食品中农药残留的新型生物检测技术研究进展

食品中农药残留的新型生物检测技术研究进展

  韩英、王文静 、曹培启

滕州市综合检验检测中心  山东省枣庄市    277599

摘要：农药残留的灵敏与准确检测是保障食品质量和安全的重要手段。随着科技的快速发展，我国在食品农残检测及新技术开发等方面已取得了巨大进步，特别是在利用生物技术进行农残精准检测方面，不仅能保证农残检测的质量与效率，也能为人们的生命安全保障作出积极贡献，促进我国社会和谐稳定发展。

关键词：食品安全；农药残留；生物技术；检测要点

引言

我国是农药生产和使用大国，两者均居世界首位。我国施用农药面积在2.8×108hm2以上，每年用量50~60万t，除30%左右被作物等吸收外，大部分农药流失在土壤、水体、农产品和空气中，使它们遭受不同程度的污染。此外，随着用药量和用药次数增加，食品中农药的残留量也进一步提高，不仅影响食品质量和安全，还会对生态环境和人体健康造成极大危害。此外，农药残留还会影响食品出口贸易，因此，需要对农残的限量及农残检测技术提出更高的要求，从而进一步提高我国食品的质量，保障人民饮食安全，同时还可以更好地推动我国食品对外贸易的发展。

1农药残留和重金属超标原因及危害分析

1.1农残超标

水胺硫磷、氧乐果、毒死蜱、6-苄基腺嘌呤、克百威、氟虫腈等属于禁限用农药，阿维菌素、倍硫磷、腐霉利、联苯菊酯、氯吡脲等属于允许使用有限量要求的农药。造成食用农产品中农药残留超标的原因很多，最主要的原因可能是种植户为快速控制蔬菜病情，违规使用禁限用农药或加大用药量或未遵守采摘间隔期规定，致使农药残留超标。

1.2重金属污染超标

1）环境和土壤变化对蔬菜中重金属含量影响较大，pH越高的土壤溶液，重金属的吸附量越大，蔬菜根系从土壤中吸收重金属含量也相对更高。2）不同重金属在同一类蔬菜中的吸收富集量也不同，分析的蔬菜中铅的不合格率高于镉。

2食品中农药残留的新型生物检测技术研究

2.1酶抑制检测技术

酶抑制检测技术能够检测出有着病虫害防治作用的常规农药。农产品在栽培阶段，由于果农、菜农借助这一类的农药对病虫害进行防治，所以就会使农药残留显著超标。有病虫害防治作用的大多数农药包括有机磷以及氨基甲酸酯。酶抑制检测技术具体检测原理为借助酶在有机磷及脂类农药方面有着极强灵敏性的特点，来判断农产品里面的农药有没有出现超标。在进行具体检测的时候，借助相关工具辅助的前提下，酶抑制检测技术就能够展开农产品农药检测工作，操作十分简便，也不需要大量资金，能够大大节省检测方面的成本支出，所以该技术在农药残留检测工作中得以大范围运用。然而该检测技术在应用时同样会出现漏洞，对于酶的质量以及最低检测限量有着很高要求，所以在注重酶试剂活性及其质量的同时，同样要重视农药标准所允许的限量范围，从而保证检测结果真实可靠。

2.2农药残留胶体金技术

该技术通常是借助胶体免疫层析试纸来检测农产品农药残留情况。在使用这种检测技术前，相关检测人员要全面观察示踪标志物于抗原抗体里的反应，同时按照反应的实际结果判断农药残留。所以，在具体操作的时候，检测人员仅仅把试纸放在需要处理的样品里就可以。一般来说，若是使用这种技术来对农产品里的农药残留情况展开快速检测，五分钟就能够得到最终的检测结果。

2.3生物传感器技术

生物传感器是由生物感受器（识别元件）和换能器及信号放大装置构成的一种分析检测工具。作为一种新型农残检测技术，其利用生物活性物质（如酶、微生物、细胞等）来实现食品中农药残留的检测。含靶标农药的样品溶液扩散后与生物识别元件汇集，传感器的生物敏感层迅速和待测农药会以酶-底物、抗原-抗体、核酸-互补片段等方式进行特异性识别，发生生物学反应而产生颜色、电流、荧光等信号变化，由换能器转换成可定量处理的信号形式，经特定仪表放大处理后被记录，从而获得待检靶标农药的数量和浓度信息。识别元件是构建生物传感器的关键，通常情况下按识别元件可分为酶传感器、免疫传感器、微生物传感器、DNA/适配体（aptamer）传感器和细胞传感器等。生物传感技术具有诸多优势，如操作简单、可重复性好、传感反应速度快、灵敏性高、检测成本低且易于实现快速的现场检测等，近年来在食品农残检测方面被广泛研究和利用。

2.4色谱技术

色谱技术在农产品农药残留检测技术里面是应用比较多的一种技术，其同样有着非常高的精准度。然而在实际应用的时候，这种检测技术会由于假阳性而出现误判问题。色谱技术会有着精确的检测结果主要是由于这项技术把色谱和质谱的优势结合在了一起。在农产品农药残留检测过程中，色谱质谱相结合的技术被大范围使用。

2.5表面增强拉曼散射技术

表面增强拉曼散射技术是一项更加现代化的新型农药残留检测技术，其和别的检测技术的不同之处在于该技术使用拉曼射线。拉曼射线不但吸附能力非常强，而且还可以把一些特定物质全部吸附在相关的纳米级粗糙界面中，同时通过该特性进行农产品农药残留检测工作。除此之外，和别的检测技术相比较来说，表面增强拉曼散射技术有着高效的检测效率，而且准确度也会大大提高。

2.6分子印迹技术

分子印迹技术借助自身吸附能力，能够聚集农产品里面残留的所有农药，然后对这些农药残留进行检测。在实际实践的时候，分子印迹技术能够在基质中有效识别且捕捉目标化合物，同时显示出精准的结果。另外，因为这种检测技术有着非常低下的成本，而且理化性能同样十分稳定，所以在有机磷等相关农药检测工作中有着大量应用。

3展望

农残的分析方法多种多样且各有优势，这为不同种类农药检测提供了多样化的选择。随着人们对食品安全的高度重视及对检测技术便捷性、灵敏度、准确性、快速高效的追求，生物技术如免疫分析和传感器等凭借自身优势逐渐在食品的农残检测中备受关注且得到广泛应用。虽然生物技术具有灵敏度高、检测快速、准确性好、能实现实时监测及现场检测等优势，但免疫分析技术和免疫传感器法存在抗体制备难度大、对结构类似化合物有一定的交叉反应、只适用于单一靶标农药测定等问题，开发新型特异性识别的生物识别分子（如适配体、分子印迹聚合物、纳米抗体、改良的生物大分子等）有望解决这一问题。此外，稳定性和重复性仍是部分生物传感器亟待解决的问题，尤其是酶生物传感器。微型化设计检测系统，以开发出稳定可重复使用的简单、便携、经济实用的生物传感器系统，尤其是无线通信集成的光学、电化学生物传感器在食品农残检测中应用的前景非常可观。基于新型纳米材料和纳米技术的光学、电化学生物传感器正推动着农残检测设备向简单化、小型化、集成化和高通量发展。此外，后续研究亦可将光学、电化学、光谱学等技术相结合、互为补充，开发出新型生物传感器，从而实现更快速、更灵敏、特异性更强的食品农残检测。

结束语

综上所述，为了促进食品中农残检测与生物技术之间的结合，还需开展大量的研究和创新工作，合成特异性更高的识别元件，制备更微型化的便携设备，提升检测质量和效率，满足现场快速、大批量食品中农药残留的监测需求，以更好地保障食品安全，避免农药残留超标的不安全食品流入市场，对保障人们的身体健康和促进社会发展具有重要意义。

参考文献

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