普洱茶固態發酵過程中聯苯菊酯降解規律研究

單治國, 張春花, 滿紅平, 魏朝霞, 周紅杰, 趙 明, 段雙梅, 張乃明

(1. 云南農業大學植物保護學院, 昆明 650201; 2. 普洱學院, 普洱 665000; 3. 普洱市質量技術監督綜合檢測中心, 普洱 665000; 4. 云南農業大學龍潤普洱茶學院, 昆明 650201; 5. 云南省土壤培肥與污染修復工程實驗室, 昆明 650201)

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普洱茶固態發酵過程中聯苯菊酯降解規律研究

單治國1,2, 張春花2, 滿紅平3, 魏朝霞4, 周紅杰4, 趙 明4, 段雙梅4, 張乃明1,5*

(1. 云南農業大學植物保護學院, 昆明 650201; 2. 普洱學院, 普洱 665000; 3. 普洱市質量技術監督綜合檢測中心, 普洱 665000; 4. 云南農業大學龍潤普洱茶學院, 昆明 650201; 5. 云南省土壤培肥與污染修復工程實驗室, 昆明 650201)

為了研究微生物在普洱茶發酵中對聯苯菊酯的降解規律,以人工添加180倍液聯苯菊酯的云南大葉種曬青毛茶為材料,分別設置接種黑曲霉、釀酒酵母、產黃青霉以及不接菌的對照進行普洱茶固態發酵,應用氣相色譜質譜聯用分析方法測定茶葉中聯苯菊酯的殘留,分析比較微生物在普洱茶固態發酵中對聯苯菊酯農藥的降解規律。結果表明,普洱茶固態發酵中聯苯菊酯殘留量降低,接種微生物能夠有效降低聯苯菊酯的含量25%左右(P<0.05),其中釀酒酵母發酵對聯苯菊酯農藥殘留的降解效果顯著高于黑曲霉、產黃青霉處理(P<0.05)。聯苯菊酯在黑曲霉、釀酒酵母、產黃青霉以及不接菌固態發酵普洱茶過程中的降解動態規律符合一級動力學模型C=C0e-kt,降解曲線方程分別為:C=12.889e-0.043t,C=13.348e-0.057t,C=13.309e-0.042t,C=14.458e-0.04t。綜上,研究表明,由于優勢微生物的作用,曬青毛茶上的聯苯菊酯在固態發酵中顯著降低,殘效期縮短。

普洱茶; 微生物; 固態發酵; 聯苯菊酯; 殘留; 降解

食品安全問題已經引起了全球的關注[1-2],并且由農藥殘留引起的食品污染問題也變得越來越重要[3]。如何將化學農藥控制在對人類安全的范圍內是目前我國農藥應用和解決農藥殘留問題的重要研究課題。茶葉是我國傳統的經濟作物,由于茶園病蟲害嚴重,農藥不合理使用、超量使用、長期使用都會造成茶葉中農藥殘留超標,影響茶葉質量,進而引發食品安全問題。茶葉作為直接沖泡飲用的食品,溶入茶湯的殘留農藥會對人體健康造成危害,因此,農藥殘留是當前茶葉出口和內銷中遇到的最為敏感、最大的質量安全問題[4],加之國外“技術壁壘”,農藥殘留已成為制約我國茶葉出口的主要難題。

聯苯菊酯(bifenthrin),是茶園中常用農藥,具有殺蟲譜廣、低毒、用量少、殘留期短的特點[5]。吳光遠等[6]研究表明聯苯菊酯主要通過觸殺和胃毒作用殺蟲,能有效防治鱗翅目幼蟲、小綠葉蟬、茶蚜、茶葉螨等茶園害蟲。由于聯苯菊酯使用廣泛[7],在茶葉出口中檢出率高。目前中國、日本、歐盟規定聯苯菊酯的殘留限量分別是5、25、5 mg/kg[8]。目前,就茶葉生產中應用量較大的聯苯菊酯的研究主要集中在茶園管理[6,9-12]、茶葉加工[13-16]、茶葉儲藏、茶葉沖泡[15,17]中的降解動態和降解途徑。隨著消費者對于農產品安全問題的日益關注,保障茶葉產量的同時,在生產、消費各個環節盡可能減少茶葉中農藥含量,提高茶葉的安全品質顯得極為重要。而加工過程的不同對茶葉中農藥的殘留會有不同程度的影響,大部分加工過程可以降低殘留農藥濃度,也有些加工過程會導致殘留升高,甚至代謝為毒性更強的產物。目前,國外已經對加工過程降低農殘進行了系統的研究,并將研究數據用于食品安全風險評估和風險預警上,而我國在這方面的研究相對較少且缺乏系統性[18]。

與其他茶葉不同,普洱茶加工的關鍵工序是固態發酵,該過程中存在多種微生物作用,有可能對農藥殘留具有降解作用,但聯苯菊酯在普洱茶固態發酵中的消解動態未見研究報道,因此,本研究分析不同微生物固態發酵對普洱茶中聯苯菊酯殘留量的影響,以比較其消解差異,從而進一步明確微生物固態發酵過程對農藥殘留變化起關鍵作用以及農藥降解對普洱茶理化性質的影響,并在此基礎上,探索普洱茶發酵過程對農藥降解的機制與方法,以期為普洱茶的安全生產提供理論和技術指導。

1 材料與方法

1.1 材料

供試茶葉發酵原料為普洱市茶樹良種場采摘的生態有機鮮葉加工而成的曬青毛茶。

供試菌種包括黑曲霉Aspergillusniger2005-10010941.4,2005、釀酒酵母Saccharomycescerevisiae200510010940.X,2005、產黃青霉Penicilliumchrysogenum,是由云南農業大學普洱茶加工技術研究實驗室從普洱茶固態發酵體系中所分離、純化、鑒定、保存、篩選、擴繁而得的優勢有益菌。

聯苯菊酯標準品(純度為99.7%),中國計量科學院化學所提供;2.5%聯苯菊酯乳油(江蘇富美實)，弗羅里硅土(農殘分析級,150～250 μm,美國Sigma公司),經140℃活化2 h后使用;氯化鈉、石油醚、正己烷、乙酸乙酯等所用試劑均為分析純;試驗用水均為去離子水。

氣相色譜質譜聯用儀:HP 5890/5971,美國安捷倫公司;色譜柱為30 m×0.32 mm×0.25 μm規格的毛細管柱;旋渦混合器,上海琪特分析儀器有限公司;數控超聲波清洗儀,昆山市超聲儀器有限公司;氮氣濃縮干燥儀:HGC-12A,上海禾工科學儀器有限公司;旋轉蒸發儀:IKA RV10,德國IKA公司。

1.2 試驗設計

采用2.5%聯苯菊酯乳油180倍液處理,取50 mL藥液,兌水9 L(用藥量按實際每重復噴施重量折算,按照曬青毛茶固態發酵潮水量為30%,即每30 kg曬青毛茶葉用水量9 L),用背負式手動噴霧器均勻噴霧于準備用于固態發酵的曬青毛茶(30 kg)上,使大葉種曬青毛茶含有一定濃度的農藥殘留,進行固態發酵降解試驗。藥后2 h采樣,室內自然晾干,至茶樣含水量為10%,-30℃保存,以測定聯苯菊酯含量。

試驗設置4個處理:施藥2 h并采樣后,分別接種釀酒酵母、黑曲霉、產黃青霉進行固態發酵和傳統發酵(不接菌種,其他條件同接菌固態發酵)。用小型噴霧器將3種有益菌種按液茶比為1∶10的比例均勻灑在曬青毛茶上進行普洱茶固態發酵,每個處理設置3個重復,每個重復30 kg茶葉,控制發酵茶堆溫度40～60℃,濕度35%,發酵環境溫度25℃,環境濕度為80%,翻堆6次,分別于發酵后的7、14、21、28、35、42 d翻堆,并按五點取樣法分別采集固態發酵的5個點(固態發酵中心點和距離中心點1 m處的4個點),合并為一個混合待測樣品,設3個重復,各1 kg,室內自然晾干,含水量為10%,以測定聯苯菊酯在普洱茶各翻堆樣中的殘留量。

1.3 分析方法

1.3.1 樣品制備

樣品提取:茶葉樣品磨碎、過20目篩備用,稱取2.50 g于50 mL具塞錐形瓶中,加入10 mL正己烷/丙酮混合提取液(97.5∶2.5,V/V),置于溫度為40～45℃的搖床中振蕩40 min。

樣品凈化:玻璃層析柱(5 mm×70 mm)內裝約300 mg的弗羅里硅土,柱頭加約15 mg的活性炭,用5.0 mL石油醚/乙酸乙酯(9∶1,V/V)洗脫液預淋洗柱子,吸取1.0 mL樣品提取液注入層析柱,用25.0 mL的石油醚/乙酸乙酯(9∶1,V/V)混合液洗脫,收集全部淋洗液;然后用高純氮氣吹掃濃縮近干,加2.0 mL正己烷溶解,待氣相色譜測定。

1.3.2 色譜條件

采用HP5890/5971型氣相色譜儀進行檢測。色譜柱:石英毛細管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)。操作條件如下:流動相流速1.0 mL/min;檢測波長254 nm;進樣口及溫度:毛細管進樣口,250℃;分流模式:不分流;進樣量1.0 μL;檢測器溫度300℃,柱前壓55 kPa;柱升溫程序:起始溫度75℃,恒溫2 min后,以25℃/min的速率升溫至200℃,恒溫2 min后,再以6℃/min的速率升溫至260℃,繼續恒溫15 min;載氣:高純氮氣(>99.999%)1.2 mL/min,恒流;尾吹:高純氮氣60.0 mL/min。

1.3.3 聯苯菊酯農藥的消解率

消解率計算公式:D(%)=(C0-Ct)/C0×100,其中D為農藥固態發酵加工后的消解率(mg/kg);C0為固態發酵處理前聯苯菊酯的原始附著量(mg/kg);Ct為固態發酵處理后聯苯菊酯殘留量(mg/kg)。

1.3.4 聯苯菊酯在茶葉中半衰期的計算

一級動力學方程Ct=C0e-kt是當前闡述農藥在田間消解規律最為常用的數學模型,具有良好的擬合性[19-24]。當農藥殘留量降低至原始附著量的一半時所需時間稱為該藥的半衰期,通常用t1/2表示。半衰期的長短與農藥消解速率呈顯著的負相關。在Ct=C0e-kt中,Ct為施藥后t時刻聯苯菊酯在茶葉中的殘留量(mg/kg);C0為施藥后2 h的原始殘留量(mg/kg);t為施藥后天數(d),k為消解速率;再由半衰期公式t1/2=ln2/k計算聯苯菊酯在茶葉中的半衰期(d)。

1.4 數據處理

所有試驗數據由SPSS 17.0統計分析軟件進行單因素ANOVA分析。用最小顯著性差異檢驗(LSD test)檢驗數據的差異性。所有數值均以3個重復的平均值±標準偏差(means±SD)表示。

2 結果與分析

2.1 聯苯菊酯在普洱茶發酵過程中的降解動態

采用2.5%聯苯菊酯乳油180倍液處理,取50 mL,兌水9 L直接噴施于30 kg曬青毛茶上,進行固態發酵。結果表明,在普洱茶固態發酵過程中聯苯菊酯殘留量隨固態發酵時間的延長呈指數型曲線下降(見表1、圖1)。試驗數據表明,在固態發酵過程中受到潮水量、微生物、pH、自身分解和稀釋等影響,隨著時間的推移,普洱茶中聯苯菊酯殘留量逐漸降低,前期消解速率快,中期消解速率慢,后期消解速率較快。從表1和圖1可知,接種微生物固態發酵能夠有效降低聯苯菊酯的含量。

施藥后采用傳統固態發酵,發酵第7天,聯苯菊酯降解幅度較大,消解率為9.19%;發酵第7、14、21天,聯苯菊酯殘留量隨時間增長而不同程度增加,分別是12.14、12.76、12.84 mg/kg;可能由于隨著發酵時間的延長,農藥被轉移到茶葉上,至發酵第42天,消解率為21.83%。隨著藥后取樣時間的延長,普洱茶固態發酵中聯苯菊酯殘留量呈逐漸下降趨勢。

施藥后接種釀酒酵母菌進行固態發酵,發酵第7天,聯苯菊酯消解幅度較大,消解率為18.02%;發酵后第14、21天,聯苯菊酯的殘留量隨時間的增長而微量增加,分別是10.57、11.38 mg/kg;發酵后42 d,下降為8.45 mg/kg,消解率為36.79%。

施藥后接種黑曲霉進行固態發酵,發酵第7天,聯苯菊酯消解幅度較大,消解率為19.97%;發酵后第14、21天,聯苯菊酯的殘留量隨時間的增長而微量增加,分別為11.40和12.06 mg/kg;發酵后42 d,消解率為26.47%。

表1 不同固態發酵過程下普洱茶中聯苯菊酯的消解動態1)

Table 1 Degradation dynamics of bifenthrin in different processes of solid-state fermentation of Pu-erh tea

取樣間隔時間Samplinginterval傳統發酵Traditionallyfermented殘留量/mg·kg-1Residualquality消解率/%Degradationrate釀酒酵母Saccharomycescerevisiae殘留量/mg·kg-1Residualquality消解率/%Degradationrate黑曲霉Aspergillusniger殘留量/mg·kg-1Residualquality消解率/%Degradationrate產黃青霉Penicilliumchrysogenum殘留量/mg·kg-1Residualquality消解率/%Degradationrate2h13.37±0.170.00 13.37±0.160.00 13.37±0.110.00 13.37±0.140.00 7d12.14±0.049.19dD10.96±0.1718.02cC10.70±0.1519.97bB10.66±0.1720.26aA14d12.76±0.234.56dD10.57±0.1020.94aA11.40±0.1914.73bB12.46±0.246.80cC21d12.84±0.113.96dD11.38±0.2714.88aA12.06±0.229.79bB12.47±0.326.73cC28d12.00±0.3410.24dD10.25±0.0723.33aA10.45±0.1721.83bB10.69±0.1020.04cC35d10.73±0.0919.74cC9.91±0.3425.87aA10.72±0.2619.82cC10.27±0.2323.18bB42d10.45±0.1321.83dD8.45±0.1136.79aA9.83±0.0926.47bB9.92±0.1125.80cC消解方程DegradationequationC=14.458e-0.04tC=13.348e-0.057tC=12.889e-0.043tC=13.309e-0.042t相關系數CorrelationcoefficientR2=0.7567R2=0.7889R2=0.574R2=0.5622半衰期/dHalflife17.3212.1516.1116.50

1) 表中數據為平均值±標準差(n=3);根據多重比較檢驗,相同取樣時間不同處理所得的消解率后標不同小寫和大寫字母分別表示在P<0.05和P<0.01水平上差異顯著。 Data are mean±SD (n=3); data followed by different letters in the same sampling time are significantly different at 5% and 1% levels between different treatment.

圖1 聯苯菊酯在不同處理普洱茶固態發酵過程中的消解曲線Fig.1 The degradation curve of bifenthrin in SSF of Pu-erh tea

施藥后接種產黃青霉進行固態發酵:發酵后第7天,聯苯菊酯消解幅度較大,消解率為20.26%;發酵后第7、14、21天,聯苯菊酯的殘留量隨時間的增長而微量增加,分別是10.66、12.46、12.47 mg/kg;發酵后第42天,消解率為25.80%。

與傳統發酵方法相比,接種釀酒酵母、黑曲霉、產黃青霉固態發酵普洱茶中的聯苯菊酯殘留量降低,消解速率提高,這可能與酵母菌、黑曲霉、青霉所分泌的胞外酶有關,化學農藥可以作為營養源被微生物分解利用,生成無機物、二氧化碳和水。在普洱茶發酵體系中接種優勢微生物,發酵過程中優勢微生物分泌胞外酶的數量和活力與發酵體系的pH、溫度、濕度密切相關,在適宜的pH、溫度、濕度下,聯苯菊酯的消解速度加快。在用于發酵的優勢微生物中,釀酒酵母相對于黑曲霉和產黃青霉而言,其分泌的胞外酶對聯苯菊酯降解的專一性可能較強,故而接種酵母菌、黑曲霉和青霉的降解效果顯著高于傳統發酵，其中接種酵母菌降解效果最顯著。

將試驗結果進行分析表明,傳統發酵方法、釀酒酵母、黑曲霉、產黃青霉固態發酵普洱茶中聯苯菊酯的消解曲線方程分別為:C=14.458e-0.04t、C=13.348e-0.057t、C=12.889e-0.043t、C=13.309e-0.042t。消解符合一級動力學公式C=C0e-kt。相關系數R2分別為0.756 7、0.788 9、0.574、0.562 2,根據半衰期t1/2=ln2/k計算可得對照(傳統發酵)、接種釀酒酵母、黑曲霉、產黃青霉普洱茶固態發酵中聯苯菊酯殘留的半衰期分別為17.32、12.15、16.11、16.50 d。

2.2 微生物固態發酵對普洱茶中聯苯菊酯消解動態的影響

微生物固態發酵對普洱茶中聯苯菊酯消解動態的影響如表2所示。隨著發酵時間的延長,普洱茶中聯苯菊酯的殘留量呈逐漸下降趨勢。接種不同微生物進行固態發酵對普洱茶中殘留的聯苯菊酯具有明顯的消解作用,由表2數據可知,發酵過程對普洱茶中聯苯菊酯消解率的影響并不是很大。其中釀酒酵母處理的聯苯菊酯殘留消解率最高,為36.79%,顯著高于傳統發酵、黑曲霉、產黃青霉處理(P<0.05),與傳統發酵和黑曲霉、青霉處理的差值分別為14.96%、10.32%、10.99%;黑曲霉、青霉處理的聯苯菊酯殘留消解率與傳統發酵處理的差值分別為4.64%、3.97%;殘留的含量差異不大,各處理之間差異顯著(P<0.01),這與微生物種類密切相關。

表2 不同發酵處理對聯苯菊酯殘留消解率的影響

Table 2 Effects of different fermentation treatments on reduction rates of bifenthrin residues in Pu-erh tea

處理Treatment發酵前殘留量/mg·kg-1Residualcontentbeforefermentation發酵后殘留量/mg·kg-1Residualcontentafterfermentation消解率/%Degradationrate傳統發酵Traditionalfermention13.37±0.1710.45±0.1321.83dD釀酒酵母Saccharomycescerevisiae13.37±0.168.45±0.1136.79aA黑曲霉Aspergillusniger13.37±0.119.83±0.0926.47bB產黃青霉Penicilliumchrysogenum13.30±0.149.92±0.1125.80cC

3 討論

孔志強[25]研究發現，發酵微生物或某些發酵代謝產物會促進農藥的消解,因此發酵加工處理對農殘有一定的去除效果,發酵過程中,發酵微生物會吸收一部分殘留農藥而將其代謝,其代謝產物如乳酸等也會促進某些農藥的分解[26]。本試驗發現普洱茶的傳統固態發酵對聯苯菊酯農藥的降低有一定的作用,但是降低水平有限,這與前人[27-29]的研究結果類似;而接種微生物固態發酵對聯苯菊酯的消解效果優于傳統發酵。人工合成的擬除蟲菊酯殺蟲劑光學穩定性很好,在環境中殘留期較長。聯苯菊酯在農田和河流沉積中半衰期分別為36 d和163 d[30];本試驗發現茶葉經過傳統固態發酵、接種釀酒酵母、黑曲霉、產黃青霉固態發酵后,聯苯菊酯半衰期分別為17.32,12.15、16.11、16.50 d,進一步證明固態發酵對聯苯菊酯農藥含量的降低有一定的作用,接種微生物固態發酵對聯苯菊酯消解效果優于傳統發酵。

微生物降解農藥是一種高效、經濟的治理農藥污染途徑。農藥的微生物降解是通過環境中包括真菌、藻類和細菌在內的微生物把農藥分子作為其生存所需要碳源、氮源等營養物質來消化吸收而實現降解。因此,農藥的微生物降解速度取決于微生物對環境的適應情況,當微生物在適合的溫度和濕度條件下,微生物表現出較強的代謝能力,其消費農藥的速度就快,農藥降解速率就高[26,31]。

不同的微生物類群降解農藥的機理、途徑和過程不同,微生物的種類、代謝活性、適應性等都直接影響到對農藥的降解與轉化[32-33]。首先,本試驗發現接種釀酒酵母處理的聯苯菊酯殘留降解率最高,為36.79%,顯著優于傳統發酵、黑曲霉、產黃青霉處理(P<0.05),4種處理之間的差異顯著,分別是:酵母菌>黑曲霉>青霉>傳統發酵,說明微生物在聯苯菊酯的降解過程中起著關鍵作用[34-36]。毛雪飛等[18]通過試驗發現,酵母發酵對農藥殘留的降解效果優于曲霉發酵，本試驗結果與其相似。其次,本試驗發現普洱茶固態發酵中的聯苯菊酯殘留量隨施藥后固態發酵時間的延長呈指數型曲線下降,隨著時間的推移,殘留量降低,前期消解速率快,中期消解速率慢,后期消解速率快,降解動態規律符合一級動力學模型。究其原因:微生物參與的生物降解起了很大作用,聯苯菊酯可能作為有機碳源被微生物利用[37]。反過來微生物的代謝作用對其進行降解或生物修復[38],可能因固態發酵過程中微生物的呼吸作用導致堆溫的升高使水分損失,可能導致聯苯菊酯農藥殘留升高,或者母體農藥分解成一些毒性更高的化合物;也可能固態發酵過程的高溫作用,可使農藥分子揮發或分解;也可能因發酵中活性酶,如磷酸酶、水解酶等,裂解P-O鍵、C-P鍵、P-S鍵等形式促進農藥分子的降解[39],酶的活性越高,與農藥分子的接觸越密切,降解越快。最后,因聯苯菊酯是茶園中廣泛使用的農藥,檢出率高,3次沖泡后有4.4%進入茶湯[15],嚴重影響普洱茶的品質和安全性,若被人體少量攝入,對人體健康有著潛在的風險。因此,本研究發現在普洱茶發酵初期接入按液茶比為1∶10的比例的有益微生物釀酒酵母、黑曲霉、產黃青霉,特別是酵母菌可以有效降低普洱茶中聯苯菊酯的含量。初步建立了控制聯苯菊酯含量的方法,為利用微生物及其降解酶降低普洱茶中菊酯類農藥含量提供了良好的應用前景,具有一定的實踐性指導意義,同時，提升了普洱茶的品質和安全性,降低了農藥殘留對人體健康的危害,對于保障食品安全有重大意義。接種微生物降解與傳統的物理、化學方法相比較,具有投入低、治理效果明顯、不易產生副作用的特點。

微生物降解農藥研究已經較多,其降解機制有：直接作用于農藥,通過一系列酶促反應(水解、氧化、還原、脫氧、合成)來降解農藥,或者通過微生物的活動改變化學(共代謝作用)或物理環境(生物濃縮、礦化作用或累積作用)而發生間接作用來降解農藥,如氯氰菊酯在微球菌Micrococcussp.作用下酯鍵斷裂生成 3-苯氧基苯甲酸,進一步二苯醚鍵斷裂生成苯酚和原兒茶酸[40]，米曲霉Aspergillusoryzae通過關鍵磷酸酯酶對 P-O烷基和 P-O 芳基鍵的水解作用將久效磷降解為二氧化碳、可溶性無機磷酸鹽和氨[41],呋喃丹在微生物作用下快速水解為呋喃酚,經氧化生成2-羥基-呋喃酚,然后慢速開環反應,完全降解生成CO2和H2O[42]。本文發現酵母菌、黑曲霉、青霉這3種菌可降解聯苯菊酯。Cabras等[43]發現能夠降解擬除蟲菊酯和硫代磷酸鹽類(甲基毒死蜱,殺螟硫磷,對硫磷和喹硫磷)農藥;Fatichenti等[44-45]發現,高活性釀酒酵母可以使溴氰菊酯、氰戊菊酯和氯菊酯在發酵中被完全降解;特種微生物可以有效地降解部分有機磷、有機氯和菊酯類農藥殘留[46]。目前關于3種微生物降解聯苯菊酯農藥未見相關研究,其機理還不清楚,本文尚未做深入研究,關于聯苯菊酯是否在真菌作用下通過菊酯酯鍵斷裂作用完成降解,本研究后續將進一步深化,總結以往的相關科研成果,有針對性地對聯苯菊酯的降解機理開展進一步研究,研究真菌及其酶活性與作用機制,提高酶的降解譜和降解活性,從而為普洱茶安全生產提供理論依據。

4 結論

研究顯示接種釀酒酵母、黑曲霉、產黃青霉進行固態發酵,可以有效降低普洱茶中聯苯菊酯的殘留量,為控制茶葉產品農藥殘留提供了新的技術思路。因此,普洱茶固態發酵過程中利用微生物來降解聯苯菊酯農藥殘留,對提高普洱茶品質和安全性,降低消費者的健康風險具有重要的理論意義和現實意義,為今后進一步研究微生物對于聯苯菊酯農藥的降解機理研究提供參考,為安全健康的無公害食品提供科學技術保障。

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(責任編輯：田 喆)

The residues and degradation of bifenthrin in solid-state fermentation of Pu-erh tea

Shan Zhiguo1,2, Zhang Chunhua2, Man Hongping3, Wei Zhaoxia4, Zhou Hongjie4, Zhao Ming4, Duan Shuangmei4, Zhang Naiming1,5

(1.CollegeofPlantProtection,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China; 2.PuerUnivercity,Puer665000,China; 3.PuerComprehensiveTechnicalTestingCenter,Yunnan665000,China; 4.CollegeofLongrunPu-erhTea,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China; 5.YunnanSoilFertilizerandPollutionRepairEngineeringLaboratory,Kunming650201,China)

In order to study the degradation of bifenthrin in solid-state fermentation of Pu-erh tea, the sun-dried leaves of the large-leaf tea speciesCamelliasinensis(Linn.) var.assamica(Masters) Kitamura in Yunnan Province were added with 180 times of bifenthrin and used as raw materials. Three solid-state fermentations (SSF) of Pu-erh tea inoculated withAspergillusniger,SaccharomycescerevisiaeandPenicilliumchrysogenum, and a traditional SSF with no-inoculation were developed, respectively. Then the residues of bifenthrin in tea leaves were measured by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The degradation of bifenthrin by microorganisms in solid-state fermentation of Pu-erh tea was analyzed. The results showed that the residues of bifenthrin were decreased during SSF of the Pu-erh tea. Inoculation of fungi could effectively reduce the content of bifenthrin in the SSF of Pu-erh tea. The degradation effect of bifenthrin in theSaccharomycescerevisiaefermentation was significantly higher than that inAspergillusnigerandPenicilliumsp. (P<0.05). The degrading dynamics of bifenthrin was the first-order kinetic model:C=C0e-kt. The degradation curve equation wereC=12.889e-0.043t,C=13.348e-0.057t,C=13.309e-0.042t,C=14.458e-0.04t, respectively of three solid-state fermentations (SSF) of Pu-erh tea inoculated withAspergillusniger,SaccharomycescerevisiaeandPenicilliumchrysogenum, and traditional SSF with no-inoculation. In conclusion, the content of bifenthrin was significantly decreased in SSF of Pu-erh tea, due to the degradation by microorganisms. It is worth to further study the degradation effect of SSF in Pu-erh tea on other pesticides.

Pu-erh tea; microorganism; solid-state fermentation; bifenthrin; pesticide residue; degradation

2016-08-26

2016-12-12

科技創新人才計劃(2015HC018);對外科技合作計劃-院士專家工作站(2015IC022);云南省科技創新強省計劃(2014AE014);普洱學院高層次人才科研啟動項目(K2015032);農學專業普洱茶實驗實習實訓基地與加工技術創新服務中心(A03047-16)

S 481.8

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.04.017

* 通信作者 E-mail:zhangnaiming@sina.com