来源：NIST新闻
农药可帮助农民增加粮食产量，减少对农作物的巨大损害，甚至防止虫媒疾病的传播，但由于这些化学品也可能最终出现在人类的食物中，因此确保它们的安全至关重要。就一种常用的农药草甘膦来说，人们对其在食品中的安全含量及其中一种副产品（氨甲基磷酸，AMPA）的安全性存在担忧。美国国家标准与技术研究院（NIST）的研究人员正通过开发标准物质来努力提高对燕麦食品中草甘膦和AMPA含量的准确测量。
NIST的研究员Jacolin Murray记录下一份燕麦粉样本的质量。（图片来源：J. Murray/NIST）
美国国家环境保护局（EPA）规定了食品中农药含量的安全容许限值。食品制造商的产品必须经过测试，以确保它们符合EPA的规定。但是为了确保测量准确，他们需要一种已知草甘膦含量水平的标准物质（RM）来比较他们的产品。目前，还没有可用于测量草甘膦（商用产品草甘膦除草剂中的活性成分）的标准物质，而这种农药在燕麦片或燕麦产品中都大量使用。然而，有少量基于食物的标准物质可用于测量其它农药。为了开发一种针对草甘膦的标准物质以满足生产商的迫切需求，NIST的研究人员优化了一种测试方法，分析了13种市面上出售的燕麦食品样本中的草甘膦，以确定候选的标准物质。他们在所有的样本中都检测到了草甘膦，在其中三个样本中还发现了AMPA（氨甲基磷酸）。研究人员在期刊《食品化学》（Food Chemistry）上发表了他们的研究结果。几十年来，草甘膦一直是美国和世界上最主要的农药之一。根据2016年的一项研究，仅2014年一年，美国就使用了125,384吨草甘膦。它是一种除草剂，一种用来消灭杂草或对农作物有害的多余植物的农药。有时农药会有少量残留在食品上。至于草甘膦，它也可以分解成AMPA，而AMPA也可以残留在水果、蔬菜和谷物上。AMPA对人类健康的潜在影响尚不清楚，仍然是当前主要关注的研究领域。草甘膦也大量用于大麦和小麦等其它谷物，但燕麦是一个特例。“燕麦是独一无二的，就像谷物一样，”NIST的研究员Jacolin Murray说。“我们选择燕麦作为第一种物质，因为食品生产商使用草甘膦作为一种干燥剂，在收割前使农作物保持干燥。燕麦往往含有大量的草甘膦。”脱水干燥可以促成农作物提前收获，并可提高农作物的均匀度。据合著者Justine Cruz说，由于草甘膦的广泛使用，它的含量通常比其它农药高。研究中的13个燕麦样本包括燕麦片、轻微加工至高度加工的燕麦早餐谷物，以及传统有机耕作方式的燕麦粉。
对燕麦片和燕麦产品样本中的草甘膦和AMPA进行分析。（图片来源：J. Murray/NIST）
研究人员使用一种从固体食品中提取草甘膦的改良方法，结合液相色谱法和质谱分析法等标准技术，分析了草甘膦和AMPA样本。第一种方法是将固体样品溶解到一种液体混合物中，这可以从食物中去除草甘膦。然后，通过液相色谱法，将提取样品中的草甘膦和AMPA与样品中的其它成分分离。最后，利用质谱分析法测定离子的质量-电荷比，以鉴别样品中不同的化合物。他们的研究结果显示，草甘膦含量最低的是有机早餐谷物样品（每克含26毫微克）和有机燕麦粉样品（每克含11毫微克）。传统速食燕麦片中检测出的草甘膦含量最高（每克含1,100毫微克）。在有机燕麦片、传统燕麦片和燕麦产品的样品中，AMPA含量远远低于草甘膦含量。燕麦片和燕麦类谷物中的所有草甘膦和AMPA含量都远低于EPA规定的每克含30微克的标准。“我们检测到的草甘膦的最高含量不到监管限值的三十分之一，”Murray说。基于这项研究结果，研究人员与对燕麦片和燕麦类谷物使用标准物质的相关方进行了初步讨论，他们发现最好能开发一种低含量标准物质（每克含50毫微克）和一种高含量标准物质（每克含500毫微克）。这些标准物质将有利于农业和食品检测实验室以及食品生产商，当他们需要检测原料中是否有农药残留时，可以有一个准确的标准来比较他们的测量结果。NIST提供的标准物质不仅在美国使用，全世界也都在使用，因此研究人员必须考虑国外的监管限制，比如欧洲，那里的限制是每克含20微克。“我们的研究人员必须平衡美国和其他国家的食品检测实验室的需求，以便在全球范围内提供标准物质，”NIST的研究员Katrice Lippa说。研究人员能够识别出三种可用于燕麦谷物中的草甘膦的候选标准物质，以及两种用于AMPA的候选标准物质。他们还进行了一项初步的稳定性研究，该研究表明，在40摄氏度的温度时，草甘膦在燕麦中的稳定性可以保持6个月，这对于开发未来的标准物质非常重要，这可能会基于一种或多种此类产品。下一步，研究人员计划通过多个实验室的研究来评估标准物质的可行性，然后对材料中的草甘膦和AMPA展开更长期稳定性的研究。NIST的研究团队将继续与利益相关方合作，以确保这些标准物质能够满足他们的需求。
来源/计量测控
