孫 路

（楊凌職業(yè)技術學院生物工程學院，陜西 咸陽 712100）

桑椹是一種具有特殊風味的果實，富含花青素、蕓香甙等多種營養(yǎng)物質，集食用和藥用于一體，受廣大消費者青睞，我國已將其列入“兼有食物和藥物”的農業(yè)類產品。隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施以及“三產融合”快速發(fā)展，桑葚汁、桑葚酸奶等桑葚衍生品逐漸進入大眾視野，同時，桑葚的種植與加工也成為扶貧致富的特色產業(yè)，在全國范圍內的種植面積呈遞增趨勢。其中，四川桑葚的總產量超過了4 萬t，僅桑葚種植帶來的經濟利益就達2.5 億元。攀枝花市鹽邊縣是我國生產時間最早、規(guī)模最大、品質最好的桑樹種植基地，也被譽為“中國果桑之鄉(xiāng)”，其主要栽培品種有蜀椹1 號、云桑二號、黑金椹等，年產桑樹果實近120 萬t，在國際上極具競爭力。當前，危害桑樹生產的主要病蟲害是菌核病，由于種植人員在生產過程中對噻蟲嗪、抗蚜威、吡蟲啉等殺蟲劑使用不當，造成了桑樹果實的農藥殘留問題，導致桑椹中的化學殺蟲劑殘留量超標，嚴重影響了人體健康與產業(yè)發(fā)展。

1 桑葚農藥殘留檢測技術

1.1 噻蟲嗪殘留檢測技術

噻蟲嗪是第2 代尼古丁的經典代表，其主要作用于昆蟲的中樞神經系統(tǒng)（CNS），具有很強的抗病毒活性。昆蟲和脊椎動物的煙堿型乙酰膽堿受體在結構上存在著明顯差別，使煙堿型乙酰膽堿受體在殺蟲劑中表現(xiàn)出較高的選擇性，但在高等動物上卻表現(xiàn)出較低的毒性。這種藥劑對鞘翅目、雙翅目、鱗翅目，特別是對同翅目的昆蟲具有較高活性，可以對各種蚜蟲、飛虱類等昆蟲進行有效防治，并且對吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺沒有互抗性，目前在農業(yè)生產中被廣泛使用。噻蟲嗪殘留的檢測技術是利用乙腈萃取、石墨化碳黑氨基復合柱提純、超高效液相色譜-串聯(lián)質譜技術，對桑椹中的噻蟲嗪進行檢測。結果表明，所建立的方法具有良好的預處理效果，可用于測定桑椹中噻蟲胺的殘留量［1］。

1.2 抗蚜威殘留檢測技術

抗蚜威是一種具有觸殺、熏蒸、滲入等特點的氨基甲酸鹽農藥，在果樹、蔬菜、糧食作物等領域具有較好的應用前景，其在果蔬、糧食及其他食物中的最大殘留限量在《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量》（GB 2763—2019）中有明確規(guī)定?？寡镣z測技術用乙腈法對桑椹進行了萃取，用石墨化的炭黑-氨基組分復合柱純化，用UHPLC-MS/MS法對桑椹中的抗蚜威進行分析檢測。結果表明，該方法具有較好的預處理效果，可用于桑椹中的抗蚜威殘留檢測［2］。

1.3 烯酰嗎啉殘留檢測技術

烯酰嗎啉是一種對卵菌具有較強殺滅作用的新型殺菌劑，同時具有內吞、治療和抑制芽孢生成等功能，對卵菌生長全過程均具有較強的滅殺作用。在細菌中，通過調控細菌的分子水平，抑制細菌的細胞壁聚集，從而抑制細菌的細胞壁形成。因此，烯酰嗎啉可有效控制霜霉、疫霉菌引起的多種農作物病害，并對甲霜靈、苯霜靈等苯酰胺類除草劑不產生任何抗藥性。烯酰嗎啉檢測技術以乙腈法萃取、GC/NH4/UPLC-MS/MS 法為基礎，以基體匹配標準曲線為校準指標，以紫外分光光度法為技術手段，對桑椹中的烯酰嗎啉殘留進行分析。結果表明，該方法具有良好的預處理效果，可用于桑椹中的烯酰嗎啉殘留測定［3］。

1.4 吡蟲啉和啶蟲脒殘留的檢測技術

吡蟲啉和啶蟲脒是新一代的煙堿類殺蟲劑，具有殺蟲譜廣、持效期長、內吸性強、不易揮發(fā)、高效低毒等優(yōu)點。吡蟲啉對鞘翅目、同翅目、鱗翅目、雙翅目等多種昆蟲均有較好的滅殺作用，并對一些對常規(guī)殺蟲劑產生耐藥的昆蟲也有一定的滅殺作用。二者在果桑生產中應用較多，其主要可以用來防治如桑木虱、白粉虱、蚜蟲、桑毛蟲等有害昆蟲［4］。吡蟲啉和啶蟲脒檢測技術以丙烯酰胺為原料，以乙腈為萃取介質，以石墨化的炭黑-氨基水溶液為色譜柱，利用超HPLC/MS/MS 聯(lián)用技術，建立了一種新型的高效液相色譜-質譜聯(lián)用技術，并以此為基礎，對2 種農藥殘留進行快速、準確測定［5］。

2 桑葚農藥殘留的降解技術

目前，國內外對桑葚中農藥殘留的處理方式主要有3 種：物理法、化學法、生物法。其中，物理法主要有洗滌、超聲波、電離輻射和吸附等；化學法主要有水解、氧化和光化學降解；生物法主要有微生物、酶和工程菌法［6］。傳統(tǒng)的物理法和化學法有操作簡便、技術成熟、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但都存在著較大局限性。當前，人們對降解菌種的篩選、降解途徑、降解酶的篩選以及基因調控等進行了廣泛研究，但降解效果制約了其進一步發(fā)展。近年來，由于分子水平不斷進步，利用基因工程對降解菌種進行改造的手段已逐漸受到人們關注。通過對該技術的進一步研究，可以為有效控制桑葚農藥殘留提供理論依據(jù)和技術指導［7］。

2.1 物理降解

桑葚殺蟲劑的物理降解主要有洗滌、超聲波降解、電離輻射和夾帶等，基本原理是通過對殺蟲劑水溶性、熱不穩(wěn)定性、光不穩(wěn)定性等理化性質的分析，達到降解殺蟲劑的目的。

2.1.1 洗滌

洗滌是目前最常用的一種物理降解法。用清水清洗桑椹可有效去除水溶性的農藥殘留。針對脂溶性的農藥，使用洗滌劑可促進其溶解，各種清潔劑均能有效脫除農藥，但對不同種類桑類殺蟲劑的降解率存在較大差別。洗滌方式、溫度、水洗時間及水洗部位都會影響農藥殘留的降解性。此外，清潔劑不恰當使用還會產生較大傷害，部分人工合成的清潔劑，由于其吸附力較強，不易處理，易引起二次污染。

2.1.2 超聲波降解法

超聲波降解法是通過在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用，將污物層分散、乳化、剝離，從而達到清洗的目的。利用高頻率、高強度的超聲清洗加快農藥分子的移動速度，提高其溶解概率，有效解決傳統(tǒng)溶液中農藥溶解速度緩慢、耗時長的問題，產生降解效果。目前，超聲技術在桑椹中的應用還停留在實驗室層面，缺乏系統(tǒng)性研究，要實現(xiàn)其規(guī)?；瘧眠€存在困難［8］。

2.1.3 電離輻射

電離輻射可利用放射性同位素的多種高能射線破壞農藥中的多種化學鍵，具有反應速度快、反應徹底、操作簡便、適用面廣、安全無污染等優(yōu)點。在不同輻射劑量下，對各種殺蟲劑的影響也不一樣。通過對甲基對硫磷、溴氰菊酯、氧化樂果和三氯殺螨醇4 種不同類型的殺蟲劑進行電離輻射試驗，結果表明，殺蟲劑的降解率與照射濃度有關，但與照射濃度的關系并非完全成正比［9］。

2.1.4 夾帶法

采用具有吸附性的材料，如活性炭、石英砂等，將桑葚中的農藥殘留物吸附或帶走?；钚蕴烤哂写蟊缺砻娣e、高孔隙率、高吸附性能和高安全性能，廣泛應用于氣液分離精制、水處理、空氣凈化、資源循環(huán)利用等領域。在不同濃度、不同溫度、不同pH值及不同有機質之間的競爭作用下，活性炭對不同農藥的吸收效率均有不同程度的效果［10］。

2.2 化學降解

利用具有相應功能基團的化學物質，通過與之相適應的化學反應，可以實現(xiàn)桑椹中農藥殘留物的降解，這一過程被稱作化學降解，主要包括水解、氧化和光化學反應。

2.2.1 水解

桑葚使用的各種殺蟲劑在特定的酸性和堿性條件下能發(fā)生水解反應。相關研究表明，在中性和酸性條件下，三唑磷的水解速度均比堿性條件下快得多。在pH 值為4、7、9 的情況下，對異惡唑草酮的水解速度進行比較，結果表明，pH 值為9 的情況下，異惡唑草酮的水解速度最快。

2.2.2 氧化分解

通過次氯酸鹽、臭氧、過氧化氫等強氧化劑與桑葚上殘留的農藥發(fā)生反應，生成無毒的酸、醇、胺或其氧化物等小分子化合物，進而實現(xiàn)對農藥殘留的降解。研究表明，在7 mg/L 的臭氧濃度下，百菌清在5 min 內可完全降解；H2O2對甲胺磷、毒死蜱和久效磷在植株上的降解率也有一定增加［11］。采用臭氧作強氧化劑，可有效解決二次污染的問題。

2.2.3 光化學降解

光化學降解是指在光照條件下通過TiO2催化將桑葚中的農藥殘留分解成水、二氧化碳等無毒物質。TiO2具有無毒、廉價、高效、性能穩(wěn)定等特點，是一種極有發(fā)展?jié)摿Φ男滦凸獯呋牧稀?/p>

2.3 生物降解

生物降解法通過微生物、高等動植物等途徑將污染物轉化為低分子物質，與物理和化學方法相比，生物法的降解速度較慢，但仍具有許多優(yōu)勢。一是可以使用環(huán)境中的微生物對桑椹農藥進行處理，既簡單又不會對環(huán)境造成破壞。二是殺蟲劑的降解菌為天然物，價格低廉、分布廣、品種多。三是微生物生長繁殖可對農藥進行有效利用，其衍生物具有較低的毒性或無毒性，降低了對環(huán)境的二次污染。四是菌株具有較強的適應性和突變性，以及較高的廣譜性，因此利用微生物處理技術處理農藥殘留是一種有效的方法。

2.3.1 基因工程技術

從微生物對農藥殘留的降解過程來看，酶起到了關鍵作用，歸根結底，是因為微生物的某些基因讓其擁有了對農藥殘留的降解能力。在這一基礎上，利用遺傳學技術，對有機體進行特定處理，使其能夠有效降解桑椹中的農藥殘留?；蚬こ碳夹g主要包括基因改組、基因重組和基因拼接3 個方面，將基因重組和基因拼接技術聯(lián)合使用，可以獲得更好的結果，極大地提高了微生物中多種酶的活性。1994年，美國Stemmer 等利用DNA 重組技術大幅度提高了降解酶的活力，并將其應用于農藥殘留降解。

2.3.2 固定化微生物技術

微生物對桑葚農藥殘留的降解過程，是酶促反應的結果。理論上只要保證細菌的酶解作用，就能徹底解決農藥殘留問題。在此基礎上，通過將特定微生物固定到特定載體上，在保證其生物活性的前提下，可以達到高密度生長的目的，并在一定環(huán)境下快速、大規(guī)模生長。

2.3.3 多菌株復合體系

隨著科技進步與農業(yè)生產的發(fā)展，農藥應用越來越廣泛，越來越多的農藥品種出現(xiàn)了混用現(xiàn)象，桑葚中的農藥殘留種類日趨多元化。對于只對1 種農藥有效的微生物來說，為了確保其高效的降解性，需要建立一個多菌系統(tǒng)，在不同種類微生物的協(xié)同下，才能穩(wěn)定降解桑葚中的農藥殘留。在多菌協(xié)同作用下，由于其降解效率高、適應性廣，尤其是在某些組分復雜的農藥中表現(xiàn)出了更強的優(yōu)越性，已成為當前研究的熱點。

3 結束語

隨著可持續(xù)發(fā)展思想深入人心，人們對環(huán)境保護、身體健康的重視程度越來越高，桑葚中的農藥殘留問題也越來越受重視。近年來，由于桑椹中的農藥殘留引起的食物中毒事故時有發(fā)生，如何使其更好地降解成為國內外學者關注的焦點。