有机磷农药残留快速检测方法探究进展
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有机磷农药残留快速检测方法探究进展
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关键词：有机磷农药最初农药残留检测技术仅限于化学法论文 比色法和生物测定法论文 检测方法缺乏专一性论文 灵敏度也不高。20世纪60年代气相色谱应用于农药和药物残留分析论文 大大提高了农药和药物残留?
摘要：
关键词 有机磷农药 最初农药残留检测技术仅限于化学法、比色法和生物测定法，检测方法缺乏专一性，灵敏度也不高。20世纪60年代气相色谱运用于农药和药物残留探析，大大提高了农药和药物残留量的检测水平。20世纪80年代以来，高效液相色谱法开始广泛运用于对热不稳定和离子型农药及其代谢物的探析。色谱法虽然定量准确、灵敏度高，但所需设备昂贵，需要专业人员操作，且探析时间长不利于现场监测。本文就当前农药和药物残留快速检测探析技术探究进展做一综述。 1 发光菌检测技术 探究表明，不同种类的发光细菌的发光机制相同〔1〕。即由分子氧功效，胞内荧光酶催化，将还原态的黄素核甘酸(FMNH2)及长链脂肪醛氧化为FMN及长链脂肪酸，同时释放出最大发光强度在波长450～490nm的蓝绿光。常用的发光菌有弧菌属和发光杆菌属的一些细菌。袁东星〔2〕等人采用发光细菌快速检测蔬菜中有机磷农药的残留量，通过发光菌对蔬菜中几种有机磷农药的抑光反应，得出发光强度和试样中有机磷农药浓度呈负相关的结果，其最小检测限可达到3mg/L。目前，发光菌检测技术广泛地运用于环境监测及食品平安检测中，其在食品平安检测中主要用于农药兽药残留检测、重金属生物毒性检测等〔3〕，方法快速、简便、灵敏。但是发光菌被激活后，它的发光强度会随时间的变化而改变，造成检测结果不稳定。此外，由于食品中成分复杂，污染物浓度较低，检测仪器达不到如此低的检测限，所以该法在食品平安检测中的运用还不多见。 2 化学发光技术 化学发光(CL)是以发光物质鲁米诺(Luminol)、没食子酸(Gallicacid)等和有机磷农药进行的一些非凡的化学反应，反应的中间体或反应物吸收反应所释放出的化学能而跃迁到激发态，当它们从激发态回到基态时会发生光辐射，光子通过光电倍增管和放大器后，转变为电流且被放大，在一定条件下电流大小和有机磷浓度成正比〔4〕。根据反应原理有以下4种检测方法：(1)对乙酰胆碱酶抑制的CL方法；(2)对碱性磷酸酯酶的催化CL方法；(3)对于过氧化物和吲哚反应的方法；(4)对于鲁米诺和过氧化氢(H2O2)反应的方法。采用化学发光法检测有机磷农药，其检测限可达到ng/kg级水平。Ayyagari〔5〕根据碱性磷酸酯酶可以催化含磷酸酯化合物发生去磷酸化功效，即乐果抑制磷酸酯酶的活性，并产生微弱的发光信号检测乐果，检测限为500ng／L。饶志明〔6〕等人以鲁米诺-H2O2体系对有机磷农药-甲基对硫磷进行化学发光探析，发现聚乙二醇对反应有显著的增敏功效，并建立了流动注射化学发光法(FIA-CL)测定甲基对硫磷的方法，检测限可达002μg/ml。目前探究较多的是化学发光和免疫探析、分子印迹、微流控芯片等技术联用检测食品中农药兽药的残留〔7〕，但仍处于实验室阶段，实际运用还很少。化学发光技术具有灵敏度高，反应速度快，选择性好，仪器设备简单等优点，更适合现场监测工作的开展。 3 免疫探析技术 运用于农药残留探析的免疫探析技术主要有放射性免疫探析(RIA)和酶联免疫探析(EIA)。由于RIA在仪器设备要求上的局限性，使得EIA成为农药残留探析中运用最为广泛的技术之一。EIA在实际运用中有直接法、间接法、抗体夹心法、竞争法、抑制法等。免疫探析是根据抗原抗体特异性识别和结合反应为基础的探析方法。有机磷农药是小分子量农药(MW%26lt;2500)，要将农药小分子以半抗原的形式通过一定碳链长度的连接分子和分子量大的载体(一般为蛋白质)以共价键相偶联制备人工抗原，以人工抗原免疫动物产生对该农药具有特异性反应的抗体(多克隆抗体)，利用杂交瘤技术制备出具有抗原特异性单一的抗体(单克隆抗体)。M A Kumar〔8〕等采用酶联免疫探析技术和流动注射技术结合检测环境和食品中的甲基对硫磷，其灵敏度高、特异性好。我国1999年刘曙照〔9〕等研制出甲萘威酶免探析线性浓度范围在10-1～10-4μg/ml，检测限低于001ng／ml。王刚垛〔10〕等人合成甲基对硫磷人工抗原并建立ELISA探析方法，其检测限达到5ng／ml。目前免疫探析技术主要以食品、环境中的农药、兽药残留作为检测对象，据报道，已有上百种农药建立起ELISA检测方法，如多菌灵、克百威、对氧磷、对硫磷、甲基对硫磷等。某些有机磷农药的检测限可达到ng甚至pg级，一些试剂盒已经商品化，广泛用于现场样品和大量样品的快速监测〔11，12〕。至今为止由于它有很强的特异性，1种试剂盒只能检测单一有机磷农药不能检测农药的多残留，并且对结构类似的化合物还有一定程度的交叉，再加上抗体制备难度大，试剂盒的成本高，这就限制了其在农残检测中的广泛运用。 4 生物传感器技术 生物传感器通常是指由一种生物敏感部件和转换器紧密配合，对特定种类化合物或生物活性物质具有选择和可逆响应的探析工具〔13-16〕。当待测物和分子识别元件(由具有识别能力的生物功效物质如酶、微生物、抗原和抗体等构成）特异性地结合后，产生的光、热等通过信号转换器转变为可以输出的电信号、光信号等，由检测器经过电子技术处理，在仪器上显示或记录下来，从而达到探析检测的目的。 41 酶生物传感器 有机磷农药和乙酰胆碱酶酯基的活性部位发生不可逆的键合从而抑制酶活性，酶反应产生的pH值变化由电位型生物传感器检测。其优点是快速、准确、可重复使用，但是酶对底物具有高度专一性且稳定性较差。Bernabeil M在一个生物传感器上偶联几种酶促反应从而增加了待测物的数目，即用乙酰胆碱酶和胆碱氧化酶双酶系统，制备了检测对氧磷和涕灭威的电流型H2O2传感器。 42 免疫生物传感器 利用抗体和抗原之间的免疫化学反应来制作的生物传感器。可以高灵敏度、高选择性、方便、快速地检测待测样品中的农药残留量。Wan〔17〕等人研制了便携式的光纤免疫传感器检测甲基对硫磷，其最小检测限为01ng/ml。Anis等研制开发的光纤免疫生物传感器用于测定样品中的对硫磷和色谱法相比，该法简便快速，探析周期缩短了4/5。 43 微生物传感器 利用活微生物的代谢功效检测污染物，一类是利用微生物在同化底物时消耗氧的呼吸功效；另一类是利用不同微生物含有不同的酶，把它作为酶源。具有能够适应宽范围的pH和温度的优点，但选择性较差。Mulchandani等人将携带有机磷水解酶(OPH)基因片断的质粒转入一种摩拉氏菌的菌体内，筛选得到可在胞外表达OPH的改良菌，从而制备的传感器对甲基对硫磷和对氧磷的检测限可低达l×10-6mol／L和2×10-7mol／L〔18〕。生物传感器已在环境监测、食品、医药等领域得到广泛运用。在有机磷的检测和其他探析技术相比，生物传感器具有体积小、成本低、选择性及抗干扰能力强、响应快等优点，也可同时检测多个样品，灵敏度高。但目前生物传感器技术还存在稳定性差，使用寿命短等新问题。< 5 展望 目前农药残留检测：发光菌技术主要运用于水质检测及环境规划，随着技术的发展发光菌法将和电子技术以及光电技术相结合，逐步发展为在线监测系统，为有机磷农药现场监测提供更加快速的检测探析手段。化学发光是近年来发展起来的一种高灵敏的微量及痕量有机磷残留检测探析技术，今后在改进和健全原有发光试剂和体系的同时，新发光试剂的合成及和其他技术(如微流控芯片技术、传感器技术等)的联用，更显示出化学发光探析技术快速、灵敏、简便的优点。ELISA技术和生物传感器技术目前还处于起步阶段，随着探析技术的不断改进，ELISA减少交叉反应的发生，进一步提高灵敏度及稳定性，免疫试剂盒不断的商业化；生物传感器的多功效化(1个传感器可检测多种农药残留)，降低产品成本，提高灵敏度、稳定性和延长寿命，它们在农药残留检测领域中会得到进一步的运用和推广，使我国的农药残留快速检测技术的运用出现多元化的局面。 参考文献 〔1〕 Thomtdka KW.Use of bioluminesecent bacterium photobacterium phosphoreum to detect potentially biohazardous materials in water〔J〕.Bull Environ Contam Toxicol，1993,51(4)：538. 〔2〕 袁东星，邓永智，林玉晖.蔬菜中有机磷农药残留的发光菌快速检测〔J〕.环境化学,1997,16(1)：77-81. 〔3〕 凌云，赵渝.发光细菌法在食品平安性检测中的运用〔J〕.食品和生物技术学报,2005，24(6)：106-110. 〔4〕 韩鹤友，游子涵.化学发光联用技术在兽药残留探析中的运用进展〔J〕.探析科学学报,2005，21(5)：552-556. 〔5〕 Ayyagari MS，Kamtrkar S，Pande R，et al.Biosenors for pesticide detection based on alkaline phosphates catalyzed chemiluminescence〔J〕.Materials Science and Engineering，1995，C2：191-196. 〔6〕 饶志明，王建宁，李隆弟.流动注射化学发光测定甲基对硫磷的探究〔J〕.探析化学，2001，4：1-5. 〔7〕 黄梓平,王建宁.利用化学发光技术对有机磷农药进行检测探析〔J〕.青海师范大学学报：自然科学版，2003，(1)：59-63. 〔8〕 Kumar M A,Chuhan R S，Thakur M S,et al.Automated flow enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA)system for analysis of methyl parathion〔J〕.Analytica Chimica Acta，2006，(560)：30-34. 〔9〕 刘曙照.九十年代农药残留探析新技术〔J〕.农药,1998，37(6)：11-13. 〔10〕 王刚垛，何凤生，鱼涛，等.甲基对硫磷ELISA探析方法的建立及初步运用〔J〕.中国工业医学杂志，2001，14(6)：327-333. 〔11〕 赵人王争，陈景衡，杨俊.生物酶技术和酶免疫技术在农残快速探析方面的运用和探究进展〔J〕.中国卫生检验杂志，2002,12(5):640-641. 〔12〕 韩丽君，贾明宏，钱传范，等.甲基对硫磷的酶联免疫吸附探析(ELISA)探究〔J〕.农业环境学学报，2005,24：187-190. 〔13〕 Nunes GS，Barcelo D.Electrochemicalbiosensors for pesticide determination in food samples〔J〕.Pesticide Analysis，1998,26：156-159. 〔14〕 刘宗林，彭义交.有机磷传感器的研制〔J〕.食品科学，2004,25(2)：130-134. 〔15〕 乌日娜，李建科.生物传感器在农药残留探析中的探究目前现状及展望〔J〕.食品和机械,2005,21(2)：54-76. 〔16〕 陈帆，何奕.有机磷水解酶传感器及其运用探究进展〔J〕.传感器技术，2004,23(4)：5-9. 〔17〕 Wan Lixing，Li Renma.Portable fiber-optic immunosensor for detection of methsulfuron methyl〔J〕.Talanta，2000，(52)：879-883. 〔18〕 Mulchandani P，Chen W，Mulchandani A,et a1.Amperometricmicrobial biosensor for direct determination of organophosphate epesticides using recombinant microorganism with surface expressedorganophosphorus hydrolase〔J〕.Biosensors %26amp; 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农药残留分析技术进展概述
摘要:综述了目前农药残留分析的前处理技术和检测的几种方法。样品前处理中,固相萃取、超临
界流体萃取、基质固相分散萃取得到了迅速发展和广泛应用。超临界流体色谱、液相色谱—质谱联
用技术、免疫分析技术、直接光谱技术和生物传感器等检测方法具有广泛的应用前景。
关键词:农药残留;分析;前处理
中图分类号: S 481.8 文献标识码: A 文章编号: 1002-2767(2005)03-0027-03
Development Outline in Analytical Technique of Pesticide Residues
FENG Shi-de, WANG Bo, QU Hong-jie
(Heilongjiang August First Lond Reclamation University Daqing 163319)
Abstract:This article described the methods of sample pre-treatment and determination of pesti-
cide residues at present. Solid-phase extraction, supercritical fluid extraction, and matrix solid
-phase dispersion extraction were developed quickly and applied widely in sample pre-treat-
ment. The potentiality in the use of supercritical fluid chromatography, liquid chromatography-
mass spectrum , immunoassay, direct spectroscopy technique and biosensor was great.
Key words:Pesticide residue; analysis; pre-treatment
农药的使用无疑大大提高了农作物的产量,但由此而产生的环境污染问题,已引起人们的高度重视。世界上许多国家都规定了食品、粮食中各种农药残留的限定量。加强对农药残留的监测和环境毒理研究,对于合理开发和正确使用农药,保护生态环境,保障人类健康,避免和减少不必要的农业损失等,具有重要的理论和实践意义[1]。近年来随着超高效农药的开发应用和待检样品的增加,对农药残留分析技术的灵敏度、特异性和快速性提出了更苛刻的要求。因此出现了一些新型的、先进的农药残留分析技术。本文综述了农药残留分析和检测的一些方法。
1 样品前处理技术
现代农药残留分析方法通常包括样品前处理和测定两部分,农药残留测定之前要有适合于各种样品的理化性质的萃取、净化、浓缩等预处理步骤,这些预处理过程往往在分析中起着主要作用。目前常用的提取、净化方法有漂洗、匀浆、索氏提取、超声波提取、液-液分配、柱层析、薄层层析等方法。90年代以来,一些新的样品前处理技术不断被引入农药残留分析中,这些新技术的共同特点是:节省时间,减轻劳动强度,节省溶剂,减少样品用量,提高提取或净化效率和提高自动化水平。目前,已报道或已取得广泛应用的新技术主要有:固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、超临界流体提取(SFE)、分子印迹合成受体技术(MISR)等。
1.1 固相萃取技术(SPE)
固相萃取法是一种基于液相色谱分离机制的样品制备方法,已广泛应用于农药残留检测工作。它根据液相分离、解析、浓缩等原理,使样品溶液混合物通过柱子后,样品中某一组份保留在柱中,通过再选择合适的溶剂把保留在柱中的组分洗脱下来,从而达到分离、净化的目的。SPE克服了液-液萃取技术(LLE)及一般柱层析的缺点,具有高效、简便、快速、安全、重复性好、便于前处理自动化等特点。根据柱中填料大体可分为吸附型(如硅胶、大孔吸附树脂等)、分配型(C8、C18、苯基柱等)和离子交换型。据待测农药性质、样品种类等选用合适的微型柱和淋洗剂及其它优化条件后,可使萃取、富集、净化一步完成[2]。
1.2 超临界流体提取(SFE)
超临界流体提取(SFE)是近几年发展起来的一种特殊分离技术[3]。SFE主要是以超临界流体代替各种溶剂来萃取样品中待测组分的萃取方法。目前最常用的超临界流体为CO2,它兼有气体的渗透能力和液态的分配作用,流出液中的CO2在常压下挥发,待测物用溶剂溶解后进行分析。超临界CO2无毒,分子极性比较小,可用于提取非极性或弱极性农药残留。也可以加入适量极性调节剂,如甲醇等来调节其极性,据此可最大限度地提取不同极性的农药残留而最低限度地减少杂质的提取。其特点是避免了使用大量的有机溶剂、提高萃取的选择性、减少了分析时间、实现操作自动化。SFE技术是当前发展最快的分析技术之一。
1.3 基质固相分散萃取技术(MSPDE)
基质固相分散萃取是1989年美国Louisiana州立大学的Barke教授首次提出并给予理论解释的一种崭新的萃取技术。其基本操作是将试样直接与适量反相填料(C1 4或C1 8)研磨、混匀得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱,然后用不同的溶剂淋洗柱子,将各种待测物洗脱下来。MSPDE浓缩了传统的样品前处理中所需的样品均化、组织细胞裂解、提取、净化等过程,是简单高效的提取净化方法[3],适用于各种分子结构和极性农药残留的提取净化,在蔬菜、水果的残留农药检测中得到了广泛应用。
1.4 分子印迹合成受体技术(MISR)
分子印迹合成受体技术(MISR)原理是:首先使拟被印迹的分子或聚合物单体键合,然后将聚合物单体交联体再将印迹分子从聚合物中提取出来,聚合物内部就留下了被印迹分子的印迹。由于需要合成被印迹分子衍生物,使该项技术受到限制,因为有些化合物的分子无法进行衍生化。分子印迹技术可以用于药物、激素、蛋白质、农药、氨基酸、多肽、碳水化合物、辅酶、核酸碱基、甾醇、涂料、金属离子等各种化合物的分离工作。
2 检测方法
2.1 气相色谱法(GC)
气相色谱法是一种经典的分析方法。利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同,当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时,组份就在其中的两相间进行反复多次分配,经过一定的柱长后,便彼此分离,按顺序离开色谱柱进入检测器,产生的离子流讯号经放大后,在记录器上描绘出各组份的色谱峰。由于其具有操作简便、分析速度快、分离效能高、灵敏度高以及应用范围广等特点,目前农药残留物检测70%采用气相色谱法来进行。使用气相色谱法,多种农药可一次进样,得到完全的分离、定性和定量,再配置高性能的检测器,使分析速度更快,结果更可靠。目前气相色谱法多采用填充毛细管。
2.2 高效液相色谱法(HPLC)
高效液相色谱法也是一种传统的检测方法。它可以分离检测极性强、分子量大的离子型农药,尤其适用于对不易气化或受热易分解农药的检测。近年来,采用高效色谱柱、高压泵和高灵敏度的检测器、柱前或柱后衍生化技术以及计算机联用等,大大提高了液相色谱的检测效率、灵敏度、速度和操作自动化程度,现已成为农药残留检测不可缺少的重要方法。
2.3 超临界流体色谱(SFC)技术
超临界流体色谱(SFC)是以超临界流体作为色谱流动相的分离检测技术[1]。可以使用各种类型的较长色谱柱,可以在较低温度下分析分子量较大、对热不稳定的化合物和极性较强的化合物,它综合利用了气象色谱和高效液相色谱的优点,克服了各自的缺点,可以与大部分GC和HPLC的检测器相连接,如FID、FPD、NPD以及MS等连用[4]。这样就极大地拓宽了其应用范围,许多在GC或HPLC上需经过衍生化才能分析的农药,都可以用SFC直接测定。
2.4 直接光谱分析技术
近红外衰减全反射光谱(NearIS-ATR)和表面增强拉曼光谱(SERS)使光谱分析的灵敏度提高102~107倍。这些快速直接的光谱技术,只需要极少量的样品,具有很大的应用潜力。一系列激光光谱技术,如激光拉曼光谱等使光谱分析的灵敏度几乎达到极限-一个分子或原子的水平。这将为开发高灵敏度的检测器提供可能的技术基础。目前,这些灵敏度极高的光谱技术还需要进一步研究开发才能进入广泛应用阶段。
2.5 毛细管电泳(CE)
毛细管电泳技术是在电泳技术的基础上发展的一种分离技术。其工作原理是使毛细管内的不同带电粒子(离子、分子或衍生物)在高压场作用下以不同的速度在背景缓冲液中定向迁移,从而进行分离。根据样品组分的背景缓冲液中所受作用的不同,CE又被分为毛细管区带电泳(CZE)、毛细管凝胶电泳(CGE)、等电聚焦(IEF)、胶束电动色谱(MEKC)、等速电泳(ITP)等几大类。自80年代Jorgenson把E应用于分析化学以来,这一技术已发展成为分离科学中最活跃的领域之一。它具有灵敏度高、耗资少、样品消耗量很小(每次进样只是纳升级)、分离柱效高、使用方便等优点,非常适用于那些难以用传统的液相色谱法分离的离子化样品的分离与分析,其分离效率可达数百万理论塔板数。目前,毛细管电泳尚缺乏灵敏度很高的检测器。因此,只有研究开发灵敏度更高的检测系统,该技术的优势才能充分发挥出来。
2.6 液相色谱-质谱联用技术(LC/MS)
液—质联用技术(LC-MS)是将液相色谱与质谱串联成为一个整机使用的检测技术。用来分析低浓度、难挥发、热不稳定和强极性农药。LC/MS先后产生四种接口技术:热喷雾(TSP)、粒子束(PB)、电喷雾电离(ESI)、大气压化学电离(APCI)。现在,一种内喷射式和粒子流式接口技术将液相色谱与质谱联接起来,已成功地用于分析对热不稳定,分子量较大,难以用气相色谱分析的化合物。具有检测灵敏度高、选择性好、定性定量同时进行、结果可靠等优点。LC-MS对简单样品可进行分析前净化并具有几乎通用的多残留分析能力,用于对初级监测呈阳性反应的样品进行在线确证,其优势明显。尽管LC/MS仪器价格昂贵,液相色谱和质谱的接口技术尚不十分成熟,但它仍是一种很有利用价值的高效率、高可靠性分析技术。
2.7 免疫分析法(IA)
免疫分析法是基于抗原抗体的特异性识别和结合反应为基础的分析方法[5]。分子量大的农药可以直接作为抗原进入脊椎动物的体内产生免疫应答,从而得到可以和该农药分子特异性结合的抗体;分子量小的农药(分子量<2500)一般不具备免疫抗性,不能刺激动物产生免疫反应。将农药小分子以半抗原的形式通过一定碳链长度的分子量大的载体蛋白质(通常使用牛血清白蛋白、人血清白蛋白、兔血清白蛋白、钥孔血蓝蛋白、卵清蛋白)用共价键偶联制成人工抗原,使动物产生免疫反应,产生识别该农药并与之特异性相结合的抗体。通过对半抗原或抗体进行标记,利用标记物的生物、物理、化学放大作用,对样品中特定的农药残留物进行定性、定量检测。免疫分析法被列为90年代优先研究、开发和利用的农药残留分析技术,美国化学会将免疫分析与气象色谱、液相色谱共同列为农药残留分析的支柱技术[6]。免疫分析法具有快速、简单、灵敏和选择性高等优点,目前已广泛应用于粮食、水果、蔬菜、肉、奶、水和土壤中农药残留的检测。根据采用的检测手段不同,可分为放射免疫法、荧光免疫法、酶免疫法、流动注射免疫分析法等,其中以酶免疫法应用最为广泛[7]。
2.8 生物传感器(Biosensorand)
生物传感器(Biosensorand)是由一种生物敏感膜和电化学转换器两部分紧密配合,对特定种类的化学物质或生物活性物质具有选择性和可逆响应的分析装置。它由识别元件、信号转移和信号传递电路组成,其特点是集生物化学、生物工程、电化学、材料科学和微型制造技术于一体,是一个典型的多学科交叉产物。按其生物功能,可分为酶传感器(En-zyme Biosensor,包括电位型和电流型)、免疫传感器(Immunosensors)、微生物传感器(Microbial sen-sor)[8]。具有微型化、响应速度快、样品用量少并可以插入生物组织或细胞内的特点,可实现超微量在线快速跟踪分析,在农药残留分析上得到了广泛的应用。
2.9 实验室机器人
实验室机器人现已商品化,但在农药残留量分析和环境监测方面的应用还处于起步阶段,主要是因为机器人工作程序的变更缺乏灵活性和实验室检测方法缺乏标准化所造成,另外机器人系统动作缓慢,一般要求宽阔的空间。当实验室机器人变得更方便、灵活,实验方法也更加标准化时,它的使用将会增加。
3 结语
农药残留分析是一门综合性强、涉及面广的分析科学。检测方法应具备简便、快捷、灵敏度高的特点,根据检测目的、待测农药性质和样本的种类等采用符合要求的方法。新的分析技术将要求有细胞化学、发酵化学、免疫化学和多肽排列结构等方面学科知识的支持。随着科学技术的不断发展,残留分析技术也正在不断更新、完善和迅速发展
那，LZ，给分吧~~~俺可是从内网下的并做了初步修改的，一片完整的论文。
关注食品安全
——瓯柑保鲜方式的分析和建议
作者：初一（1）班陈天颖、指导师：张苏微
一、 瓯柑的历史和经济价值
1, 瓯柑的历史
"桔柚白霜满四邻，擘来片片红如玉。"温州自古以来盛产瓯柑，而且别具风味，品质特好，是名闻世界的"温州蜜柑"的原种故乡。 温州瓯柑栽培已有2400多年历史.公元1178年，温州知州韩彦直总结前人经验，写出了世界第一部完整的瓯柑学专著《永嘉柑录》，比欧州最早的瓯柑专著早469年。这部专著历代都有新版本流传，很早就被译成英、法、日等国文字，在世界上广为流传。当时的温州瓯柑带到了日本，还培育成林，几经改良终成珍品。因原产地在温州，日本人就称它为"温州蜜柑"。
2, 瓯柑的营养、药用价值
瓯柑果实皮色鲜艳，清甜多汁，经科学分析。它含有丰富的维生素C、D、果糖、柠檬酸以及钙、磷、铁等。对煤气烟毒有特殊的解毒功能。瓯柑除供鲜食外，果实可制柑饼，果汁可酿果酒，果皮可提橙皮油，花可炼香精，又是良好的蜜源，落地果和柑皮则是优良的中药材。
3 ,瓯柑的产量以及经济价值
瓯柑是温州的特产，柑林成片，花开时清香四溢，果熟时满树垂金，煞是一番好风光，全市有瓯柑14万余亩，最高时节的1983年总产量30万担。单是瓯海的三垟街道共有5000余亩的瓯柑林，年产瓯柑7500余吨。温州已经成为我国重要的瓯柑生产与出口基地。
瓯柑具有较高的经济价值。如去年的瓯柑价格在2-4元/千克之间。以亩产1500-2000千克来计，价值不小。特别是经过贮藏后再上市场的瓯柑，更是具有较高的经济效益。刚刚采摘下来时，皮色较青，味道有点酸，经过贮藏过后风味变得更佳，为人们所喜爱，市场价格也不断升。
二、瓯柑的保鲜储藏措施及目前保鲜剂等农药的使用情况：
刚采下的瓯柑，由于带有田间热且呼吸作用还比较旺盛而使果温较高。如果采摘后立即入库，就会使库温很快升高，还会因湿度过大，影响贮藏效果。所以瓯柑采收后，经过挑选分级、保鲜杀菌等药物溶液浸果防腐处理后再入库贮藏。
农药保鲜杀菌溶液对瓯柑的果实有“愈伤”、“发汗”、“预冷”和防止果实“枯水”的作用。“愈伤”就是使果实的伤口愈合，以免病菌侵入引起腐烂。“发汗”就是使果皮细胞水分蒸发一部分，降低细胞的膨压，使果实适当软化而有弱性，以便减少机械损伤。“预冷” 就是将带有田间热、呼吸热的瓯柑果体温度降低，使呼吸作用减弱。预贮后果皮稍微失水萎蔫，使以后贮藏过程中不易失水，避免发生“枯水”，控制褐斑病，这一点对瓯柑尤其重要。
通过对有关水果保鲜技术的资料搜索，通常有以下一些措施来对瓯柑进行保鲜贮藏：
1、自然或一般处理的保鲜贮藏方法及实际应用：
(1)地窖贮藏
由于瓯柑产地温州大部分地方往往地处平原地带，海拔过低，比较潮湿，因此这种办法基本无法应用。
(2)木桶贮藏法：
由于温州柑农的产量一般都较大，往往一户柑农的瓯柑就超过5吨，所以使用这种方法，成本太高，同时贮藏的地方占地太大，目前没有人采用这种办法来贮藏。
（3）通风库贮藏
由于温州处在亚热带地区，到三月份时就面临升温的可能，不可能自然维持在12度以下的低温，腐烂的概率太高，相对成本较低，但好果率难以保证。除了产量少的柑农之外，一般柑农不采用此法，否则风险实在太大。
(4)冷库贮藏 冷库贮藏的温度温州瓯柑等宽皮为3—4℃冷藏库要注意换气，排除过多的二氧化碳等有害气体。换气一般在气温较低的早晨进行。为使库内的温度迅速降到需要的低温，进库的果实要经过预冷散热处理。
在实际生活中，除了茶山杨梅用冷库贮藏外，瓯柑不采用这种法。一是个人建一座冷库成本太高，二是瓯柑的贮藏时间较长，经过贮藏后瓯柑增值的空间也不是很大，往往得不偿失。
(5)薄膜包贮藏 应用聚乙烯塑料薄膜进行单果或大袋包装，入通风库贮藏，可有明显保鲜效果。瓯柑可用0.01—0.04毫米厚，每袋装果2.5—12.5千克。用薄膜包装时，果实要经预贮，然后单果扭封包装，装箱贮藏。
这不失为一种好办法，但是经过调查，基本上不采用这种办法。据有经验的人说，经过试验，短期的效果是比较好的，比如一至二个月，时间一长，气温升高了，问题就来了，袋子里面的瓯柑冒汗，湿气太重，反而影响了保鲜。
（6）伽玛射线保鲜法。
先用2％氯化钙溶液浸果10分钟，晾干后用木板箱包装，或用1％托布津浸果10分钟，晾干后用木板箱包装，分别进行钴60伽玛射线辐射处理。然后将处理过的果箱放到常温库房中木条垫板上贮藏。
这种方法存比较先进，重在于理论研究，在目前的农村中，无从谈起，柑农人家还不知道有这种方法。
2 ，化学保鲜的情况及应用
瓯柑保鲜的重点是防腐烂，烂果的根源在病害，而青霉病和绿霉病是保鲜中危害最严重的两种病害，约占总烂果率的70％～90％。尤其是瓯柑等宽皮瓯柑类发生更为普遍。
青霉病、绿霉病属于真菌性病害。都会使果实软化，产生各色绒霉，果实腐烂，发病初期两种病的症状相同，即淡褐色、圆形、病斑水渍状，病部软化较易压皱，此后迅速扩大长出白菌丝，随后中央很快长出分生孢子，从此显示两病的不同之处，分生孢子丛为青色，外缘白色菌丝圈很窄，只有1～3毫米，腐烂果不会与邻近果粘连的为青霉病；而绿霉病为绿色外缘，白色菌丝环较宽，腐烂果易与邻近果相粘连。
采用的方法常有：
（1） 专门综合保鲜剂。
例：水果防腐保鲜剂S-M，S-P-M
成 分 由杀菌剂、抑制剂、粘合剂及少量添加剂，经化工处理而制成的片剂
性能及用途 S-M为白色或浅**粉末。含有效成分量为86%以上，水不溶物大于0.1%,Fe(FeO计)不大于0.01%,溶于水,不溶于醇,水溶液呈酸性,久置空气中则氧化,高于150℃分解,S-P-M为白色结晶粉末,溶于水,不溶于醇,久制空气中则氧化,190℃分解,质量指标；S-M，S-P-M外观均为浅**片剂，表面光洁边缘整齐，纯度：S-M含量>84%；S-P-M含量>86%。
本品可广泛应用于葡萄、西瓜、杏子、李子、柑桔等水果的保鲜。所用成分均符合中华人民共和国国家标准，食品添加剂使用卫生标准GB-2760-81的规定。
经调查，瓯柑综合保鲜剂在农药店中有售，但购买者很少，柑农基本不用。可能的原因是，柑农认为这种保鲜剂价格较高，同时也认为综合保鲜剂可信度不高，所以往往采用自己比较熟悉的农药来做有关保鲜工作。
（2）、混合自配保鲜剂（普遍使用）
多年以来，各地多采用多菌灵、托布津防治瓯柑青、绿霉病，浸果处理浓度为多菌灵250～1000ppm，托布津为500～1000ppm，同时加100～200ppm2，4-D，由于长期使用，近年发现托布津、多菌灵等苯并咪唑类对青、绿霉病产生抗药性。近些年来，日本研究开发的杀菌剂倍福朗防治青霉病和绿霉病，效果优于多菌灵的托布津。试验表明，用70％托布津1000倍加200ppm2，4-D浸果，贮藏100天防病效果只有7.8％～53.6％；而使用25％倍福朗水剂2000～3000倍浸果，防病效果达到82.5％～88.7％，贮藏100天，好果率达90％以上，而且果实鲜艳度明显超过常规药剂。
实际使用中，还有柑农随同混配保鲜剂（三乙磷酸铝），杀虫剂（三氯杀螨醇、氧化乐果）等。
1）三乙磷酸铝 为内吸性杀菌剂，兼有保护和治疗作用。纯品为白色结晶，原药为白色粉末，易溶于水，不易挥发。原药和制剂在自然条件下稳定，在强酸、强碱介质中易分解。对人畜无毒，对鱼、蜜蜂低毒，较安全。
2）三氯杀螨醇为选择性极强的单一性杀螨剂。主要为抑制螨类体内的转移酶的活性，对天敌基本无影响。防治多种害螨的若螨、成螨及卵。作用效果明显，对螨类击倒速度快，残效期可达20天以上，且对螨类不易产生抗药性，尤对植食性螨类效果明显。
3）氧化乐果是根据乐果在生物体内经氧化代谢而形成的一种毒力和毒性都比乐果大的化合物的原理，由工厂合成的有机磷杀虫剂。其原药是一种油状的液体，有较浓的葱蒜臭味。它可溶于水，但水溶液的稳定性比乐果差，较易分解失效。氧化乐果在中性和偏酸性的溶液中较稳定，但在碱性的条件下就会很快分解失效。
氧化乐果对害虫和螨类有很强的触杀作用，尤其对一些已经对乐果产生抗药性地蚜虫，毒力较高。氧化乐果属于高毒农药，但它不易从皮肤渗透进入人体，与乐果的接触毒性差异不大。
三、食品安全问题（保鲜剂带来的食品安全问题）
1、口味，外观的变化
在实际农事中，经过农药或化学保鲜剂处理过的瓯柑更耐贮藏。同时操作工艺简单，中间花费的时间也不是很多，所以根据经济的原则，大部分柑农采用了药物保鲜防腐的方法。（只有少数及时食用的瓯柑不经过化学处理）这样在外观方面远远比那些未经处理的瓯柑漂亮。但是如果贮藏的时间过长，如有半年以上时间的话，外面可能一样，可是口味已经变了，甚至出现了“金玉其外，败絮其中”的现象。
2、农药使用后的危害
俗话说“是药三分毒”，在经过化学处理过的瓯柑表面，或多或少附有药物，经过一定的时间后分解了，但总有残留农药的成分，无形中构成问题，同时，柑农在配制有关保鲜或什么药物时，往往不一定根据有关比例配制。经调查，虽然至今未发生过一件因为吃瓯柑而中毒的事件，但是在当今全国关注食品安全性的情况下，对瓯柑的安全卫生问题，我们不能掉以轻心，应该引起足够的重视与关注。
3、应对的措施
（1） 采用更多的物理办法
1） 冷藏方法：可以组织有关柑农，集体建立冷库进行部分瓯柑的冷藏。将那些果质好，准备长时间过后才出售的部分进行处理。既成本低，又安全卫生。
2） 采用新型的功能型保鲜膜。如乙烯吸附薄膜。乙烯吸附薄膜是为了除去有害的乙烯气体，在塑料薄膜(尤其是LDPE)中混入气体吸附性多孔物质，如凝灰石和沸石、石英石和硅石、粘土矿物、石粉等微粉末，其大部分能吸附乙烯或隔断远红外线辐射。目前在国外，凝灰石系的薄膜使用较多，主要是添加硅酐系陶瓷，效果较好。
3） 保鲜瓦楞纸箱
具有隔热功能的瓦楞纸箱。在低温下，不仅蔬菜水果的呼吸作用减弱，而且细菌的活性也大大降低，因此，低温储藏是最有效的手段，是保持食品鲜度的发展方向。这种瓦楞纸箱是在传统纸箱内、外包装衬上复合树脂和铝蒸镀膜，或在纸芯中加入发泡树脂。这种瓦楞纸箱具有优良的隔热性，能防止流通途中蔬菜水果自身温度的升高。防止蔬菜水果的水分蒸发，取得控制气体含量的效果，从而保持蔬菜水果的鲜度。
4）新型保鲜托盘。
保鲜托盘是对连续挤压的原板(热可塑性树脂薄板) 加热后，通过真空成型和冲压成型而得。使用托盘除了能够防止新鲜食品被损坏外，还具有一定的隔热性。所谓新型托盘是在原板中加入功能型薄膜或长纤维无纺布等重叠而成的模压品。这种托盘在原有功能的基础上增加了调节湿度、控制气体含量、防止霉菌繁殖等功能，所以能够保持蔬菜水果新鲜度，另外，这种托盘能够减少吸收水分引起的包装尺寸变化。
5）放射性杀菌。
为了减少病原微生物在储运过程中对蔬菜水果鲜度的影响，可对蔬菜水果在采摘后先进行放射性杀菌，再包装、运输。目前，美国及南非等国家采取对一定品种的蔬菜水果在一定强度的放射线下进行照射处理。
（2） 研制更加安全有效的保鲜剂
[1]生物保鲜剂：
A,利用有关生物的原材料，通过科学方法提炼有效分，制成天然水果保鲜剂，既安全又卫生，又环保。
例：大蒜浸出液
大蒜中含有大蒜挥发油，油中主要成份为大蒜素，它对真菌类有抑制和杀灭作用。大蒜浸出液的配制：将新鲜的大蒜切片放在冷水中浸12小时后，再煎熬至沸。制成10%的大蒜浸出液 ，或取一份大蒜，捣碎后加入10份80℃～90℃的热水，冷却至常温备用。将采后的瓯柑类果实浸泡在提出液中经10～15分钟捞出，通风凉干后，放入装有硬纸垫的空格棚木箱内，在通 风库或普通房屋贮藏。20天后好果率在92.4%以上。
B,被覆式水果保鲜剂。
利用水溶性植物纤维,被覆盖于水果表面的保鲜技术.实施后效果良好,无色无味无毒.(正在研制中)
[2]无毒或低毒保鲜剂来代替现有的混合保鲜剂（农药）
一方面利用宣传工具,如报纸广播电视节目，向广大柑农做好使用无毒综合保鲜制的工作；另一方面，有关部门加快研制有关新型的无毒或低毒的保鲜或防腐的化学农药来代替现在高毒的农药，如将高毒的氧化乐果代替掉.减少有毒农药的使用机会。
[3]研制更加有效的瓯柑品种。
通过高科技手段，如基因改变的办法，培育一种更耐贮藏的瓯柑新品种，通过瓯柑本身的保鲜与防腐功能，在自然贮藏的条件下能保持一定的鲜度，而又不改变它的口味和品质，从而达到经济效益和安全卫生双保障。
“民以食为天”，食品安全是关系到国计民生的重大问题，瓯柑是水果，也是温州人民特别喜爱的食品，它的安全卫生问题应引取有关部门的足够关注，切实做好安全工作，让我们的瓯柑吃起来更香甜，吃起来更无担忧。
