應用分享

拉曼光譜應用 食品安全檢測

利用拉曼光譜技術快速檢測草莓中農藥殘留

前言

莓是一種十分嬌嫩的水果,富含維生素C等多種營養元素,深受大眾喜愛。市面上販售的草莓多為溫室栽培,但在育苗期間,經常會面臨病蟲害的問題,像是灰黴病、白粉病、炭疽病、紅蜘蛛、蚜蟲、薊馬等。為了使草莓收成順利,多數果農們會噴灑多菌靈(Carbendazim)、待克利(Difenoconazole)、磺嘧菌靈(Bupirimate)等農藥或殺菌劑防止蟲害;然而,農藥若是過度使用,就容易造成草莓表面農藥殘留超標,對人體健康構成威脅。
 

目前常規的蔬果農藥殘留檢測方法有層析法(色譜法)、液相層析串聯質譜儀及生化檢驗法。其中層析法、液相層析串聯質譜法具有較高的靈敏度、測試結果準確高,但此類檢測方法檢測成本高、檢驗週期較長,不能大範圍的推廣到基層使用;生化檢驗法是一種用於有機磷和氨基甲酸酯類農藥檢測的快檢方法。該方法檢測速度快,操作容易,被廣泛使用,但缺點是不能區分測出的農藥為何種農藥,容易受到有色檢體影響結果。
 

拉曼光譜法作為一種快速、無損、安全的檢測技術,具有準確、快速、重現性好等特點,且樣品前處理簡單、儀器輕巧容易攜帶,可以滿足企業採收以及政府現場監管的需求。

 

應用案例

實驗樣品
1. 在地草莓(A超市)

2. 紅顏草莓(B超市)

3. 亞滅培、待克利、磺嘧菌靈、地蟲硫磷、辛硫磷、派美尼、多菌靈、亞胺硫磷8種農藥標準品

本次實驗準備了兩種草莓及8種農藥。首先會將樣品進行前處理萃取,接著採用拉曼光譜法分別檢測兩種市售草莓中是否含有超標農藥殘留,測試結束後再分別對兩種草莓添加農藥進行測試,對比加入農藥前後草莓拉曼光譜圖變化,詳細實驗資訊見下表:
 

實驗編號 實驗樣品 添加農藥 添加濃度
(mg/kg)
標準限值
(mg/kg)
1 在地草莓 -- -- --
2 紅顏草莓 -- -- --
3 在地草莓 亞滅培 2 2
4 待克利 3 3
5 磺嘧菌靈 0.5 --
6 地蟲硫磷 0.01 0.01
7 紅顏草莓 辛硫磷 1 0.05
8 派美尼 7 7
9 多菌靈 0.5 0.5
10 亞胺硫磷 1 --

PS. 已用標準方法進行檢測,兩種草莓中不存在亞滅培(Acetamiprid)等8種農藥超標。


檢測過程及結果

實驗共分為10組,實驗1和實驗2是直接對A超市在地草莓及B超市紅顏草莓進行測試,測試結果與標準檢測結果相同,兩種草莓中的亞滅培、待克利、磺嘧菌靈、地蟲硫磷、辛硫磷、派美尼、多菌靈、亞胺硫磷8種農藥均未超標。

在實驗3、4、5、6中,我們依照標準限值分別在A超市的在地草莓加入亞滅培、待克利、磺嘧菌靈、地蟲硫磷進行測試。接著,根據四種農藥拉曼特徵位移判斷藥物是否能夠檢出。從測試圖譜中可以明顯找到四種農藥的拉曼特徵位移,也表示農藥均可被檢出。


農藥的拉曼特徵位移-1農藥的拉曼特徵位移-2

編號 農藥 拉曼特徵位移(cm-1
3 亞滅培 635、1050、1112
4 待克利 702、812
5 磺嘧菌靈 566、824、881、966、1082
6 地蟲硫磷 420、1068


在實驗7、8、9、10中,我們同樣依照標準限值對B超市的紅顏草莓分別添加辛硫磷、派美尼、多菌靈、亞胺硫磷,再根據四種農藥拉曼特徵位移進行判定。從測試圖譜中,我們一樣可以明顯地看出四種農藥的拉曼特徵位移。
農藥的拉曼特徵位移-3農藥的拉曼特徵位移-4

編號 農藥 拉曼特徵位移(cm-1
7 辛硫磷 405、838、1091
8 派美尼 456、510、616、838
9 多菌靈 736、1009、1229
10 亞胺硫磷 500、604、1193


結論

在本次實驗中,證明了利用拉曼光譜技術是可以檢測出草莓中是否有農藥殘留。此外,實驗結果也表明兩種市售草莓均符合品質。
 

實驗編號 實驗樣品 添加農藥 是否檢出農藥
1 A超市在地草莓 --
2 B超市紅顏草莓 --
3 A超市在地草莓 亞滅培 檢出
4 待克利 檢出
5 磺嘧菌靈 檢出
6 地蟲硫磷 檢出
7 B超市紅顏草莓 辛硫磷 檢出
8 派美尼 檢出
9 多菌靈 檢出
10 亞胺硫磷 檢出



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