农产品是否有农残?农科院研发“黑科技”五分钟有答案

农产品是否有农残?五分钟有答案

经济日报·中国经济网记者 常 理

中国农业科学院研发的农药快速检测试剂条。本报记者 常 理摄

农药在农业生产中扮演着重要角色,科学合理使用农药保证了粮食的丰产丰收;但如果使用不当,其导致的农药残留也会对人类身体健康造成危害。人们日常所吃的瓜果蔬菜,是否有农残,能否正常食用?这是消费者普遍关注的话题。

日前,中国农业科学院宣布,该院农业质量标准与检测技术研究所经过多年研发,依托国家技术发明二等奖“农产品中典型化学污染物精准识别与检测关键技术”的成果基础,在农产品快速检测技术上取得了新突破——仅需用到手机与检测试剂条,便可在5分钟内完成多种化学农药残留的检测。

这一技术到底有何特点?方便在哪?是否准确?经济日报记者采访了农业质量标准与检测技术研究所“农业化学污染物残留检测及行为研究创新团队”首席科学家王静。

大众都能用的检测工具

我国农业生产规模小而散,集约化程度低、农药使用不规范的问题长期存在,农药残留市场监管难度大。而且,由于生鲜农产品的保质期相对较短,很多情况下,监管机构实验室的抽检结果出来时,农产品可能已端上了消费者的餐桌。因此,如何快速准确地对农产品质量安全实行检测,对我国农业发展与人民生产生活具有特殊而重要的现实意义。

从国家层面来看,食品安全法与农产品质量安全法均对快速检测提出了相应要求。从企业层面来看,严格的产品自检是必需的。农产品在上市之前是否安全,企业需要第一时间知晓。而消费者一日三餐都离不开食用农产品,其关心程度可想而知。农业科学院质标所王静团队曾做过一项问卷调查,其中40%多的消费者最关心的农产品质量安全问题就是农药残留。

然而一直以来,快速检测技术并没有取得实质性突破。这是因为,农药品种繁多,每种农产品使用的农药又不太一样,而且农药的分子量又小,因此想要快速检测出来确实难度很大。

对此,王静团队多年来所做的工作,就是要让农残检测成为买菜大妈手中的“弹簧秤”,只有方便操作、通俗易懂,才能够走进千家万户,守护百姓们餐桌上的安全。

在采访现场,王静为记者演示了这一款神奇的检测试剂条。她首先冲泡了一杯添加有未知混合农药的有机茶;然后,将茶汤滴入样品池的6个小孔中,再插入6根检测不同农药的试纸条;很快,白色的试纸条上就会出现不同深浅的线条;最后,打开微信小程序“快速检测图像识别系统”,拍照上传,农药是否超标将直接显示在手机上,结果一目了然——整个操作过程仅需5分钟左右。

“对于消费者来说,只能看到显示阳性或者阴性。而对于政府和企业,我们还有一项附加功能——就是按照规定的残留限量要求,显示超标还是未超标。”王静对记者说。

据介绍,针对目前市场监测中常见的农药种类,研究团队已研制成功吡虫啉、克百威、戊唑醇、啶虫脒、腐霉利、毒死蜱、多菌灵等农药的胶体金快速检测试纸条,对试纸条加工参数进行了标准化。

如何保障准确率

在人们通常印象里,给农产品做检测要将样品送到专门的检测机构,让专业检测人员开展一系列复杂程序,才能够得出结果。那么,有人不禁要问:仅凭借一张小小的纸条,且用时仅有5分钟,测出来的结果靠谱吗?

王静解释了其中的秘密:“我们每个人都接种过各种疫苗,疫苗的原理就是让人体内产生抗体,从而再有这种病毒侵袭就不会被感染。而我们的技术,其实与这个原理是一样的。先把农药做成抗原,让它产生抗体,并制作成试纸条。一旦再遇到要抓取的目标物,比如某一种农药,试纸条上面就会出现特异性颜色反应。”

说起来简单,然而具体操作起来确实非常复杂。“这是由于农药是小分子物质,没有免疫原性,很难直接免疫动物产生抗体。怎么办?我们就先把它设计成半抗原,然后再到抗原。就是这样经历了一系列复杂的实验,我们最终筛选出可以特异性识别农药小分子的抗体。”王静告诉记者。

特别需要指出的是,目前国际上使用手机拍照判读试纸条通常是在暗室中使用固定光源条件下拍照进行的,或者需要使用手机光源补光。这是由于不同光强条件下获取的图片明暗程度不同,会影响结果判读的准确性。

“而我们开发的基于人工智能图像识别算法,很好地解决了这一技术难题。”团队工作人员曹振博士告诉记者,不同手机均可用于胶体金试纸条检测结果的定性、半定量判定,且不同光源条件影响较小。他们研发的试纸条多通道搭载平台与AI图像识别算法是有机结合的整体,在此基础上建立的背景扣除模型和算法,实现了对不同背景环境光干扰的消除,算法也能最大程度上消除自然光干扰,因而能快速准确读取农残检测试纸条结果。

“而且,检测方法不挑手机,无论是华为、苹果还是小米、vivo,检测系统的准确性与专业试纸条读卡仪基本一致。”曹振说。对于大家关心的成本问题,曹振表示,目前如果去专业的检测中心,检测一个指标通常要100多元,而且至少要等两天时间出报告。而快速检测试剂条实现量产后,单一农药的试剂条成本可以降到一两元。

打造一个开放平台

记者注意到,实验中的样品池只有6处通道,可以同时检测6种农药。那么,超出这个范围的农药能否检测出来?

王静解释说:“我们每年对市场上的农产品开展4次例行监测。这项技术所选的农药种类,都是检出率与超标率较高的,我们重点针对这些农药来研发它的相关产品。”

“截至去年底,我国共发布了710种登记的农药。其中有一部分是生物农药,是豁免农药;有一些是化学性农药,但大多数都是低毒低残留高效的农药。对于低毒低残留的农药,我们没有必要检测,危害较小。而对于一些残留时间长的,容易超标的,我们作为重点来检测。”王静说。

很多人认为,如今农产品、食品安全问题越来越多。对此,王静表示,这并不是说过去的农产品、食品更安全。因为,那个年代物资相对匮乏,大家对农产品的安全性并没有过多关注。而且,过去的检测手段也远没有现在先进。因此,大家对于农药、添加剂与激素谈之色变是不必要的。

王静指出,为了保证“舌尖上的安全”,我国从无到有、从弱到强建立了一套完善的保障体系,包括从顶层的法律法规、标准的制定及认证追溯体系的形成,到检验检测的技术不断进步,“应该说,我国农产品质量安全已经进入一个依法监管的新阶段”。

王静介绍,团队开发的人工智能图像识别算法系统是一个开放平台,理论上可兼容所有胶体金试纸条的定性、半定量判读,并能作为大数据的移动终端实时收集数据,可以拓展应用于兽药残留、真菌毒素、违禁添加物、环境污染物的检测及过敏原检测、病毒和疾病靶标筛查诊断,如新冠病毒检测试纸结果判读。

“未来,如果把市场上的试纸条标准化之后,搭载在这个平台上,污染物、病毒、病原体的这种靶标筛查等均可以在这个平台上实现。我认为,未来如果把新冠病毒的试纸条,还有甲流、乙流等一系列已经研发好的试纸条搭载在这个平台上,都可以同时来判定。这样一来,针对新冠病毒的快速检测更适合于社区、基层医疗机构,就很方便了。”王静说。

相关新闻

    推荐阅读