李雪楠，袁 媛

（吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春 130062）

植物生長調(diào)節(jié)劑（Plant Growth Regulators） 作為農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛使用，其通過外源物質(zhì)進(jìn)入植物體，從而改善農(nóng)作物的品質(zhì)。通過實(shí)施一種或多種植物生長調(diào)節(jié)劑，可以解決農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中的多種問題，達(dá)到提高產(chǎn)量的目的[1]。其中，矮壯素（CHLM） 和縮節(jié)胺 （MEP） 是我國普遍使用的 2 種植物生長調(diào)節(jié)劑。

CHLM和MEP 的基本性質(zhì)見表1[2]。

縮節(jié)胺（N,N - 二甲基哌啶鎓氯化物，MEP），作用于農(nóng)作物起到植物生長調(diào)節(jié)的作用。通過有效控制植株莖葉的過度增長，從而獲得健康植株。能夠?qū)γ藁?、番茄、花生等作物起到抑制過度生長的目的，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，增加植物抗逆性，抵抗災(zāi)害。矮壯素（2 - 氯乙基三甲基氯化銨，CHLM），常被作為植物生長延緩劑而發(fā)揮作用，可以促進(jìn)光合作用的發(fā)生，增加植物抗逆性、抗倒伏。對小麥、水稻、棉花、玉米和番茄等影響較大[3-4]。作為常見的季銨鹽類植物生長調(diào)節(jié)劑，MEP 和CHLM 對人類和動(dòng)物的不良影響已得到廣泛報(bào)道和研究[5-7]。針對MEP 和CHLM 等植物生長調(diào)節(jié)劑在食品中的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)（MRL） 進(jìn)行了相應(yīng)的制定規(guī)范[8]，其中日本對番茄中CHLM、MEP 的含量進(jìn)行了相應(yīng)的限量，MRL 分別為0.05，0.01 mg/kg[9]。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2763—2019 食品中農(nóng)藥最大殘留限量對小麥、番茄、棉籽等的CHLM 含量進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)定，MRL 分別為5，1，0.5 mg/kg，而MEP 在棉籽、小麥、大豆中的 MRL 分別為 1，0.5，0.05 mg/kg[10]。

表1 CHLM 和MEP 的基本性質(zhì)

1 食品中CHLM 和MEP 的形成

1.1 CHLM和MEP 的發(fā)現(xiàn)及其研究現(xiàn)狀

2014 年，有研究指出速溶咖啡和烤大麥在經(jīng)過熱處理后會檢測到MEP 的生成，檢測量為1.4 mg/kg和0.64 mg/kg[11-13]。同時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在較低的溫度和較短的烘烤時(shí)間下，大麥麥芽焙烤過程中有CHLM的生成[6]，而上述食品在加工前的原料中并不含有MEP 和CHLM。因此，CHLM和MEP 是食品熱處理過程中由食品原料加工誘導(dǎo)產(chǎn)生的化合物，MEP 和CHLM 已成為新的食品加工污染物。在對其形成機(jī)制的研究中發(fā)現(xiàn)在典型的焙烤條件下，賴氨酸可以通過美拉德反應(yīng)形成中間體哌啶，并在烷基化試劑（葫蘆巴堿/甜菜堿/膽堿） 作用下促進(jìn)MEP的生成，在食品中正是由于賴氨酸、果糖及葫蘆巴堿、甜菜堿或膽堿等甲基供體的存在，在熱處理溫度達(dá)到一定程度時(shí)（＞200 ℃），會促進(jìn)食品加工污染物MEP 的形成[12，14]。哌啶酸和哌啶酸甜菜堿也被認(rèn)為是MEP 形成的可能前體物質(zhì)[15]。同時(shí)，有研究表明，在各種肉制品、植物中含有大量的左旋肉堿，也稱為L- 肉堿[16-17]，也可以作為甲基供體促進(jìn)MEP的形成[18]。在存在氯離子的情況下，膽堿在200 ℃時(shí)可能被親核取代而分解為CHLM。此外，磷脂酰膽堿、甘油磷酸膽堿和磷酸膽堿在足夠的熱條件下是CHLM的有效前體物質(zhì)[19]。

1.2 不同食品中MEP 和CHLM的形成

研究發(fā)現(xiàn)，許多食品在熱處理作用下都會生成MEP。據(jù)報(bào)道，多種種子植物中含有葫蘆巴堿，葫蘆巴堿在較早的報(bào)道中就被確定為甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中的活性物質(zhì)，可以促進(jìn)MEP 的生成[20-21]。Noestheden M R 等人[22]報(bào)道了大麥麥芽中MEP 的檢出限達(dá)到了0.031 μg/kg，啤酒中 MEP 的含量低于加拿大 （100 ng/g）和歐盟（600 ng/g） 的最大殘留限量。Ekielski A 等人[6]研究了溫度和時(shí)間對大麥麥芽焙烤過程中MEP和CHLM 的形成的影響，數(shù)據(jù)表明熱處理過程中溫度對于MEP 和CHLM形成起到至關(guān)重要的作用。同時(shí)，Yuan Y 等人[15]在烤箱烹飪的西蘭花中檢測出MEP 的存在，其含量為189 μg/kg 干質(zhì)量。經(jīng)烤箱處理的馬鈴薯薯?xiàng)l中MEP 的含量為20～60 μg/kg，而市售袋裝馬鈴薯片中MEP 含量則低于5 μg/kg。

2 MEP 和CHLM 檢測方法概述

2.1 傳統(tǒng)方法

在傳統(tǒng)方法中，檢測CHLM 常采用化學(xué)法、電位滴定法和氣相色譜法，并以此計(jì)算CHLM 在農(nóng)產(chǎn)品中的殘留量。早期測定MEP 和CHLM的殘留量還采用薄層色譜法[4，23]。但這些方法都缺乏特異性、樣品回收率低、定量效果不準(zhǔn)確。在此基礎(chǔ)上Allender W J[24]研究了衍生化- 氣相色譜法，采用五氟硫代苯酚鉀鹽將CHLM 去甲基化，然后與過量的試劑進(jìn)一步作用生成揮發(fā)性衍生物。但是，該方法衍生化時(shí)間長、清理步驟復(fù)雜，均不適合食品中CHLM 和MEP 的痕量分析。

2.2 毛細(xì)管電泳- 質(zhì)譜方法

作為一種新開發(fā)的檢測技術(shù)，毛細(xì)管電泳- 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（Capillary Electrophoresis-Mass Spectrometry，CE-MS） 操作方便、準(zhǔn)確性好，同時(shí)具有檢測靈敏度高、快速高效等優(yōu)勢，在食品檢測中具有廣泛的應(yīng)用。Galceran M T 等人[25]采用毛細(xì)管電泳方法，搭配紫外檢測器對MEP、CHLM 等5 種季銨鹽類化合物進(jìn)行檢測，數(shù)據(jù)顯示CHLM和MEP 的檢測限良好，檢測結(jié)果滿足要求。Nú?ez O 等人[26]采用電噴霧離子源（ESI），利用CE-MS 的方法對CHLM、MEP 兩種植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行了檢測。數(shù)據(jù)顯示，峰面積和樣品濃度的線性關(guān)系良好，方法重現(xiàn)性好。

2.3 液相色譜- 質(zhì)譜（HPLC-MS/MS） 方法

液相色譜法是分離分析手段中常用的一種技術(shù)，同時(shí)也被應(yīng)用到CHLM、MEP 的含量的檢測中，但由于CHLM和MEP 沒有發(fā)色基團(tuán)，在紫外- 可見光區(qū)沒有吸收峰，紫外檢測器不能用于其定性定量分析，在此基礎(chǔ)上液相色譜法和質(zhì)譜法（MS） 聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用很好地解決了這一問題，從而得到廣泛的應(yīng)用[27]。

Francesquett J Z 等人[28]開發(fā)了一種通過中央復(fù)合設(shè)計(jì)優(yōu)化的改良快速極性農(nóng)藥的方法，使用UHPLC-MS/MS 技術(shù)同時(shí)測定大麥和小麥中的季銨農(nóng)藥百草枯、敵草快、CHLM 和MEP 的殘留量，結(jié)果顯示該方法具有良好的選擇性和精密度。Zhang H 等人[29]描述了一種簡單、快速、特異和靈敏的方法的開發(fā)和驗(yàn)證，通過多重反應(yīng)監(jiān)測以正離子模式配備ESI的三重四極桿質(zhì)譜儀進(jìn)行番茄栽培基質(zhì)中CHLM 和MEP 的檢測。Gao J 等人[30]建立了同時(shí)測定梨和馬鈴薯中季銨鹽農(nóng)藥CHLM 和MEP 的高效靈敏HPLCMS/MS 方法，CHLM和 MEP 的檢出限 （LODs） 分別為0.021 μg/kg 和 0.21 μg/kg，并利用所開發(fā)的方法分析了來自中國不同零售網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)際樣品中的CHLM 和 MEP 的含量。Esparza X 等人[31]報(bào)道了一種LC-MS/MS 方法，用于測定食品中的CHLM 和MEP，并在新鮮水果、蔬菜、果汁、嬰兒食品、面包、咖啡和啤酒7 個(gè)樣品中發(fā)現(xiàn)了CHLM（0.8～126 ng/g），但僅在面包和咖啡樣品中檢出MEP，含量為0.9～166 ng/g。

3 結(jié)語

食品加工過程安全一直是食品安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，CHLM和MEP 作為新發(fā)現(xiàn)的食品加工污染物，也吸引了人們對其危害的日益關(guān)注。對CHLM、MEP在不同食品中的形成及檢測技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹，將為探究有效的CHLM、MEP 控制方法制定更科學(xué)合理的限量標(biāo)準(zhǔn)，奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

盡管CHLM和MEP 在食品中的形成研究已經(jīng)取得了部分進(jìn)展，但其形成機(jī)制研究仍不全面，闡明食品中新發(fā)現(xiàn)的CHLM和MEP 的形成機(jī)制，尋找可能的前體物質(zhì)，仍是當(dāng)下的研究熱點(diǎn)，其中尋找食品中天然存在的甲基供體、開展基于多反應(yīng)途徑的CHLM 和MEP 的形成機(jī)制研究、探究更多食品體系中的形成仍是接下來的研究重點(diǎn)。深入研究食品加工污染物的形成機(jī)制將為保障食品安全提供重要的理論和科學(xué)基礎(chǔ)。