关于果蔬农残检测前处理方法的探讨

李兴元 高健 邹广辉 牟冠霖

摘 要：本文从果蔬农药残留现状出发，深入探究了当前农药残留检测前处理方法的种类及优缺点，并从不同角度对常用的几种前处理方法进行了详细分析，为果蔬的农药残留检测相关研究提供参考。

关键词：果蔬;农药残留;前处理

Discussion on Pretreatment Method of Pesticide Residue Detection in Fruits and Vegetables

LI Xingyuan， GAO Jian， ZOU Guanghui， MU Guanlin

（Yantai Standard Measurement Inspection Center， Yantai 264003， China）

Abstract： Based on the current situation of pesticide residues in fruits and vegetables， this paper deeply explored the types， advantages and disadvantages of the current pretreatment methods for pesticide residue detection， and analyzed several commonly used pretreatment methods in detail from different perspectives， so as to provide a reference for the related research on pesticide residue detection in fruits and vegetables.

Keywords： fruits and vegetables; pesticide residues; pretreatment

随着人们生活水平的提高，水果和蔬菜因含有丰富的营养成分成为当前人们生活的必需品，我国水果蔬菜消耗量逐年增加。为了使果蔬更加高产，相关种植人员会广泛使用农药，导致存在果蔬农药残留超标问题。农产品的农药残留检测一直是国家食品安全抽检的重点，果蔬因其基质复杂、农残种类多是食品抽检里的难点。前处理作为农残检测分析中最基本的一步，选择合适的前处理方法直接关系着检测结果，也影响着人们的饮食健康。

1 果蔬农药残留现状

尽管目前我国严禁销售高毒、高残留农药，但种植过程中存在着农药喷洒不当、过量使用限用农药和不按规定使用禁用农药等问题，部分农药短时间难以降解，甚至会转化成新的毒性更强的产物存在于果蔬中。农药种类及其转化物、使用量、使用方式方法以及存在的环境因素都是影响果蔬中农药残留量的重要因素。

近年来，随着高新科技蓬勃发展，串联质谱等仪器在检测行业应用越来越普遍，食品农残检测水平也随之提高。相继颁布的食品安全国家标准也反映了国家对农药残留危害的重视。虽然目前农药残留检测分析已形成相对成熟的检测体系，但是农药品种不断增加，人们对农药残留筛查效率的要求不断提高，农残检测方法还需继续改进和完善。

2 果蔬农残检测前处理方法探究

果蔬中农药残留量很低，微量甚至痕量，因此进行科学的提取是农残分析的前提。目前检测仪器的灵敏度已经相当高，尤其是随着串联质谱的普及，仪器已经不再是限制食品检测的重要因素，检测方法的优化显得更为重要。整个农残检测过程中前处理部分占据相当大的比重，也直接影响检测结果。特别是果蔬中含有大量的有机酸、色素、糖类等复杂的干扰物质，基质效应对结果影响巨大，前处理方法的选择显得尤为重要[1]。

传统的前处理方法主要是振荡、离心、索式提取等，这些方法中用到的有机试剂品种多，用量大，处理时间长，提取效率偏低，回收率不高，对环境和人身安全有一定影响，不符合当下的检测需求。目前最常采用的前处理方法主要有液液萃取法、固相萃取法、凝胶渗透色谱法、基质分散固相萃取法、QuEChERS技术等，这些方法中有机溶剂的用量相比以前越来越少，萃取效率提高，处理时间大幅缩短，可以快速筛查农药残留，使用便捷的同时准确率很高，符合当前检测行业的发展趋势。

2.1 液-液萃取法

液-液萃取（Liquid Liquid Extraction，LLE）是早期农产品农残检测中常用的前处理方法，也是当前常规的果蔬农残检测前处理方法，主要利用各农药在不同溶剂中溶解度的不同进行提取。目前果蔬农残检测中常被使用的是2008年发布的食品安全国家标准《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》（NY/T 761—2008），其中有机磷类和有机氯类农药残留的检测前处理过程就是采用液液萃取原理，用乙腈提取果蔬勻浆中的农药及其代谢物，加入饱和盐使乙腈层与水层因极性分层，氮吹浓缩后用丙酮溶解上机测试，该处理方法萃取效率较高，处理时间较短，被多数检测机构选用。但因当时技术的限制，该标准中的前处理方法的净化方式稍有不足，特别是提取液的盐分含量过高、色素残留多、基质复杂等缺点易影响仪器的检测，导致仪器出现基线高、衬管脏、进样针堵塞等各种问题，因而该方法需要有经验的专业人员操作，且需要定期维护保养仪器，频繁更换仪器耗材配件。

液-液萃取如果有针对性的配合其他条件或技术可以更好地完成农残提取净化。林涛等[2]利用低温液液萃取技术实现了氟虫腈及其代谢物的高效筛查，检出限达到0.005 μg/kg，回收率达到78.5%～95.8%。徐玉娥等[3]利用低温富集液液萃取和气相色谱-串联质谱法测定了水中15种农药残留，结果也达到相关标准要求。这些实验结果也充分证明了液液萃取搭配低温、超声等不同条件时可以更有效，且能满足日常农产品农药残留检测要求。

2.2 固相萃取法

固相萃取法（Solid Phase Extraction，SPE）可以有效降低样品基质干扰，提高净化效率，在当前农残检测分析中应用非常普遍。虽然是20世纪80年代发展起来的一项技术，但因固相萃取法可以实现样品的提取净化及浓缩，特别是后期实现了自动化装置，依然是当下常规的前处理方法。固相萃取法依据萃取柱填料的不同，可以实现不同的萃取效果。

在农残分析应用上，可以根据检测样品种类及农药种类选择合适的填充剂，例如C18、氨基、石墨化碳等材料，进而批量生产不同类型的SPE填充柱，既可以简化操作流程，提高效率，实现样品的批量前处理，也能得到良好的提取净化效果。另外，SPE的出现让前处理实现了初步自动化，后期研发出来的自动和半自动固相萃取装置可以减少人力、降低操作人员能力要求、大幅度提高工作效率，大批量检验的同时也能保证结果重复性。在粮谷类农残检测上，采用的方法基于《粮谷中486种农药及相关化学品残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》（GB/T 20770—2008），该标准利用有机溶剂对水果和蔬菜中农药进行提取，然后利用固相萃取技术净化，经GC-MS测定。该方法里采用SPE固相萃取，有效去除提取液杂质和盐分，使检测重复性、准确性更好。SPE技术出现在2008年前后发布的多个食品安全国家标准里，包括之前提到的NY/T 761—2008，这些国家标准充分证明了SPE技术在农残检测方面的重要性。而后来颁布的多个食品安全国家标准里也时常出现SPE，如2018年6月发布的食品安全国家标准《食品安全国家标准 植物源性食品中9种氨基甲酸酯类农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱-柱后衍生法》（GB 23200.112—2018）中采用了固相萃取法，通過乙腈对样品的进行提取，然后过SPE柱净化，浓缩后进仪器分析。此时的SPE技术已经相当成熟完善，在该方法里固相萃取柱包括两种，一种是氨基填料，一种是石墨化碳和氨基填料，分别对应于蔬菜水果和谷物的检测，更有针对性，净化效果更好。罗伟强等[4]利用固相萃取技术，并结合高效液相色谱分析了水果中氯吡脲，结果满足水果中痕量氯吡脲残留分析要求。王敏[5]利用固相萃取技术和高效液相色谱串联质谱测定了茶叶中的农药残留。这些结果表明，固相萃取法在食品农残检测可以被广泛应用，利用不同的SPE柱填充剂，可以实现更多的样品检测。

SPE柱一般是一次性消耗品，无法重复利用，导致检测成本较高。因而针对这些不足之处，可使用固相微萃取技术（Solid Phase Microextraction，SPME）。该技术是在SPE的基础上发展而来的一项新技术，也处在一直发展的过程中。SPME依靠萃取纤维取代填料实现目标物的分离，萃取纤维富集目标物，然后经过仪器高温进样口解析到检测器中，完成对目标物的检测。萃取纤维的材料还在不断的发展，不同的材料吸附能力不同，可以满足不同农药的检测。SPME主要是针对SPE的不足产生的，其用到的萃取纤维可以重复利用，不再是一次性消耗品。但由于SPME需要特殊的装置来使用，仅可针对少数部分农药残留使用，而且虽然材料可以重复利用，但价格并不低，成本依然较高，导致目前在农残检测分析上并没有SPE使用普遍。该技术还在发展中，在农残检测分析方面的应用会越来越广。

2.3 QuEChERS技术

QuEChERS快速样品前处理技术原理与固相萃取相似，同时结合了基质固相分散技术（Matrix Solid-Phase Dispersion，MSPD）[6]。自从该方法提出以来，研究者对其进行了不断的改进，包括pH值的改进、配盐的更换、溶剂的改变等，是一项可以不断优化进步的技术。相对于液液萃取法、固相萃取法等方法优势更为明显。①操作简单，特别是搭配随该技术应运而生的QuEChERS试剂盒套装，一次可以同时处理几十甚至上百个样品，对人员操作能力要求更低。②用量少，不单单是样品量减少，提取时使用的有机溶剂量更是大幅减少，直接降低检测成本。③可以一次检测多种农药，且回收率高，可以实现几十种甚至几百种农药一次性筛查检测，配合串联质谱仪能完成几百种农药的准确定量。

近年来，该技术越来越趋于成熟，应用越来越普遍。特别是2018年《食品安全国家标准 植物源性食品中208种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱-质谱联用法》（GB 23200.113—2018）标准的发布标志着QuEChERS技术正式进入符合我国标准检测方法的行列，随后发布的GB 23200系列标准也多有出现QuEChERS方法。该标准采用QuEChERS前处理方法，可以一针同时检测208种农药残留，前处理过程简单高效，且回收率较好，基本在80%以上。与SPE相比，QuEChERS更符合当前农产品农药残留检测形势。GB 23200.113—2018为最新版标准《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2021）中的推荐检测方法以及最新的《食品安全监督抽检实施细则》中指定的方法，涉及很多农药品种。QuEChERS的出现对前处理过程起了很重要的影响，也出现了很多基于QuEChERS技术而优化的方法。王连珠等[7]基于QuEChERS优化提取方法并利用液相色谱-串联质谱测定了蔬菜中51种氨基甲酸酯类农药残留。谭建林等[8]利用QuEChERS-UPLC-MS/MS法测定了鸡蛋中19种氨基甲酸酯类农药及其代谢物残留量。这些研究结果表明QuEChERS方法对于筛查农药残留更高效，符合当前农药残留检测趋势。

QuEChERS方法虽然不能满足部分样品的检测，特别是脂肪含量较高的样品，但QuEChERS方法高效便捷，可以实现流水线式的试剂盒快速处理方式。搭配相关技术公司生产的QuEChERS试剂盒套装，可以处理不同种类的农产品，其已经不限于水果蔬菜的农药残留检测，还包括畜肉、禽蛋等兽药残留的检测。其处理后的提取液因净化效果不错，可以更好的搭配当前GC-MSMS以及LC-MSMS等前端仪器，更高效准确地测定农产品中的农药残留。

3 结语

在检测果蔬农药残留时，应选择合适的前处理方法。在现有技术条件下，常规的前处理方法均能满足日常农产品农药残留检测要求。搭配不同技术并结合前沿的仪器设备，可以得到更准确的检验结果，达到更高的检测目标。果蔬本身有着多样性和复杂性，农药的品种和数量也在不断丰富，农残检测方法必将继续发展，为食品安全提供更有效的保障。

参考文献

[1]毛雪金.果蔬及食用油中有机磷和拟除虫菊酯类农药高效分析新方法研究[D].南昌：南昌大学，2020.

[2]林涛，樊建麟，杨东顺，等.低温液液萃取/超高效液相色谱-串联质谱法快速测定鲜枣中氟虫腈及代谢物[J].分析测试学报，2015，34（12）：1360-1365.

[3]徐玉娥，魏远隆，左海根，等.低温富集液液萃取-气相色谱-串联质谱法测定水样中15种农药残留[J].理化检验（化学分册），2015，51（1）：1-5.

[4]罗伟强，肖小华，李攻科.蔬果中氯吡脲残留样品前处理及分析方法研究进展[J].食品安全质量检测学报，2013，4（4）：1089-1094.

[5]王敏.固相萃取技术和高效液相色谱串联质谱联用在茶叶中农药残留检测中的应用[D].合肥：安徽大学，2013.

[6]叶学敏.新型QuEChERS方法在果蔬农残分析中的应用研究[D].杭州：浙江工业大学，2020.

[7]王连珠，周昱，黄小燕，等.基于QuEChERS提取方法优化的液相色谱-串联质谱法测定蔬菜中51种氨基甲酸酯类农药残留[J].色谱，2013，31（12）：1167-1175.

[8]谭建林，彭珍华，赵秀琳，等.QuEChERS-UPLC-MS/MS法测定鸡蛋中19种氨基甲酸酯类农药及其代谢物残留量[J].食品工业科技，2022，43（1）：320-325.