中国农产品检测技术现状与展望

马康凌，杨绍林，刀静梅*

（1.海南职业技术学院，海南海口570100；2.云南省农业科学院滇南农产品检测中心，云南开远661699）

农产品质量安全检测是利用相关仪器设备，根据国家的相关标准，判断农产品质量是否合格的重要手段，农产品的质量检验检测是质量安全的重要保障，在农产品质量评价、市场监管和对外贸易等多方面起到至关重要的作用。近年来，由于部分地区生产者对农药、添加剂的滥用，农产品中农药残留、重金属、激素、抗生素或者其他有毒有害物质超标，特别是新的有毒有害物质在不断的出现，农产品质量安全引起了人们的普遍重视和关注，农产品质量安全检测体系的构建和完善也越来越受到国家重视，从中央至省、地县，从相关部门到相关农产品生产销售企业，积极配备检验设备，建立检测实验室，形成了相应的检测体系，检验指标、方法、检验仪器也在不断刷新，农产品质量安全的检测水平和能力不断提高，在保障农产品质量安全上起到了重大作用[1]。

1 农产品检验检测的主要指标

农产品检验检测，主要从理化指标和微生物指标展开，其中理化指标主要指一些常规指标、重金属、农药残留以及其他有毒有害物质。常规指标中包含了水分、pH、有机质、粗蛋白、灰分、粗纤维等，以及农产品中含有的微量元素、维生素、氨基酸、核苷酸等营养元素的指标，这些项目主要是为了了解农产品混合质量指标；重金属指标指密度大于4.5 g/cm3的金属，如铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）、铬（Cr）、铜（Cu）、汞（Hg）、银（Ag）、金（Au）等，这些重金属元素假如超标，且长期食用，会导致人体头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛、结石、甚至癌变等一系列的危害，所以在农产品检测、食品检测中重金属指标检测都是重中之重；农药残留主要指农药使用后残存于环境、生物体和食品中的农药母体、衍生物、代谢物、降解物和杂质的总称，农药残留的主要成分包括有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯等，食用含有大量高毒、剧毒农药残留的食物会导致人、畜急性中毒事故；有毒有害物质主要包含亚硝酸盐、二氧化硫残留、盐酸莱克多巴胺、3-硝基丙酸毒素等，这些有毒有害物质都具有很强的毒性，可以经过皮肤、呼吸以及肠胃吸收等途径进入人体，从而引起严重的疾病。

农产品从原料、加工、储藏、运输、销售等各个环节，都会受到环境中的微生物污染，不同来源的微生物可通过各种途径污染暴露于环境中的农产品，并在其中生长繁殖引起变质，影响产品的特性，甚至产生毒素、传播疾病。微生物检测是产品卫生标准的重要内容，也是确保质量安全、防止致病菌污染和疾病传播的重要手段。常用的微生物检测指标主要有菌落总数、大肠杆菌、致病菌、霉菌及其毒素等。

2 农产品检验检测的主要技术方法

农产品检验检测技术是根据检测物质（指标）的不同性质、不同结构、不同组分，依托相关检测仪器设备，依据相关国家标准而建立起来的质量检测体系，根据检测指标的不同和采用的仪器设备，主要有理化检验和生物检测，根据检测需求又有定量和定性检测之分。

2.1 理化指标检测方法

2.1.1 色谱法

色谱法（Chromatography）又称层析法、色谱分析法，是一种分离和分析的方法，在分析化学和有机化学以及生物化学等领域有广泛的应用[2]。色谱法利用不同的物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中混合物进行洗脱，混合物中不同物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离效果[3]。在农产品检测中，色谱法是农产品检验检测中常用的方法，主要针对农药残留，可以满足大部分检测的需求，而且操作较为简便，检测结果准确，测定速度快，用于农产品检验检测具有重要意义。现在的色谱法中，又分为气相色谱和液相色谱2种。

2.1.1.1 气相色谱法

气相色谱法（Gas Chromatography，GC）是一种新的分离和检测的技术，它在工业、农业、国防、建设、科学研究中都被广泛应用。气相色谱还分为以下2大类：气固色谱和气液色谱。流动相为气态，固定相是固体物质的色谱为气固色谱；流动相为气态，固定相为液态的色谱为气液色谱。实验时样品在气相中传递的速度快，所以样品组成成分在流动相和固定相之间可以快速达到平衡，快速得出实验数据。另外加上可选作固定相的物质很广泛，因此气相色谱法是一个分离效率高和分析速度快的分析方法。近年来采用高灵敏选择性检测器，不断的改良使得气相色谱法具有快捷高效、分析精确度高、应用范围广等优点。

2.1.1.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”、“高分离度液相色谱”等。它是在分析化学中常用的柱层析仪。高效液相色谱是色谱法中的一个重要分支，流动相为液态，采用高压输液系统，将具有不同极性的溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相流入装有固定相的色谱柱内分离各自成分，再进入检测器进行检测，从而实现对样品的分析[4]。该方法方便快捷地解决化学、医学、农学等学科领域中的相关问题，成为重要的分离分析技术。高效液相色谱法有高压、高速、高效、高灵敏度的特点。高压：流动相为液态，当流动相流经色谱柱时，为了能够迅速通过色谱柱，对载液加高压。高速：载液流速快、分析速度快，相比原液体色谱法速度快，可以短时间内得到分析结果，一般1个样品只需要15～30 min，甚至有些样品可在几分钟内完成，大部分样品的检测时间小于60 min。高效：分离效率高。可选择固定相和流动相以达到最好的分离效果，比工业精馏塔和气相色谱的分离效率高很多。高灵敏度：紫外检测器的精确度可以到0.01 ng，进样量在微升数量级。应用范围广：70%以上的有机化合物可用高效液相色谱分析，特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析更具有优势[3]。

高效液相色谱的缺点是有“柱外效应”，所以，尽可能地减小柱外效应的影响也是高效液相仪器制造技术的追求[5]。因此，有时候高效液相色谱检测器的灵敏度不及气相色谱[6]。

2.1.2 质谱法

质谱是一种测量离子荷质比（电荷-质量比）的分析方法，可用来分析同位素成分、有机物构造及元素成分等[7]。质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展[8]。质谱分析法对样品有一定的要求。在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法，可广泛应用于化学、生命科学、药学等领域，能够提供分子质量信息，有助于未知物结构的解析，具有分辨率高、信息量大、样品用量少、灵敏快速等优点，在测定有机化合物精确分子质量、结构解析、反应机理等方面发挥着重要的作用[9]。在农产品中主要用于检测用肥是否合理、果实的营养成分、固氮分析、农药毒性以及土壤中有机质等多方面的研究工作，所以质谱法对农产品的研究工作有着极为广阔的前景。

2.1.3 原子吸收法

原子吸收法的测量对象是原子状态的金属元素和部分非金属元素，是由待测元素灯发出的对应特殊谱线通过供检测对象经原子化产生的原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子吸收，通过测定辐射光强度减弱的程度，求出实验对象中待测元素的含量[10]。原子吸收一般遵循“分光光度法的吸收定律”，通常借助比较对照品溶液和实验品溶液的吸光度，求得供试品中待测元素的含量。

原子吸收法在农业科研和农业生产中承担大量日常分析检测的任务，从最简单的单光路、双光束光学系统扫描和双波长自动分光光度计，到应用二极管矩阵，实现快速光谱扫描检测，以及适用于动态分析的高档仪器——紫外/可见光分光光度计。通过不断的发展，检测技术中因常要检测蛋白一类，而出现了紫外分光光度计的分支，称为核酸、蛋白检测仪，其工作波长选在对核酸、蛋白具有特定吸收特性的波长上（220 nm、254 nm、280 nm、340 nm）[11]，如今其型号与功能已相当齐全，可满足很多分析的基本需求。

2.1.4 比色法

比色法（Colorimetry）作为一种定量分析的方法，大约开始于19世纪30-40年代。以生成有色化合物的显色反应为基础，是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法[12]。如检测农药残留的比色测定有3种类型：①农药有效成分本身具有特殊颜色，可以直接进行比色。如敌磺钠原药为黄棕色，在波长435 nm处具有最大吸收峰，但这种类型的农药较少；②经化学反应可以生成有颜色的化合物。如对硫磷，经碱解后形成对硝基酚而呈黄色，可在420～480 nm波长内测量它的吸光度。③引入显色基团生成具有特殊颜色的化合物。如农药经醇、碱水解产生酚类或芳胺，可与偶氮试剂进行偶合形成有特殊颜色的化合物。还有含有氨基甲酸酯的甲萘威，经碱解后生成α-萘酚与对硝基苯偶氮硼氟酸甲醇溶液发生反应，形成黄色物质可以在590 nm处测定吸光度。同时，在农业中，比色法中的纳米金比色还可以用于测定水中的重金属元素[13]。

2.1.5 重量法

根据单质或化合物的重量，计算出在实验品中的含量的定量方法称作重量法。采用不同方法分离出试验品中的被测成分，称取重量，以计算其含量。按分离方法不同，重量分析分为沉淀重量法、挥发重量法和提取重量法。重量法可测定某些无机化合物和有机化合物的含量。在药物纯度检查中常应用重量法进行干燥失重、炽灼残渣、灰分及不挥发物的测定等。同时，重量法还是分析土壤全盐量的标准方法[14]。

2.2 微生物指标检测方法

2.2.1 抗生素检测

抗生素是指由细菌、放线菌、真菌等微生物经培养而获得的，低浓度下就能选择性地抑制某些生物生命活动的微生物次级代谢产物，还有些是化学半合成或全合成的衍生物，它是防治感染性疾病的重要药物。抗生素不仅有抗菌作用，其作用还包括抗肿瘤、抗病毒、抑制免疫、杀虫作用、除草作用等。农产品中抗生素残留量超过相关标准，就有可能导致人体内部微生物平衡的紊乱，轻者导致腹泻，重者过敏，破坏人体机能、器官病变，甚至血管性水肿导致休克[15]。一些特定的抗生素可以使用色谱法检验，但是主要还是依赖微生物检测，根据抗微生物药对特异微生物的抑制作用，来定性或定量检测受检样品中残留的抗生素。

2.2.2 菌落总数以及大肠杆菌检测

菌落总数以及大肠杆菌是农产品检测中典型的微生物指标，根据GB 4789.2-2016[16]对产品进行相关的操作检测，细菌总数是指1 mL或者1 g需要检测的样品中，通过稀释平板计数法，计算形成的菌落数，它能反应样品中的活菌数量。应用于奶制品和农产品初加工后的产品检测。

2.2.3 致病菌、霉菌以及其他毒素检测

致病菌、霉菌以及其他毒素的产生是由于农产品在生长过程中受损，储运过程中的设施不当造成创口，甚至导致霉变，感染部位发生肉眼可见的霉斑，切开还会有颜色以及气味的变化。检测方法主要还是依靠传统的平板培养法，进行生化鉴定。检验检测技术如今在逐步提高，相关的设备也在不断研发。

3 讨论

在农产品检测中大部分农产品的检测指标属于理化检测，微生物指标相对较少。微生物检测法应用较为广泛，但是在没有配置相关检查检测仪器时只能使用传统方法，其优点是费用低，大部分实验室都能满足相关操作需要的条件，其缺点是测定时间长，结果误差较大，操作复杂[15]。而理化检测需要的指标又依赖精密仪器，导致普及程度不高，比如高效液相色谱和气相色谱这种精密仪器对于检测农药残留必不可少；检测重金属的残留时需要使用原子吸收分光光度计，虽然也有别的方法可以得到检测结果，但是没有相应的专业设备高效快捷。

以上方法虽然精确快捷，但是由于检测设备体积大，不能满足一些实地考察的任务。随着科技的发展进步，手持检测仪、小型快速检测仪也悄然诞生，这些仪器也可以粗略的检测二氧化硫、亚硝酸盐甚至可以简单的检测一些农药残留等。如今，很多大型农产品批发市场都有了自己的检验室和检测人员，简单检测其大批量购买的农产品是否符合标准，虽然没有精密仪器的数据精确，但还是可以大致地了解是否符合标准，以防止上市后出现问题，减少损失，同时，也是对农产品质量安全多一份保障。总体来说，现在市面上的快速检测仪器主要做定性分析，可以粗略大致的检测有没有超标。而精密仪器是定量分析，可以检测出具体的含量，再与国家标准对比得到精确的结果。

随着科技的发展，在农产品的检测中可以使用的仪器和方法越来越多，方法和设备可以根据实际需要来选择。同时，方便高效、成本低的检验方法也可以让民众有自主送检的能力。而且，检测仪器也在向智能化、微型化的趋势发展，在农产品安全检测领域得到应用。新检测仪器、新检测方法的不断开发将为农产品检测、为农产品安全提供更有力的保障。