2016, Vol. 18
农药的广泛使用，虽然对农作物的产量提升起到了非常积极的作用，为人口增长对农产品数量的要求做出了突出贡献，但也带来了农产品农药残留超标、质量下降、危害消费者身体健康等问题，农药残留给食品安全带来了极大的挑战[1]。目前，有关农药残留的监测监管工作多以初级农产品为对象，如市场监管、进出口认证、绿色食品审查以及食品安全风险评估等[2]，但是，农药残留量在农作物加工过程中还会受加工条件的影响。加工过程对农药残留的影响通常采用加工因子 (PF) 评估农药残留的风险，即用加工后产品中农药残留量与加工前产品中农药残留量的比值来表示[2-4]。
莼菜不仅味道鲜美，且具有抗癌、降血压、降血糖、增强免疫力等功能[5-6]，但在生产过程中，常用敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵 (结构式见图式 1) 防治病虫害，而目前国内外尚无莼菜加工过程中农药残留变化的相关研究。本试验以此 4 种农药为研究对象，考察其在莼菜加工过程中残留量的变化。
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图式 1 敌百虫 (a)、毒死蜱 (b)、氯氰菊酯 (c) 和多菌灵 (d) 的结构式 Scheme1 Structure of trichlorphon (a), chlorpyrifos (b), cypermethrin (c) and carbendazim (d) |
1 材料与方法 1.1 试剂及仪器
敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵标准品，纯度 ≥ 99% [农业部环境质量监督检测测试中心 (天津)]；弗罗里硅土柱 (supelclean LC-florisil，6 mL，1 g) [西格玛奥德里奇 (上海) 贸易有限公司]；乙腈、丙酮和正己烷均为色谱纯，其余试剂均为分析纯。
2010 plus 气相色谱仪配有火焰光度检测器 (GC-FPD)(日本岛津公司)；cp-3800 气相色谱仪配有电子俘获检测器 (GC-ECD)(美国瓦里安公司)；LC-2010AD 液相色谱仪配有二极管阵列检测器 (LC-DAD)(日本岛津公司)。
1.2 标准溶液的配制及样品制备 1.2.1 标准溶液的配制分别称取一定量的敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵标准品，用丙酮溶解敌百虫、毒死蜱和氯氰菊酯；用甲醇溶解多菌灵，分别配成 1 000 mg/L 的农药标准储备液，于 -18 ℃ 下保存，备用。
1.2.2 供试莼菜样品制备鲜莼菜 Brasenia schreberi Gmel，购于杭州下沙蔬菜批发市场。取上述 4 种农药的标准储备液各 40 mL，以水定容至 2 L，配成 20 mg/L 的混合标准溶液，将鲜莼菜置于此混合标准溶液中浸泡 60 min，取出过夜，自然晾干后，备用。
1.3 试验方法 1.3.1 莼菜加工过程模拟方法莼菜的加工过程一般可分为清洗、杀青、护绿和保存 4 步[7-9]。
1) 清洗：称取 25 g 莼菜样品于 2 L 烧杯中，加入 1 L 水，不时搅拌，分别于 1、2、5、10、20、30 和 60 min 后取出，沥干水分，待测。2) 杀青：在 2 L 烧杯中加入 1 L 水煮沸，加入 25 g 莼菜，慢慢搅拌，分别于 0.5、1、2、5 和 10 min 后取出，沥干水分，待测。3) 护绿：称取 25 g 莼菜样品于 2 L 烧杯中，分成 4 组，分别加入 400 mg/kg 的乙酸铜、乙酸锌、硫酸铜和硫酸锌溶液各 1 L，同时以醋酸调节 pH 至 4.0。每处理分别于浸泡 2、4、6 和 8 h 后取出，沥干水分，待测。4) 储藏：称取 25 g 莼菜样品于 2 L 烧杯中，分成 4 组，各加入 1 L 水，分别用醋酸调节 pH 值至 3.0、4.0、5.0 和 7.0 (不加醋酸)。每处理分别于浸泡 5、10、20、30 和 60 d 后取出，沥干水分，待测。
以上 4 个步骤中，每个时间点均重复 3 次，结果以 25 g 样品计算。同时以不作任何处理为对照。
1.3.2 色谱分析方法1) 敌百虫和毒死蜱的气相色谱分析方法：采用 GC-FPD；RTX-1701 色谱柱 (30 m × 0.53 mm，1.00 μm)；进样口温度 220 ℃；进样量 1 μL；不分流进样；程序升温：100 ℃ 保持 1 min，以 20 ℃/min 升到 200 ℃，保持 1 min，再以 5 ℃/min 升到 210 ℃，保持 1 min，再以 2 ℃/min 升到 220 ℃，保持 1 min。最后以 5 ℃/min 升到 250 ℃，保持 8 min。检测器温度 250 ℃。
2) 氯氰菊酯的气相色谱分析方法：采用 GC-ECD；HP-5 色谱柱 (30 m × 0.25 mm，0.25 μm)；进样口温度 270 ℃；进样量 1 μL；不分流进样；程序升温：80 ℃ 保持 2 min，以 20 ℃/min 升到 180 ℃，保持 1 min，再以 5 ℃/min 升到 280 ℃，保持 10 min。检测器温度 300 ℃。
3) 多菌灵的液相色谱分析方法：采用 LC-DAD；Diamonsil C18 色谱柱 (250 mm × 4.6 mm，5 μm)；进样量 15 μL；流动相为 V (乙腈) : V (10 mmol/L 乙酸铵水溶液) = 20:80，流速 1.0 mL/min；柱温 35 ℃；检测波长 285 nm。
1.3.3 样品前处理方法称取 25 g 莼菜样品于 100 mL 高脚烧杯中，加入 50.0 mL 乙腈，于 14 000 r/min 下匀浆 1 min；用滤纸过滤至加有 6 g 氯化钠的 100 mL 具塞量筒中，振摇 1 min，静置分层；各取 10.0 mL 上清液于 3 个 50 mL 梨形瓶中 (A、B、C)，旋转蒸发至近干。
1) 梨形瓶 A：以 2.0 mL 丙酮定容，经0.45 μm 滤膜过滤，按 1.3.2 节的条件检测敌百虫和毒死蜱。
2) 梨形瓶 B：加入 2 mL 正己烷，以弗罗里硅土柱净化。依次用 5 mL 的 V (正己烷) : V (丙酮) = 9 : 1 混合溶液和 5 mL 正己烷预淋洗柱，进样，再以 10 mL 的 V (正己烷) : V (丙酮) = 9 : 1 混合溶液洗脱，收集洗脱液。用氮吹至近干，以 2.0 mL 正己烷定容，按 1.3.2 节的条件检测氯氰菊酯。
3) 梨形瓶 C：以 2.0 mL 乙腈定容，加入 0.1 g N-丙基乙二胺 (PSA)，涡旋 1 min，经0.45 μm 滤膜过滤，按 1.3.2 节的条件检测多菌灵。
1.3.4 标准曲线的绘制空白莼菜 (未有敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯、多菌灵检出的样品) 按 1.3.2 节的前处理方法处理，得到莼菜基质溶液。以 3 种基质溶液分别配制各农药的标准系列溶液，以各农药的质量浓度为横坐标，以对应的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。
2 结果与讨论 2.1 方法的线性范围和检出限在空白莼菜样品中分别添加敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵标准溶液，使其在莼菜中的质量分数分别为敌百虫和多菌灵：0.1、0.2、0.5、2.0 和 5.0 mg/kg；毒死蜱：0.05、0.2、0.5、2.0 和 5.0 mg/kg；氯氰菊酯：0.02、0.1、0.5、2.0 和 5.0 mg/kg。按本研究的前处理及色谱方法测定，绘制峰面积-浓度标准曲线。结果显示，在该浓度范围内，各农药线性良好，相关系数均在 0.99 以上。
在空白莼菜中分别添加敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵标准溶液，使其在莼菜中的质量分数分别为 0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09 和 0.10 mg/kg，按本研究的前处理及色谱方法测定，确定 4 种农药的检出限分别为：敌百虫 0.06 mg/kg；毒死蜱：0.02 mg/kg；氯氰菊酯 0.005 mg/kg；多菌灵 0.07 mg/kg。
2.2 方法的精密度与准确度分别在 3 组空白莼菜样品中添加 0.2、2.0 和 5.0 mg/kg 3 个水平的敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯及多菌灵标准溶液，每组平行测定 3 次。结果 (表 1) 表明：4 种农药的回收率在 88%~101% 之间，RSD 在 0.92%~2.4% 之间，可满足试验要求。
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表 1 敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵在莼菜中的添加回收率及相对标准偏差 Table 1 The recoveries and RSDs of trichlorphon, chlorpyrifos, cypermethrin and carbendazim in B. schreberi |
2.3 模拟过程中加工因子的变化
许小龙等[10]发现，植物表面蜡质及毛刺、叶片生物学特征和表面活性剂等性质都与农药的沉积量有关。本研究中，4 种农药的原始沉积量存在明显差异。用本研究建立的方法测定样品中敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵的原始沉积量分别为 6.64、6.71 、1.53 和 2.24 mg/kg。而莼菜的表面有一层胶质，各农药与胶质的亲和力不同可能是造成 4 种农药在莼菜表面沉积量不同的原因之一。此外，沉积物对农药的吸附行为存在的竞争作用可能也是造成这一现象的原因。徐霞[11]发现，苯酚和芘对毒死蜱在沉积物上的吸附均存在竞争作用，且苯酚的竞争能力强于芘。
2.3.1 清洗从图 1 可以看出：随着清洗时间的增加，4 种农药的加工因子逐渐变小，并在一定时间后趋于稳定。敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵加工因子达到稳定值的清洗时间分别为 10、20、5 和 30 min，在该条件下莼菜的加工因子分别为 0.27、0.55、0.35和0.37。这与各农药的溶解度、蒸气压、辛醇/水分配系数 (Kow 值) 等性质及蔬果的性质有关。Chai 等[12]利用 10% 醋酸水溶液清洗黄瓜和草莓，发现农药的溶解度和蒸气压越高，越容易被清洗。而农药的 Kow 值越高越容易与农产品结合，越不易清洗。Guardia-Rubio 等[13]发现，橄榄上 Kow 值低的西玛津被清洗的效果明显优于敌草隆等 Kow 值高的农药。因此，建议莼菜的清洗时间为 30 min，再延长清洗时间对该 4 种农药的去除并无促进作用。
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图 1 莼菜经不同清洗时间后 4 种农药的加工因子变化 Fig. 1 The PF of 4 pesticides of the washing processing of B.schreberi with different times |
2.3.2 杀青
杀青是通过沸水漂烫除去莼菜中的过氧化酶，以保持纯菜鲜嫩状态的过程。杀青过程 4 种农药的加工因子结果见图 2。从图中可以看出，随着杀青时间的增加，4 种农药的加工因子逐渐变小。当杀青时间为 0.5 min 时，敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵的加工因子分别为 0.37、0.72、0.67 和 0.57；当杀青时间延长至 10 min 时，其加工因子分别降至 0、0.25、0.33 和 0.29。其中，敌百虫在杀青 10 min 后加工因子为 0 (表示已被完全去除)。这可能是由于农药在水中的溶解度随水温的升高而增加，而敌百虫的热稳定性差，在沸水中易分解为三氯乙醛与磷酸二甲酯或氯化氢与敌敌畏，所以敌百虫的去除效果尤为明显[14]。由于莼菜的杀青时间过长会破坏莼菜表面的胶质，故本研究模拟的杀青时间在 10 min 以内。与清洗过程相比，杀青过程对去除莼菜表面敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵的效果更强。根据本研究结果，建议在不破坏莼菜的前提下，尽量延长杀青时间以去除4种农药残留。
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图 2 莼菜经不同杀青时间后 4 种农药的加工因子变化 Fig. 2 The PF of 4 pesticides of the blanching processing of B. schreberi with different times |
2.3.3 护绿
护绿是莼菜在酸性条件下通过浸泡护绿液，使其中的金属离子取代叶绿素结构中的镁的过程[15]。从图 3 可以看出：随着护绿液种类及护绿时间的改变，4 种农药的加工因子基本保持不变，且与达到稳定值的清洗加工因子基本相同。表明护绿液与护绿时间对各农药的加工因子无显著影响。
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A：乙酸铜；B：乙酸锌；C：硫酸铜；D:硫酸锌. A: Cupric acetate; B: Zinc acetate; C: Copper sulfate; D: Zinc sulfate. 图 3 莼菜经不同护绿液及不同护绿时间后 4 种农药的加工因子变化 Fig. 3 The PF of 4 pesticides of the green-protecting processing of B. schreberi with different times in green-protecting solution |
2.3.4 储藏
莼菜中胶质的主要成分为碱溶性的酸性多糖，为了保护胶质，一般将莼菜保存于酸性体系中，如一定浓度的醋酸溶液中[16]。从图 4 可以看出：在本研究模拟的 4 种 pH 条件下保存 2 个月，4 种农药的加工因子基本保持不变。 供试 4 种农药均属酸性农药，在中性及酸性条件下稳定，在碱性条件下易分解[17-18]。所以在本条件下，4 种农药的加工因子无显著改变。
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A：pH 3.0；B：pH 4.0；C：pH 5.0；D: pH 7.0. 图 4 莼菜在不同 pH 条件下储藏不同时间后 4 种农药的加工因子变化 Fig. 4 The PF of 4 pesticides of the storage processing of B. schreberi with different times in different pH value |
在护绿和保存过程中，4 种农药的加工因子与达到稳定状态的清洗过程中 4 种农药的加工因子大致相同，是因为在护绿和保存过程中也进行了清洗过程的类似操作。而杀青过程中，农药的热稳定性等性质也对其加工因子有影响，所以与其他过程呈现出不同的结果。
3 结论莼菜的加工过程中影响敌百虫、毒死蜱、氯氰菊酯和多菌灵 4 种农药加工因子的步骤为清洗和杀青过程。综合考虑莼菜品质和农药残留两方面因素，建议莼菜清洗时间为 30 min、在不影响莼菜品质的前提下尽量延长杀青时间。
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