4-氯苯氧乙酸鈉對綠豆芽生長的影響及其殘留分析

楊 婕,黃少文,孫遠明,馮文潁,何樂謙,黃志光,柳春紅,2,*

(1.華南農業大學食品學院,廣東廣州 510642;2.農業部農產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室,廣東廣州 510642)

4-氯苯氧乙酸鈉對綠豆芽生長的影響及其殘留分析

楊 婕1,黃少文1,孫遠明1,馮文潁1,何樂謙1,黃志光1,柳春紅1,2,*

(1.華南農業大學食品學院,廣東廣州 510642;2.農業部農產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室,廣東廣州 510642)

探索4-氯苯氧乙酸鈉對綠豆芽生長的影響,并檢測分析綠豆芽中的4-氯苯氧乙酸鈉的動態殘留。分別用0.5、1、2、4 mg/L四個濃度的4-氯苯氧乙酸鈉溶液,通過浸泡法(方法1)和浸泡噴灑法(方法2)處理綠豆,發制豆芽。豆芽采收后通過測定其鮮重、軸長、軸徑、根長、發芽率和產率選出較適宜的培育方法,并測定其培育的綠豆芽中4-氯苯氧乙酸鈉的動態殘留及市場上采集的32個樣品中殘留。結果提示,浸泡法中,4-氯苯氧乙酸鈉濃度為1 mg/L時,產率最高(7.12)。浸泡噴灑法中,除4 mg/L組出現抑制外,其余各處理組與對照組生長情況相近,無明顯促進生長作用。浸泡法中,各處理組豆芽,隨著培育時間的增長殘留明顯降低,在最后采收時,均未檢出4-氯苯氧乙酸鈉。市場上32個樣品中有3個樣品中的4-氯苯氧乙酸鈉含量在1.39～3.39 mg/kg之間,檢出率為9.4%。適宜濃度的4-氯苯氧乙酸鈉對豆芽生長有促進作用,綜合考慮浸泡法更適宜豆芽的培育,在豆芽培育的過程中4-氯苯氧乙酸鈉可逐漸降解,各處理組豆芽具有較高的安全性。

4-氯苯氧乙酸鈉,綠豆芽,產率,動態殘留

豆芽是由綠豆或黃豆發育而來,同時也是深受廣大消費者喜愛的蔬菜之一,含有7種人體所必須的氨基酸,還有大量的蛋白質及多種維生素、膳食纖維等對人體有益成分,而且脂肪、膽固醇含量很低,適合“三高”人群食用,有利于調節不健康的膳食結構[1-5]。另外,豆芽中含有大量的抗酸性物質,能起到有效的排毒作用[6]。4-氯苯氧乙酸鈉,又稱防落素,是一種內吸、廣譜、高效、多功能植物生長調節劑,由植物的根、莖、葉、花和果吸收,主要用于防止落花、落果,抑制豆類生根等,并且可調節植物株內激素的平衡,刺激子房膨大,補充植物體內生長素不足[7]。在豆芽生產中,4-氯苯氧乙酸鈉可以促進豆芽下胚軸粗大,減少根部萌發,加速細胞分裂。它作為2、4-二氯苯氧乙酸的替代藥物出現在市場中,克服了2、4-二氯苯氧乙酸用藥濃度不好控制,易出現畸形等副作用,且累積毒性較小,逐漸在市場上占據了較大的份額[8-11]。據研究,它對大鼠(wistar)無明顯致畸作用,但達到一定劑量,可顯示某些胚胎毒作用[12-13]。衛生部監督函[2011]919號公告明確指出:4-氯苯氧乙酸鈉因缺乏食品添加劑工藝必要性,不得作為食品用加工助劑生產經營和使用[14]。但在一些國家4-氯苯氧乙酸鈉可以用于食品生產過程中并對其殘留進行相關規定,日本規定其殘留限量為0.02 mg/kg,美國、韓國、加拿大均為0.05 mg/kg[7]。故4-氯苯氧乙酸鈉在國內外食品生產上應用的相關規定并不一致。現今關于豆芽中4-氯苯氧乙酸鈉殘留檢測方法的研究較多[15-19],但對豆芽生長過程的模擬的相關研究較少。本實驗對豆芽農貿批發市場和集貿市場進行調研,并依據市場生產經驗總結出兩種常用的豆芽培育方式,浸泡法:豆子在營養液(含有4-氯苯氧乙酸鈉)中進行浸泡后,在培育過程中噴灑水讓其自由生長;浸泡噴灑法:豆子在營養液(含有4-氯苯氧乙酸鈉)中進行浸泡后,在培育過程中噴灑水及適當次數的營養液(含有4-氯苯氧乙酸鈉)。在此調研結果的基礎上,通過實驗室模擬實驗,觀察探討不同濃度的4-氯苯氧乙酸鈉在兩種培育方法下對豆芽生長情況的影響,并對較適宜的方法所培育出的豆芽中4-氯苯氧乙酸鈉的殘留進行動態檢測分析,為提出安全替代技術、方法或合理使用添加劑提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

綠豆;4-氯苯氧乙酸鈉(純度>98%) Sigma公司;4-氯苯氧乙酸(HPLC級、純度>99%) 阿拉丁公司;磷酸二氫鈉(分析純)、鹽酸(1 mol/L) 廣州化學試劑廠;氯化鈉固體(分析級) 國藥集團化學試劑有限公司;乙腈(分析純) 天津大茂化學試劑廠;甲醇(色譜純) 美國Honeywell公司;乙二胺基-N-丙基(PSA) Agilent公司。

豆芽機 購于廣東小熊電器有限公司;島津L-20高效液相色譜儀 購于日本島津公司;離心機;天平;超聲機;微孔濾膜:0.22 μm。

1.2 豆芽的培養

本研究共設四個處理組和一個空白對照組,每組精選500顆粒仔飽滿的供試綠豆。

浸泡法(方法1):以豆子∶營養液=1∶2的比例浸泡豆子5 h,轉移到盛有水的豆芽機中培育。控制培育溫度范圍為:23～28℃,前5個小時內隔5 min噴水1次;5小時之后隔1 h噴水1次,噴淋時間為1 min,避光培育。對照組和四個處理組營養液中4-氯苯氧乙酸鈉濃度分別為:0、0.5、1、2、4 mg/L。

浸泡噴灑法(方法2):以豆子∶營養液=1∶2的比例浸泡豆子5 h,轉移到盛有水的豆芽機中培育。控制培育溫度范圍為:23～28℃,前5 h內隔5 min噴水1次;5 h之后隔1 h噴水1次,噴淋時間為1 min,早晚各噴淋對應濃度的營養液1次,避光培育。對照組和四個處理組營養液中4-氯苯氧乙酸鈉濃度分別為:0、0.5、1、2、4 mg/L。

1.3 豆芽的生長指標測定

發芽后的豆芽,取30根豆芽,去根，測其30根鮮重(g),并用游標卡尺進行軸長、軸徑、根長的測量;胚根露出種皮超過豆子長度1 cm以上即為發芽,發芽率計算詳見下述公式;豆芽產率以大豆的投入量與豆芽產出量的比值表示[23]。進行5次重復測定取平均值。

鮮重(g/根)=30根鮮重(g)/30根

發芽率(%)=培育結束后發芽豆數/500×100

產率=鮮重(g/根)×最終發芽率(%)×500粒/五百粒豆重(g)。

1.4 綠豆芽中的4-氯苯氧乙酸鈉殘留動態分析

比較浸泡法與浸泡噴灑法后得出較適宜的培育方式,并按照此方式對豆芽進行培育,分別在第1、2、3、4 d的早上九點取樣。

取樣方法:本研究設有四個處理組和一個空白對照組,每組都有對應的一臺豆芽機,每臺豆芽機被分為四個區域:A、B、C、D。每天早上九點,分別在每臺豆芽機的A、B、C、D四個區域各取一份樣品,即每組四個樣品,每個樣品的檢測重復兩次。

1.5 高效液相色譜法測定豆芽中的4-氯苯氧乙酸鈉

1.5.1 標準系列制備 準確稱取4-氯苯氧乙酸的標準品0.1000 g,置于100 mL容量瓶中,加甲醇稀釋至刻度,作為1000 μg/mL的標準儲備液;取10 mL置于100 mL容量瓶中,加甲醇至刻度,作為 100 μg/mL標準儲備稀釋液,分別取0.1、0.5、1.0、2.0、4.0 mL此標準儲備稀釋液置于100 mL容量瓶中,加甲醇至刻度,制成0.1、0.5、1.0、2.0、4.0 mg/L的標準品溶液,待色譜分析用。

1.5.2 豆芽樣品處理 稱取15 g試樣(精確到0.01 g)于50 mL離心管中,加入30 mL乙腈,超聲震蕩提取30 min,以4000 r/min離心5 min,取上清液10 mL,加入1.0 mL鹽酸溶液,振搖。加入2.5 g氯化鈉,振搖,靜置10 min。取1 mL上層提取液于2 mL離心管中,加入50 mg PSA,放入離心機中,以7000 r/min離心5 min。取1 mL上清液過0.22 μm濾膜,用于液相色譜測定[20]。

1.5.3 液相色譜測定 液相色譜參考條件:色譜柱:美國Phenomenex? GeminiTM-C18,4.6 mm×250 mm,5.0 μm;柱溫:28 ℃;進樣體積:10.0 μL;測定波長:224 nm;流動相:有機相為乙腈,水相為0.01 mol/L磷酸二氫鈉溶液(pH3.0),梯度變化詳見表1。

表1 流動相及流速

2 結果與分析

2.1 4-氯苯氧乙酸鈉培養對綠豆芽生長的影響

浸泡法所培育的綠豆芽生長狀況如表2所示,對于鮮重,只有2 mg/L組與對照組比較有顯著性差異;對于軸長,1 mg/L和2 mg/L組與對照組比較有顯著性差異,1 mg/L組的最長,其后開始下降;軸徑各組間無明顯差異;對于根長,隨著營養液中4-氯苯氧乙酸鈉濃度的增加逐漸變短,并且各處理組均與對照組有顯著性差異;各組間的發芽率接近;但產率各處理組均高于對照組。由此可得,4-氯苯氧乙酸鈉可適當的增加豆芽的軸長,并且明顯的抑制豆芽根部的生長,對綠豆芽的生長有一定的促進作用。總體上,1 mg/L的4-氯苯氧乙酸鈉對豆芽的促進作用最大。

表2 浸泡法綠豆芽生長情況

注:
注:“*”表示經t檢驗,與對照組比較有顯著性差異(p<0.05),表3同。

表3 浸泡噴灑法綠豆芽生長情況

浸泡噴灑法所培育的綠豆芽生長狀況如表3所示,對于鮮重,各處理組均低于對照組,并且1、2、4 mg/L組與對照組有顯著性差異;對于軸長,除0.5 mg/L組略高于對照組以外,其余各組均低于對照組,并且有顯著性差異;對于軸徑,4 mg/L組明顯比其余各組粗,與對照組有顯著性差異;對于根長,隨著營養液中4-氯苯氧乙酸鈉濃度的增加逐漸變短,各處理組均與對照組有顯著性差異;各處理組的發芽率均高于對照組;對于產率,4 mg/L組產率最低,其余處理組與對照組產率接近。總體而言,浸泡噴灑法中,4-氯苯氧乙酸鈉對豆芽生長的促進作用不明顯,并且高濃度出現了抑制。

浸泡法中,1 mg/L組綠豆芽的產率最高;而浸泡噴灑法中各組產率接近,對豆芽的生長的促進作用不明顯,并且每日需要噴灑營養液較為麻煩。綜合考慮,浸泡法更適宜用于豆芽的培育。

根據研究結果可知,適宜的方法和適宜濃度的4-氯苯氧乙酸鈉能使培育的豆芽軸長變長、根長變短,產率增大,對豆芽有促進作用,而高濃度的4-氯苯氧乙酸鈉則對豆芽的生長有抑制作用。王一茜[21]分別用濃度為5、10、20、40 mg/L的4-氯苯氧乙酸鈉培育綠豆芽發現,空白對照組對豆芽軸長的促進作用更為明顯,5 mg/L組豆芽的鮮重最大,40 mg/L組的軸徑最粗,但軸長最短,第10 d收獲時,僅為4.73 cm。而本研究浸泡法中,軸長最長的為1 mg/L,鮮重最大的為2 mg/L,軸徑無明顯差別;浸泡噴灑法則對豆芽生長無明顯的促進作用,并且4 mg/L組出現抑制。出現不一致的原因可能是因為王一茜[21]在劑量設定時,間距較大,根據其論文結果可知,濃度為20 mg/L和40 mg/L的4-氯苯氧乙酸鈉均抑制豆芽生長,而本研究在設定劑量時,間距較小,故本研究結果可以更好地體現在0～5 mg/L這個濃度范圍內,4-氯苯氧乙酸鈉對綠豆芽生長情況的影響;其次,王一茜[21]用營養液隔夜浸泡豆子后,每日添加10 mL的去離子水培育10 d,與本研究中的兩種培育方法有較大差別。4-氯苯氧乙酸鈉,又稱防落素,是一種內吸、廣譜、高效、多功能植物生長調節劑,但在劑量高時具有除草效果[7]。每種植物生長調節劑都有特定的用途,而且應用技術要求相當嚴格,往往改變濃度就會得到相反的結果,例如在低濃度下有促進作用,而在高濃度下則變成抑制作用[21-24]。本研究中浸泡噴灑法,4 mg/L組出現抑制作用。王一茜[21]高濃度4-氯苯氧乙酸鈉組的綠豆芽,雖然其軸徑最粗,但軸長最短,也出現抑制作用。可推斷其原因可能是高濃度的4-氯苯氧乙酸鈉具有除草效果,在高濃度下出現抑制生長的作用。本研究在評價4-氯苯氧乙酸鈉對豆芽生長情況的影響時,主要是從其產率方面去考慮,因為鮮重、發芽率以及豆重都會影響到產率,大部分文章在評價一些添加劑對豆芽生長情況的影響時,都只從軸長、軸徑亦或是鮮重等單方面去考慮[21-23],但豆子的重量可影響其鮮重,以及浸泡的條件會影響到整體豆子的發芽率,因此,綜合考慮得出的結果可能更符合市場需求。

表4 浸泡法培育的綠豆芽4-氯苯氧乙酸鈉殘留(mg/kg)

注:
注:“-”表示未檢出,表5同。

2.2 綠豆芽中的4-氯苯氧乙酸鈉的測定

2.2.1 4-氯苯氧乙酸鈉檢測標準曲線 圖1為4-氯苯氧乙酸鈉液相色譜標品圖,由圖可知,其保留時間為14.9 min。

圖1 4-氯苯氧乙酸鈉標品色譜圖Fig.1 HPLC chromatogram of 4-chorophenxyacetate standard

以4-氯苯氧乙酸鈉0.1、0.5、1.0、2.0、4.0 mg/L共5個濃度與相應峰面積作直線回歸,繪制標準曲線,見圖2。其回歸方程為y=13229.05x-1449.74,R2=0.9994,方法檢出限(S/N=3)為0.2 mg/kg。

圖2 4-氯苯氧乙酸鈉標準曲線Fig.2 Standard curve of 4-chorophenxyacetate

2.2.2 自種綠豆芽中4-氯苯氧乙酸鈉含量的檢測 兩種方法所培育的成熟綠豆芽樣品(對照組和4個處理組)上機檢測,均未檢出4-氯苯氧乙酸鈉。

根據2.1結果可知,浸泡法更適宜用于綠豆芽培育,因此,對其綠豆芽中的4-氯苯氧乙酸鈉殘留進行動態分析。結果如表4所示。

由表4可知,隨著時間延長,綠豆芽中的4-氯苯氧乙酸鈉殘留量逐漸下降,0.5 mg/L組在第3 d開始未檢出,各組在最后一天采收豆芽時,均未檢測出4-氯苯氧乙酸鈉。

研究發現,利用5 mg/L的4-氯苯氧乙酸鈉培育綠豆芽,每日殘留量呈顯著性下降趨勢,在第7 d采收時,綠豆芽中4-氯苯氧乙酸鈉的殘留量僅為0.002 mg/kg[25]。這與本實驗結果的趨勢是一致的。這表明在豆芽生長過程中,4-氯苯氧乙酸鈉被豆芽吸收后可能發生了降解,而隨著豆芽培育時間的增長,不斷淋洗豆芽,殘留量亦會大大降低。本研究中,最后一天所采收的綠豆芽均未檢出4-氯苯氧乙酸鈉殘留,可能是因為豆芽中4-氯苯氧乙酸鈉的含量極少,在檢出限以下,無法測出,因此在以后的研究中,一方面有必要對4-氯苯氧乙酸鈉的檢測方法進一步優化,另一方面也需要對4-氯苯氧乙酸鈉的降解及轉歸開展研究。

若以0.2 mg/kg作為本研究所培養綠豆芽中4-氯苯氧乙酸鈉的最高殘留水平,假設體重為60 kg的個體按照平衡膳食寶塔的水平每天攝入蔬菜500 g(如果蔬菜全為豆芽),可推算人群4-氯苯氧乙酸鈉每日暴露水平為0.0017 mg/kg(bw),這一數值遠遠小于其ADI(0.08 mg/kg(bw))值[26],僅占ADI值的2%,暫時沒有暴露風險。2011年衛生部發出公告:由于缺乏食品添加劑工藝必要性,4-氯苯氧乙酸鈉不得作為添加劑生產和使用[14],但如果從殘留的暴露風險來看,適量使用4-氯苯氧乙酸鈉培育出的豆芽并不會像社會上所說的那樣是“毒豆芽”。

2.2.3 市場上豆芽4-氯苯氧乙酸鈉檢測結果 在市場上抽取豆芽樣品共32個樣進行4-氯苯氧乙酸鈉檢測,結果如表5。結果提示30個樣品中,19、26、30號樣品中有4-氯苯氧乙酸鈉,其余樣品未檢出(4-氯苯氧乙酸鈉殘留量小于0.2 mg/kg),檢出率為9.4%。

雖然近幾年,我國嚴打“毒豆芽”,但如今市場上仍有它們的蹤跡。本研究從市場上采集的30個樣品中,有三個樣品檢測出4-氯苯氧乙酸鈉,說明4-氯苯氧乙酸鈉依然在使用。因此,今后在豆芽的生產中,一方面,執法部門應加強監管;另一方面,應開發豆芽安全生產技術,并依據風險評估提出添加劑的使用規范。

表5 市場豆芽4-氯苯氧乙酸鈉殘留檢測結果一覽表

注:“-”表示未檢出。

3 結論

適宜濃度的4-氯苯氧乙酸鈉對綠豆芽生長有促進作用,浸泡法中,4-氯苯氧乙酸鈉最適宜濃度為1 mg/L,浸泡噴灑法中除4 mg/L組出現抑制外,其余各組產率接近,對豆芽生長無明顯促進作用,綜合考慮,浸泡法更適用于豆芽的培育。各處理組豆芽,隨著培育時間的增長,4-氯苯氧乙酸鈉的殘留明顯降低。在最后采收時,均未檢出,說明4-氯苯氧乙酸鈉在培育過程中可能發生降解,安全性較高。

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Analysis of sodium 4-chlorophenxyacetate on mung bean sprouts growth and residue

YANG Jie1,HUANG Shao-wen1,SUN Yuan-ming1,FENG Wen-ying1,HE Le-qian1,HUANG Zhi-guang1,LIU Chun-hong1,2,*

(1.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;2.Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservation(Guangzhou),Ministry of Agriculture,Guangzhou 510642,China)

The effect of different doses of sodium 4-chorophenxyacetate treatments on mung bean sprouts growth and residues were studied through the evaluation of the two cultivation methods. Mung bean sprouts were treated with four different doses of sodium 4-chorophenxyacetate nutrient solution:0.5,1,2,4 mg/L,and grew in bean sprout machine. The fresh weight,Axis length,Axis diameter,Root length,germination rate and yield were measured after harvest. According to the results,the better cultivation method was chosen and then the dynamic residue of sodium 4-chlorophenxyacetate were determined. The residues of sodium 4-chlorophenxyacetate in thirty-two samples collected from the market were also determined. The results showed that the best yield was 7.12 for 1 mg/L group in the method 1. In the method 2,except that the 4 mg/L group showed suppression,the growth of other groups were similar to the control group. In method 1,sodium 4-chlorophenxyacetate was downtrend along with time in each treatment group and no sodium 4-chlorophenxyacetate was detected in the last day. In the thirty-two samples from the market,the contents of sodium 4-chlorophenxyacetate in 3 samples were between 1.39 mg/kg to 3.39 mg/kg,and the detection rate was 9.4%. The results suggested that method 1 was better than method 2 from comprehensive consideration. Sodium 4-chlorophenxyacetate could be degraded and eliminated in nurturing process of mung bean sprouts.

sodium 4-chlorophenxyacetate;mung bean sprouts;yield;residues

2014-11-13

楊婕(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：食品質量與安全，E-mail:judy_yang91@163.com。

*通訊作者:柳春紅(1968-)，女，博士，教授，研究方向：營養及食品安全，E-mail:liuch@scau.edu.cn。

農業部農產品質量安全風險評估專項(GJFP2014011)；廣東省科技計劃項目(2012B090600005，2012B091400001)。

TS255.7

A

1002-0306(2015)15-0104-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.15.014