农药残留对食品安全的影响以及农药残留检测技术的文献综述样本.docx

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农药残留对食品安全的影响以及农药残留检测技术的文献综述样本

农药残留对食品安全影响以及农药残留检测技术文献综述

摘要：

简介了农药残留现状及其对食品安全影响，同步对农药残留检测技术进行系统综述，并对此后农药残留检测及控制进行了展望。

核心词：

农药残留食品安全检测技术

农药残留是指在农业生产中施用农药后一定期期内残留于生物体、农副产品及环境中微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质总称。

残留数量叫农药残留量，以每公斤样本中有多少毫克（或微克、纳克等）表达。

农药残留是使用农药后必然现象，是不可避免。

农副产品上残留量超过限量，人畜长期食用后会引起慢性中毒或病变，直接或间接影响人们身体健康。

因而，控制减少农药残留，发展农药残留检测技术已成为当前亟待解决问题。

1农药残留现状及种类

1.1农药残留现状

“民以食为天，食以安为先”，农产品质量安全直接关系到人们健康和安全。

在农业生产中，由于农药、化肥等农业化学投入品使用，导致农作物严重污染，人们食用农药残留超标农产品，引起食物中毒事件经常发生。

1月25日至2月5日，武汉市农业局在抽检中发现来自海南省英洲镇和崖城乡5个豇豆样品水胺硫磷农药残留超标，消息一出，及时引起社会各方关注，豇豆产地收购价与销售批发价均浮现大幅下滑。

农药残留已经成为国内农产品出口最大障碍，经常被进口国当作借口阻挡在门外，不但给农户导致经济损失，并且还导致农产品出口竞争力削弱或下降，引起国家之间经济贸易纠纷。

国际市场对出口农产品安全规定很高，从年起，欧盟等国家对农药残留颁布了更严格原则，从年5月29日开始，在日我市场流通生鲜食品就合用必定列表制度，一棵白菜要检测20个项目，最多一种农产品要检测50个项目，合格后才干通关[1]。

农药喷洒在作物上通过一定期间后，由于日晒、雨淋、风吹、高温挥发和植物代谢等作用，药剂逐渐分解、减少，但不能所有消失，收获农副产品上仍残留很少量农药，长期食用或接触这种带有残留农药农副产品对人畜所产生毒性，称之为残留毒性，简称残毒。

有农药残留在土壤中需几年，甚至10近年方能消失。

国内是世界上最早使用农药防治病虫草害国家之一，历史记载已有上千年历史。

当前国内农产品中农药残留问题十分普遍且比较严重，几乎遍及各地各类作物，例如粮食、油料、蔬菜、水果、茶叶、中草药等作物品种，都能普遍检出。

下面以残留比较严重蔬菜和水果为例，阐明农药残留现状。

蔬菜和水果是人们寻常生活必须品，却是农药残留最为严重案例。

近十几年来，国内蔬菜水果种植面积和种植方式都发生了很大变化，连作面积大幅度提高，温室、大棚等种植面积较快增长，这些都为病虫滋生和繁殖提供了有利条件。

随着种植技术不断进步，蔬菜水果生长期越来越短，而环境污染日益加剧，蔬菜水果病虫害越来越严重。

一方面，当前农村基本上依然以小面积家庭式种植为主，防治病虫害手段和办法十分有限；另一方面，种植户缺少知识素养和整体意识，为了保证农产品收入稳定，随着蔬菜、水果病虫害逐渐加重以及超剂量施用高毒、高残留农药，致使蔬菜、水果中农药残留水平和范畴已达到了相称严重限度[2]。

1.2农药残留种类

1.2.1有机氯农药残留

有机氯农药（organophosphoruspesti2cides,OPPs）具备高残留性。

国内虽已停用好久，但有机氯农药杀虫效果好、价格低，因此某些发展中华人民共和国家仍广泛应用。

有机氯脂溶性强，不易水解和降解，非常稳定，汇集于人体脂肪，在自然和食物中能长期残留，停用后自然环境要经25～110年才干复原。

果蔬、粮、谷、薯、茶、烟草都可残留有机氯，禽、鱼、蛋、奶等动物性食物污染率高于植物性食物，并且不会因其贮藏、加工、烹调而减少，很容易进入人体积蓄[3]。

1.2.2有机磷农药残留。

有机磷农药（organochlorinepesti2cides,OCPs）发展较有机氯农药晚某些，是生产和使用最多农药物种。

它具备品种多、防治对象多、应用范畴广、使用方式多、在环境中降解快、残毒低等特点。

国内有机磷农药使用已有近40年历史，已生产品种近40个，敌敌畏、敌百虫、乐果等年产量均在1万t以上。

有机磷不稳定，挥发性强，在自然环境下容易分解，进入生物体内易被酶分解，故不污染环境，在食物中残留时间也短，因而慢性中毒少，急性中毒多。

有机磷是神经毒物，人们吃了施用有机磷农药果蔬或茶叶、薯类、谷物等，也许发生肌肉震颤、痉挛、血压升高、心跳加快等症状，甚至昏迷死亡。

1.2.3氨基甲酸酯类农药残留

氨基甲酸酯类农药（carbamatepesticides）是继有机磷类农药之后发现一种新型农药,也是国内当前使用量较大杀虫剂之一,已被广泛应用于粮食、蔬菜和水果等各种农作物。

常用氨基甲酸酯类农药有西维因、呋喃丹和速灭威等。

此类农药具备分解快、残留期短、低毒、高效和选取性强等特点。

20世纪70年代以来,由于有机氯类农药物种相继被不同国家禁用或者限制使用,以及抗有机磷类农药昆虫品种日益增多,氨基甲酸酯类药使用量正逐年增长[4]。

氨基甲酸酯类农药克服了有机氯类农药高残留和有机磷类农药耐药性缺陷，具备分解快、残留期短等特点,但降解产物普通具备与母体化合物相似或更强活性,在农业生产中施用后,其代谢产物经常残留在土壤及水体中[5]。

氨基甲酸酯类农药对人体急性毒作用与有机磷类农药相似，抑制体内乙酰胆碱酯酶，使其失去分解乙酰胆碱功能,导致组织内乙酰胆碱蓄积而中毒[6]。

当前已有某些研究开始关注此类农药致畸、致突变和致癌作用问题，研究较多是西维因致畸作用。

据报道,该类农药对某些动物可体现出致畸性，例如狗在所有妊娠期每日摄入超过3125mg/kg西维因可导致畸胎,每日摄入量不不大于300mg/kg对小鼠也有致畸性。

此外,在致癌作用方面,也有某些研究表白，乙基氨基甲酸酯可引起小鼠和大鼠肺肿瘤,但此类农药对人能否致癌尚未拟定[7]。

1.2.4拟除虫菊酯类农药残留

拟除虫菊酯类农药（pyrethroidpesticides）是一类重要合成杀虫剂,常用菊酯类农药有溴氰菊酯和氯氰菊酯等。

该类农药是模仿天然菊酯化学构造而合成有机化合物,大多以无色晶体形式存在,一某些为较粘稠液体[5],具备高效、广谱、低毒和生物降解性等特性。

人类短期内接触大量拟除虫菊酯类农药后,轻者浮现头晕、头痛、恶心和呕吐等;重者体现为精神萎靡或烦躁不安、肌肉跳动、甚至抽搐和昏迷等症状。

由于各种拟除虫菊酯类农药对鱼类和贝类等水生动物毒性较大,某些国家已对其使用做出了严格限制。

因而,对在农作物、食品和环境基质中拟除虫菊酯类农药残留分析非常重要[8]。

2农药残留检测技术

2.1样品前解决技术

2.1.1溶剂萃取（LLE）

液体样品最惯用萃取技术之一是溶剂萃取，运用样品中不同组分分派在两种不混溶溶剂中溶解度或分派比不同来达到分离、提取或纯化目，普通又叫做液-液萃取。

依照基质不同，可分为液-液萃取、液-固萃取和液-气萃取（溶液吸取）。

当前液-液萃取技术已经发展到持续萃取和逆流萃取，有助于解决具有低分派系数物质样品；微萃取技术有助于提高敏捷度和减少溶剂用量；萃取小柱技术模仿了老式液-液萃取技术，并且使样品收集变得非常容易，同步避免了样品乳化问题；在线萃取和自动液-液萃取等方式可以减小人为误差，有助于解决大体积样品。

2.1.2固相萃取（SPE）

固相萃取就是运用固体吸附剂将液体样品中目的化合物吸附，使其与样品基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目的化合物目。

与液—液萃取等老式办法相比，固相萃取具备如下长处：

高回收率和富集倍数；使用高纯有毒有机溶剂量很少，减少了对环境污染，是一种对环境和谐分离富集办法；无相分离操作，易于收集分析物组分，能解决小体积试样；操作简便、迅速、易于实现自动化。

应用固相萃取可以分析食品中有效成分或有害成分，以及环保水样中各种污染物等。

2.1.3固相微萃取（SPME）

固相微萃取技术是在固相萃取基本上发展起来，与液—液萃取或固相萃取相比，具备操作时间短、样品量少、无需萃取溶剂、适于分析挥发性和非挥发性物质、重现性好等长处。

影响固相微萃取敏捷度因素诸多，但萃取头涂层种类和厚度最为核心。

SPME在食品与生物样品上应用日趋增长，如酱油中氯丙醇检测和血液中有机氯化合物检测等[9]。

2.1.4微波萃取技术（SAE）

微波萃取技术是一种萃取速度快、试剂用量少、回收率高、敏捷以及易于自动控制前解决技术。

它运用微波加热特性对物料中目的成分进行选取性萃取。

微波萃取是将样品放在聚四氟乙烯材料制成样品杯中，加入萃取溶剂后将样品杯放入密封好、耐高压又不吸取微波能量萃取罐中。

由于萃取罐是密封，当萃取溶剂加热时，由于萃取溶剂挥发使罐内压力增长。

压力增长使得萃取溶剂沸点也大大增长，这样就提高了萃取温度。

同步，由于密封，萃取溶剂不会损失，也就减少了萃取溶剂用量。

微波加热过程中萃取温度提高大大提高了萃取效率。

2.1.5衍生化技术（derivatization）

衍生化技术是通过化学反映将样品中难于分析检测目的化合物定量转化成另一易于分析检测化合物，通过后者分析检测对可疑目的化合物进行定性和/或定量分析。

衍生化目有如下几点：

将某些不适合某种分析技术化合物转化成可以用该技术衍生物；提高检测敏捷度；变化化合物性能，改进敏捷度；有助于化合物构造鉴定[10]。

2.2检测办法

2.2.1色谱法

2.2.1.1气相色谱法

气相色谱法（Gaschromatography）是一类分离分析办法，它是依照分析物质在固定相和流动相之间分派系数不同达到分离目，并将分析物质浓度转换成易被测量电信号，然后送到记录仪记录下来办法。

由于其具备分离效能高、选取性高、敏捷度高、分析速度快等特点，且作为有机磷农药测定国标办法，当前已成为最典型、应用最广分析办法。

自20世纪60年代气相色谱应用于农药和药物残留分析以来，大大提高了农药和药物残留量检测水平。

惯用检测器重要有火焰光度检测器（FPD）、氮磷检测器（NPD）、电子捕获检测器（ECD）等[11]。

2.2.1.2气相色谱-质谱法（GC-MS）

GC-FPD和GC-NPD法虽然以敏捷度高、定量精确、成本低而被广泛采用，但当遇到组分不明干扰物与被测物色谱峰相重叠或两者保存时间非常接近时，则难以判断。

而GC-MS是解决这一问题最有效办法。

它既有气相色谱高分离性能，又有质谱精确鉴定化合物构造特点，可达到同步定性、定量目，在农药代谢物和降解物检测方面具备突出长处。

李润岩［12］等用顶空固相微萃取-气质联用（HS-SPME-GC/MS）技术测定了草莓中二嗪农、倍硫磷、杀螟硫磷、乙基对硫磷和乙硫磷5种有机磷农药，优化了萃取条件和气质联用条件，检出限为5.2～10.7μg/kg，可以满足水果农残检测规定，并拓展了此技术应用范畴。

陈明［13］等建立了GC-MS测定蔬菜、水果中有机磷农药残留分析办法，最低检出量在0.01～0.04mg/L之间，符合农药残留分析规定，并建立了各种有机磷农药残留在GC-MS上得到较好分离分析办法，解决了只以保存时间定性时浮现成果假阳性和保存时间重叠问题。

2.2.1.3高效液相色谱法

高效液相色谱法（Highperformanceliquidchromatography）是在高压条件下运用溶质在固定相和流动相中分派系数差别进行各组分分离。

气相色谱法对于某些热不稳定、极性很强、分子量较大和离子型农药或代谢产物检测有一定难度，而高效液相色谱法分离条件相对温和，在这些残留物检测上就显示了其优越性。

2.2.1.4高效液相色谱－质谱联用技术（HPLC-MS）

液相色谱－质谱联用技术是通过一种内喷射式和粒子流式接口技术将液相色谱与质谱联接起来检测办法，其原理与气相色谱－质谱联用法类似。

潘见［14］等采用高效液相色谱-串联质谱法测定菠菜中13种有机磷农药残留，成果表白，13种有机磷类农药定量限均不大于9.0μg/kg，明显低于日本必定列表制度限量。

2.2.1.5毛细管电泳法（CE）

毛细管电泳法（CapillaryElectropheresis）具备分离效率高、迅速、运营成本低、样品用量少等特点，近年来得到了迅速发展。

毛细管区带电泳和胶束电泳毛细管色谱（MECC）非常合用于那些难以用老式液相色谱法分离农药残留分析，分离度好，检出限低。

阙木旺［15］采用胶束电动毛细管色谱法（MEKC）技术对氧乐果、乐果、敌百虫这三种有机磷农药进行分离，它们检测限分别为0.11μg/ml、0.06μg/ml、0.1μg/ml，效果明显。

2.2.2免疫检测办法

免疫测定（Immunoassay，IA）是运用抗原抗体反映检测标本中微量物质办法，该法应用范畴极为普遍（任何生物只要能获得相应特异性抗体，即可用免疫测定进行检测）。

应用于农药残留分析免疫分析技术重要有放射性免疫分析（RIA）和酶联免疫分析（ELISA）。

其中，ELISA发展较快，现已成为应用最广泛技术之一。

农药残留酶联免疫吸附测定技术自从20世纪90年代以来得到了全面迅速发展，美国化学会（AOAC）已经将免疫分析与气相色谱、液相色谱同步列为农药残留分析三大支柱技术。

YanLiu［16］等发现一种D12-B5单克隆抗体在检测甲基对硫磷、毒死蜱、倍硫磷、杀螟松等有机磷农药具备明显特异性，并且检测效果良好。

2.2.2.1酶联免疫分析（ELISA）

ELISA是将抗原或抗体吸附到固相载体上作为一种试剂来检测标本中有无相应抗体或抗原一种分析办法。

加入某种酶标记抗体或抗原,洗涤除去未结合物,加入该酶底物,酶催化底物生成有色产物,产物量与标本中待检物量关于,依照反映颜色深浅进行定量分析。

通过与原则曲线相比,即可得出样品中农药含量。

Kim等人运用特异性最高血清,建立了检测甲基对硫磷间接竞争ELISA,其IC50是614ng/mL,检测下限是012ng/mL;运用酶标试剂还建立了检测甲基对硫磷直接竞争ELISA,其IC50是315ng/mL,检测下限是013ng/mL;除了在间接竞争ELISA中与对硫磷和对氧磷以外,抗体对其她有机磷农药交叉反映可忽视不计[17]。

Brun等人建立并优化了检测毒死蜱间接竞争ELISA和直接竞争ELISA；直接竞争ELISA检测限是013ng/L，IC50是271ng/L,动态范畴为4–16474ng/L；间接竞争ELISA检测限是0107ng/L，IC50是7ng/L,动态范畴为014-302ng/L;增强样品回收率可达109%[18]。

Watanabe等人运用抗血清R23建立了检测杀螟硫磷间接竞争ELISA,在最佳条件下,定量检测工作范畴为1-9ng/mL,检测下限0.13ng/mL，IC50为6ng/mL;抗血清R23对具有32甲基242硝基酚基团扑灭松和32甲基242硝基酚具备很高交叉反映,对其她复合物交叉反映可忽视不计;在4种水样中添加不同浓度杀螟硫磷后,与等体积抗血清溶液混合,直接检测混合溶液中杀螟硫磷含量,平均回收率为105.9%,平均变异系数为10.9%[19]。

Shim等人建立了一种检测苯硫磷间接竞争ELISA,其IC50为516ng/mL,检测下限814ng/mL（以20%抑制率计算）;运用半抗原-酶复合物建立了检测苯硫磷直接ELISA,其IC50为516ng/mL,检测下限为0.19ng/mL（以20%抑制率计算）;除了在直接ELISA中对乙基对硫磷以外,抗体对其她有机磷农药交叉反映几乎可以忽视不计;增强样品中苯硫磷回收率经间接ELISA测得为37%-164%[20]。

此外，农药多残留免疫检测是针对一类农药同系物共性构造来设计和合成通用半抗原,从而制备得到对于特定一类（或其中几种）化合物都具备辨认和检测能力通用构造抗体,即具备广谱特异性（broadspecificity）抗体,运用抗体和抗原建立能检测农药多残留成分ELISA[21]。

Alcocer等人使用反-4-磷酸2-丁烯酸（trans-4-phosphono-2-butenicacid，TPB）作为类属半抗原,制备了抗有机磷农药广谱特异性抗体;制备多克隆抗血清优先结合具有不饱和二乙基2磷酸官能团有机磷农药,对具有相似数量硫代磷酸酯或二甲基官能团有机磷农药结合力弱于具有不饱和二乙基2磷酸官能团有机磷农药;在间接竞争ELISA中,将与抗体亲和力较低包被抗原固定于ELISA板孔底时,检测限可以提高20倍,并讨论了TPB作为一种类属半抗原潜力[22]。

2.2.2.2荧光偏振免疫检测

ELISA具备诸多优势并且能直接检测样品,其检测限可与仪器分析办法检测限相比,甚至更低,但ELISA是一种非均相检测办法,需要很长时间来分离游离分析物与结合抗体分析物,还需要多次冲洗环节。

而均相免疫检测较为简朴和迅速,不需要分离和冲洗环节。

FPIA属于均相免疫检测,它是基于游离和结合物中荧光标记物偏振限度差别来达到检测目。

在该技术中,游离和标记分析物竞争结合一种特异性抗体。

游离分析物迅速旋转,发射光发生轻微限度偏振;抗体2标记物复合物具备很高分子质量（>150ku）,因而,它旋转慢,导致其发射荧光具备很高限度偏振。

游离分析物与标记物添加至系统中竞争结合抗体,导致偏振限度减少和检测曲线单调下降。

通过与原则曲线对照,即可得出农药含量[21]。

Kolosova等人在一种单克隆抗体基本上,建立并优化了检测甲基对硫磷FPIA,检测甲基对硫磷浓度动态变化范畴为25-10000μg/kg,检测限为15μg/kg;将蔬菜、水果和土壤样品甲醇提取物稀释10倍用于分析,增强样品中回收率为85%-110%;无需复杂解决，FPIA即可用于食品和环境样品中甲基对硫磷检测[23]。

2.2.3酶抑制法

酶抑制技术（EnzymeInhibition）是运用有机磷等类农药对胆碱酯酶活性抑制作用而建立起来用于分析其在食品中残留量技术。

该法不必昂贵仪器，操作简便迅速，但敏捷度较差，重复性、回收率还需要进一步提高。

速测卡、迅速检测仪都是根据此技术研究开发。

AkkadR［24］等使用三种酯酶分析有机磷农药时，获得了不错效果。

2.2.4生物传感器法

生物传感器法（Biosensor）是运用品有分子辨认能力生物活性物质作为与能量转换器紧密配合紧密部件，可以对特定种类化学物质或生物活性物质进行选取性和可逆响应分析装置。

Pogacnik［25］等用乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶作为敏感材料，做成了光热生物传感器，对蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药进行测定，其成果与GC-MS检测成果一致。

Nogue［26］用一种固化了醛脱氢酶酶传感器检测有机磷和氨基甲酸酯农药，其最小检出量为9ng/kg，而老式办法最小检出量为400ng/kg。

3展望

随着社会进步,人们生活水平不断提高,对食品安全性规定也相应地提高了。

但随着各种农药持续应用和新产品开发,农药残留检测办法研究仍旧是引起广泛关注课题。

针对食品中农残分析，SFE、MSPD等某些新样品前解决技术将受到青睐同步，创立高效、简朴、迅速色质联用为主在线分析技术将是将来重点研究方向。

农药残留检测技术将向更快、更准、更环保方向开发和推广应用。

与此同步，随着检测技术不断提高，食品安全性必将随之而不断提高，同步也将在一定限度会减少高毒、高残留农药各种食品中使用。

参照文献

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此外,环境影响评价三个层次意义，环境影响评价资质管理、分类管理，建设项目环境影响评价内容，规划环境影响评价文献内容，环境价值衡量还也许是将来考试重点。

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《中华人民共和国环保法》和其她有关法律还规定：

“建设项目防治污染设施，必要与主体工程同步设计，同步施工，同步投产使用（简称“三同步”）。

防治污染设施必要经原审批环境影响报告书环保行政部门验收合格后，该建设项目方可投入生产或者使用。

”“三同步”制度和建设项目竣工环保验收是对环