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农药残留快速检测方法在农产品质量安全监管中的应用

学术期刊发表网 位置:农业论文 时间:2022-04-08 08:45 (12)

摘要:摘 要:农药残留快速检测技术是一项重要的食品安全检测方法,通过对农产品中的农药残留含量进行快速、高效的检测,避免农残超标产品流入市场,对预防食品中毒事件及农业产业的健康发

  摘 要:农药残留快速检测技术是一项重要的食品安全检测方法,通过对农产品中的农药残留含量进行快速、高效的检测,避免农残超标产品流入市场,对预防食品中毒事件及农业产业的健康发展具有重要意义。本文对农药残留快速检测技术特点、方法及其在农产品质量安全监管中存在的问题进行探析,并提出针对性改善建议,希望为相关工作者提供参考依据。

  关键词:农药残留;快速检测方法;农产品质量;安全监管

农药残留快速检测方法在农产品质量安全监管中的应用

  1 农药残留快速检测特点

  农药残留快速检测技术能在较短时间内快速出具检验结果。一般来讲,检测时包括抽查样品的制备时间在内,能在2h内完成检测并出具结果的,就可作为实验室快速检测方法。如果将该种检测方法应用于现场,并能在0.5h内出具结果,则可视为现场快速检测方法。快速检测技术是一种日常检查监管手段,对环境的要求不高,设备便于携带,样品制备过程简单,试剂和试材消耗量较小,现场操作较方便;检测方法灵活,检测周期较短,可实时实地对农产品产中、售前、售中进行检测,并迅速出具结果,在产品流入市场之前把好质量关;能在短时间内对大量样品进行检测及定性筛查;大部分农产品主要以生鲜销售,其价格惠民,快速检测仪器及检测试剂单价较低,便于维护与运行,能有效节约成本;可应用于大型活动食品安全保障及应急事件处理中。

  2 农药残留检测方法

  2.1 酶传感器

  酶抑制法是一种成熟的检测方法,其检测原理源于昆虫毒理学,主要利用有机磷与、氨基甲酸酯类农药对蔬菜、水果中存在的某些酶产生的抑制作用,通过酶促底物反应中的显色程度对蔬果中含有的农药残留进行确定。酶抑制法日常操作较为简单,无需复杂高超的技术要求,便于在基层推广应用。但该种检测方法也存在一定的缺点,只能对蔬果中有机磷和氨基甲酸酯类农药进行定性检测,无法确切识别残留的具体农药种类及残留含量。此外,检测使用的酶源、显色剂、底物具有一定的特异性,受到的条件限制较多,容易受农产品内容物感染,出现假阳性或假阴性结果。因此,该方法主要应用于农残普查、预防农残引起的急性中毒,其重复性、灵敏度及回收率还有待提高。

  2.2 免疫分析法

  免疫分析法于1986年由Centeno提出,是基于蛋白抗原和抗体之间,或者小分子半抗原和抗体之间的特异性的反应分析法[1]。对于小分子量的农药,只有将其与大分子蛋白质载体相互结合制成人工抗原,才能刺激机体免疫系统进而产生相应抗体。该检测方法的关键在于需要制备相应的农药抗原与农药抗体。免疫分析法包括酶联免疫吸附分析(ELISA)、放射免疫分析(RIA)、荧光免疫分析(FIA)、化学发光免疫分析(CLIA)等。在基层农药残留检测中最为常用的为ELISA检测法。ELISA检测法包括芬普尼、嘧霉胺、苯并咪唑和咪唑类化合物等。免疫分析法在实际农药残留检测中应用最为广泛,但也难免存在一定的局限性,其制备农药抗体时难度较大,开发费用也较高,只适用于单一种类产品的农药残留检测,不适用于多残留的分析,且需要首先建立相应的农药残留免疫快速检测方法标准。

  2.3 生物传感器法

  生物传感器检测法于1985年由Tran-minh首次引入农药残留分析领域,应用酶生物传感器对有机磷和氨基甲酸酯进行测定[2]。生物传感器生物识别元件包括酶、抗体、微生物、核酸适配体等,换能元件包括光学、电化学、量热式、压电式等。不同的生物识别元件与换能元件进行不同次序的组合能形成不同的生物传感器类型。常用的生物识别元件包括酶传感器、适配体传感器、免疫传感器、微生物传感器。生物传感器能在复杂基质中进行高特异性实时分析,其灵敏度高,样品不需要预先处理,操作相对简单,仪器自动化程度较高,技术优势明显,能很好地解决传统色谱法测定农药中所遇到的大部分问题。

  2.4 光谱分析法

  光谱分析法原理是利用农药分子结构的光谱特性,结合化学计量学方法对农产品中农药残留量加以鉴别。该种检测方法不需要检测试剂,也无需对样品进行处理。常见的光谱有红外(IR)、可见/近红外(Vis/NIR)、拉曼光谱(RS)、激光诱导击穿光谱(LIBS)等。Vis/NIR是一种无损坏检测技术,其成本较低,且操作简便快捷,无损无污染,多应用于水果生鲜等农产品品质、安全定向及定量检测中。

  2.5 纳米生物技术

  随着纳米技术的发展,量子点(QDs)、金纳米粒子(AuNPs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)等纳米材料的生物学特性及物理学特性逐渐被应用到农残快速检测试验中。QDs荧光标记技术目前已被广泛应用于农药残留检测领域,是一种在三个空间方向上将激子、导带电子、价带空穴加以束缚的半导体纳米结构。AuNPs的光学特性不仅与其尺寸大小、形状、包覆剂及介质折射率有关,还会受到其聚集形态的影响,在盐的作用下很容易聚集发生等离子体共振耦合现象,颜色会逐渐由红色转变为蓝色。MWCNTs表面化学性能强大,常备应用于农残快速检测的分散固相萃取操作中。

  2.6 分子印迹技术

  分子印迹技术是一种依据抗体免疫分析原理形成的单分子识别技术。通过分子印迹技术可合成分子印迹聚合物,其特异性能对特定的目标分子加以识别,并出现选择性吸附现象,在食品检测工作中应用潜力较大。分子印迹聚合物在农残检测领域中主要用于模拟抗体单一农残检测,或将其作为固相萃取剂对样品进行预处理。

  2.7 微流控技术

  微流控最早于20世纪90年代被Manz提出,是一种使用微管道操纵或处理微小流体的系统,也被称为芯片实验室或微全分析系统。晶体硅、高分子聚合物材料、玻璃、纸芯片等是制成微流控芯片的主要材料。微机电系统技术广泛应用在微流控芯片的加工制作中。为实现检测过程自动化,有学者将微流控技术与酶抑制法相结合,检测土壤与蔬菜中的农药成分。微流控芯片与生物传感器相结合用于农残快速检测的相关试验,是当前检测领域热点讨论话题之一[3]。

  3 快速检测在实际应用中存在的问题

  3.1 检验范围窄

  目前,基层农产品农残检测方法多采用酶抑制法,通常用于检测农产品中有机磷和氨基甲酸之类农药残留的整体情况,检测有机氯类、三唑类、拟除虫菊酯类等农药残留时精确度相对较低,容易造成“误检”情况。检验范围相对较窄,如检测结果为阳性,一般还需要经过气相色谱法进行重复检测验证。

  3.2 试剂质量参差不齐

  市场上用于农残检测的试剂较多,质量参差不齐。在农产品农药残留快速检测工作中,经常存在部分检测试剂质量与有效性不达标的情况,容易对检测结果产生影响,导致检测结果出现偏差,一旦这些不合格农产品流入市场,则会造成一定的食品安全隐患。

  3.3 农药残留检测标准更新不及时

  《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》(GB2763)是我国统一规定的食品中农药最大残留限量的强制性国家标准。目前,我国农药残留快速检测方法及标准依照的是国家制定的《蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测》(GB/T5009.199-2003)标准和行业标准检测方法《蔬菜上有机磷和氨基甲酸酯类农药残毒快速检测方法》(NY/T448—2001)。但随着科学技术的不断发展,用于农药残留的快速检测技术不断被研究并在基层广泛应用,各种先进的检测仪器及检测试剂的检测精准率也在不断提升。2021年,我国已将农产品中农药残留限量标准进行修订,2021版GB2763规定了大概376种(类)食品中的564种农药共10092项残留限量标准,全面囊括了我国批准使用的农药种类及主要植物源性农产品,切实完成了国务院批准的《加快完善我国农药残留标准体系的工作方案》中规定的“十三五”末1万项的目标与任务,农药种类、限量标准数量是国际食品法典委员会(CAC)制定的相关标准的近2倍。因此,相关部门需要对现有的2项检测标准进行及时更新与修订,以适应最新限量标准2021版GB2763的要求。

  3.4 结果缺乏法律效力

  农产品农药残留检验机构只有经过国家计量认证、资质认定合格后方可向社会出具具有法律效力的检测报告。目前来看,各地区基层检测室多应用速测设备,主要用于农产品产地、企业主体、市场自我检测的依据,但无法作为准入和准出的依据,缺乏法律效力。

  4 农残快速检测技术应用的改善建议

  4.1 健全基层快速检测体系及监测机制

  结合时代发展要求,要建立健全快速检测技术应用过程及相关的控制体系。在农残检测技术应用过程中,需要加大控制方面的专业理论知识与丰富实践经验的有效整合,建立这类技术应用过程方面的控制体系,并不断结合实际进行改善。完善县、乡、企的三级监测机制,县级农产品质量安全机构需要获取农产品检验检测资质证明的同时,要强化对乡镇检测工作的合理指导,配备必要的乡镇农产品监测站点,落实基层农村农产品的网络化监管工作;县级农业行政主管部门要加强组织、领导基层农产品质量安全监管工作,为其提供必要的资金、资源的支持,解决其实际困难;各乡镇农民专业合作社、资金雄厚的农业企业、农贸市场及超市等,要积极提高自检意识与检测水平,增强企业在市场经济中的竞争力,确保基层农产品质量安全监管工作的顺利开展;全方位进行农产品农药残留检测,落实农产品市场准入制度,杜绝不合格农产品流入市场,切实保障群众食品安全。另外,县级农产品质量安全监督管理部门要注重辖区内检测资源的有效整合,以部门专业检测人员为依托,合理划分部门职责,避免发生重复工作与重复投入的现象,建立检测联合工作机制。加强检测部门之间的横向协调,并建立监管部门与检测部门之间的纵向沟通,各部门检测数据要及时录入进行传输,实现资源共享,有效整合科学监管网络与相关技术的支持。

  4.2 引进先进设备并加强人才培养

  为提高基层农残检测技术整体水平,地方农业部门要加大资金投入,建设或改建检测实验室,购置先进的检测仪器设备和检测试剂等,提高硬件实力。对检测人员进行专业的检测技术培训,扩大具备专业素养的检测队伍,不断升工作人员的专业技能及整体素养,使农残快速检测操作更加规范,减少人为因素对检测效果的影响。工作人员要与时俱进,学习信息化技术,优化检测信息平台,提高信息资源的整合利用率,通过网络服务机器储存、汇总分析、更新、上报检测数据,实现农残检测数据信息网络化和智能化管理,提高查阅、调档等工作效率。同时,应给予农残快速检测技术足够的重视,相关专业人员应积极进行研究成果的转化与有效利用,为提升检测水平提供更多科学支撑,丰富农残快速检测工作内容。

  4.3 制定新的标准和加强技术研究

  目前,基层农药残留快速检测技术及相关应用基本能满足相关部门日常监管的食品安全风险监测和问题样品的筛查,但农残快速检测方法的合法合规性、适用性等方面仍存在较大缺陷,对检测方法的使用及日常监测评价中的运用产生一定的限制。因此,行业与农业部门应尽快制定相关标准及规范对相关工作进行合理指导。财政部门应加大农残快速检测方面科研项目立项与资金的投入,加强拟除虫菊酯、有机氯、三唑类农药残留快速检测技术的研究,积极扩展农残快速检测范围。检测设备研究机构及生产企业要不断引进先进技术,根据我国实际情况研制生产出符合基层快速化、自动化、小型化的农残检测设备,推动农残快速检测技术的发展。

  4.4 从根源上解决农残超标问题

  使用假药、国家违禁药物、重复和过量使用农药等行为均是造成农产品农药残留超标的原因。解决这些问题一方面需要相关执法部门加大对农药市场的监管力度,杜绝违禁药及假药在市场中的流通,另一方面需要加快建设标准化体系,健全检验检测体系以及风险监测评估体系。要在地方积极创建无公害农产品生产示范基地及绿色食品生产基地,逐步形成大面积承包种植的局面。规定承包种植者在农产品生产中禁止使用国家违禁农药、剧毒和高度农药等,禁止在水源附近使用农药等,从根源上控制农药残留超标情况,切实提高农产品整体质量。

  5 结束语

  地方部门要重视检测工作,依照规范做好农产品的质量安全监管工作,加大农残快速检测技术的推广应用,加大投资,建设必要的实验室,购置先进的检测仪器设备,并加大对检测人员的专业培训力度,工作中落实监管责任,不断优化农药残留快速检测体系,加快建设监管机制步伐。各部门之间要确保协同合作,提高工作效率,加大对农药市场的监管与执法力度,从根源上解决农残超标问题,从源头上杜绝农产品质量问题,确保流入市场的农产品的质量安全。

  参考文献

  [1] 李升华.农药残留快速检测方法在农产品质量安全监管中的应用[J].食品安全导刊,2021(30):7-8,10.

  [2] 文明宇.农残快速检测技术及常见问题的解决方法[J].江西农业,2019(20):121,125.

  [3] 罗兰芳,袁正伟,彭芳芳,等.快速农残检测技术在基层农产品质量安全中的应用探讨[J].农家参谋,2019(9):52.

  作者:李 昱 李怡佳 程建宏

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