劉 娜,潘興魯,張 雙,楊慶喜,紀(jì)明山,張志宏,*

(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,遼寧省草莓育種與優(yōu)質(zhì)栽培重點實驗室,遼寧沈陽 110866;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所,北京 100193;3.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院,遼寧沈陽 110866)

草莓(Fragaria×ananassaDuch)系薔薇科草莓屬多年生常綠草本植物,外觀呈心形,果實呈紅色,柔軟多汁,酸甜可口,果香濃郁,同時草莓營養(yǎng)價值豐富,含有多種維生素,被譽為“水果皇后”,受到廣大消費者的喜愛,市場需求量也逐漸提升[1]。草莓除了直接食用外,目前市面上以草莓為原料開發(fā)的副產(chǎn)品也逐漸增多,如草莓果汁和草莓醬等。然而草莓由于易形成高溫高濕的小氣候,其在采收前后極易感病,草莓白粉病(Sphaerothecamacularis)是草莓重要病害之一,嚴(yán)重影響了草莓的產(chǎn)量及品質(zhì)[2]?；瘜W(xué)防治仍然是草莓病害防控的重要手段。

而粉唑醇作為三唑類殺菌劑之一,具有廣譜的殺菌活性和較強的內(nèi)吸性,在植物體內(nèi)可由根部向頂部傳導(dǎo),是防治草莓白粉病的特效藥劑之一,也是目前用于草莓病害防治銷量最高的農(nóng)藥之一[3]。然而,有研究表明粉唑醇對小鼠具有致畸性,對兔子的發(fā)育也具有阻礙性導(dǎo)致骨化延遲[4]。而目前對于粉唑醇在草莓上的殘留研究多集中在分析方法的開發(fā)上,如氣相色譜法[5]。然而在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評價中,人們往往關(guān)注初級農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留所帶來的安全風(fēng)險,而忽視加工后農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的安全風(fēng)險,導(dǎo)致膳食暴露風(fēng)險評估不準(zhǔn)確,因此,系統(tǒng)的研究農(nóng)產(chǎn)品加工和儲存過程中農(nóng)藥殘留動態(tài)變化對于加工后農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留安全風(fēng)險評價具有重要的意義。本研究從不同貯藏條件、不同保鮮劑保鮮后貯藏以及加工過程中探討對草莓及其加工產(chǎn)品中粉唑醇殘留的影響,為建立有效的技術(shù)手段去除食品中的農(nóng)藥殘留提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

外消旋體粉唑醇 純度98.2%,上海市農(nóng)藥研究所有限公司;12.5%粉唑醇懸浮劑 興農(nóng)愛育美，興農(nóng)藥業(yè)中國有限公司;色譜純甲醇、乙腈、乙醇、異丙醇、正丁醇 Thermo Fisher International公司;分析純乙腈、氯化鈉、無水硫酸鎂 北京試劑公司;超純水 Milli-Q純水器進行純化;分散凈化劑包括N-丙基乙二胺(primary secondary amine,PSA,40 μm),石墨化炭黑(graphitized carbon black,GCB) 天津博納艾杰爾科技有限公司;Filter Unit濾膜(0.22 μm) MILLEX-GV;醫(yī)用無菌注射器 上海治宇醫(yī)療器械有限公司;食品級山梨酸鉀、脫氫乙酸鈉、檸檬酸鈉 南通奧凱生物技術(shù)開發(fā)有限公司;水溶性殼聚糖 河南通宇食品添加劑有限公司。

Aglient 1290-6460液相色譜串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜儀和MassHunter工作站軟件 美國Aglient公司;BSA323S-CW萬分之一天平 德國Sartorius公司;G501A型電子天平 江蘇常熟衡器廠;TG16-WS型臺式高速離心機 長沙湘儀離心機儀器有限公司;XW-80A型漩渦混合器 上海恒勤儀器設(shè)備有限公司;RE-2000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 草莓上農(nóng)藥殘留加工實驗 每小區(qū)設(shè)施藥面積30 m2,3次重復(fù),共90 m2。同時設(shè)置空白對照,根據(jù)《OECD508加工食品中農(nóng)藥殘留指南》[6]規(guī)定,在草莓距成熟采摘期前3 d開始施藥,施藥劑量300 mL/畝(最高推薦劑量60 mL/畝的5倍),施藥1次,3 d后取樣,每個重復(fù)小區(qū)取1500 g草莓,回實驗室立即加工。

1.2.2 草莓貯藏實驗 將草莓從田間取回后分別放置在常溫22、4、-20 ℃條件下貯藏,每種貯藏處理用100 g草莓,每隔24 h取樣。

1.2.3 草莓保鮮實驗 將草莓從田間取回后分別用保鮮劑2%檸檬酸鈉、2%脫氫乙酸鈉、2%山梨酸鉀及2%水溶性殼聚糖水溶液浸泡5 min,每種保鮮劑處理用100 g草莓,然后常溫下放置在恒溫培養(yǎng)箱中無需包裝,每隔24 h取樣。

1.2.4 草莓加工 草莓醬加工參考已有文獻[7]方法。草莓從田間取回后立即加工,一部分未清洗,另一部分清洗。同時去梗、萼片后用清水清洗2～3 min。清洗后的草莓用榨汁機做成草莓汁和草莓漿。將草莓漿放入鍋中加熱80～90 ℃濃縮,蒸發(fā)水分30 min。草莓醬做成后部分用滅菌鍋120 ℃滅菌30 min,部分未滅菌做比較。

1.2.5 粉唑醇殘留量的測定

1.2.5.1 樣品預(yù)處理 準(zhǔn)確稱取10.0 mg(精確到0.1 mg)粉唑醇標(biāo)準(zhǔn)品,用色譜純乙腈定容至100 mL容量瓶中,配制成100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在逐級稀釋至0.01、0.05、0.1、0.5、1.0和5.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液,4 ℃冰箱冷藏保存待用,有效期為6個月。

將草莓樣品打碎,稱取10.0 g(草莓汁取10 mL,草莓醬取10 g)置于50 mL離心管中,加入10.0 mL乙腈,渦旋3 min,加入1 g NaCl,4 g無水MgSO4,再渦旋1 min,然后離心5 min,取上清液1.5 mL加入到2.5 mL離心管中(內(nèi)含40 mg PSA+10 mg GCB+150 mg無水硫酸鎂),再渦旋1 min,然后離心5 min,上清液過0.22 μm有機系濾膜至進樣小瓶待測。

1.2.5.2 儀器條件 液相色譜條件:色譜柱為Aglient Eclipse Plus C18色譜柱(2.1 mm×50 mm,1.8 μm),柱溫40 ℃,進樣體積1 μL;流動相A為乙腈,流動相B為水;流速0.4 mL/min,梯度洗脫程序為:0 min,10% A;1 min,25% A;2.5～4.0 min,90% A;4.5～5.0 min,10% A。

質(zhì)譜條件:粉唑醇的檢測由三重四級桿質(zhì)譜檢測器來完成,配有電噴霧離子源(AJS ESI),干燥氣純度:99.95%氮氣,碰撞氣純度:99.999%氮氣;正離子多反應(yīng)監(jiān)測模式(multiple reaction monitoring,MRM);干燥氣流速:10.0 L/min;干燥氣溫度:325 ℃;鞘氣流速:12.0 L/min;鞘氣溫度:350 ℃;毛細管電壓:4000 V;噴嘴電壓:500 V。粉唑醇的錐孔電壓為70 V,母離子為m/z 302.1,定量離子為m/z 70.1,定性離子為m/z 122.9,碰撞電壓分別均為30 V。

1.2.6 測定方法 粉唑醇在草莓上的降解率(%)=(不同時間中樣品的殘留量-初始殘留量)/初始殘留量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗均至少設(shè)置3個重復(fù)。數(shù)據(jù)用SPSS 20.0軟件進行方差分析比較。殘留量用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。不同儲藏方式實驗中初始殘留量為0 d時粉唑醇在草莓中的殘留量,不同保鮮劑實驗中初始殘留量為24 h時粉唑醇在草莓中的殘留量。

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測方法的建立

粉唑醇外消旋標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.01、0.05、0.1、0.5、1.0和 5.0 mg/L。由于基質(zhì)效應(yīng)現(xiàn)象在化學(xué)分析中很常見?；|(zhì)效應(yīng)具有高變異性,很難被完全消除或者預(yù)測[8-9]。因此本實驗中用外標(biāo)法基質(zhì)標(biāo)曲線來校準(zhǔn)定量樣品的濃度更為準(zhǔn)確。粉唑醇在草莓中的基質(zhì)標(biāo)曲線為Y=74278X+5361.6,相關(guān)系數(shù)R2=0.9992。其中Y為化合物的峰面積,X為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度。

粉唑醇在未施藥的空白草莓上的添加回收水平為0.01、0.1和1 mg/kg。每個水平5次重復(fù),連續(xù)3 d做重復(fù)實驗。粉唑醇在草莓中的平均回收率為87.51%～98.35%,變異系數(shù)為1.7%～3.1%(表1)。

表1 粉唑醇在草莓上的添加回收率Table 1 The mean recoveries of flutriafol in strawberry

2.2 粉唑醇在儲藏中殘留變化

將草莓放置到4 ℃冰箱、-20 ℃冰箱和室溫22 ℃下儲藏4 d后的農(nóng)藥殘留降解量見表2。結(jié)果表明同一時間點-20 ℃冷藏條件下,粉唑醇的殘留量最高。三種溫度下儲藏,常溫下降解速率最快,而-20 ℃冷藏下降解率最慢,降解率在5%以內(nèi)。農(nóng)藥在常溫下降解速率快的研究結(jié)果與Liang的結(jié)果相似,Liang等[10]研究發(fā)現(xiàn)25 ℃下黃瓜儲藏48 h,有機磷農(nóng)藥降解71.6%～90.2%。同時,從表2中可看出,農(nóng)藥會隨著溫度的增高和時間的增長而降解率增加。4 d 時的降解率為同溫度下最高。

表2 儲藏方式對草莓中粉唑醇殘留的影響(n=3)Table 2 Effect of storage on flutriafol residues in strawberry(n=3)

2.3 保鮮劑對草莓中粉唑醇殘留的影響

草莓由于果皮極薄、果肉柔軟,在物流過程中極易受到機械損傷和微生物的侵染而腐爛變質(zhì)[11]。因此,在草莓采摘后用保鮮劑進行保鮮可以延長草莓的品質(zhì)。而使用市面上常用的四種保鮮劑后,對粉唑醇在草莓中的殘留影響(表3)進行比較,研究結(jié)果表明,保鮮劑檸檬酸鈉和山梨酸鉀處理后常溫72 h粉唑醇的降解率分別為36.62%和16.48%,相比未用保鮮劑處理常溫72 h降解42.86%要小。發(fā)現(xiàn)保鮮劑除了能使草莓保鮮外,延緩了粉唑醇在草莓上的降解,降解速率要比不噴保鮮劑的草莓在常溫下慢。這可能因為農(nóng)藥降解主要是草莓中酶的代謝起作用,而保鮮劑能夠減緩草莓中酶的代謝水平,所以農(nóng)藥降解變慢了。而保鮮劑水溶性殼聚糖和脫氫乙酸鈉處理后常溫72 h粉唑醇的降解率分別為在43.62%和56.98%,相比未用保鮮劑處理時降解率要高。這可能因為水溶性殼聚糖有抑菌作用,主要通過抑制病原菌的繁殖起到保鮮作用,脫氫乙酸鈉作用機理是有效滲透到細胞體內(nèi),抑制微生物的呼吸作用,從而達到防腐防霉保鮮保濕等作用,而草莓內(nèi)農(nóng)藥的代謝主要與草莓的代謝水平有關(guān)[12-13],所以水溶性殼聚糖和脫氫乙酸鈉對粉唑醇的降解影響不大。

表3 保鮮劑對草莓中粉唑醇殘留的影響(n=3)Table 3 Effect of preservative on flutriafol residues in strawberry(n=3)

2.4 粉唑醇在草莓醬加工過程中殘留變化

將草莓做清洗和不清洗對比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)清洗能去除草莓上35%的粉唑醇殘留(表4)。清洗作為家庭處理草莓的第一步至關(guān)重要。Chai等[14]研究表明清洗可以減少黃瓜和草莓中有機磷和有機氯的農(nóng)藥殘留量,而乙酸溶液是最有效的去除方法,可以降解44%～70%農(nóng)藥殘留量。第二步將草莓進行榨汁處理,取草莓清汁進行檢測,殘留量為0.72 mg/kg。榨汁是家庭制作新鮮果汁和商業(yè)生產(chǎn)果汁中的基本加工程序,榨汁對果汁中的農(nóng)藥殘留的去除主要依賴于農(nóng)藥在果皮、果肉和果渣中的分布情況,一般榨汁后的果渣中含有相對較高的農(nóng)藥殘留量。第三步將草莓打碎成漿后進行高溫熬煮。結(jié)果發(fā)現(xiàn)草莓醬中的殘留量(0.78 mg/kg)高于草莓汁(0.72 mg/kg)中的殘留量。這可能因為在熬煮過程中由于水分容易蒸發(fā),因此可能導(dǎo)致農(nóng)藥殘留的增加。Liu等[15]研究也發(fā)現(xiàn)甲基硫菌靈在番茄醬加工過程中,番茄醬中殘留量高于番茄汁和番茄籽中殘留量。為了使加工過程更接近商業(yè)化的加工過程,故增加了第四步滅菌操作。滅菌后的草莓醬中農(nóng)藥殘留量(0.61 mg/kg)低于滅菌前草莓醬(0.78 mg/kg)。滅菌能去除草莓醬中的殘留量。Balinova等[16]研究表明滅菌過程對農(nóng)藥的去除率主要與滅菌時間的長短、滅菌溫度的高低及滅菌系統(tǒng)的開放與否有一定的關(guān)系。通常,滅菌的時間越長,滅菌溫度越高對農(nóng)藥的去除效果越明顯。Kong等[17]研究也發(fā)現(xiàn)滅菌后番茄醬中的苯醚甲環(huán)唑殘留量低于滅菌前。在草莓醬整個加工過程中,粉唑醇在草莓副產(chǎn)品(草莓汁、草莓醬)中的殘留量均符合我國對粉唑醇的最大殘留限量要求(MRL為1 mg/kg)。因此,人們可以放心食用草莓的副產(chǎn)品,食用鮮食草莓時要注意清洗。

表4 草莓醬加工過程中粉唑醇殘留的影響(n=3)Table 4 Effect of strawberry jam on flutriafol residues(n=3)

3 結(jié)論

本實驗研究了草莓在不同貯藏、保鮮條件及草莓醬加工過程中粉唑醇的殘留變化,發(fā)現(xiàn)粉唑醇在常溫下貯藏降解快,保鮮劑并不影響粉唑醇的降解,檸檬酸鈉和山梨酸鉀處理后同比常溫下未處理草莓粉唑醇的降解減慢。清洗、榨汁和滅菌過程均能去除粉唑醇在草莓中的殘留。本研究系統(tǒng)地考察了粉唑醇從田間到餐桌環(huán)節(jié)農(nóng)藥殘留的變化規(guī)律,為建立有效的技術(shù)手段去除食品中的農(nóng)藥殘留提供理論基礎(chǔ)。