李 豪，張定宇

（柳州市質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)研究中心，廣西柳州 545001）

1 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的主要影響因素

1.1 工業(yè)排放污染

在農(nóng)作物生長(zhǎng)期間，由于農(nóng)田靠近工業(yè)區(qū)或城市區(qū)域，持續(xù)向當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境大量排放未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、廢氣與廢渣，這類工業(yè)污染物經(jīng)過地下水等途徑進(jìn)入農(nóng)田，由此引發(fā)土壤污染、水域污染等一系列問題。同時(shí)，受到工業(yè)污染物影響，農(nóng)作物品質(zhì)明顯降低，導(dǎo)致農(nóng)作物重金屬含量超標(biāo)，持續(xù)在農(nóng)作物中轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的有毒物質(zhì)，這類農(nóng)作物如果直接被人們食用，無法高效被人體分解轉(zhuǎn)化，最終在累計(jì)至較高含量時(shí)出現(xiàn)毒性反應(yīng)[1]。

1.2 農(nóng)藥殘留超標(biāo)

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展期間，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量與產(chǎn)品品質(zhì)，普遍選擇在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)期間向農(nóng)田中播撒適量農(nóng)藥與化肥，分別起到化學(xué)除草與提高土壤肥力的作用。然而，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中出現(xiàn)超量使用農(nóng)藥化肥問題，或是在農(nóng)產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)未采取有效方法清洗殘留農(nóng)藥時(shí)，有較高可能出現(xiàn)農(nóng)藥殘留超標(biāo)現(xiàn)象，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全造成明顯影響，消費(fèi)者食用這類農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，殘留農(nóng)藥會(huì)在人體內(nèi)累積。例如，在人們食用含有超量高毒性農(nóng)藥殘留的農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，易出現(xiàn)急性中毒事故。而在人體長(zhǎng)時(shí)間攝入含有微量農(nóng)藥殘留的農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，將造成基礎(chǔ)病發(fā)病率升高、誘發(fā)慢性中毒的后果[2]。

1.3 貯運(yùn)加工不當(dāng)

在農(nóng)產(chǎn)品貯存運(yùn)輸環(huán)節(jié)，產(chǎn)品品質(zhì)將受到冷藏冷凍設(shè)備、包裝材料、食品添加劑用量因素的影響。①?gòu)睦洳乩鋬鲈O(shè)備角度來看，在鮮活農(nóng)產(chǎn)品貯存運(yùn)輸期間使用冷藏冷凍設(shè)備來營(yíng)造低溫環(huán)境，如果冷藏冷凍設(shè)備中途故障停機(jī)，或是設(shè)備清理不到位，在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和長(zhǎng)時(shí)間低溫貯存期間，易出現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品腐爛變質(zhì)、二次污染問題。②從包裝材料角度來看，使用性能不達(dá)標(biāo)、自身存在毒性的劣質(zhì)包裝材料，或是包裝上攜帶病原體，在包裝材料與農(nóng)產(chǎn)品直接接觸時(shí)，造成農(nóng)產(chǎn)品污染和遷移污染。③從食品添加劑用量角度來看，雖然在《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）中，規(guī)定農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工與貯藏環(huán)節(jié)可使用適量保鮮劑、防腐劑與儲(chǔ)藏劑等添加劑，但部分不法商戶為延長(zhǎng)農(nóng)產(chǎn)品保鮮周期，違規(guī)超量使用添加劑，或是使用廉價(jià)化學(xué)試劑代替防腐劑、保鮮劑等添加劑，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品固有品質(zhì)發(fā)生改變，并殘留一定的有毒有害物質(zhì)[3]。

1.4 生物性污染

生物性污染問題常見于農(nóng)作物生長(zhǎng)、農(nóng)產(chǎn)品加工貯運(yùn)環(huán)節(jié)。其中，在農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)節(jié)，由于農(nóng)田土壤中繁殖生長(zhǎng)有害微生物與寄生蟲，導(dǎo)致農(nóng)作物品質(zhì)降低，出現(xiàn)農(nóng)作物內(nèi)源性污染問題。而在農(nóng)產(chǎn)品加工貯存環(huán)節(jié)，由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)消殺工作開展不到位、農(nóng)產(chǎn)品外包裝在貯藏運(yùn)輸期間破損，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品遭受外部環(huán)境影響、生物啃食與微生物繁殖，出現(xiàn)外源性污染問題。

1.5 檢驗(yàn)手段落后

近年來，在我國(guó)農(nóng)業(yè)與食品行業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，國(guó)家也對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)水平提出了更高要求。在這一背景下，傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)技術(shù)體系缺乏適用性，暴露出時(shí)效性差、技術(shù)手段單一等多項(xiàng)問題，限制了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管能力的提高。例如，從檢驗(yàn)時(shí)效性角度來看，傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)以儀器檢測(cè)為主，需要將所采集樣品送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，在樣品采樣到出具檢驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié)存在時(shí)間差。如果樣品來源于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和露天攤位，由于這類銷售點(diǎn)有著較強(qiáng)的流動(dòng)性，無法第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題，因此形成了食品安全監(jiān)管薄弱環(huán)節(jié)。

2 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)技術(shù)

2.1 儀器檢測(cè)技術(shù)

在農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)項(xiàng)目中，儀器檢測(cè)技術(shù)是由工作人員在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操縱多類高精密儀器來檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全是否達(dá)標(biāo)的一類檢驗(yàn)技術(shù)。相比于其他檢驗(yàn)技術(shù)而言，儀器檢測(cè)技術(shù)有著精度高、檢測(cè)項(xiàng)目種類齊全的優(yōu)勢(shì)，但需要采集農(nóng)產(chǎn)品樣品后送至實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，有著操作流程煩瑣、檢驗(yàn)周期長(zhǎng)、儀器設(shè)備性能要求嚴(yán)格的局限性。目前來看，常用的儀器檢測(cè)技術(shù)主要包括液相色譜法、氣相色譜法和毛細(xì)管電泳法，具體如下。

2.1.1 液相色譜法

液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC），是以液體為流動(dòng)相、填充床或薄板為固定相的分離分析技術(shù)。在農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，檢驗(yàn)人員提前準(zhǔn)備高效液相色譜儀等設(shè)備，將所準(zhǔn)備農(nóng)產(chǎn)品樣品制成溶液，控制樣品注入色譜柱內(nèi)，在壓力作用下使流動(dòng)相在固定相中保持移動(dòng)狀態(tài)，由于樣品物質(zhì)組成和固定相所產(chǎn)生相互作用存在明顯差異，對(duì)檢測(cè)器測(cè)得峰信號(hào)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果來掌握樣品物質(zhì)組成與各自含量[4]。

從實(shí)際應(yīng)用情況來看，液相色譜法在農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)項(xiàng)目中，多用于完成農(nóng)藥殘留量檢測(cè)任務(wù)，如分離檢測(cè)極性較強(qiáng)、分子量較大的離子型農(nóng)藥殘留量，以及檢測(cè)受熱狀態(tài)易分解的農(nóng)藥殘留量。同時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)有著可在室溫環(huán)境下直接進(jìn)行操作、液相中溶質(zhì)傳質(zhì)速率慢、回收樣品操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，可用于完成難度系數(shù)較大的農(nóng)藥殘留量檢測(cè)工作。

2.1.2 氣相色譜法

氣相色譜法（Gas Chromatography，GC），憑借物質(zhì)在吸附特性、沸點(diǎn)和極性等方面的差異特質(zhì)來分離混合物。檢驗(yàn)人員將所準(zhǔn)備農(nóng)產(chǎn)品樣本送入汽化室內(nèi)進(jìn)行進(jìn)樣汽化處理，以惰性氣體作為載氣，始終保持載氣流動(dòng)狀態(tài)，控制農(nóng)產(chǎn)品樣品組分進(jìn)入色譜柱，在流動(dòng)狀態(tài)下重復(fù)多次分配，根據(jù)分配濃度控制各組分依次從色譜柱中流出，并使用檢測(cè)器來采集電信號(hào)，電信號(hào)大小、對(duì)應(yīng)組分濃度保持正比關(guān)系，根據(jù)信號(hào)分析結(jié)果，即可準(zhǔn)確掌握樣品組分情況，判斷農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。

在農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)項(xiàng)目中，氣相色譜法主要用于完成農(nóng)藥殘留量檢測(cè)任務(wù)，也可用于分析食品添加劑、包裝材料揮發(fā)物含量，具有操作簡(jiǎn)單、檢驗(yàn)周期短、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，隨著科技水平的不斷提高，氣相色譜法儀器設(shè)備更新迭代，可以配備脈沖放電檢測(cè)器等新型設(shè)備、引入快速GC 與全二維GC 等新型技術(shù)來提高氣相色譜檢測(cè)靈敏度[5]。

2.1.3 毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳法（Capillary Electrophoresis，CE），提前準(zhǔn)備彈性石英毛細(xì)管、可穩(wěn)調(diào)壓穩(wěn)流電源、激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器等儀器設(shè)備，通電狀態(tài)下形成高壓直流電場(chǎng)，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)作用下，控制緩沖溶液中帶電粒子按照特定速度向電荷極性相反方向高速移動(dòng)，在移動(dòng)過程中形成電泳，憑借各類組分的分配行為差異情況來完成電泳分離操作，根據(jù)測(cè)得結(jié)果來判斷樣品質(zhì)量安全是否達(dá)標(biāo)。

在農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)項(xiàng)目中，毛細(xì)管電泳法的綜合表現(xiàn)明顯優(yōu)于其他檢測(cè)技術(shù)，分析能力是液相色譜法的100 倍以上。一般情況下，可以在0.5 h 內(nèi)完成農(nóng)產(chǎn)品定量分析或定性分析操作，且所制備緩沖液不具備污染性與毒性，不會(huì)在檢驗(yàn)期間造成二次污染。

2.2 無損檢測(cè)技術(shù)

在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)領(lǐng)域，對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，有利于降低檢驗(yàn)成本和提高檢驗(yàn)效率，這類技術(shù)一開始便在農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用，用于完成產(chǎn)地檢測(cè)、農(nóng)藥殘留檢測(cè)、谷類檢測(cè)、魚類檢測(cè)以及農(nóng)產(chǎn)品新鮮度與成熟度檢測(cè)等任務(wù)。目前來看，常用的無損檢測(cè)技術(shù)主要包括超聲波檢測(cè)、核磁共振檢測(cè)、機(jī)器視覺檢測(cè)和近紅外分光檢測(cè)4項(xiàng)，具體如下。

2.2.1 超聲波檢測(cè)

檢驗(yàn)人員攜帶小型超聲波檢測(cè)儀，直接向農(nóng)產(chǎn)品發(fā)射與接收超聲波信號(hào)，根據(jù)聲波信號(hào)的傳播速度、衰減程度、散熱吸收特征來掌握農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部特征情況，判斷農(nóng)產(chǎn)品是否存在內(nèi)部腐爛生蟲等質(zhì)量問題。同時(shí)，檢驗(yàn)人員可選擇從農(nóng)產(chǎn)品或農(nóng)作物中提取汁液，對(duì)汁液進(jìn)行超聲處理，根據(jù)處理結(jié)果來掌握農(nóng)產(chǎn)品組分情況。

例如，應(yīng)用超聲波檢測(cè)法測(cè)定蔬菜中的亞硝酸鹽含量時(shí)，需要提前準(zhǔn)備超聲波清洗儀、亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液等設(shè)備材料，將蔬菜放入燒杯中添加適量飽和硼砂溶液進(jìn)行攪拌，再將攪拌后的試樣放入70 ℃熱水中超聲提取10 min，提取完畢后向溶液中添加少量乙酸鋅溶液和亞鐵氰化鉀溶液，搖勻后放置一段時(shí)間，過濾雜質(zhì)。隨后，對(duì)所制備提取液進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果來確定亞硝酸鹽含量即可[6]。

2.2.2 核磁共振檢測(cè)

核磁共振檢測(cè)技術(shù)采取控制核子在磁場(chǎng)內(nèi)以電磁波形式吸收、釋放能量，產(chǎn)生原子核能級(jí)躍遷效應(yīng)、同步形成核磁共振信號(hào)的檢測(cè)方式。根據(jù)所檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品的水脂比例與分布狀態(tài)來判斷產(chǎn)品質(zhì)量，當(dāng)前該技術(shù)主要用于檢測(cè)水果、蔬菜等含水率較高的農(nóng)產(chǎn)品，具有檢測(cè)效率高、時(shí)效性強(qiáng)、易于操作的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，根據(jù)分辨率高低，可將核磁共振檢測(cè)技術(shù)細(xì)分為高場(chǎng)檢測(cè)、低場(chǎng)檢測(cè)。高場(chǎng)檢測(cè)用于測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)性質(zhì)信息，要求磁場(chǎng)強(qiáng)度不小于11.7 T；低場(chǎng)檢測(cè)用于測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品物理性質(zhì)信息，將磁場(chǎng)強(qiáng)度控制在1.0 T以內(nèi)。

例如，應(yīng)用核磁共振技術(shù)檢測(cè)水果內(nèi)部是否存在缺陷，如果在檢測(cè)結(jié)果中存在較強(qiáng)NMR 信號(hào)，表明內(nèi)部存在碰傷或腐敗組織。而在對(duì)照檢查真實(shí)切面圖與NMR 圖像時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子信號(hào)強(qiáng)度驟然降低情況時(shí)，表明所檢測(cè)部位存在嚴(yán)重變質(zhì)問題。

2.2.3 機(jī)器視覺檢測(cè)

機(jī)器視覺檢測(cè)屬于一項(xiàng)人工智能分支技術(shù)，得益于智能算法的創(chuàng)新優(yōu)化，其檢測(cè)精度得到明顯提高，當(dāng)前已在瓜果品質(zhì)檢測(cè)、谷物識(shí)別分類、農(nóng)副產(chǎn)品出廠質(zhì)量檢測(cè)等場(chǎng)景中得到落地應(yīng)用。此項(xiàng)技術(shù)的檢測(cè)原理在于在檢測(cè)器上搭載圖像攝取裝置，拍攝所檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品的圖像信號(hào)，將信號(hào)上傳至系統(tǒng)后臺(tái)轉(zhuǎn)換為形態(tài)信息，從中提取顏色、亮度、輪廓邊線等參數(shù)的特征量，對(duì)比檢測(cè)樣品特征量與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品特征量，從而判斷農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。

例如，在瓜果品質(zhì)檢測(cè)環(huán)節(jié)，根據(jù)圖像信號(hào)處理結(jié)果，對(duì)瓜果產(chǎn)品的顏色、形態(tài)、亮度和表面完好性的特征量進(jìn)行對(duì)比分析，判斷瓜果是否屬于有損產(chǎn)品。而在谷物識(shí)別分級(jí)環(huán)節(jié)，從形態(tài)信息中提取應(yīng)力裂紋深度、染色后顏色、形態(tài)等特征量，快速識(shí)別谷物種類，根據(jù)外在表現(xiàn)將谷物劃分為若干品質(zhì)等級(jí)。

2.2.4 近紅外分光檢測(cè)

近紅外分光技術(shù)也被稱為近紅外光譜法，采取測(cè)定分子吸收紅外波長(zhǎng)差異值與光強(qiáng)度來判定組分含量的檢測(cè)方法，具有成本低廉、易于取樣、操作簡(jiǎn)單和無需消耗化學(xué)試劑的優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)項(xiàng)目中，可用于完成谷物水分測(cè)定、農(nóng)作物有機(jī)成分含量測(cè)定、農(nóng)藥殘留量測(cè)定等任務(wù)。在應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，為保證檢測(cè)結(jié)果真實(shí)、準(zhǔn)確，必須滿足準(zhǔn)備性能穩(wěn)定近紅外光譜儀、功能完備化學(xué)計(jì)量軟件、建立較寬適用范圍模型的前提條件。

3 結(jié)語

綜上所述，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，保證食品安全，為人們身體健康提供強(qiáng)有力保障，食品安全監(jiān)管部門與食品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)都應(yīng)提高對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題的重視程度，深入了解農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的主要影響因素，根據(jù)工作需要靈活運(yùn)用檢驗(yàn)技術(shù)，推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)技術(shù)體系的創(chuàng)新優(yōu)化。