果蔬农药残留检测的化学方法

2012-04-29 04:13王爱华李增新
化学教与学 2012年4期
关键词:氨基甲酸酯水解酶显色剂

王爱华 李增新

目前种植蔬菜水果所使用的农药中,大约70%为有机磷农药。蔬菜水果农药残留超标,会直接危及人体健康。目前应用最为广泛的是残留农药化学及生化检测方法,这些快速检测法适用于田间普查、农贸市场抽查,就连普通消费者也能够操作使用。在此介绍几例,供化学教师参考。

一、化学速测法(速测灵法)

化学速测法是根据有机磷农药的氧化还原特性进行检测的方法。有机磷农药比如磷酸酯、 二硫代酸酯、 磷酸胺在金属催化剂作用下水解为磷酸及醇等,水解产物与显色剂反应,使显色剂的紫红色褪去变成无色[1]。其检测步骤为:取农药溶液3~4mL,与紫红色显色剂液体二滴混匀。再加入黄色催化剂液体四滴静置5~10min,如果液体褪色则表示农药残留超标。该方法的优点在于它是化学反应,相对生化方法稳定,操作简便无需培训,一次可做多个样品,检测所需时间短。该方法的缺点是在临界点附近颜色变化不很明显,主要针对几种有机磷农药敏感。易受一些还原性物质的干扰。

二、酶化学比色分析法

在特定条件下,有机磷和氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶的正常功能有抑制作用,其抑制率与农药的浓度呈正相关。正常情况下,酶催化乙酰胆碱水解,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果蔬样品中是否有高剂量有机磷或氨基甲酸酯类农药的存在。

其检测步骤为:选取果蔬样品,冲洗掉表面泥土,剪成1cm左右碎片,取样品1g,放入烧杯中,加入5mL缓冲溶液,振荡1~2min,倒出提取液,静置3~5min,待用。先于试管中加入2.5mL缓冲溶液,再加入0.lmL酶液、0.1mL显色剂,摇匀后于37° C放置15min以上,注意掌握每批样品的控制时间要一致。加入0.lmL底物摇匀,放入仪器比色池中,记录反应3 min的吸光度变化值DA0。再于试管中加入2.5mL样品提取液,其它操作与对照溶液测试相同,记录反应3min的吸光度变化值。根据吸光度的变化值计算出蔬菜样品提取液对酶的抑制率,若抑制率超过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,样品呈阳性结果[1]。不同公司研制的仪器大同小异,只是有的用乙酰胆碱酯酶,有的用丁酰胆碱酯酶,在酶和底物应用方面存在差异,从而判定抑制率也存在差异。

三、植物水解酶法

由于乙酰胆碱酯酶大都来源于动物血液,材料昂贵,且保存困难,近年来人们又开发了用植物水解酶替代乙酰胆碱酯酶的分析方法。植物水解酶能促使 2,6—二氯乙酰靛酚水解, 反应如下[2]:

另有植物水解酶催化α-乙酸萘酯水解生成α-萘酚,α-萘酚与三氯化铁溶液发生显色反应生成紫色配合物,该配合物最大吸光度位于516nm波长处。而此显色反应会因为有机膦农药的存在而受到抑制,有机膦农药的质量浓度越大,果蔬样品吸光度的下降程度也就越大,根据这个关系建立了植物水解酶催化-分光光度法快速测定痕量有机膦农药的方法。

四、免疫分析法

免疫分析法的原理主要基于抗原抗体特异性识别和结合反应的分析方法。将农药和药物小分子通过一定碳链长度的联接分子与分子量大的载体一般为蛋白质,以共价键相偶联制备成人工抗原,注射到动物体内产生多克隆抗体或采用细胞融合技术产生单克隆抗体,然后采用抗原或抗体酶标记技术,根据酶反应显色的深浅对果蔬样品进行定性或定量检测。例如测定三唑酮的方法,应用于黄瓜、梨等食品的检测,检测限达40μg/kg。目前常用于农药残留检测的免疫分析法主要包括酶免疫技术、放射免疫技术、荧光免疫技术和化学发光免疫技术等,其中酶免疫技术最为常用。[3]

果蔬农药残留的去除也会涉及许多化学知识,例如碱水浸泡法是利用碱性条件促进残留有机磷农药分解。加热分解法是基于氨基甲酸酯类杀虫剂在高温下可以加快分解,对一些用其他方法不好处理的蔬菜、水果可通过高温加热法有效地除去農药残留。贮藏转化法是基于果蔬产品中农药的残留随时间的推移会逐渐分解,对比较容易保存的瓜果、蔬菜可通过一定时间的贮藏,使有毒物质分解,减少农药残留量,直至符合检测标准。还可以利用高频高压放电产生臭氧,来达到杀菌消毒的目的。臭氧杀菌既不改变果蔬产品的味道,又能延长其保鲜期,适用于各种水果、蔬菜的清洗。

参考文献

[1] 赵斯奇,阎肃. 农药残留检测技术[J]. 安徽农业科学, 2008,36(10) :4176 - 4178,4192

[2] 钟树明,袁东星,李权龙,等. 植物水解酶法快速测定环境水样中有机磷及氨基甲酸酯类农药[J].厦门大学学报( 自然科学版),2002,41(1):75-78

[3] 刘菁,邵华. 农药检测方法研究进展[J]. 中国公共卫生,2009,25(11):1399-1402

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