張艷,吳燕,牛艷,張鋒鋒,茍春林(農業部枸杞產品質量監督檢驗測試中心,寧夏銀川750002)
?
枸杞制干對農藥殘留量的影響及膳食暴露評估
張艷,吳燕,牛艷,張鋒鋒,茍春林
(農業部枸杞產品質量監督檢驗測試中心,寧夏銀川750002)
通過田間施藥試驗,枸杞鮮果經脫蠟后自然晾曬和烘干處理,研究了不同制干方式對枸杞中吡蟲啉和氯氰菊酯殘留量的影響及膳食暴露評估。結果表明:吡蟲啉和氯氰菊酯在推薦施藥劑量下,不同施藥次數,自然晾曬和烘干處理對枸杞中兩種農藥的殘留量均有降解效果,可降解10%~70%。對鮮枸杞和干枸杞中吡蟲啉和氯氰菊酯殘留的慢性膳食攝入風險和急性膳食攝入風險評估的結果表明:兩種農藥%ADI和%ARfD均小于1%,遠小于100%,其殘留膳食攝入風險極低,在制定殘留限量標準時可適當放寬。
枸杞制干;吡蟲啉;氯氰菊酯;農藥殘留;膳食暴露評估
枸杞作為我國特種植物資源,自古就以“紅寶”得名而享譽中外,是珍貴的中藥材和高級滋補品,至今已有500多年的人工栽培歷史。目前在我國寧夏、新疆、青海、內蒙古、甘肅、河北、山西、陜西等省、自治區均有分布,種植面積達到170萬畝,年產量15萬t,枸杞產業已逐步發展成為我國西部農業發展的重要支柱產業之一。枸杞是病蟲害種類最多、發生較為嚴重的作物之一。在整個生長過程同時或交替發生危害,防治難度非常大,目前在枸杞生產中病蟲害防治主要以化學防治為主,硝基亞甲基雜環類和擬除蟲菊酯類農藥廣泛被使用。由于農戶的不規范用藥,給枸杞產品的質量安全帶來重大隱患,開展枸杞中農藥殘留的膳食暴露評估是非常有必要的。
農藥殘留的膳食暴露評估是對農藥風險管理并制定農藥殘留限量標準的重要科學依據[1]。聯合國糧農組織(FAO)在制定的“用于食品和飼料中農藥最高殘留量評估的殘留試驗資料提交和評價”中,要求應研究加工對食品中農藥殘留量和去向的影響,并結合加工因子來修正農藥的膳食暴露評估,這對更好地評估其飲食攝入量非常關鍵[2]。
枸杞鮮果制干是枸杞產品的主要加工環節,這個加工過程對枸杞中不同農藥的殘留水平會產生不同的影響。加工過程對農藥殘留水平的影響通常采用加工因子(Processing Factors,PF)來表示,EPA將加工因子定義為加工后產品中農藥殘留量與初級農產品中農藥殘留量的比值。如果某農藥加工因子<1,就表明加工后農藥殘留量降低,且數值越小,清除效果越好;反之,則表示農藥殘留水平升高[3]。已有研究[4-7]表明,不同加工方式,會對殘留的農藥有不同程度的影響,可能會增加或降低,這取決于多種因素。原永蘭等[8]研究發現,速凍加工不影響菠菜中毒死蜱的殘留量,而制干因失水而富集,殘留量反而略有升高。袁玉偉等[9]通過模擬加工試驗,發現水洗、漂燙和烘干對菠菜中不同農藥殘留的影響不同。本文通過田間施藥試驗、模擬不同制干方法,研究了枸杞鮮果經脫蠟后自然晾曬和烘干處理對枸杞中蚍蟲林、氯氰菊酯殘留量和膳食暴露評估的影響。
1.1試驗材料
枸杞品種為寧杞1號,枸杞主栽品種。試驗農藥5%吡蟲啉乳油、4.5%高效氯氰菊酯微乳劑(深圳諾普信農化股份有限公司),其理化性質見表1;吡蟲啉、氯氰菊酯標準品均為100 mg/L(農業部環境保護科研監測所)。

表1 供試農藥理化性質Table 1 Physical and chemical character of experiment pesticide
1.2田間施藥試驗
每個小區選取3棵三年以上樹齡的枸杞樹,在2010年6月枸杞開花初期施藥,吡蟲啉、氯氰菊酯的施藥劑量分別20 mg/L(稀釋2 250倍)和50 mg/L(稀釋1 000倍),設推薦施藥次數3次和4次2個處理,每個處理設3個重復,并設對照。采用背式噴霧器進行噴藥處理,施藥間隔為10 d,按照枸杞采摘周期,分別于最后一次施藥后7 d隨機多點采集成熟的枸杞鮮果樣品。
1.3模擬制干試驗
按1.2要求采集枸杞樣品約1500g,混勻后分3份,一份為原始樣儲藏于-18℃冰柜中;另外兩份分別加入2.5 g碳酸鉀(按0.5%的量加入),拌勻,停放30 min,一份攤在果棧上自然晾曬制干。另一份攤在果棧上45℃~50℃鼓風烘干。同時測定鮮果樣品的水分含量。
1.4農藥殘留檢測
1.4.1主要試劑與儀器
1.4.1.1試劑
乙腈、甲苯、丙酮、乙酸乙酯(色譜純):美國賽默飛世爾公司;氯化鈉(分析純):天津光復化學試劑公司;石墨碳黑氨基固相萃取柱:美國安捷倫公司,500 mg/500 mg,6cc。
1.4.1.2儀器設備
液相色譜-三重四極桿串聯質譜儀(TSQ QUANTUM ACCESS MAX):美國賽默飛世爾公司;氣相色譜-三重四極桿串聯質譜儀(TSQ Quantum GC):美國賽默飛世爾公司;勻漿機(T18):德國IKA公司;旋轉蒸發儀(R215):瑞士歩琦公司;渦旋儀(MS3):德國IKA公司。
1.4.2吡蟲啉、氯氰菊酯殘留檢測
1.4.2.1樣品前處理
稱取20.00 g鮮枸杞樣品(干樣10.00 g加15 mL水,鮮樣不加水),加入40 mL乙腈,高速勻漿2 min,再加5 g NaCl渦旋1 min,以4 000 r/min離心5 min,吸取上清液10.00 mL,濃縮至近干,再用5mL乙腈+甲苯[V(乙腈)∶V(甲苯)=3∶1,下同]溶解,過石墨碳黑氨基(Carb/NH2)固相萃取柱,用20 mL乙腈+甲苯分次淋洗,收集淋洗液濃縮近干,用甲醇定容5.00 mL,用于LCMS-MS(吡蟲啉殘留)測定。另吸取上清液10.00 mL,相同凈化條件,用丙酮+乙酸乙酯[V(丙酮)∶V(乙酸乙酯)=5∶95]定容5.00 mL,用于GC-MS-MS(氯氰菊酯殘留)測定。
1.4.2.2液相色譜-串聯質譜(LC-MS-MS)測定條件
色譜條件:色譜柱WatersSymmetryC18柱(2.1mm× 100 mm,3.5 μm),柱溫45℃,進樣量10 μL,流動相A甲醇,流動相B水,梯度洗脫程序見表2。

表2 梯度洗脫程序Table 2 Gradient elution program
質譜條件:噴霧電壓3 500 V,鞘氣0.45 L/min,輔氣3 L/min,毛細管傳輸溫度300℃,碰撞氣0.2 Pa,正離子掃描方式,柱箱溫度45℃。
1.4.2.3氣相色譜-串聯質譜(GC-MS-MS)測定條件
色譜條件:色譜柱DB-5MS UI ID(30 m×0.25 mm,0.25 μm),進樣口溫度250℃,進樣方式:采用脈沖不分流進樣,進樣壓力173 kPa,保持1.2 min,柱流量1.2 mL/min He,柱溫60℃保持1 min以25℃/min升溫至160℃再以10℃/min升溫至280℃保持8 min,傳輸線溫度280℃。質譜條件:多選擇反應監測(SRM),離子源溫度250℃,燈絲電流30 μA,碰撞氣壓力Ar 0.2 Pa
1.5加工因子的計算和膳食暴露評估
加工因子是指加工后產品中農藥殘留量(mg/kg)與加工前農藥殘留量(mg/kg)的比值[10]。加工因子可以反映加工操作對殘留量的影響程度,若加工因子小于1,則表明殘留量降低;若大于1,則表明殘留量增加。
慢性膳食攝入風險評估(%ADI),即%ADI=(STMR×E×P×F)/(ADI×63)×100,式中:STMR為試驗殘留中值,取平均殘留值(mg/kg);E為可食部分因子,本文為1;P為居民枸杞消費量(中華藥典建議成人每天食用干枸杞量為12 g,折算為鮮枸杞60 g);F為加工因子;ADI為每千克體重的農藥日允許攝入量,(mg/kg)。我國人均體重一般按60 kg計算[11],而本評估采用最新風險評估指南中規定的63 kg進行計算。% ADI≤100%時,表示慢性風險可以接受,%ADI越小,風險越小;當%ADI>100%時,表示有不可接受的慢性風險,%ADI越大,風險越大[12]。
急性膳食攝入風險評估(%ARfD)和安全界限(SM)[13-14],即%ARfD=(LP×HR)/(ARfD×63)×100;SM=(ARfD×63)/LP。式中:LP為大部分膳食者每天消耗量,干枸杞12 g,鮮枸杞60 g;HR為殘留試驗中最大殘留量(mg/kg);ARfD為急性參考劑量(mg/kg)。當% ARfD≤100%時,表示急性風險可以接受,%ARfD越小,風險越小;當%ARfD>100%時,表示有不可接受的急性風險,%ARfD越大,風險越大。當產品的氯吡脲殘留量在安全界限以內時,急性風險可以接受;反之,則有不可接受的急性風險[12]。
2.1枸杞鮮果在模擬制干過程對農藥殘留的影響
原樣、自然曬干、烘干枸杞中吡蟲啉、氯氰菊酯的殘留量見表3。
研究結果表明:在推薦施藥劑量下,3次、4次施藥處理,自然曬干使吡蟲啉的殘留量分別降低10%和15%,與原樣(折干樣計,以下同)中的殘留量差異不顯著(P>0.05),加工因子分別為4.40和4.30,使氯氰菊酯的殘留量分別降低68%和64%,與原樣中的殘留量差異顯著(P<0.05),加工因子分別為1.63和1.75,說明自然曬干對氯氰菊酯的去除效果好于吡蟲啉;烘干使吡蟲啉的殘留量均降低70%,與原樣中的殘留量差異顯著(P<0.05),加工因子分別為1.45和1.52,使氯氰菊酯的殘留量分別降低57%和53%,與原樣中的殘留量差異顯著(P<0.05),加工因子分別為2.20和2.33,說明烘干對吡蟲啉的去除效果略好于氯氰菊酯。自然曬干、烘干均可去除吡蟲啉、氯氰菊酯殘留。

表3 不同制干方法對枸杞中農藥殘留的影響與加工因子Table 3 Effect of drying on the pesticide residue and its PF in wolfberry
2.2農藥殘留量與最大殘留限量的比較
我國目前還未制定枸杞中吡蟲啉和氯氰菊酯農藥的最大殘留限量值(MRL),參考CAC和歐盟漿果類限量標準的要求[15],吡蟲啉和氯氰菊酯的MRL值分別為5 mg/kg和0.05 mg/kg。表3試驗結果表明:吡蟲啉殘留量均低于標準,氯氰菊酯殘留量均超出標準。通常MRL是判定產品是否合格的依據,影響消費健康還應采用膳食暴露評估來確定。
2.3農藥殘留膳食暴露評估
2.3.1農藥殘留慢性膳食攝入風險
吡蟲啉和氯氰菊酯農藥的ADI值[16]分別為0.06 mg/kg和0.02 mg/kg,模擬枸杞生長、施藥、采摘、制干過程,引入加工因子,吡蟲啉和氯氰菊酯農藥殘留的慢性膳食攝入風險按1.5節計算,結果見表4。

表4 枸杞中吡蟲啉、氯氰菊酯的膳食暴露評估(3次/4次施藥)Table 4 Dietary exposure assessment of imidacloprid and cypermethrin in Wolfberry(3/4 spraying)
從兩種農藥的原始鮮樣、自然曬干樣、烘干樣慢性膳食攝入風險(%ADI)結果看出:吡蟲啉農藥自然曬干的風險略高于鮮樣和烘干樣,氯氰菊酯農藥風險差異較小。兩種農藥的%ADI均小于1%,遠低于100%,這表明,枸杞吡蟲啉和氯氰菊酯農藥殘留慢性膳食攝入風險是可以接受的,而且均很低。
2.3.2農藥殘留急性膳食攝入風險
吡蟲啉和氯氰菊酯農藥的急性參考劑量(ARfD)分別為0.4 mg/kg和0.04 mg/kg[17],吡蟲啉和氯氰菊酯農藥殘留的急性膳食攝入風險(%ARfD)和安全界限(SM)按1.5節計算,結果見表4。兩種農藥的急性膳食攝入風險(%ARfD)干樣略小于鮮樣,且均小于1%,遠低于100%,兩種農藥的最高殘留量均遠小于安全界限。如果吡蟲啉最大殘留量為最大限量值5 mg/kg,其急性膳食攝入風險(%ARfD)為1.2%,遠小于100%,這表明,枸杞吡蟲啉和氯氰菊酯農藥殘留急性膳食攝入風險是可以接受的,而且均很低。
3.1不同制干方式對枸杞中農藥殘留變化的影響
因農藥的理化性質不同,不同加工方式對農產品中不同農藥的去除效果不同[3-4]。枸杞鮮果經食用堿脫蠟后采用自然曬干和烘干的方式制干。本研究結果表明,枸杞制干處理對吡蟲啉、氯氰菊酯都有去除效果,殘留分別平均降低41.2%、60.5%,對吡蟲啉的去除效果略低于對氯氰菊酯的,可能與氯氰菊酯遇堿分解有關。自然曬干、烘干對吡蟲啉和氯氰菊酯都有去除效果。這可能與農藥的蒸汽壓有關。袁玉偉等研究了冷凍干燥和熱風烘干對菠菜中農藥殘留的影響[18],及Chen等[19]研究認為,都認為烘干過程會造成農藥損失,且與農藥的蒸汽壓相關性較大,蒸汽壓高的農藥損失率較高。吡蟲啉和氯氰菊酯的蒸氣壓和熱穩定性相當,因此均有去除效果。
3.2制干加工對農藥殘留膳食暴露評估結果的影響
通過對鮮枸杞和干枸杞的吡蟲啉、氯氰菊酯農藥殘留膳食暴露評估,干枸杞的風險低于鮮枸杞,因此在枸杞膳食暴露評估中引入農藥的加工因子,在可以大大降低并修正以原料初始殘留量計算的評估值。袁玉偉等[9]在研究膳食暴露評估時也認為,必須考慮加工因素才能正確評價人群的農藥殘留膳食暴露水平。本研究表明:吡蟲啉、氯氰菊酯農藥殘留慢性膳食攝入風險和急性膳食攝入風險均極低,兩種農藥%ADI和%ARfD均小于1%,平均值分別為0.22%和0.070%,均遠小于100%,說明枸杞中吡蟲啉和氯氰菊酯農藥殘留膳食攝入風險極低,是可以接受的。建議在制定枸杞中吡蟲啉和氯氰菊酯農藥殘留最大限量標準時,吡蟲啉可參考CAC標準,氯氰菊酯可參考歐盟標準適當放寬10倍~15倍。
[1]王向未,仇厚援,張志恒,等.食品中膳食暴露評估模型研究進展[J].浙江農業學報,2012,24(4):733-738
[2]FAO.FAO manual on the submission and evaluation of pesticide residues data for the estimation of maximum residue levels in food and feed[R].Rome:[s.n.],2009:170
[3陳志強,徐志,馮信平,等.加工過程對農藥殘留的影響研究進展[J].農藥科學與管理,2013,34(8):32-36
[4]李云成,孟凡冰,陳衛軍,等.加工過程對食品中農藥殘留的影響[J].食品科學,2012,33(5):315-322
[5]王碧玉.加工對食品中農藥殘留的影響及加工因子在暴露評估中的應用[J].實用預防醫學,2010,17(6):1247-1249
[6]李云成,張耀海,陳衛軍,等.橙汁加工過程對農藥炔螨特殘留的影響[J].農業工程學報,2012,28(9):270-274
[7]毛雪飛,焦必寧,錢永忠,等.發酵過程對橙皮渣中農藥殘留的影響[J].食品與發酵工業,2008,34(7):59-63
[8]原永蘭,竇坦德,包海英.速凍菠菜加工過程中毒死蜱殘留動態研究[J].萊陽農學院學報,2005,22(3):186-188
[9]袁玉偉,張志恒,葉志華.模擬加工對菠菜中農藥殘留量及膳食暴露評估的影響[J].農藥學學報,2011,13(2):186-191
[10]ZHANG Z Y,LIU X J,HONG X Y.Effects of home preparation on pesticide residues in cabbage[J].Food Control,2007,18(12):1484-1487
[11]羅祎,吳永寧,袁宗輝,等.菠菜中毒死蜱殘留量的暴露評估[J].食品科學,2008,29(11):572-574
[12]中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所.農產品質量安全風險評估:原理、方法和應用[M].北京:中國標準出版社,2007:186-188
[13]高仁君,陳隆智,張文吉.農藥殘留急性膳食風險評估研究進展[J].食品科學,2007,28(2):363-368
[14]張志恒,湯濤,徐浩,等.果蔬中氯吡脲殘留的膳食攝入風險評估[J].中國農業科學,2012,45(10):1982-1991
[15]莊無忌.國際食品飼料中農藥殘留限量法規(第一、三卷)[M].北京:化學工業出版社,2010:90,139,305,548
[16]中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.GB 2763-2014食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量[S].北京:中國標準出版社,2014
[17]WHO(World Health Organization).Inventory of evaluations performed by the Joint Meeting on Pesticide Residues(JMPR)[DB/OL].[2014-1-16]http://apps.who.int/pesticide-residues-jmpr-database/ Home/Range/All
[18]袁玉偉,王靜,林桓,等.冷凍干燥和熱風烘干對菠菜中農藥殘留的影響[J].食品與發酵工業,2008,34(4):99-103
[19]CHEN Z M,WAN H B.Factors affecting residues of pesticides in tea[J].Pestic Sci,1988,23(2):109-118
Effects of Drying Methods on Pesticide Residues in Wolfberry and Its Dietary Exposure Assessment
ZHANG Yan,WU Yan,NIU Yan,ZHANG Feng-feng,GOU Chun-lin
(Ningxia Research Institute of Quality Standards and Testing Technology of Agricultural Products,Yinchuan 750002,Ningxia,China)
The effect of processing of fresh wolfberry sprayed pesticides in field,drying in different ways on the residues of imidacloprid and cypermethrin and its dietary exposure assessment in wolfberry were studied.Theresults showed that sun drying and air drying could reduce 10%-70%for the residue of pesticides mentioned above with recommended spraying times and dose used in field.The chronic dietary intake risk assessment and acute dietary intake risk assessment were carried out for the residue in the fresh wolfberry and the dry wolfberry,respectively.Both ADI%and%ARfD of two pesticides were less than 1%,much less than 100%.The dietary intake was low,so the MRL could be relaxed.
wolfberry dried;imidacloprid;cypermethrin;pesticide residues;dietary exposure assessment
10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.042
農業部農業行業標準制定專項
張艷(1966—),女(漢),研究員,本科,研究方向:農產品安全及風險評估研究。
2015-05-20