(湘潭市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測管理站,湖南湘潭 411100)
農(nóng)藥殘留快速檢測酶抑制法操作簡單、方便快捷、成本低廉,但同時存在假陽性及假陰性率高、檢出限高、靈敏度低、檢測農(nóng)藥種類有限等局限性。隨著人們對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的要求越來越高,國際和國內(nèi)食品中農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格,酶抑制法已不適合作為農(nóng)藥殘留檢測的主要手段及篩查手段,不應(yīng)再大力推廣使用。
農(nóng)藥殘留是指使用農(nóng)藥一定周期后,仍殘留于農(nóng)作物、生物體、土壤、水體、大氣中的微量農(nóng)藥原體、有毒代謝物、降解物和雜質(zhì)的統(tǒng)稱。酶抑制法是依據(jù)有機磷類及氨基甲酸酯類農(nóng)藥可以特異性地對膽堿酯酶活性產(chǎn)生抑制的原理,將膽堿酯酶與樣品提取液作用,在檢測體系中加入底物和顯色劑,采用分光光度計檢測吸光度隨時間的差值,得出抑制率的結(jié)果,來判斷是否存在有機磷類或氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留超標(biāo)(李穎暢 等,2013)。酶抑制法的優(yōu)點是操作簡便,對操作人員技術(shù)水平要求不高,成本消耗及后期儀器維護(hù)費用均較低,且檢測速度快,一般15~30 分鐘就可以得出結(jié)果,因而酶抑制法已被廣泛地使用和推廣。目前,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和流通環(huán)節(jié)大多使用酶抑制法對蔬菜開展日常監(jiān)管,主要應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品物流中心、農(nóng)業(yè)合作社、生產(chǎn)基地、大型超市配送中心和基層檢測中心等(胡蓉,2013;黃建平和房新艷,2018)。但該檢測方法存在假陽性、檢出限高、靈敏度低、檢測農(nóng)藥種類有限等局限性,可能會出現(xiàn)農(nóng)殘漏檢和誤檢的情況,甚至存在貿(mào)易壁壘的風(fēng)險,不僅影響消費者食用農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,甚至還可能嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品的對外貿(mào)易。錢允輝等(2008)從酶的來源、植物組織液的干擾、酶促條件等3 個方面分析了酶抑制法出現(xiàn)重現(xiàn)性差及假陽性的原因。王潔蓮(2011)也從酶的選擇、酶促反應(yīng)、某些農(nóng)產(chǎn)品易產(chǎn)生假陽性及測定農(nóng)藥種類有限等4 個方面探討了酶抑制法在實際應(yīng)用中存在的問題。檢測方法、檢測農(nóng)藥種類、樣品基質(zhì)、結(jié)果重復(fù)性是反映方法準(zhǔn)確性、適用性的關(guān)鍵因素,本文從這4 個方面討論酶抑制法對農(nóng)藥殘留快速檢測的局限性,以期正確認(rèn)識酶抑制法在農(nóng)藥殘留檢測中存在的問題。
近年來,食品中農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。現(xiàn)行有效的國家推薦標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.199—2003《蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的快速檢測》指出,酶抑制法檢測對禁用農(nóng)藥甲胺磷、對硫磷的檢出限分別為2.0、1.0 mg·kg-1。農(nóng)業(yè)行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)NY/T 448—2001《蔬菜上有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘毒快速檢測方法》指出,酶抑制法檢測對禁用農(nóng)藥甲胺磷、對硫磷的檢出限分別為3.0~5.0 mg·kg-1和2.0~4.0 mg·kg-1。而我國最新農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)GB 2763—2019《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》規(guī)定,甲胺磷除蘿卜外,在其他蔬菜中允許最大殘留限量為0.05 mg·kg-1;對硫磷在蔬菜中允許最大殘留限量為0.01 mg·kg-1(表1)。通過比較,可見酶抑制法檢測農(nóng)藥殘留甲胺磷、對硫磷的檢出限比我國允許的最大殘留限量分別高了40 倍和100 倍,無法滿足我國農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)的要求,即可能會存在漏檢。
酶抑制法無法靈敏地檢測蔬菜中所有有機磷類和氨基甲酸酯類農(nóng)藥,葉雪珠等(2013)比較了4種不同型號的農(nóng)殘速測儀使用酶抑制法檢測蔬菜中不同農(nóng)藥殘留的有效性,結(jié)果表明不同農(nóng)藥靈敏度相差很大,高毒農(nóng)藥克百威、滅多威的檢出限相對較低,分別在0.003~0.1 mg·kg-1和0.01~0.5 mg·kg-1,而GB 2763—2019 中最大殘留限量值分別為0.02(除馬鈴薯外)、0.2 mg·kg-1;氧化樂果、久效磷、甲胺磷、磷胺的靈敏度在1 mg·kg-1以上,遠(yuǎn)高于GB 2763—2019 中最大殘留限量值0.02、0.03、0.05~0.1、0.05 mg·kg-1;水胺硫磷、對硫磷、甲基對硫磷、甲拌磷在酶抑制法中均不靈敏。中毒農(nóng)藥中,甲萘威在酶抑制法中靈敏度較高,在0.01~0.5 mg·kg-1,基本滿足GB 2763—2019 中最大殘留限量(0.02~0.05 mg·kg-1);而蔬菜中檢出率較高的三唑磷、毒死蜱等在酶抑制法中靈敏度卻很低。因此,酶抑制法檢測可能會造成假陰性率偏高,作為執(zhí)法依據(jù)結(jié)果精確度不夠。
表1 酶抑制法在GB/T 5009.199—2003、NY/T 448—2001 中的檢出限與在GB 2763—2019 中的最大殘留限量比較
農(nóng)藥種類繁雜,按化學(xué)結(jié)構(gòu)可歸納為有機磷類、有機氯類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類、三唑類、雜環(huán)類、酰胺類、脲類、醚類、苯甲酸類等。酶抑制法只對有機磷類和氨基甲酸酯類農(nóng)藥有效,對其他類農(nóng)藥無法得出定量和定性的結(jié)果(王志波,2009)。
2019 年10—11 月,采用色譜法對湖南省14個市州的63 個基地、20 個超市、25 個市場的主要農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全開展風(fēng)險監(jiān)測,檢測了葉菜類、豆類、茄果類、瓜類等10 類35 種蔬菜中的68 種農(nóng)藥殘留,結(jié)果表明在抽取的980 批次蔬菜樣品中,禁限用農(nóng)藥累計檢出13 次和6 次超標(biāo);禁用農(nóng)藥中檢出甲胺磷2 次,限用農(nóng)藥中毒死蜱、克百威、氧化樂果分別有3、2、1 次超標(biāo);常規(guī)農(nóng)藥檢出率高,累計檢出595 次,多菌靈、啶蟲脒、吡蟲啉、烯酰嗎啉、滅蠅胺、霜霉威、吡唑醚菌酯等分別檢出78、103、32、71、41、44、34 次,雖未超標(biāo),但存在風(fēng)險隱患。說明目前常用的農(nóng)藥已不僅僅是有機磷類及氨基甲酸酯類,還有一些高效低毒的新型農(nóng)藥,如多菌靈等苯并咪唑類殺菌劑,吡蟲啉、啶蟲脒等煙堿類殺蟲劑,嘧菌酯、吡唑醚菌酯等甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑。推廣使用高效低毒低殘留的化學(xué)農(nóng)藥是現(xiàn)階段及未來農(nóng)藥發(fā)展的趨勢(李軍明 等,2010;趙鑫 等,2013)。酶抑制法對現(xiàn)階段使用率高的大部分農(nóng)藥品種是無效的,不適合作為快速篩查的手段,否則可能會存在漏檢。
酶抑制法主要適用于蔬菜,不能廣泛適用于水果和茶葉。因為水果中含有較多的色素和果汁,對顯色反應(yīng)產(chǎn)生干擾,同時果皮的厚度對酶抑制法的檢測結(jié)果也有很大影響(張立新,2016)。對于茶葉類樣品,基質(zhì)復(fù)雜干擾大,含有茶多酚、色素、咖啡堿、氨基酸、多糖、茶皂素、維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等(傅杭英,2013),不同成分對水的溶解性又不一樣,因此不能簡單地像蔬菜一樣直接用磷酸緩沖液提取,必須用有機溶劑如丙酮、乙酸乙酯、乙腈等充分提取,凈化后才能得到待測液。即便是對蔬菜的農(nóng)殘檢測,也無法全覆蓋。一方面某些蔬菜因產(chǎn)生對酶有抑制作用的植物次生物質(zhì),易引起假陽性。另一方面由于酶抑制法是以吸光度變化值來判斷,而植物體內(nèi)的葉綠素、胡蘿卜素、花青素、氧化酶次生物質(zhì)等會對酶產(chǎn)生干擾,引起反應(yīng)液顏色變化,影響檢測結(jié)果的專一性、準(zhǔn)確性、可比性等(陸自強 等,2004;杜美紅 等,2010;王芳 等,2015)。因此,使用酶抑制法要避免檢測蔥、蒜、韭菜、蘿卜、芹菜、芫荽、茭白、番茄等。
由于酶的結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性與多樣性,檢測結(jié)果與酶活性、酶和底物的濃度、取樣部位、反應(yīng)溫度及時間、反應(yīng)液的澄清度、pH 值等密切相關(guān),因此檢測結(jié)果可能存在較大誤差,重復(fù)性不理想。酶是一種特異性蛋白質(zhì),酶促反應(yīng)要求較為嚴(yán)格,pH 值、反應(yīng)溫度、氧化還原電位等都是影響酶促反應(yīng)的主要因素。此外,酶的貯存、顯色劑的選擇與穩(wěn)定性、酶和底物的濃度等都可能影響檢測結(jié)果(楊東鵬 等,2004)。羅俊霞等(2015)研究表明,使用酶抑制法在不同時間對同一樣品進(jìn)行檢測,重現(xiàn)性也較差。由此可見,以上影響因子的控制與否,都可能會影響檢測結(jié)果的重復(fù)性。
隨著人們生活質(zhì)量的提高以及對綠色健康食品的需求,國際和國內(nèi)食品中農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格,因此對檢測技術(shù)的要求也越來越高。本文從檢測方法、檢測農(nóng)藥種類、樣品基質(zhì)、結(jié)果重復(fù)性4 個方面探討酶抑制法對農(nóng)藥殘留檢測的局限性:從檢測方法看,酶抑制法的檢出限高,無法滿足我國農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)的要求;從檢測農(nóng)藥種類看,酶抑制法無法檢測除有機磷類及氨基甲酸酯類以外的其他種類農(nóng)藥;從樣品基質(zhì)看,酶抑制法主要適用于蔬菜類,但部分蔬菜種類易產(chǎn)生假陽性,可能導(dǎo)致“誤檢”;從結(jié)果重復(fù)性看,酶的結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性與多樣性,導(dǎo)致檢測結(jié)果可能存在較大誤差,重復(fù)性不理想。因酶抑制法存在假陽性及假陰性率高、檢出限高、靈敏度低、檢測農(nóng)藥種類有限等局限性,現(xiàn)階段已不適宜作為農(nóng)藥殘留檢測的主要手段及篩查手段。如何進(jìn)一步提高酶抑制法的檢測靈敏度,降低檢出限,克服樣品基質(zhì)的影響,擴大檢測農(nóng)藥范圍,滿足國家限量標(biāo)準(zhǔn),一直是國內(nèi)外專家亟待解決的難題。建議有條件的實驗室盡快開展色譜法檢測分析,使用氣相、氣質(zhì)、液相、液質(zhì)等大型精密儀器進(jìn)行檢測。近年來逐漸發(fā)展起來的氣質(zhì)、液質(zhì)QuECHERS 法因前處理技術(shù)快速、簡單、廉價、有效、可靠、安全的特點成為未來農(nóng)藥殘留檢測發(fā)展的方向及趨勢。