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农产品农药残留检前处理分析

2023-07-17杨智会

种子科技 2023年10期
关键词:农药残留农产品

摘    要:随着农业的不断发展,我国农产品的产量和种类也在不断增加。在种植农产品的过程中,为了防止其出现病虫害,需要喷洒杀虫剂、杀菌剂等含有化学成分的农药。使用大量农药不但会污染环境,还会影响农产品质量,甚至威胁人们的身体健康。在销售前,应当对农产品进行农药残留检测,防止农药残留量大的农产品流入市场,危害消费者安全。文章分析和论述了农产品农药残留检前处理技术,研究了促进农产品农药残留检前处理技术发展的途径,为相关人员提供参考。

关键词:农产品;农药残留;检前处理

文章编号:1005-2690(2023)10-0127-03       中国图书分类号:S481       文献标志码:B

作者简介:杨智会(1991—),男,土家族,贵州铜仁人,本科,助理农艺师,研究方向为农产品质量安全检验检测及“三品一标”认证。

农药残留主要是指在农业生产中使用农药后,农药成分在一段时间内并没有挥发或分解,仍然存在于土壤、水源、气体或是农作物的表面。随着我国农业种植面积的不断扩大和种植品种的不断增多,农作物病虫害的种类也越来越多。为解决病虫害,就需要不断增加农药种类。随着社会经济的发展和生活水平不断提高,人们对食品安全问题愈加重视。一旦农产品农药残留量超标,则会不被消费者认可,同时会影响我国农产品出口贸易,大大阻碍我国经济发展。为了保证农产品质量安全,要实时检测和监控农产品中的农药残留量,引入先进检测技术,创新农药残留检测和处理方法。

1 农产品农药残留检前处理技术

1.1 固相萃取技术

固相萃取技术(SPE)主要是借助固体吸附剂吸附檢测样品中的农药残留物质,将其与样品的基体与易产生检测干扰的化合物分离,再使用洗脱液或以加热的方式解除其吸附性,以分离出目标化合物的技术。与流体萃取相比,固相萃取并不需要使用大量不互溶的溶剂,因此在萃取过程中也不会出现乳化的情况。由于固相萃取使用的吸附剂吸附效果较强,降低了溶剂的使用量,不但能减少其萃取流程,还能节省支出费用。固相萃取需要花费的时间是流体萃取时间的1/2,而其花费的资金是流体萃取的1/5,可见其高效性和节约性[1]。

1.1.1 固相萃取小柱

固相萃取小柱就是一根直径为几毫米的柱状物,小柱内部填充了弗罗里硅土、碳18、石墨化碳黑等固体吸附材料,能够有效去除色素,并且对于农药并没有吸附性作用。1978年,美国沃特世技术团队首次将一次性固相萃取小柱投放到市场上。一次性固相萃取小柱受到了人们的广泛欢迎,并不断迅速发展,是现阶段应用范围较广、方便、快捷、性价比较高的农药残留前处理技术之一。

在我国颁布并实施的农业行业标准当中,固相萃取小柱可用于净化有机氯、拟除虫菊酯类农药成分,氨基甲酸酯类农药则使用氨基柱净化。使用单独一种固相萃取吸附剂常常无法有效去除复杂基质或干扰化合物,所以通常使用2种或以上的吸附剂。部分学者联合使用石墨化炭黑与中性氧化铝柱,实现了对基质和干扰化合物的固相萃取净化,借此检测农产品中农药的残留量。固相萃取小柱技术常被用于分离复杂样品中的微量目标化合物,实现提取与净化的一步到位,有效减少农产品农药残留检测前所需的处理时间[2]。

1.1.2 固相微萃取技术

固相微萃取技术(SPME)是1989年由加拿大滑铁卢大学Pawliszyn教授的教学小组研究、发明的一种非溶剂萃取技术,是在固相萃取技术相关理论与实践经验的基础上形成的一种新型样品前处理技术。固相微萃取技术能够将样品的采集与浓缩环节融为一体,不但更加方便、简单,还无需使用溶剂,不会因农产品农药残留检测前处理而对环境造成二次污染。相比于其他前处理技术,固相微萃取技术因具有一定的环保性特征,发展前景较好,可大范围推广与应用。

现阶段,固相微萃取技术已被应用在固态、液态、气态样品的有机物分离之中,部分学者采用固相微萃取气相色谱法对茶叶中的氟虫腈以及其代谢物的残留量进行分析;部分学者联合应用固相微萃取技术、毛细管电泳与紫外检测器,对苹果和橙汁中的农药残留情况进行分析与前处理;部分学者通过自行制作固相微萃取探针,采用固相微萃取技术检测农产品中的农药残留量,在西红柿、大麦、卷心菜等中检测出了5种有机磷农药;还有部分学者通过物理粘附法,在农产品样品中检测出了8种拟除虫菊酯类农药成分[3]。

1.1.3 基质固相分散萃取技术

基质固相分散萃取技术(MSPD)在1989年由路易斯安那州立大学的Barker教授首次提出,可用于萃取哺乳动物组织中的目标化合物。与传统固相萃取技术不同,基质固相分散萃取技术是将样品与固相吸附剂一起研磨,并在研磨过程中将样品的碎片进行分散式吸附,然后将其放入注射针筒,并使用溶剂进行分离。基质固相分散萃取技术将提取、净化等环节融为一体,不但能简化步骤,节省各个环节的所需时间,还能减少样品和目标化合物的消耗,操作难度较小,提取、净化的效率也有所提高。

基质固相分散萃取技术具有其特有优势,一是该技术被广泛应用于对固体、半固体形态或者黏稠的样品进行目标化合物萃取;二是由于其特殊萃取方式,使得溶剂与目标化合物之间的接触面积变大,萃取效率显著提升;三是其所需溶剂量和样品量相对较少。部分学者自行制作了分子印迹聚合物,并将该材料作为吸附剂,以苹果与梨为样品,通过基质固相分散萃取技术对残留农药进行前处理,回收率在81%以上;部分学者借助基质固相分散萃取技术检测茶叶中的残留农药,检测出8种农药残留。基质固相分散萃取技术因其高便利性、高简洁性、高效率性,被大量应用于实践研究之中,并不断被优化和完善[4]。

1.1.4 分子印迹固相萃取技术

分子印迹固相萃取技术主要是借助分子印迹材料对样品中较为复杂的物质选择性吸附并萃取。分子印迹材料由具有高选择性、高识别性的功能材料组成,将其应用于固相萃取技术之中,能够防止因样品的复杂性而影响对目标化合物的吸附效果和准确性。部分学者尝试使用分子印迹固相萃取柱对大米中含苄嘧磺隆、甲磺隆、苯磺隆和烟嘧隆4类成分的除草剂进行检测前处理,效果显著,回收率在68%以上,有时甚至可以到达100%。

1.2 凝胶渗透色谱

凝胶渗透色谱(GPC)是J.C.Moore于1964年研究而成的,其主要依靠体积排阻的分离机制分离体积不同的分子,可以实现样品中蛋白质、脂肪、色素等大分子物质与农药等小分子物质的分离。凝胶渗透色谱按照溶质分子体积大小的顺序分离分子,体积较大的分子一般先溶出,其淋洗体积较小;体积小的分子后溶出,其淋洗体积较大。根据其淋洗流程和顺序,各体积大小的分子都能实现分离。而在对样品中目标化合物进行分离的过程中,由于所需溶剂量较少,操作流程较为简单,净化效果较为明显,对目标化合物分离的误差也相对较小,能够针对性地去除样品中的农药残留成分。部分学者使用凝胶渗透色谱技术检测出蔬菜中含有的24种有机磷和氨基甲酸酯类农药成分,并对其进行有效分离,受到样品中其他分子成分和杂质的影响较小,检测数据较为准确,分离效果较好;部分学者将丙酮作为溶剂,通过使用全自动凝胶渗透色谱仪检测水果中的农药残留,对农药残留成分进行分离,回收率可以达到80%以上[5]。

1.3 微波辅助萃取技术

微波辅助萃取技术(MAE)是借助微波加热提高萃取效率的一种技术,其与以往的热传导、热传递加热形式有所差异,主要是通过偶极子旋转和离子传导2种方式,实现内、外部同时加热,温度升高速度较快,加热效率较高,可以有效减少萃取样品目标化合物的时间,提高了萃取整体效率。部分学者使用微波辅助萃取技术对洋葱中含有的16种农药残留成分进行检测,并进行提前处理,整体效果较为明显,而因微波辅助萃取技术的高效性和便捷性,在未来也具有一定的发展空间[6]。

1.4 超临界流体萃取

超临界流体萃取技术(SFE)借助外部压力和温度的变化,对超临界流体的溶解能力进行调整。在超临界状态下,将超临界流体与样品进行密切接触,并依次萃取样品中所含物质成分,能够按照极性大小、沸点高低和分子质量大小萃取样品成分,实现农药残留成分的分离与净化。

超临界流体萃取是随着我国化工行业的发展而产生的,融合了蒸馏技术与有机溶剂萃取技术,借助超临界二氧化碳较强的溶解能力,实现了样品与目标化合物的分离、提取和净化。超临界二氧化碳有较强的扩散和溶解能力,能够快速渗透到固体样品当中提取目标化合物,具有高效、绿色、环保等优势。部分学者创建了采用离线超临界二氧化碳萃取气相色谱检测鱼肌肉中毒死蜱残留量的方法,能够检测出的最小含量为0.01 ng,回收率高于77%,其检测与处理时间一般小于2 h[7]。

1.5 QuEChERS方法

QuEChERS方法于2003年由美国Anastassiades教授等首创,是对水果、蔬菜中农药残留的检测前处理技术,因其具有快速(Quick)、简单(Easy)、便宜(Cheap)、高效(Effective)、稳定(Rugged)和安全(Safe)的特点,所以命名为QuEChERS方法。该方法主要是用乙腈、乙酸等有機溶剂对样品进行提取后,再用碳十八等吸附剂进行进行,并采用基质分散固相萃取技术进行净化。部分学者使用QuEChERS方法对蔬菜中250种农药残留成分进行检测与净化,能有效处理农药残留成分[8]。

2 促进农产品农药残留检前处理技术发展的途径

2.1 提高技术研发人员的专业水平

目前,随着农业生产中病虫害的不断增多,人们对农药的研发与运用也在不断增强。农药种类不断增加,污染不断加剧,对农药残留检前处理的准确性和高效性提出了更高要求。应当提高技术研发人员的专业水平,促进农药残留检前处理技术的发展。因此,相关部门应当加强对技术人员的专业培训,使其能够掌握现阶段最新的技术成果以及技术创新方法,并利用先进技术创新农产品农药残留检前处理技术。

2.2 加大研发资金投入力度

现代农药残留检前处理技术的发展离不开资金的支持。研发资金是技术创新发展的关键,只有加大技术研发资金的投入力度,才能引进先进技术,聘请更专业的技术研发人员,购买技术研发所需设备,为我国农产品农药残留检前处理技术发展提供良好的物质支持,使技术人员能够全身心地投入到技术研发当中,进而推动技术进步。

2.3 优化农业检测处理工艺

由于我国农药残留检前处理技术尚未完善与成熟,仍存在许多问题,导致检测结果的准确性受到一定影响。为解决因检测方法、检测技术工艺不佳导致检测数据不准确的问题,相关部门应当优化农业检测的处理工艺,增强检测结果的准确性和灵敏度,使其能够被更加高效、广泛地使用,保障农产品食品安全。

3 结束语

随着我国农业生产的不断发展,对农产品农药残留检前处理技术提出了更高要求。随着农产品种类和数量的增多,发展农产品农药残留检前处理技术刻不容缓,这不仅关系到社会、经济的发展,而且与消费者的人身安全密切相关。在对农产品农药残留进行检前处理的过程中,应当根据农产品的种类、农药的类型等,选择最合适的技术,保证农产品农药残留成分检测和处理的质量与效率,保证检测的科学性与准确性,保证处理的有效性,保障食品安全。

参考文献:

[1]赵娟,李勇,张学嘉,等.果蔬农药残留检测前处理方法[J].农业工程技术,2022,42(20):91,93.

[2]于辉.农产品中农药残留检测前处理技术研究进展[J].淮阴工学院学报,2020,29(3):66-70.

[3]刘洋,李天雨,张文.样品前处理技术在食品农药残留检测中运用概述[J].现代食品,2021,27(4):143-144,147.

[4]吴升德,谷群远,沈校校,等.蜂蜜中农药残留检测前处理和分析方法研究进展[J].中国蜂业,2021,72(12):58-60.

[5]郝玉敏.农产品农药残留检测能力验证的前处理方法比较[J].农业技术与装备,2020(12):63-64.

[6]罗俊霞,赵建波,张刚,等.茶叶农药残留色谱质谱法分析中常规前处理方法对检测结果的影响[J].茶叶学报,2022,63(3):189-198.

[7]王霞,张小刚,丰东升,等.农产品中新烟碱类农药前处理和检测技术研究进展[J].食品安全质量检测学报,2020,11(8):2462-2468.

[8]李玉融.农产品中农药残留检测前处理方法的研究进展[J].食品安全导刊,2021(23):117-118.

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