　　摘　要：本文探讨农药残留前处理技术以及检测技术，旨在为农药残留检测技术的进一步研究与运用提供有益的参考，同时为我国食品安全事业贡献力量。

　　关键词：食品安全；农药残留；前处理技术；检测技术

　　随着我国农业产业化的持续加速，各类农药和肥料在农作物种植中大范围使用。然而，由于一些农户的安全意识不足，未能严格按照规范使用农药，导致一些农产品农药残留超标。如果人们食用了这些含有高农药的食物，可能会出现头晕等不适症状，严重时甚至可能导致昏迷、呕吐等中毒反应，对人们的健康和生命安全构成重大威胁。因此，农药残留检测技术的创新和监管力度的加强，对于确保食品安全尤为关键。

　　1　食品中农药残留前处理技术

　　农药残留检测是一项冗杂且具有挑战性的任务，通常依赖于多样化技术手段的综合应用。在检测过程中，不同的样本具备不同的理化特性，这要求实验人员运用预处理技术对样本中的农药残留进行提取、净化和提纯等步骤，以免影响后续农药残留分析工作。目前，国内外农药残留检测中普遍采用的预处理技术包括固相萃取技术、QuEChERS 法和凝胶渗透色谱法等。

　　1.1　固相萃取技术

　　固相萃取技术作为一种新兴的样品前处理手段，近年来得到了广泛的关注和应用。固相萃取技术主要用于杂质的分离、待测物的萃取纯化、减少样品中的基质干扰，进而提高后续检测方法的灵敏度。杨沈丽[1] 建立了一种固相萃取- 气相色谱质谱法测定水中联苯菊酯、溴氰菊酯、甲氰菊酯和丙烯菊酯4 种农药残留的分析方法，并在实验中对方法的固相萃取柱类型和洗脱溶剂进行了优化。结果表明，该方法操作简单，省时省力，适用于水中拟除虫菊酯类农药残留的分析。

　　1.2　QuEChERS 法

　　在众多用于蔬菜农药残留检测的前处理方法中，QuEChERS 法具有重要的作用。QuEChERS 法的原理是利用吸附材料与样品中杂质的相互作用来吸附并去除杂质，从而实现样品的净化。吸附剂在QuEChERS 法检测中扮演着至关重要的角色。随着材料科学的进步，已经开发出多种类型的吸附剂。在实际应用中，需根据具体条件选择合适的吸附剂。

　　1.3　凝胶渗透色谱法

　　凝胶渗透色谱法属于液相色谱的重要分支领域，已广泛应用于食品中农药残留的样品前处理。凝胶渗透色谱法主要有以下优势。①在色谱分析过程中，样品注入色谱柱后分离所需时间大幅缩短，从而减少了等待时间。②在进行检测时，检测对象在色谱中的保留时间较短，且色谱峰形尖锐，有助于设备的准确识别，提高了样品检测的效率。③该方法能高效净化高分子量杂质，确保了分析过程中的稳定性和高回收率。④此方法具有广泛的适用性，重复使用次数多，操作简便、难度低，自动化水平较高。

　　2　食品中农药残留检测技术

　　2.1　化学分析检测技术

　　2.1.1　光谱分析法

　　相较于传统的残留检测方法，光谱分析法以其简便的操作和便捷的检测流程而受到青睐。目前，在食品农药残留检测领域，常用的光谱分析法包括荧光光谱法、可见/ 近红外光谱法以及拉曼光谱法3 种。方芳等[2] 利用近红外光谱技术结合多变量分析算法验证菜籽油的掺伪。结果表明，方法的检测限为2.41 mg·kg-1，实现了食用油中掺伪现象的高精度快速检测。

　　2.1.2　气相色谱法

　　气相色谱法作为一种分离分析技术，在我国工业和农业等众多领域都具有广泛应用。气相色谱法具有以下显著优势。①分离效能卓越且分析迅速。例如，气相色谱法能在2 h 将汽油样本分解出超过200 个色谱峰，大多数样本分析则仅需20 min。②所需样本量小且检测灵敏度较高，如气体样本仅需1 mL，液体样本需0.1 μL，固体样本仅需几微克，且配合适当的检测器，能检测到含量极低的杂质。③具有较高的选择性，适用于分离和分析恒沸混合物、沸点接近的物质、特定同位素、顺反异构体以及邻、间、对位异构体和旋光异构体等物质。④应用范围广阔，虽然主要用于气体和易挥发有机物的分析，但在特定条件下也能用于高沸点物质和固体样本的分析。其主要应用领域涉及石油化工、环保、临床化学、药物研究以及食品产业等。然而，该技术也存在一定的局限性，如在定性分析中，通常需要通过比较已知物质或数据与色谱峰，或者与其他技术如质谱、光谱结合使用，才能得到确切的结论。而在定量分析过程中，常常需要对检测得出的信号使用已知纯样本进行校正。

　　2.1.3　液相色谱法

　　液相色谱法适用于大多数农药残留的分析，尤其是对于具有高沸点、强极性且不易挥发的农药的分析[3]。液相色谱法的工作原理是基于不同成分在流动相和固定相之间的性质差异，从而实现样品中各组分的分离。在食品安全检测领域，紫外可见吸收检测器和荧光检测器是常用的液相色谱检测器。荧光检测器因其较高的灵敏度而受到重视，但其适用范围有限，仅能用于能够产生荧光的食品检测。而紫外可见吸收检测器虽然灵敏度符合国内标准，且受外界因素如温度影响较小，应用范围广泛，但鉴于某些农药对紫外线的吸收能力不足，研究者通常将液相色谱与其他技术如质谱结合的方式进行农药残留检测工作。

　　2.1.4　色谱- 质谱联用法

　　色谱- 质谱联用法以其操作简便、精确度优良、灵敏度较高和选择性显著等优势，在蔬菜农药残留的定量检测中普遍应用。例如，气相色谱- 质谱联用法适用于检测分子量小、稳定性高、易挥发的化合物，通过比照已知的质谱图库，能快速实现样本的识别。液相色谱- 质谱联用法适用于分析极性较低、挥发性较差、热稳定性不佳以及分子量较大的化合物。陈丽娥等[4] 以芒果为研究样本，通过液相色谱-质谱联用技术对芒果中44 种农药及其代谢物残留量进行风险分析。结果表明，65.0% 的全果中检出农药残留。

　　2.2　生化分析检测技术

　　2.2.1　酶抑制法

　　酶抑制法是检测食品中农药残留的有效手段。该方法主要涉及有机磷水解酶法、植物酯酶抑制法以及胆碱酯酶抑制法等。酶抑制法在样品预处理上较为简便，因此具备快速检测的优势，非常适合对大量样品进行现场快速筛查。许爱霞等[5] 通过酶抑制法筛选出适合不同品种高原夏菜农药残留快速检测的试剂，提高了农药残留快速检测结果的准确性和权威性。张艳艳[6] 采用酶抑制法与气相色谱法对来自农贸市场的40 份蔬菜样本进行了对比分析。结果表明，酶抑制法与气相色谱法在检测蔬菜中有机磷农药残留方面的结果大致一致，适合基层食品安全监管机构进行蔬菜质量现场快速检测。酶抑制法是一种成本效益高、操作简便的农药残留检测手段，但其应用范围有限，主要适用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药。

　　2.2.2　生物传感器技术

　　随着生物医药、半导体、电子及纳米技术等领域的科研突破，生物传感器技术在农药残留检测中的应用日益广泛。生物传感器属于一种检测工具，能够将生物信息转换为可观测的电或光信号，具备快速分析的能力。在实际应用中，由于其具有高精度的特点，生物传感器技术为食品中农药残留的检测与定量分析提供了极大的方便。关桦楠等[7] 采用脂质体技术制备乙酰胆碱酯酶的微反应器，并以微反应器、壳聚糖和二氧化硅为基质，构建以多层纳米酶膜修饰电极为核心的有机磷农药残留快速检测酶电化学生物传感器。结果表明，此新型酶纳米生物传感器具有良好的灵敏度、重复性和选择性。相比于其他类型的检测技术，生物传感技术的操作方式相对简单，检测流程较为便捷，有效节约了农药残留检测的造价成本，生物传感器法是对传统农药残留检测分析方法的重要补充。

　　2.2.3　蛋白质组成分析技术

　　蛋白质组成分析技术作为目前农药残留检测技术中的先进分析检测方法，可以实现对食品中农药残留的基本性质和数量的有效检测[8]。同时，还可以区分多种类型的农药残留，测定各种农药的实际残留量。利用蛋白质组成分析技术可以对食品的安全性进行评价。以转基因食品检测为例，利用蛋白质组成分析技术可以探究外源因素，从而确认农药的实际情况。参照蛋白质的组成，可以准确判断食品中农药残留是否符合要求，从而为消费者的食品安全提供保障[9]。但是，该技术目前仍处于研究发展阶段，还未完全成熟，而且在实际农药残留检测工作中受外界因素影响较大，尚未被大范围使用。

　　3　食品中农药残留检测方法的应用趋势

　　目前，食品和农产品中的农药残留快速检测技术正逐步向微观层面深入，先进科技特别是分子生物学技术正逐步被应用于农药残留的快速检测领域[10]。欧盟已经开始采用复合检测技术[11]，如气相色谱与质谱相结合、气相液相色谱与多种质谱技术联合使用。这些方法显著提高了检测的准确性和检测范围。这些技术不仅大幅减少了操作时间和操作步骤，还能一次性识别样品中的多种农药残留，使检测结果更为精确。

　　目前我国农产品和食品的农药残留快速检测方法中，无论是生物检测技术、酶抑制法、免疫分析法还是化学检测法，都还存在较大的提升空间。未来，我国需要持续加强科技研究，及时突破技术难关和瓶颈，以促进农药快速残留检测技术的有效运用。

　　4　结语

　　本文主要对食品中农药残留前处理及检测技术进行了研究，对保障食品安全具有一定的意义。未来，在科技革新与进步的大背景下，食品检测行业需积极促进相关技术的创新与优化，灵活运用多样化的先进检测分析技术，推动食品农药残留检测技术向更高层次迈进。

　　参考文献

　　[1] 杨沈丽. 固相萃取- 气相色谱质谱法测定水中4 种拟除虫菊酯类农药[J]. 化学工程师,2021,35(12):27-29.

　　[2] 方芳, 王耀耀, 刘欣, 等. 基于近红外光谱技术的茶籽油掺伪定性鉴别和定量分析[J]. 中国粮油学报,2023,38(12):203-210.

　　[3] 王琪, 吕小兰, 王贵生. 蔬菜中农药残留检测前处理技术的研究进展[J]. 农业技术与装备,2017(1):47-48.

　　[4] 陈丽娥, 郭跃平, 董晓尉. 基于液相色谱- 质谱联用法检测芒果中44 种农药及其代谢物残留量的风险分析[J]. 农药科学与管理,2024,45(2):35-39.

　　[5] 许爱霞, 刘子斌, 宋小龙, 等. 不同品种高原夏菜中酶抑制法农药残留快速检测试剂筛选[J]. 甘肃农业,2019(8):99-101.

　　[6] 张艳艳. 蔬菜中农药残留酶抑制法快速检测与气相色谱法的比较研究[J]. 食品安全导刊,2022(5):105-107.

　　[7] 关桦楠, 韩博林, 龚德状, 等. 基于脂质体反应器的酶纳米生物传感器在敌敌畏快速检测中的应用[J]. 食品科学,2019,40(8):280-286.

　　[8] 任红燕, 杨晓琴, 王毅. 分析食品农残检测技术的现状及相关思考[J]. 现代食品,2020(24):77-78.

　　[9] 杜韵璇. 植物源性食品中农药残留的测定探究[J].现代食品,2020(24):174-176.

　　[10] 李先江. 食品中农残检测用噻虫嗪系列标准物质研制[EB/OL].(2024-11-02)[2024-12-10].https://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGSP202411001015.htm.

　　[11] 徐楚. 农残速测技术在基层农产品质量安全检测中的应用[J]. 品牌与标准化,2024(6):139-141.