氣質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)評(píng)估用于 降低番茄和其它農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的清洗方法

摘要使用液質(zhì)聯(lián)用 (LC/MS) 和氣質(zhì)聯(lián)用 (GC/MS) 系統(tǒng)測(cè)定番茄和其它農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留以評(píng)估各種清洗方案的效果。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室對(duì)水和各種溶劑，超聲和未超聲的清洗操作進(jìn)行了評(píng)估。總體而言，超聲的效果依賴于清洗處理方法和農(nóng)藥的種類。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了被污染樣品在試驗(yàn)工廠水槽中清洗前與清洗后的農(nóng)藥殘留，結(jié)果表明在室溫下水洗 1 min，農(nóng)藥減少 40% 至 90%。

前言隨著世界經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的不斷發(fā)展，進(jìn)口到美國(guó)的食品越來(lái)越多。據(jù)報(bào)道，進(jìn)口的人工飼養(yǎng)海產(chǎn)品中含有禁用的抗微生物劑，乳制品中含有三聚氰胺以及農(nóng)產(chǎn)品中含有農(nóng)藥，這些都會(huì)給消費(fèi)者帶來(lái)安全隱患 [1]。農(nóng)藥能夠?qū)ι窠?jīng)、內(nèi)分泌、免疫和生殖系統(tǒng)產(chǎn)生影響。嬰兒、兒童、胎兒和老人更容易出現(xiàn)農(nóng)藥中毒。因此，最好降低食品中農(nóng)藥殘留水平，從而降低農(nóng)藥接觸和人類健康風(fēng)險(xiǎn) [1]。用水或洗滌劑清洗對(duì)清除水果和蔬菜中殘留的農(nóng)藥很重要。清洗處理方法的農(nóng)藥清除效果取決于清洗溶液、農(nóng)藥的化學(xué)性質(zhì)、食品的性質(zhì)及表面積，食品接觸農(nóng)藥時(shí)間的長(zhǎng)短和農(nóng)藥的配方及應(yīng)用方法。通常，農(nóng)藥附著在類似蠟質(zhì)的外層表面，然后滲透到內(nèi)部，這時(shí)進(jìn)行清洗以清除農(nóng)藥的效果較差 [2]。本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)將介紹一項(xiàng)已發(fā)表的研究，該研究對(duì)單獨(dú)清洗和消毒處理或與超聲相結(jié)合以清除番茄中殘留農(nóng)藥的效果進(jìn)行了測(cè)定[2]。這是對(duì)用于降低番茄中農(nóng)藥水平的清洗和超聲處理方法進(jìn)行深入研究。我們還將伊利諾理工大學(xué)食品安全與健康學(xué)院(IFSH) 試驗(yàn)工廠中商業(yè)化的農(nóng)產(chǎn)品清洗操作程序用于評(píng)估水洗法清除所選污染農(nóng)產(chǎn)品（番茄、蘋果、青椒、桃、橙子和檸檬）中農(nóng)藥的效果。

實(shí)驗(yàn)部分試劑和標(biāo)準(zhǔn)品備件和化學(xué)品（包括圣女果）的獲取和制備與文獻(xiàn) [2] 所述一致。9 種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品（高滅磷、甲奈威、聯(lián)苯菊酯、氯氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氯菊酯、百菌清和吡蟲啉）均購(gòu)自西格瑪奧德里奇公司，含上述標(biāo)準(zhǔn)品混合物的溶液按文獻(xiàn)所述配制。

儀器本研究使用了 LC/MS 和 GC/MS 儀器。不適合氣相色譜分析的3 種農(nóng)藥采用 Agilent 1260 Infinity 液相色譜系統(tǒng)結(jié)合配備噴射流技術(shù)的 Agilent 6460 三重四極桿 LC/MS 系統(tǒng)進(jìn)行分析。其他農(nóng)藥使用 Agilent 7890A 氣相色譜儀結(jié)合 Agilent 5975C 系列GC/MSD 進(jìn)行分析。儀器運(yùn)行條件如表 1 和表 2 所示。樣品前處理將番茄在農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液中浸泡 5 或 30 秒，然后在室溫下干燥。如文獻(xiàn) [2] 所述，采用各種清洗方案清洗番茄，然后按照 AOAC方法 2007.1，使用 QuEChERS 萃取程序?qū)Ψ堰M(jìn)行萃取。

統(tǒng)計(jì)分析采用 Microsoft Excel 2010 確定樣品研究的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差及進(jìn)行校準(zhǔn)曲線的線性回歸。使用安捷倫的增強(qiáng)版化學(xué)工作站E.02.00.493 和適用于三重四極桿質(zhì)譜的 Agilent MassHunter 定量軟件 B.03.01 (B2065) 測(cè)定經(jīng) GC/MS 和 LC/MS/MS 分析的農(nóng)藥濃度。應(yīng)用 Minitab 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行溫度研究時(shí)，先采用單因素方差分析法 (ANOVA) 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，然后進(jìn)行 Fisher 檢驗(yàn)，顯著性設(shè)定為 P 值 < 0.05，采用雙因素 ANOVA 進(jìn)行農(nóng)藥清洗處理研究，顯著性設(shè)定為 P 值 < 0.05。分析參數(shù)進(jìn)行 LC/MS/MS 和 GC/MS 分析所用的采集參數(shù)如表 3 和表 4所示。

結(jié)果與討論農(nóng)藥浸漬時(shí)間為了使隨后進(jìn)行的對(duì)受農(nóng)藥污染番茄的清洗研究具有可重現(xiàn)性，我們對(duì)兩種不同的在農(nóng)藥溶液中的浸漬時(shí)間（5 s 和 30 s）進(jìn)行了評(píng)估。浸漬時(shí)間為 5 s 和 30 s，受污染的番茄表面的農(nóng)藥水平等同，水洗處理后農(nóng)藥減少的趨勢(shì)一致，如圖 1 中誤差線所示。隨后對(duì)番茄進(jìn)行的所有清洗和超聲實(shí)驗(yàn)均采用較短的浸漬時(shí)間(5 s)。此浸漬時(shí)間嚴(yán)格模擬了商用和家用農(nóng)藥的噴施時(shí)間。但是，在農(nóng)藥溶液中浸漬番茄使農(nóng)藥應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了一致性，而噴施則不同，它不能保證所有農(nóng)藥都可吸附到番茄的表面。此過(guò)程有助于提高結(jié)果的可重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。

清洗溫度的影響在家庭應(yīng)用和商業(yè)應(yīng)用中，水洗是減少農(nóng)產(chǎn)品表面農(nóng)藥殘留的普遍做法。一般而言，對(duì)于大部分農(nóng)藥，在 22 °C 水中清洗番茄的減少量與在 5 和 10 °C 水中清洗的減少量具有顯著差異 (P < 0.05)（圖 2）。而在 5 °C 水中清洗番茄的農(nóng)藥減少量與在 10 °C 水中清洗的農(nóng)藥減少量相似。因此，在室溫（22 °C，圖 2）下清洗番茄時(shí)農(nóng)藥降低程度達(dá)到最大。在更高溫度下沖洗番茄，則會(huì)加速農(nóng)藥從番茄表面擴(kuò)散。

清洗方案的影響通過(guò)浸漬程序使數(shù)批番茄受農(nóng)藥污染，然后分別在 10 °C 的水、次氯酸鈉 (80 mg/mL, pH 7)、過(guò)氧乙酸 (80 mg/mL) 和吐溫 20 (0.1%)中清洗。接著，增加超聲操作以確定其對(duì)清除番茄表面農(nóng)藥的效果有無(wú)任何改進(jìn)。本研究表明超聲效果取決于清洗處理方法及農(nóng)藥的種類（圖 3）。對(duì)經(jīng)清洗處理所得的農(nóng)藥減少量進(jìn)行雙因素 ANOVA 分析?？傮w來(lái)說(shuō)，使用不同清洗處理方法清洗番茄時(shí)，是否進(jìn)行超聲處理對(duì)農(nóng)藥減少量無(wú)統(tǒng)計(jì)上的顯著差異 (P > 0.05)（圖 3）。具體而言，用次氯酸鈉清洗時(shí)增加超聲對(duì)氯氰菊酯、三氟氯氰菊酯減少量無(wú)顯著影響 (P > 0.05)。使用過(guò)氧乙酸清洗時(shí)，不管是否進(jìn)行超聲，所觀察到的高滅磷和吡蟲啉的結(jié)果相同 (P > 0.05)（圖 3）。此外，僅用過(guò)氧乙酸或使用過(guò)氧乙酸和超聲沖洗番茄，番茄上甲奈威減少量在統(tǒng)計(jì)學(xué)上不顯著（圖 3）。僅有水洗在使用超聲后農(nóng)藥減少量能顯著性提高。例如，水洗并超聲時(shí)，氯菊酯減少量較僅用水洗時(shí)有顯著性差異 (P < 0.05)（圖 3）。

商業(yè)化清洗的效果在清洗之前，取由若干種農(nóng)產(chǎn)品組成的每批 50 kg 的 3 份隨機(jī)樣品進(jìn)行勻漿、萃取和農(nóng)藥分析。室溫下，在水槽中將同批樣品水洗 1 min，洗后重復(fù)取樣、萃取和分析，結(jié)果顯示農(nóng)藥減少量大約為最初測(cè)得的農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥水平的 40%-90%（表 5）。

結(jié)論在家庭應(yīng)用和商業(yè)應(yīng)用中，使用水和各種化學(xué)溶液清洗對(duì)降低農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留非常必要。使用 LC/MS/MS 和 GC/MS 對(duì)清洗效果進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估有助于優(yōu)化商用和家用的清洗方法，以最大限度地降低農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥暴露量。