摘要:通过对农药污染的严重情况以及牛乳中农药检测的必要性的描述, 进一步阐述了农药残留分析技术研究进展, 对牛乳中农药残留检测发展趋势进行预测, 为今后农药残留的检测提供了研究基础。
牛乳所含营养成分的比例大体适合人类生理需要, 其营养价值之高是其他食物所不能比的,所以被公认为是迄今为止的一种比较理想的完全食品。有人说牛奶是“人类的保姆”, 20 世纪 60 年代以后世界牛奶的生产和消费量剧增, 原不习惯饮用牛奶的印度和日本成功地实行了发展奶业的“白色革命”。奶业的发展对农业结构的调整、改善消费结构、提高人民身体健康、增加农民收入等都具有重大的意义。近几年来我国乳业的发展成果显著,人均占有量已达到 21.7 kg。乳制品已成为继粮食、肉类、水产之后的人民生活必需的食品。随着牛乳消费量的增加, 乳品中的安全问题也越来越受到人们的重视。
长期以来人们快
为重视牛乳中兽药残留, 尤其关注抗生素问题。然而农药作为食品的重要污染源, 由于他的大多数品种用于防治农业有害生物,所以对人体有较大毒害性。进入人体的农药, 如果快
过了正常人的较大耐受限量, 将会导致机体的正常生理功能的失调, 引起病理改变和毒性危害, 因此牛乳中农药残留问题应该得到足够的重视。
1 农药的环境污染与危害
《美国药典》 所说的“农药”是指对产品的生产、处理、贮存、运输或销售等各个环节产生干扰并造成危害的物质或物质的混合物, 其用于预防、杀灭或控制有害植物或动物。
农药是人类生活中不可或缺的工具, 他既是防治农田病虫草害、保证农作物高产以及实现农业现代化的重要手段, 又是控制某些传染病毒的重要药剂。据联合国粮农组织 ( FAO) 统计, 如果不使用农药, 全世界农业每年平均因病、虫、草害造成的损失约占作物总产量的 37%, 年损失额高达 1260亿美元。但是农药的广泛使用, 在为人类做出贡献的同时由于其毒性、残留及对环境的污染, 给人类的生活和生存带来不利的影响与危害, 故已引起人们的普遍注意和重视。
我国是发展中农业大国, 也是农药生产使用大国。近年来农药的大量、连续使用不仅导致了病虫草害物种对农药产生抗性, 而且使害虫天敌资源遭到摧残, 从而形成恶性循环致使农药用量不断增加, 使农药污染的危害进一步扩大。自 1983 年有机氯农药禁用后, 替代农药品种多、用量大, 其中相当一部分是高毒农药。农药对人类生活的危害不仅仅是农药残留问题, 农药三废的点污染与高毒农药使用不科学及管理不善造成的人畜中毒事故不断发生。农药对环境的污染已经严重的影响到人类的生存与发展, 为此我们必须寻觅一种有效的监控手段将人类在农药污染环境中的暴露程度严密的控制起来。农药残留可以通过食物链蓄积, 由于牛乳处于营养链的级, 所以 Jensen 认为可以将乳作为环境污染程度的标记物。因此, 对牛乳中的农药残留测定具有重要意义。
2 牛乳中农药检测的必要性
所谓农药残留, 即农药使用后残存在生物体、农副产品和环境中的农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。农药残留是施用农药后的必然现象, 当然牛乳也不可避免的要面对这个问题。报道中常见的牛乳中农药残留测定大多集中于六六六、滴滴涕的有机氯测定。六六六、滴滴涕是具有较高稳定性、持久性的有机卤化物, 他们在环境中非常难以降解并可在脂肪内蓄积, 其存在于牛乳中的可能性快
大, 因此开展牛乳中的农药残留测定是必要的。
牛乳中可能存在的农药除了农药施用后的残留外, 还有另外一种重要的进入方式———投毒。我国是一个经济处在变革中的农业大国, 随着近年来经济体制和社会结构的转型, 社会矛盾在短时间内不断加剧, 使一些人对金钱、地位、情感追求产生错位, 导致他们用快
端的手段报复社会和其敌视人群。投毒作为一种快
具隐蔽性的行为方式, 被害人在毫无防范的状态下受害, 是报复的常用手段之一。在科学技术高速发展的今天, 某些科技成果的运用, 好像给这种传统的投毒犯罪注入了新的催化剂, 使得这种犯罪迅速膨胀, 其发案上升速度之快、后果之严重, 令人触目惊心。环境中的农药一般通过皮肤、呼吸道和消化道三条途径进入人畜体。因消化道对农药的吸收能力最强, 危险性也较大, 常见农药急性中毒事故大都是误食一些农药污染的食品引起的。牛乳作为一种投毒的对象之一,目前已经有几家乳品企业, 如蒙牛、光明以及天津海河乳业相继发生毒牛奶案, 这些投毒事件的发生都应引起我们的重视。
投毒案发生从地域上呈现了较大的集中性, 主要发生在乡村; 毒药的使用呈现单一性, 大多是以农药、鼠药作为毒源而投放, 其中以鼠药“毒鼠强”为代表的鼠药投毒案件尤为突出。在我国农药、鼠药应用广泛, 群众对农药、鼠药的安全使用重视不够, 乱投、乱放问题严重, 剩余药品的保管、存放存在随意性, 并且在农药、鼠药的使用和管理上相对松散, 个体商贩在集贸市场、流动摊点等处可随意销售鼠药而无人管理, 犯罪分子很容易取得此类毒药实施投毒犯罪。由此可见, 寻觅一种灵敏度较好的牛乳中农药残留的高速检测方法对于企业的食品安全性有着重要的意义, 他可以快
大程度地避免投毒这一恶性事件的发生。
牛乳作为受消费者欢迎的一种营养丰富的日常生活食品, 他的安全、关系到每个人的身体健康, 也是造福子孙、利国利民之举, 对牛乳的安全性检测和监测势在必行。
3 牛乳中农药检测方法
控制农药的危害, 必须加强对食品中农药残留检测的力度。农药的测定将由两步分析模式替代以前单一的传统实验室分析模式, 即首先利用高速分析技术进行现场监测, 对呈阳性的产品送实验室再进一步确定, 这就要求寻觅一种除了常规仪器测定以外更加实用的高速测定方法。
农药残留检测技术可分为化学检测、生化检测和生物检测三大类。目前这三大类中研究较多的有仪器分析法、酶抑制法、生物传感器法、免疫分析法、活体检测法等。我国农药残留的检测技术主要是针对水果蔬菜, 由于牛乳的脂肪含量高、基质较为复杂, 因此农药残留检测方法还没有的细化到牛乳产品, 但是可以不断的通过摸索、改进, 将农药残留检测技术应用于牛乳中。
3.1 仪器分析法
仪器分析法是农药残留检测中最经典、最常用的技术。由于农药的活性成分大多是小分子有机化合物, 故多使用气相色谱 ( GC) 、高效液相色谱( HPLC) 、气相色谱 - 质谱联用 ( GC - MS) 和高效液相色谱 - 质谱联用 ( HPLC - MS) 等技术。其中研究最多的是色质联用技术, 因为色质联用适合于多残留分析。
仪器分析法具有灵敏度高、准确度好等优点,但其需要昂贵的仪器、的分析人员, 且样本预处理较繁琐。近年来, 固相萃取 ( SPE) 、固相微萃取 ( SPME) 、快
临界流体萃取 ( SFE) 、微波萃取( MAE) 、高速溶剂萃取 ( ASE) 、凝胶渗透色谱( GPC) 等前处理技术不同程度地出现了自动化仪器装置, 都试图朝着高速的方向发展。在残留分析技术中仪器分析方法的地位仍是不可取代的。
3.2 酶抑制法
目前, 在农药残留高速检测方法的开发中酶抑制法是研究最多且相对成熟的一种。由于有机磷与氨基甲酸酯化合物为神经系统乙酰胆碱酯酶的不可逆抑制剂, 因此酶抑制法是对部分农药进行残留高速检测的技术。依据酶抑制设计的农药残留检测方法主要有试纸法、比色法。
3.2.1 试纸法
将敏感生物 ( 如牛血清) 的胆碱酯酶和乙酰胆碱类似物 2, 6 - 二氯靛酚乙酸酯分别经固定化处理后加载到滤纸片上。靛酚乙酸酯在胆碱酯酶的催化下迅速发生水解反应, 生成蓝色的靛酚和乙酸。如果胆碱酯酶与有机磷或是氨基甲酸酯类农药结合,便失去催化靛酚乙酸酯水解的能力。因此, 依据是否抑制蓝色产物的生成, 以及目测产生蓝色的程度来判断农药残留的情况。该方法具有不需仪器设备, 操作方便、高速, 测试成本低等优点。
3.2.2 比色法
比色法是将样品残留的提取液与胆碱酯酶作用, 以碘化硫代乙酰胆碱 ( ATCI) 等为底物, 二硫代 - 二硝基苯甲酸 ( DTNB) 等为显色剂, 经一定时间反应后, 根据产生黄色物质的程度, 利用农药残留速测仪在 410 nm 波长下比色。由吸光值的变化计算胆碱酯酶的抑制率, 从而判断有机磷和氨基甲酸酯类农药残留情况。
比色法具有可靠性和灵敏性高及成本低等明显优势, 是目前高速检测使用的主要方法。此法所用仪器是分光光度计改装成的适合比色法检测要求的农药残留速测仪, 其具有操作简单、高速、自动化程度高、灵敏度合适、成本低等优点。农业部农药检定所等单位开发研制了应用丁酰胆碱酯酶检测农药残留。
酶抑制法操作简单、速度快、无需仪器或仪器相对简单、测试成本低廉, 他适用于现场的定性和半定量测定, 对实现现场检测农药残留和大批量样品的筛选具有一定的指导和实践意义。经酶法检测出阳性后, 可以通过标准仪器检验方法进一步检测, 来鉴定残留农药品种及准确残留量。
3.3 生物传感器法
生物传感器是由一种生物敏感部件 ( 如胆碱酯酶) 与转换器紧密配合, 对特定种类化学物质具有选择性和可逆响应的分析装置。用于农药残留速测的生物传感器技术, 是建立在普通生物传感器技术与农药学相结合基础上的, 包括酶传感器、组织传感器等多种类型。
生物传感器是目前农药残留速测技术中的研究热点, 在测定方法多样化、缩短响应时间、提高测量灵敏度和自动化程度以及适应现场检测能力等方面已取得了长足进步。近年来我国利用农药对标靶酶活性的抑制作用研制出了酶传感器, 此法的检测灵敏度和准确性都有了很大提高。但由于现阶段胆碱酯酶等生物材料在固定化过程中容易失活的问题还没有很好解决, 影响了这一技术的推广应用。
3.4 酶联免疫分析法
近年来, 免疫分析法十分活跃的用于农药残留高速检测的研究中。免疫分析法有放射性免疫分析、酶免疫分析、多组分分析物免疫分析、免疫传感器分析等方法。其中最为常用的方法是酶联免疫法 ( ELISA 法) , 他主要是以抗原与抗体的特异性、可逆性结合反应为基础, 依靠比色来确定农药残留情况的检测方法。酶联免疫测定技术是生物酶技术、免疫分析技术相结合应用于农药残留分析领域的一门新技术, 目前已有部分特异性的酶联免疫试剂盒在使用。
免疫分析法具有专一性强、灵敏度高、高速、操作简单等优点。免疫试剂盒可广泛用于现场样品和大量样品的高速检测, 可准确定性、定量。但是由于农药的种类多、抗体制备的难度大, 并且在不能肯定样本中的农药残留种类时, 免疫分析检测具有一定的盲目性, 而且抗体依赖于国外, 因此酶联免疫法的应用范围受到较大的限制。
3.5 活体生物测定法
活体生物测定法使用发光细菌或敏感性家蝇作为测定材料。
3.5.1 农药残留的发光菌高速检测
发光细菌在正常生活状态下, 体内的荧光素在有氧参与时, 经荧光酶的作用会产生荧光。当发光菌受到有机磷农药等化合物的毒性作用时, 发光减弱, 其减弱程度与毒物的浓度呈线性相关。此项技术适用于有机磷农药残留的检测, 但是发光菌被激活以后, 他的发光强度会随时间的变化而改变, 实际分析时间的掌握有一定的难度。
3.5.2 敏感家蝇检测农药残毒
敏感性家蝇对几大类杀虫剂都具有敏感性。用含有杀虫剂的样品喂食家蝇,记录家蝇存活情况, 由此可以对样品的农药残留进行质量控制。此项技术可以指导制定生产中农药的使用剂量并可进行样品自检。其局限性为需要繁殖饲养大量的敏感性家蝇, 前期准备工作比较复杂。
来源:惠合UHT灭菌机网