主题：【第九届原创】果蔬中农药残留的快速检测技术

文/鞠恒强（华测团队）

摘要：农药残留目前已成为影响水果和蔬菜安全的主要危害因素。一般而言，对果蔬进行农药残留常规检测需要较长时间，而运用农药残留快速检测技术则可以在较短时间内得到检测结果。新《食品安全法》2015年10月1日起正式实施，快速检测技术将发挥更大的作用。本文介绍了蔬菜中两种农药残留快速检测的原理、操作过程及注意事项，以及市场上应用较多的4种农药残留快速检测产品。
关键词：果蔬 农药残留 快速检测
      为防治病虫，果蔬在种植过程中，尤其在春秋季节，多会被喷洒一定量的农药。这些农药经过一段时间后，绝大部分在日晒雨淋中挥发或流失，同时植物代谢等作用也会转化一部分，但微量农药亲体及其代谢物、降解物或其他杂物仍残留其中。如果超量、违规使用农药，其在果蔬上的残留将严重影响果蔬质量和食用安全性，进而威胁人类健康和生命安全。
      相比传统检测方法成本高、操作时间长、相关条件复杂的特点，快速检测更能对果蔬的产前、产中、产后进行高效监督和管理。
快速检测是指在短时间内，如几分钟、十几分钟，采用不同方法检测出被检物质是否处于正常状态，其结果是否符合标准规定值，或被检物质本身是否为有毒有害物质。近几年，快速检测在技术水平、应用范围等方面迅速发展。
2015年4月24日，第十二届全国人大常委会第十四次会议表决通过了关于修改食品安全法的决定，新《食品安全法》于2015年10月1日起正式实施。新法肯定了快速检测在常规监督抽检中的作用，其中第一百一十二条规定：县级以上人民政府食品药品监督管理部门在食品安全监督管理工作中可以采用国家规定的快速检测方法对食品进行抽查检测。对抽查检测结果表明可能不符合食品安全标准的食品，应当依照本法第八十七条的规定进行检验。抽查检测结果确定有关食品不符合食品安全标准的，可以作为行政处罚的依据。随着新食品安全法的实施，快速检测技术将发挥更大的作用。
1 蔬菜中农药残留快速检测的国标方法
      目前，共有2项国家标准对蔬菜中农药残留的快速检测方法做出了规定，分别是蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测（GB/T 5009.199-2003，下称国标法）和蔬菜上有机磷和氨基甲酸酯类农药残毒快速检测方法（NY/T 448-2001，下称农标法）。
国标法规定了两种由酶抑制法测定蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量的快检方法：第一法速测卡法（纸片法）和第二法酶抑制率法（分光光度法）。农标法等同采用国标法第二法酶抑制率法。
1.1 速测卡法
1.1.1原理
    胆碱酯酶可催化碘酚乙酸酯（红色）水解为乙酸与碘酚（蓝色），有机磷或氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶有抑制作用，使催化、水解、变色的过程发生改变，由此可判断出样品中是否含有高剂量有机磷或氨基甲酸酯类农药的存在。
1.1.2仪器及试剂
    常量天平、固化有胆碱酯酶和碘酚乙酸酯试剂的纸片（速测卡）、pH7.5缓冲溶液、有条件的配备37℃的恒温箱。
1.1.3分析步骤
      （一）整体测定法：选取有代表性的蔬菜样品，擦去表面泥土，剪成1cm左右见方碎片，取5g放入带盖瓶中，加入10mL缓冲溶液，振摇50次，静置2min以上。取一片速测卡，用白色药片沾取提取液，放置10min以上进行预反应，有条件时在37℃恒温装置中放置10min，预反应后的药片表面必须保持湿润。将速测卡对折，用手捏3min，使红色药片和白色药片叠合发生反应。每批测定应设一个缓冲溶液的空白对照卡。
（二）表面测定法：擦去蔬菜表面泥土，滴2滴-3滴缓冲溶液在蔬菜表面，用另一片蔬菜在滴液处轻轻摩擦。取一片速测卡，将蔬菜上的液滴滴在白色药片上，后面步骤同整体测定法。（图1）

图1

1.1.4 结果判定
      结果以酶被有机磷或氨基甲酸酯类农药抑制（为阳性）、未抑制（为阴性）表示。与空白对照卡比较，白色药品不变色或略有浅蓝色均为阳性结果，白色药片变为天蓝色或与空白对照卡相同，为阴性结果。对阳性结果的样品，可用其他分析方法进一步确定具体农药品种和含量。
1.1.5 检出限
      表1列出了13种农残的检出限，并与《食品安全国家标准食品中农药残留最大限量》涉及水果和蔬菜的农药残留限量值进行了对比，可以看出，快速检测方法的检出限均比国家标准规定的限量值高，从而快速检测的结果无法作为判断此样品不合格的依据。

表1 速测卡法部分农残检出限和GB2763的限量值对比

农药名称	检出限（mg/kg）	GB 2763-2014水果和蔬菜 农残限量值（mg/kg）
甲胺磷	1.7	0.05（萝卜0.1）
对硫磷	1.7	0.01
水胺硫磷	3.1	苹果0.01，柑橘0.02
马拉硫磷	2.0	0.2-10
乙酰甲胺磷	3.5	蔬菜1，水果0.5
敌敌畏	0.3	0.1-0.5
敌百虫	0.3	0.1-0.5
乐果	1.3	0.2-2
氧化乐果	2.3	0.02
久效磷	2.5	0.03
甲萘威	2.5	1
好年冬/丁硫克百威	1.0	0.1-1
呋喃丹/克百威	0.5	0.02

注：符合率：在检出的30份以上阳性样品中，经气相色谱法验证，阳性结果的符合率应在80%以上。
1.1.6 注意事项
    （1）葱、蒜、萝卜、韭菜、芹菜、香菜、茭白、蘑菇、鸡、番茄等汁液中，含有对酶有影响的植物次生物质，容易产生假阳性。处理此类样品时，可采取整株蔬菜浸提或采用表面测定法。对一些叶绿素较高的蔬菜，也可采取整株蔬菜浸提的方法，减少色素的干扰。
    （2）当温度条件低于37℃，酶反应的速度随之放慢，药片加液后放置反应的时间应相对延长，延长时间的确定，应以空白对照卡用手指（体温）捏3分钟时可以变蓝，即可往下操作。注意样品放置的时间应与空白对照卡放置的时间一致才有可比性。空白对照卡不变色的原因：一是药片表面缓冲溶液加的少，预反应后的药片表面不够湿润；二是温度太低。
    （3）红色药片与白色药片叠合反应时间以3min为准，3min后的蓝色会逐渐加深，24h后颜色会逐渐退去。
1.2 酶抑制率法（分光光度法）
1.2.1原理
    在一定条件下，有机磷和氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶正常功能有抑制作用，其抑制率与农药的浓度正相关。正常情况下，酶催化神经传导代谢产物（乙酰胆碱）水解，其水解产物与显色剂反应，产生黄色物质，用分光光度计在412nm处测定吸光度随时间的变化值，计算出抑制率，通过抑制率可以判断出样品中是否有高剂量有机磷或氨基甲酸酯类农药的存在。

1.2.2仪器及试剂
      分光光度计、常量天平，恒温箱、pH8.0缓冲溶液、显色剂、底物、乙酰胆碱酯酶。
1.2.3分析步骤
    （1）样品处理：选取有代表性的蔬菜样品，冲洗掉表面泥土，剪成1cm左右见方碎片，取样品1g，放入烧杯或提取瓶中，加入5mL缓冲溶液，振荡1min-2min，倒出提取液，静置3-5min，待用；
    （2）对照溶液测试：先于试管中加入2.5mL缓冲溶液，再加入0.1mL酶液、0.1mL显色剂，摇匀后于37℃放置15min以上（每批样品的控制时间应一致），加入0.1mL底物摇匀，此时检液开始显色反应，应立即放入比色池中，记录反应3min的吸光度变化值ΔA0 ；
    （3）样品溶液测试：先于试管中加入2.5mL样品提取液，其他操作与对照溶液测试相同，记录反应3min的吸光度变化值ΔA1 。（图2）

图2

1.2.4 结果计算及判定
    （1）结果计算公式：抑制率（%）=×100；
其中，ΔA0对照溶液反应3min吸光度的变化值；ΔA1 指样品溶液反应3min吸光度的变化值。
    （2）结果判定：结果以酶被抑制的程度（抑制率）表示。当蔬菜样品提取液对酶的抑制率≥50%时，表示蔬菜中有高剂量有机磷或氨基甲酸酯类农药存在，样品为阳性结果。阳性结果的样品需要重复检验2次以上。
对样性结果的样品，可用其他方法进一步确定具体农药品种和含量。
1.2.5 检出限
      表2列出了12种农残的检出限，并与《食品安全国家标准食品中农药残留最大限量》涉及水果和蔬菜的限量值进行了对比，对比结果发现酶抑制法快检的检出限高于国家标准的限量值。

表2 酶抑制法部分农残检出限和GB2763的限量值对比

农药名称	检出限（mg/kg）	GB 2763-2014水果和蔬菜 农残限量值（mg/kg）
甲胺磷	2.0	0.05（萝卜0.1）
对硫磷	1.0	0.01
辛硫磷	0.3	0.05
马拉硫磷	4.0	0.2-10
敌敌畏	0.1	0.1-0.5
敌百虫	0.2	0.1-0.5
乐果	3.0	0.2-2
氧化乐果	0.8	0.02
甲基异硫磷	5.0	/
灭多威	0.1	1-3
好年冬/丁硫克百威	0.05	0.1-1
呋喃丹/克百威	0.05	0.02

    注：符合率：在检出的抑制率≥50%的30份以上样品中，经气相色谱法验证，阳性结果的符合率应在80%以上。
1.2.6 注意事项
    当温度条件低于37℃，酶反应的速度随之放慢，加入酶液和显色剂后放置反应的时间应相对延长，延长时间的确定，应以胆碱酯酶空白对照测试3min的吸光度变化ΔA0 值在0.3以上，即可往下操作。注意样品放置的时间应与空白对照卡放置的时间一致才有可比性。胆碱酯酶空白对照溶液3min的吸光度变化ΔA0＜0.3的原因：一是酶的活性不够，二是温度太低。
2 市场上常见的农药残留速测产品
2.1 农药残留速测卡——国标第一法
    该速测卡一般一包10片，配备1瓶洗脱液，有效期一年。
特点是便于携带，操作简单，仅用于初步筛查。一次仅能测试几个样品。
从图3可以看出阳性样品白色部分（下方）明显褪色，而阴性样品白色部分基本为蓝色。

图3

2.2 农药残留速测卡——国标第二法
      应用国标第二法酶抑制法生产的农药残留速测卡见图4，分别有显色剂、底物、酶及缓冲液，采用比色的方式。

图4

2.3速测卡（第一法）+农药残留速测仪
    若有大批量样品要在短时间内快检，可配备农药残留速测仪（8通道、10通道、12通道等）。速测仪的作用是可以提供保温措施，并可同时处理多个样品。
以10通道举例，取9个样品前处理完成后，同时做试剂空白，去除1个空白通道，每次可同时测试9个样品，每批次快检需要15分钟，大大节省了时间。
速测仪示意图及使用效果示意图见图5：

图5

速测卡+速测仪一般会配备快速检测箱，包含试纸片、恒温仪、前处理设备、水瓶等。便于携带，在采样现场开展快速检测，见图6。

图6

2.4农药残留速测仪-酶抑制法
    市场上常见的第二种仪器是分光光度计，原理采用酶抑制率法，用比色皿进行检测，检测速度也很快。
有得速测仪配备10个通道、16个通道，大大缩短了检测时间，见图7。

图7

2.5 多功能快速检测仪
      目前市场也有多功能的快速检测仪面世，见图8，一台机器可以检测农药残留、兽药残留、非食用化学物质、滥用食品添加剂等，检测原理采用拉曼光谱的方法。
仪器系统具有现场快速高灵敏、样品前处理简单、检测时间短、检测成本低、系统小型便捷、操作简便等优点，是食品安全快速筛检的有效手段。
该设备因集合了多种快速检测项目，所以价格较高，在20万元-30万元之间。

图8

3 小结
      综上，果蔬中农药残留的快速检测一般基于两种原理，速测卡法和酶抑制率法（分光光度计法），已在生产和流通领域大量使用。快速检测技术目前已成为实验室常规检测的有效补充，可充分发挥现场快速检测、现场快速出具结果的优势，随着新《食品安全法》的实施，农药残留快速检测技术今后将在政府抽检和企业自行检验的活动中发挥更大的作用。
      国家标准仅规定了有机磷类和氨基甲酸酯类农药残留的快速检测方法，并未涵盖较多的农药残留，且快速检测的检出限高于国家标准中的限量值，这些限制了快速检测的应用。今后相关部门应加快检测标准的制定，尽快研究出适合中国国情的多残留检测方法，加强技术培训，并以较低的成本普及到生产和销售领域中，为提高农产品质量做出应有的贡献。