秦曉慧，曹穎，孫子捷，崔烓堃，劉繼超，孫中貫,

1.棗莊學(xué)院食品科學(xué)與制藥工程學(xué)院（棗莊 277160）；2.山東恒糅生物科技有限公司（棗莊 277099）

棗又名大棗、干棗、棗，是鼠李科植物，原產(chǎn)中國，在中國已有8000多年的種植歷史。紅棗在我國廣泛種植，大多分布在山西、山東、新疆等地，抗逆性強(qiáng)，營養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。紅棗營養(yǎng)價(jià)值較高，其果肉中含有多肽類小分子物質(zhì)、糖類、礦物質(zhì)成分和微量元素，以及多種維生素、黃酮類、腺苷、生物堿，具有抗氧化、提高免疫力、清除體內(nèi)自由基的能力。近年來紅棗的栽培面積不斷擴(kuò)大，但病蟲害發(fā)生率也隨之增加，為提高產(chǎn)量而大量使用農(nóng)藥引起的紅棗質(zhì)量安全問題日益突顯，這嚴(yán)重影響紅棗產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此，研究農(nóng)藥殘留的檢測方法及降解方法，減少農(nóng)藥殘留對(duì)人們健康的影響迫在眉睫。文章在簡述紅棗農(nóng)藥殘留問題的同時(shí)，從標(biāo)記免疫分析法、膽堿酯酶抑制法、離子色譜法及氣相質(zhì)譜法等方面進(jìn)行了農(nóng)藥殘留檢測方法的分析，并從微生物降解法、臭氧降解法及光催化降解法等途徑概述解決農(nóng)藥殘留問題。

1 紅棗農(nóng)藥殘留問題的概述

由于紅棗豐富的營養(yǎng)價(jià)值和藥用保健作用，以及其顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，近年來紅棗在我國被廣泛栽培。因紅棗種植的氣候、土壤環(huán)境和生物環(huán)境無法完全控制，易引發(fā)病蟲害，這使得紅棗的產(chǎn)量和質(zhì)量大幅度下降?；瘜W(xué)防治是果園有害生物防控技術(shù)的重要組成部分，尤其在病蟲害高發(fā)期，化學(xué)防治對(duì)于保障紅棗的產(chǎn)量和質(zhì)量至關(guān)重要?；瘜W(xué)防治不僅使用成本低，而且能夠快速發(fā)揮作用，其限制條件少，適合大規(guī)模機(jī)械化施用。它們可以在短時(shí)間內(nèi)以較小的劑量將害蟲的密度控制在控制閾值以下。然而農(nóng)藥的錯(cuò)誤使用，會(huì)引起紅棗中農(nóng)藥殘留超標(biāo)及生態(tài)環(huán)境的污染問題。

紅棗生長過程中易被蟲類侵染，通常采用殺蟲劑來治愈所出現(xiàn)的癥狀；當(dāng)其被真菌類生物侵染時(shí)，則采用三唑銅、苯醚甲環(huán)唑、多菌靈等殺菌劑；紅棗農(nóng)藥殘留的快速準(zhǔn)確檢測以及綠色無污染農(nóng)藥降解方法的應(yīng)用，是提高紅棗食用安全性，促進(jìn)紅棗產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展的關(guān)鍵所在。

2 紅棗農(nóng)藥殘留的檢測方法

目前，紅棗農(nóng)藥殘留的檢測方法主要為標(biāo)記免疫分析技術(shù)法、膽堿酯酶抑制法、離子色譜法以及氣相色譜法。

2.1 標(biāo)記免疫分析技術(shù)

標(biāo)記免疫分析技術(shù)是用酶、熒光素等標(biāo)記物標(biāo)記抗體或抗原，同時(shí)保持抗體或抗原的活性，從而通過標(biāo)記物與被標(biāo)記物復(fù)合物體來定量分析目標(biāo)物質(zhì)，酶、熒光素等標(biāo)記物的信號(hào)放大可以提高免疫分析技術(shù)的靈敏度。標(biāo)記免疫分析技術(shù)早期主要是應(yīng)用于糖尿病患者的血漿胰島素含量的測定和蛋白的定性與跟蹤。但近年來隨著相關(guān)技術(shù)的成熟，該技術(shù)對(duì)小分子化合物的定量測定也具有較高的應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)如今，標(biāo)記免疫分析技術(shù)在食品安全檢測領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。目前標(biāo)記免疫分析技術(shù)主要包括放射免疫分析技術(shù)、熒光免疫分析技術(shù)和酶免疫分析技術(shù)。

2.1.1 放射免疫分析技術(shù)

放射免疫分析（Radio immunoassay，RIA）是一種新的方法，將高靈敏的放射性核素示蹤技術(shù)與特異性的免疫化學(xué)技術(shù)相結(jié)合，許多植物病毒和病原菌可以用此項(xiàng)技術(shù)測定。放射免疫分析技術(shù)使用抗體或抗原作為結(jié)合試劑并且通過核素標(biāo)記物的放大效應(yīng)提高待測物質(zhì)的檢測限，大大提高了檢測方法的特異性，具有準(zhǔn)確性高、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。

2.1.2 酶免疫分析技術(shù)

酶免疫分析技術(shù)（Enzyme immunoassay，EIA）是將抗原和抗體的特異性免疫反應(yīng)與酶的高效催化原理有機(jī)結(jié)合的免疫分析技術(shù)。酶免疫分析法主要是利用免疫復(fù)合物上的酶，根據(jù)底物顏色的不同這一特點(diǎn)將其轉(zhuǎn)化成特定的顏色，通過分光光度計(jì)測定，最終測出待測物的量。Selisker等[1]采用競爭EIA法用兔抗百草枯抗體包被磁株固相檢測百草枯，從果蔬中提取百草枯僅需30 min，檢出限為10 ng/g，平均回收率為99%，而用分光光度計(jì)法樣品提取樣品則需要5 h，兩種檢測方法的相關(guān)系數(shù)為0.994。EIA技術(shù)還可以與其他技術(shù)相結(jié)合，能夠最大限度地放大其選擇性、靈敏性和快速測定等特點(diǎn)。

2.1.3 熒光免疫分析技術(shù)

熒光免疫分析技術(shù)（Fluorescence immunoassay，F(xiàn)IA）是以熒光物質(zhì)作為標(biāo)記物，根據(jù)其免疫反應(yīng)對(duì)樣本中的某一成分進(jìn)行檢測。周丹等[2]研究并制備出了一種能夠快速檢測農(nóng)藥殘留的陣列芯片，對(duì)甲萘威和克百威進(jìn)行定量分析，其檢測限分別為0.09和0.11 ng/g，線性范圍分別為0.18～1500和0.33～3000 ng/g，該方法能夠快速有效地檢測紅棗農(nóng)藥殘留中的甲萘威和克百威。熒光免疫分析檢測法可通過抗原抗體反應(yīng)進(jìn)行精準(zhǔn)的抗原定位，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高和易直觀判斷等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 酶抑制檢測技術(shù)

酶抑制法的工作原理是有機(jī)磷和氨基甲酸酯能特異性抑制乙酰膽堿酯酶（AchE）的活性。將農(nóng)產(chǎn)品提取物和待測指示劑在乙酰膽堿酯酶和乙酰膽堿酯酶共存的體系中混合，根據(jù)這一反應(yīng)體系中AChE活性的抑制情況（由指示劑指示），能夠判斷出農(nóng)產(chǎn)品中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥是否超過國家標(biāo)準(zhǔn)。膽堿酯酶抑制法是一種比較簡單的農(nóng)藥殘留檢測方法，待檢測產(chǎn)品中有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留濃度與膽堿酯酶活性抑制率呈正相關(guān)。經(jīng)過對(duì)待檢測產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的測定，能夠間接通過其對(duì)膽堿酯酶活性的影響來判定農(nóng)藥殘留的情況。Katsoudas等[3]采用乙酰膽堿酯酶抑制法測定水果中的氨基甲酸酯類農(nóng)藥，其檢出限為0.1 μg/mL，并且在不同水果中的檢出限基本呈現(xiàn)出相同情況。李穎暢等[4]采用驢血清丁酰膽堿酯酶作為酶原，對(duì)多種有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測條件和方法展開探究，并選擇蔬菜作為研究目標(biāo)，研究結(jié)果顯示樂果、敵百蟲、敵敵畏、馬拉硫磷對(duì)驢血清丁酰膽堿酯酶（BChE）的IC50分別為0.094，0.179，0.124和0.0078 mg/mL，驢血清BChE對(duì)這4種有機(jī)磷農(nóng)藥靈敏度的大小順序?yàn)轳R拉硫磷＞樂果＞敵敵畏＞敵百蟲。其中：樂果、敵敵畏對(duì)丁酰膽堿酯酶在15 min時(shí)抑制作用效果最佳；敵百蟲、馬拉硫磷對(duì)丁酰膽堿酯酶在20 min時(shí)的抑制效果較為明顯。

酶抑制檢測技術(shù)具有快速、簡便、靈敏、成本低等優(yōu)點(diǎn)，通常用于檢測病蟲害引起的農(nóng)藥殘留。在進(jìn)行具體檢測的時(shí)候，借助相關(guān)工具輔助的前提下，酶抑制檢測技術(shù)在農(nóng)藥檢測方面工作難度大幅度下降，也不需要大量人力與資金，能夠大大節(jié)省檢測方面的成本支出，所以該技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測工作中得以大范圍運(yùn)用。酶抑制法能夠提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而保證食品中農(nóng)藥殘留檢測結(jié)果的可靠性[5]。然而該檢測技術(shù)在應(yīng)用時(shí)同樣會(huì)出現(xiàn)漏洞，對(duì)于酶的質(zhì)量以及最低檢測限量有著嚴(yán)格要求，因此在注重酶試劑活性及其質(zhì)量的同時(shí)，同樣要重視農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)所允許的限量范圍，如此才可獲得一個(gè)真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果[6]。

2.3 離子色譜法

離子色譜法是以離子交換樹脂作為固定相填充于色譜分離柱中，通過淋洗液作為流動(dòng)相進(jìn)行淋洗，當(dāng)待測樣品從柱的一端隨淋洗液流經(jīng)色譜分離柱時(shí)，由于不同種類的待測組分與離子交換樹脂表現(xiàn)出的親和力呈現(xiàn)出不同的狀況，所以在色譜柱上移動(dòng)的速度有所差異，待測樣品隨淋洗液從色譜柱的另一端依次流出，最終達(dá)到組分分離的目的。雖然大多數(shù)可用HPLC或者GC分析，但是對(duì)于一些不需要光吸收就可以電離的化合物，離子色譜是更好的選擇。

一些強(qiáng)極性類農(nóng)藥水溶性較強(qiáng)，在水溶液中易形成離子化合物，可供離子色譜進(jìn)行檢測。魏丹等[7]將柱切換技術(shù)與離子色譜結(jié)合，通過大體積進(jìn)樣，對(duì)茶葉中的敵草快和百草枯凈化、收集、分離、檢測，檢出限分別為0.75和0.30 μg/kg，紅棗樣品回收率范圍為86.9%～102.9%。離子色譜法在測定親水性農(nóng)藥殘留方面具有特殊優(yōu)勢，但有部分雜質(zhì)對(duì)結(jié)果有干擾作用、其靈敏度偏低的問題。離子色譜與串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用能夠有效地減少上述問題的影響，大大提高目標(biāo)物的靈敏度和分辨率，不受雜質(zhì)干擾[8]。

離子色譜法檢測待測樣品需要量少，它具有專屬性強(qiáng)、靈敏度和準(zhǔn)確度高、自動(dòng)化程度高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，適合于分析農(nóng)藥中各種離子、有機(jī)酸、堿、胺類和糖類[9-10]。目前，離子色譜法能夠檢測的無機(jī)陰陽離子及有機(jī)化合物等物質(zhì)有200多種，且此方法可同時(shí)測定多種離子化合物。離子色譜法的缺點(diǎn)是時(shí)間長、定性能力差，為了克服這一問題，離子色譜法可以與具有定性能力的分析技術(shù)聯(lián)用[11]。

2.4 氣相色譜法

氣相色譜法的出現(xiàn)解決了過去其他技術(shù)無法克服的農(nóng)藥殘留問題。由于氣相色譜儀配備不同種類的檢測器，可以根據(jù)農(nóng)藥的特點(diǎn)選擇不同的檢測器，使檢測結(jié)果具有靈敏度高、分析速度快、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)[12]，因此，它被廣泛用于檢測揮發(fā)性或可轉(zhuǎn)化的液體和固體農(nóng)藥殘留，是紅棗中農(nóng)藥殘留檢測的主要方法。研究人員在氣相色譜法的基礎(chǔ)上，不斷對(duì)前處理技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，分析紅棗中各類農(nóng)藥殘留情況，進(jìn)而得出測試結(jié)果是否能夠滿足食用安全檢測要求，如：杭廣林[13]利用基質(zhì)固相分散技術(shù)結(jié)合氣相色譜法建立了果蔬中有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥多組分殘留的方法；劉大鵬等[14]、石亞亭等[15]都選用Qu EChERS（Quick Easy Cheap Rugged Safe）前處理技術(shù)，建立果蔬中兩種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的分析方法；陳姣姣[16]通過改進(jìn)的QuEChERS技術(shù)測定了果蔬中高效氯氟氰菊酯的含量，線性關(guān)系關(guān)聯(lián)性極高（R2=0.999），檢出限為0.12～0.15 μg/kg，定量限為0.38～0.50 μg/kg；楊濤等[17]運(yùn)用氣相色譜法檢測蔬菜中的農(nóng)藥殘留得到8種有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)色譜圖，通過色譜圖觀察8種待測有機(jī)氯農(nóng)藥在30 min內(nèi)能夠得到良好分離，且峰形呈現(xiàn)對(duì)稱，能夠滿足該方法要求。

3 紅棗農(nóng)藥殘留降解的方法

自農(nóng)藥問世以來，其被廣泛應(yīng)用于果蔬的種植，因而農(nóng)藥殘留也引發(fā)了比較嚴(yán)重的問題。農(nóng)藥殘留無論是對(duì)環(huán)境污染還是人體健康都有很大的影響，為了達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，必須降低農(nóng)藥殘留，保障食品安全。為了解決農(nóng)殘問題，我們需要研發(fā)出更高效、綠色的降解方法。農(nóng)藥降解方法不計(jì)其數(shù)，但多數(shù)方法成本高、可能產(chǎn)生新的污染物，且處理過程中反應(yīng)需要苛刻的條件[18]。但是微生物降解法、臭氧降解法、光催化降解法，很好地克服了這一難題，有效地解決了農(nóng)藥殘留問題。

3.1 微生物降解法

微生物降解法是微生物對(duì)農(nóng)藥有降解作用，能夠?qū)⑥r(nóng)藥中大分子的有害物質(zhì)分解為小分子化合物，從而將產(chǎn)品表面附著的農(nóng)藥去除，防止對(duì)人體造成不必要的傷害[19]。微生物降解是一種酶促作用，即微生物在降解酶的作用下將農(nóng)藥中的有害物質(zhì)分解為可去除的小分子化合物便可以將農(nóng)藥去除。另一種是非酶促作用，它是微生物通過氧化、還原、脫烴等方式對(duì)農(nóng)藥的有害物質(zhì)進(jìn)行降解，從而去除農(nóng)藥殘留物[20]。

國內(nèi)外利用微生物降解有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的相關(guān)研究由來已久，早在二十世紀(jì)七八十年代，Carter等[21]從不同的土壤里富集培養(yǎng)，并篩選分離得到芽孢桿菌、鐮孢霉菌、曲霉菌、根霉菌等多種可降解七氯的微生物。研究表明，混合培養(yǎng)芽孢桿菌、鐮孢霉菌、曲霉菌、根霉菌對(duì)于降解七氯的效果顯著提高。Purnomo等[22]研究了白腐真菌降解污染土壤中的七氯和環(huán)氧七氯，結(jié)果發(fā)現(xiàn)七氯的降解率在28 d達(dá)到89%。劉玉煥等[23]在長期受到有機(jī)磷農(nóng)藥污染的土壤中，分離得到一株降解樂果活性較高的曲霉Z58菌株，并研究了其最適產(chǎn)酶條件及酶的最佳反應(yīng)條件，利用源自該菌株的農(nóng)藥降解酶在最優(yōu)降解條件下反應(yīng)30 min，其對(duì)樂果、氧樂果及甲胺磷的降解率分別為87%，83%和85%。

微生物降解法具有無毒、無二次污染，反應(yīng)速度快、條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，是近年來應(yīng)用范圍最為廣泛的一種方法。

3.2 臭氧降解法

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在水的參與下可以發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧（O）和羥基（·OH），能夠快速分解水中的有機(jī)物質(zhì)。并且能夠徹底改變有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，從而起到解毒的作用，減少農(nóng)藥殘留。徐慧等[24]利用臭氧在水的參與下與含有有機(jī)磷、菊酯等八種農(nóng)藥的蔬菜發(fā)生還原反應(yīng)，并深入研究臭氧對(duì)不同種類的農(nóng)藥的去除效果。研究結(jié)果顯示，臭氧對(duì)于大部分農(nóng)藥均能夠發(fā)生反應(yīng)并能夠有效去除，在10 min時(shí)達(dá)到最佳降解效果，對(duì)八種農(nóng)藥平均降解率平均超過30%，其農(nóng)藥殘留降解程度基本達(dá)到最大值，若延長降解時(shí)間，降解效果呈現(xiàn)下降趨勢。

臭氧降解法具有安全、廣譜、無殘留的特點(diǎn)，被廣泛用于水產(chǎn)品處理和食品保鮮，同時(shí)也用于洗菜。

3.3 光催化降解法

光催化降解法是利用光源對(duì)催化劑進(jìn)行照射，使催化劑的表面產(chǎn)生光生電子或光生空穴等活性物質(zhì)，從而利用這些活性物質(zhì)通過氧化或還原反應(yīng)來去除重金屬離子。目前利用半導(dǎo)體粉末TiO2作為光催化劑降解有機(jī)磷農(nóng)藥是在TiO2表面由羥自由基和超氧離子作用的結(jié)果，當(dāng)近紫外光照射到TiO2表面時(shí)，TiO2的分解產(chǎn)物將有機(jī)磷農(nóng)藥氧化成CO2、H2O等。Zeng等[25]利用TiO2顆粒對(duì)蔬菜和土壤中農(nóng)藥的光降解作用進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，TiO2能顯著提高農(nóng)藥光降解率，農(nóng)藥殘留降解率提高了20%～30%，TiO2的最適宜的光降解質(zhì)量濃度為0.2～0.4 g/L。

光催化降解具有能耗低、成本低、操作簡單、適用范圍廣、降解速度快、去除率高、無毒無污染等優(yōu)點(diǎn)。然而，催化劑對(duì)可見光的吸收率仍然較弱，需要開發(fā)更高效的光催化劑充分利用太陽光光能。

4 結(jié)語與展望

紅棗產(chǎn)業(yè)在我國的分布范圍較廣，發(fā)展迅速，由此帶來的農(nóng)藥殘留問題也相對(duì)嚴(yán)重，殘留的農(nóng)藥種類繁多，檢測難度大，故探索出快速、高效的檢測方法是我們當(dāng)下需要解決的問題。文章介紹的三種方法，即標(biāo)記免疫分析技術(shù)、抑制檢測技術(shù)、離子色譜法，它們均有快速、簡便、靈敏等優(yōu)點(diǎn)，目前已在農(nóng)藥殘留方面應(yīng)用廣泛。農(nóng)藥殘留對(duì)我們生活的環(huán)境以及人類自身已經(jīng)造成了巨大的影響，因此探索能夠降解農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的技術(shù)是我們當(dāng)下面臨的重要課題。三種降解農(nóng)殘的方法即微生物降解法、臭氧降解法、光催化降解法。它們都具有降解完全、適用范圍廣泛、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。隨著科技水平的進(jìn)一步提高，目前我們所擁有的技術(shù)必將得到更好的改進(jìn)和提升，新的便捷檢測方法會(huì)不斷地涌現(xiàn)出來，結(jié)果的準(zhǔn)確性也會(huì)得到質(zhì)的飛躍，同時(shí)對(duì)農(nóng)藥殘留的降解方法也會(huì)不斷完善補(bǔ)充使其更具有適用性，紅棗的農(nóng)藥殘留問題必將得到有效的解決，紅棗產(chǎn)業(yè)也將獲得前所未有的發(fā)展。