天然深共晶溶剂作为食品安全分析中多类农药提取的可持续替代方案

这对你的餐盘意味着什么

许多水果、蔬菜和谷物在进入超市前都会接受农药残留检测。如今，这些检测常常依赖大量刺激性强、具有毒性的有机溶剂，对实验室人员和环境都有害。该研究探讨了一类受植物启发的新型液体——天然深共晶溶剂（NADES），作为一种更清洁的方法，用以从橙子、菠菜和小麦等食物中提取农药，从而实现更安全、精确的检测。

一种新的“绿色”液体

NADES是由常见天然物质（如果酸、糖类和小分子醇）混合而成。当按合适比例组合时，这些固态成分在室温下可形成稳定液体。由于它们由简单、可生物降解的构件组成且不易挥发，相较于像乙腈这样的石油衍生传统溶剂，它们对人体神经系统的危害更小，也不会产生同样程度的危险废物。作者探讨了这些天然混合物是否能在食品检测实验室中替代标准溶剂，完成一项要求极高的任务：从真实食品样品中提取数百种化学性质从亲水到亲油不等的农药。

在真实食品上的测试

为此，团队选择了三种代表性日常食品：多汁、偏酸的橙子；叶类、高含水的菠菜；以及干燥、富含淀粉的小麦。他们先选取了11种涵盖广泛化学行为的农药进行初步测试，随后扩展到日常监测中常规检测的全部313种农药。作为萃取液，尝试了五种不同配方的NADES，包括亲水和疏水类型，采用简单的固-液混合步骤。科学家们测量了每种农药的提取率以及通过高精度仪器——液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）检测时的信号清晰度。

找出最佳配方并微调工艺

在测试的混合物中，等量的百里香酚（thymol）和薄荷醇（menthol）组合总体表现最佳。这种疏水（拒水）NADES能同时提取较极性和非常疏油的农药，并在仪器上给出清晰、形状良好的信号。研究人员随后对萃取条件进行了优化：NADES用量、向食品中加水的量、样品的酸碱度（pH）以及摇匀时间。略为碱性的条件有助于回收一些难处理的农药，例如丙草胺类和某些大分子疏油化合物。仅用2毫升百里香酚–薄荷醇溶剂并约10分钟混合，方法即能在三种食品中得到良好的回收率。

检测性能与环境足迹评估

优化后，该基于NADES的方法被推向真实场景：在橙子、菠菜和小麦中提取并测定了313种农药。对于大多数化合物，回收率处于公认的可接受范围内，测量的重复性也很高，表明该方法足够可靠，可用于监管工作。团队还评估了食品与溶剂基质对检测的干扰，并通过基质匹配校准进行校正。为评估环境表现和日常可行性，他们使用既定评分工具（AGREEprep用于“绿色性”评估，BAGI用于方法可用性评估）。与广泛使用的QuEChERS方案（即便是迷你化版）相比，百里香酚–薄荷醇方法在可持续性评分上更高，同时仍保持足够简单和快速，适合例行实验室使用。

对更安全、更绿色食品检测的意义

简而言之，这项研究表明由两种常见植物来源成分——百里香酚和薄荷醇——组成的溶剂，可以替代大部分用于食品农药检测的有毒化学品。该方法能从常见食品中提取数百种不同农药并保持良好准确性，使这种特殊的绿色溶剂在整个过程中保持稳定，并减少危险废物产生。如果更广泛地采用，基于NADES的萃取可以帮助食品检测实验室同时保护消费者健康与环境，将农药监测向真正的“绿色”化学迈进，而不牺牲安全性或可靠性。

引用: Carbonell-Rozas, L., Aloisi, I., Garrido Frenich, A. et al. Natural deep eutectic solvents as a sustainable alternative for multi-class pesticide extraction in food safety analysis. npj Sci Food 10, 67 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00717-7

关键词: 农药残留, 绿色溶剂, 食品安全, 天然深共晶溶剂, 液相色谱-串联质谱分析