阿維菌素和氟啶胺在柑橘汁加工過程中的殘留行為及加工因子研究

康霞麗，趙其陽,2,3，左巍，張耀海,2,3，劉浩然，王成秋,2,3*，焦必寧,2,3*

1(西南大學(xué) 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所，重慶，400712)2(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部柑桔產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室，重慶，400712) 3(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部柑桔及苗木質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，重慶，400712)

柑橘紅蜘蛛作為我國柑橘生產(chǎn)主要害蟲之一，不僅會造成柑橘葉片失綠，還會導(dǎo)致柑橘大量落葉、落花、落果，從而影響柑橘樹勢、產(chǎn)量及果品品質(zhì)，對柑橘產(chǎn)業(yè)造成巨大的損害[1-3]。目前，對紅蜘蛛的防治主要依靠化學(xué)殺蟲劑，但其世代重疊，易產(chǎn)生抗藥性，為防治工作帶來一定的困難[4]。為了減緩抗藥性，復(fù)配劑的使用成為了治理紅蜘蛛的主要方法之一[5]。阿維菌素和氟啶胺復(fù)配用于防治柑橘紅蜘蛛，但在柑橘果實中易產(chǎn)生農(nóng)藥殘留，增加了食品安全的潛在風(fēng)險。柑橘具有較高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值，適用于全果資源化利用，衍生出了多種加工產(chǎn)品，例如橙汁、果酒、蜜餞等，此外柑橘皮渣廢料中也可提取出精油及多種具有重要商業(yè)價值的成分[6]，從而使得農(nóng)藥不僅殘留在柑橘全果和果肉中，還有可能殘留在各種加工產(chǎn)品中。因此，監(jiān)測柑橘及其加工產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留行為不僅對評估人類接觸農(nóng)藥的風(fēng)險程度至關(guān)重要，而且對遵守良好生產(chǎn)規(guī)范具有重要意義。

加工因子(processing factor, PF)不僅能反映加工對食品中農(nóng)藥殘留的影響，還能更確切地評估消費者食用加工食品時農(nóng)藥殘留的真實值，因此在食品的安全風(fēng)險評估中應(yīng)充分考慮加工因子[7]。目前，關(guān)于果蔬中農(nóng)藥殘留行為及加工因子的研究較多，如蘋果[8]、番茄[9-10]、西葫蘆[11]、生菜[12]、豇豆[13]等,而對柑橘加工過程中農(nóng)藥殘留行為的研究較少，且主要集中在一些簡單的工藝上，如清洗[14]、去皮[15]、臭氧處理[16]等。李云成等[17]研究了橙汁加工過程對炔螨特殘留的影響，發(fā)現(xiàn)炔螨特在柑橘精油和果渣中發(fā)生了富集。CMARA等[14]在實驗室條件下模擬了橙汁商業(yè)化生產(chǎn)過程對幾種農(nóng)藥殘留的去除效果，發(fā)現(xiàn)榨汁是去除橙汁中農(nóng)藥殘留最有效的方法，而目前尚未有阿維菌素和氟啶胺在柑橘及其加工產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留行為及加工因子的研究報道。為此，本試驗在重慶和湖南2個試驗點以普通甜橙為研究對象，采用田間噴藥的方式以5倍最高推薦劑量施藥，研究阿維菌素和氟啶胺在柑橘汁商業(yè)化加工過程中的農(nóng)藥殘留行為及加工因子，研究結(jié)果可為加工工藝的改進和膳食暴露風(fēng)險評估提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

氟啶胺、阿維菌素標準品，北京金諦澤浩科技有限公司；甲醇、乙腈、乙酸(色譜純)，美國Sigma-Aldrich公司；甲酸(分析純)，成都市科龍化工試劑廠；乙二胺基-N-丙基(PSA)，上海安譜科學(xué)儀器有限公司；無水硫酸鎂、氯化鈉(分析純)，江蘇強盛化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 1290-6495 液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀，美國 Agilenz公司；Milli-Q 超純水儀，美國 Millipore公司；CL31/CL31R 多用途離心機，美國 Thermo Fisher公司；KQ5200DE 型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；CK2000 型高通量組織研磨儀，北京 Thmorgan生物科技有限公司；有機相針式濾器(0.22 μm)，上海安譜科學(xué)儀器有限公司。

1.3 田間試驗與樣品采集

按照NY/T 3095—2017《加工農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留試驗準則》，選取湖南和重慶2個柑橘主產(chǎn)區(qū)作為試驗點，供試柑橘品種為普通甜橙。按照供試農(nóng)藥田間施藥GAP(良好農(nóng)業(yè)規(guī)范)要求，采用噴霧法對果樹進行噴藥，以最高推薦劑量的5倍(1 375 mg a.i./kg)為施藥劑量，于柑橘成熟采摘前35 d進行第1次施藥，間隔7 d后進行第2次施藥，共施藥2次，采樣安全間隔期為28 d。柑橘果品采收后即刻專車運至本實驗室加工試驗車間，并立即加工。

1.4 加工工藝流程與采樣點

柑橘汁加工過程在國家柑桔工程技術(shù)研究中心中試車間完成，整個加工流程與橙汁商業(yè)化加工過程相同，工藝流程及取樣點如下：

工藝流程：

選果→清洗→分級→榨汁→精濾→脫氣→殺菌→裝罐→密封→貯藏

圖1 柑橘汁加工取樣點Fig.1 Sample points of citrus juice processing注:為取樣點

加工過程共設(shè)計9個取樣點，含原料果(全果、果肉)、清洗果(全果、果肉)、初榨柑橘汁、精濾柑橘汁、非濃縮還原(not from concentrate，NFC)柑橘汁、濃縮柑橘汁、柑橘皮渣(濕)、油水混合物、柑橘皮精油11種基質(zhì)樣品，在加工過程中，對獲得的不同加工產(chǎn)品進行取樣，每種加工產(chǎn)品采集3個平行樣品，將采集樣品放在-18 ℃下冰柜低溫保存待測。

1.5 檢測方法

1.5.1 樣品前處理

采用本實驗室優(yōu)化驗證的QuEChERS方法：稱取樣品5.00 g(皮精油稱取2.50 g，加入2.5 mL水后搖勻)于25 mL離心管中，加入10.00 mL 1%乙酸乙腈，超聲提取15 min，加入2.00 g無水硫酸鎂和0.50 g氯化鈉，垂直振蕩1 min后，10 000 r/min離心5 min。移取2.00 mL上清液于裝有50 mg PSA的5 mL離心管中，渦旋1 min后以3 000 r/min離心5 min，取上清液經(jīng)0.22 μm有機濾膜過濾，待測。

1.5.2 色譜條件

色譜柱：Agilent ecipse plus C18(50 mm×2.1 mm，1.8 μm)；柱溫：40 ℃；進樣量：2 μL；流動相A：水(含0.1%甲酸)；流動相B：甲醇。梯度洗脫6 min，其中，0～2 min，流動相A與流動相B的體積比(VA∶VB)為9∶1；2～6 min，流動相A與流動相B的體積比(VA∶VB)為1∶9。

1.5.3 質(zhì)譜條件

采用電噴霧離子源(ESI，其中阿維菌素為正離子模式、氟啶胺為負離子模式)掃描方式和多反應(yīng)離子監(jiān)測模式(MRM)；干燥氣溫度250 ℃，干燥氣流速14 L/min；氮氣壓力207 kPa；鞘氣溫度375 ℃；鞘氣流速12 L/min；毛細管電壓4 000 V；噴嘴電壓500 V；ifunnel 高200 V，低100 V；MRM質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 阿維菌素和氟啶胺的質(zhì)譜參數(shù)Table 1 MS/MS parameters for abamectin and fluazinam

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel和SPSS 25.0對數(shù)據(jù)進行處理和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法驗證

采用改進的QuEChERS-UPLC-MS/MS技術(shù)，建立了柑橘全果、果肉、皮渣(濕)、初榨汁、精濾汁、NFC柑橘汁、濃縮汁、油水混合物及皮精油基質(zhì)中阿維菌素和氟啶胺的殘留分析方法。結(jié)果表明，氟啶胺和阿維菌素在0.002 5～0.5 mg/L 質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，峰面積與濃度間線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.99。

通過向不同樣品空白基質(zhì)中加標，得到阿維菌素和氟啶胺的回收率及精密度。氟啶胺加標水平為0.01、0.2、5.0 mg/kg，阿維菌素加標水平為0.01、0.02、2.0 mg/kg，每個添加水平重復(fù)5次。結(jié)果表明氟啶胺的平均回收率為68.6%～109.1%，相對標準偏差(RSD)為0.4%～16.8%，阿維菌素平均回收率為72.9%～101.7%，RSD為1.6%～13.6%，以最低加標濃度為方法定量下限(LOQ)，2種農(nóng)藥的LOQ均為0.01 mg/kg。

該方法的準確度和精密度均滿足NY/T 788—2018《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗準則》對殘留檢測分析的要求，適合于不同柑橘加工產(chǎn)品中阿維菌素和氟啶胺的殘留檢測。

2.2 柑橘加工樣品中阿維菌素和氟啶胺的殘留

2.2.1 清洗前柑橘全果和果肉中的農(nóng)藥殘留

清洗前全果于柑橘加工榨汁試驗開始前當(dāng)天取樣，平行取樣3次，分別制備全果和果肉樣品，并對全果和果肉樣品中的阿維菌素和氟啶胺進行殘留檢測。由表2檢測結(jié)果可知，在重慶和湖南2個試驗點的柑橘全果均有阿維菌素和氟啶胺的殘留，且其含量均高于LOQ，保證了該試驗結(jié)果的可接受性和準確性[7]。

表2 柑橘及加工產(chǎn)品中阿維菌素和氟啶胺的殘留量 單位：mg/kg

2.2.2 清洗后柑橘全果和果肉中的農(nóng)藥殘留

將柑橘果實浸泡在洗果池中鼓泡清洗5 min后，采集清洗果，并制備成全果和果肉樣品進行檢測。由表2可知，清洗可不同程度地降低氟啶胺和阿維菌素在柑橘全果和果肉中的殘留，經(jīng)清洗后，本試驗全果中氟啶胺和阿維菌素的殘留量明顯降低，這是由于農(nóng)藥主要殘留在柑橘果皮中[18]，清洗可以有效降低果皮表面的農(nóng)藥殘留，從而降低全果中農(nóng)藥的殘留量。由表2可知，清洗后果肉樣品中的殘留量也發(fā)生了變化，這可能是因為果肉樣品是經(jīng)人工去皮獲得，往往會使殘留在果皮上的農(nóng)藥污染果肉[19]，因此在清洗后，果肉受到果皮的污染程度降低，其殘留量也會降低，而湖南試驗點清洗果肉中的氟啶胺略高于未清洗果肉可能是受到果皮的污染嚴重而導(dǎo)致的。清洗對農(nóng)藥殘留去除的效果取決于農(nóng)藥的水溶性、殘留部位、殘留時間等[20-21]，且無內(nèi)吸性的農(nóng)藥容易通過清洗的方式去除[22]，本試驗中阿維菌素和氟啶胺為基本無內(nèi)吸性的農(nóng)藥，可通過清洗的方式有效去除。

2.2.3 柑橘汁中的農(nóng)藥殘留

清洗后的柑橘全果采用JBT全果榨汁機進行壓榨得到初榨柑橘汁，2個試驗點的初榨汁中氟啶胺和阿維菌素的殘留量相比清洗后全果中的殘留量均顯著降低，這是由于農(nóng)藥在果汁、果肉和果渣中的分配性質(zhì)不同，大部分農(nóng)藥容易分布在果渣和果肉中，而較難轉(zhuǎn)移到果汁中[23-24]。本試驗初榨汁中氟啶胺在2個試驗點的平均殘留量降低到了0.275 mg/kg和0.101 9 mg/kg，而阿維菌素的殘留量均低于LOQ，表明榨汁可以顯著降低柑橘中的農(nóng)藥殘留。LI等[8]認為榨汁過程中農(nóng)藥殘留量的下降與農(nóng)藥的水溶性成反比，水溶性越大的農(nóng)藥在榨汁過程中下降越少，而RASMUSSSEN等[25]認為降低水平與農(nóng)藥的水溶性無關(guān)，由本試驗結(jié)果來看，榨汁過程中農(nóng)藥的降低與農(nóng)藥水溶性關(guān)系不大。由于中度到高度親脂性的農(nóng)藥很難轉(zhuǎn)移到果汁中，果肉中通常會保留一些親脂性的農(nóng)藥殘留物，毛雪飛[26]認為可通過離心或過濾等澄清操作來減少這些農(nóng)藥殘留，而OLIVA等[27]在研究時發(fā)現(xiàn)，過濾對消除葡萄酒中的農(nóng)藥殘留幾乎沒有貢獻，本試驗經(jīng)精濾后的柑橘汁中，氟啶胺和阿維菌素的降低程度很小，這與OLIVA等的研究結(jié)果相吻合。

精濾汁經(jīng)殺菌后得到NFC柑橘汁，由于熱殺菌過程受溫度的影響，一些熱敏性的農(nóng)藥容易降解，使得殺菌可在一定程度上減少農(nóng)藥的殘留，且溫度越高、時間越長，對農(nóng)藥殘留的去除效果越好[20]，但高溫瞬時殺菌因殺菌時間太短，對農(nóng)藥殘留的去除影響不大[26]。本試驗采用的是高溫瞬時殺菌技術(shù)(溫度為100 ℃，時間為30 s)，時間較短，水分散失較少，對農(nóng)藥殘留的去除效果不大。而湖南試驗點經(jīng)殺菌后的NFC柑橘汁中氟啶胺的殘留略高于精濾汁，在李云成[19]的研究中也有類似情況，這可能是由于果汁濃度的原因?qū)е罗r(nóng)藥殘留略有增加[20]。

將NFC柑橘汁濃縮后得到濃縮汁，由表2可知，濃縮汁中氟啶胺和阿維菌素的殘留量相比NFC柑橘汁中的殘留量明顯增加。由于長時間的高溫處理，濃縮會使果汁中的水分散失較多，并伴隨一些熱敏性農(nóng)藥的揮發(fā)或水解[7,28]，氟啶胺和阿維菌素的熱穩(wěn)定性較高，在本試驗的濃縮條件[采用三效四體降膜蒸發(fā)器對果汁進行濃縮，濃縮一效溫度(即進料溫度)為107 ℃，二到三效溫度為50～60 ℃]下，未造成其殘留量的損失，使得濃縮汁中農(nóng)藥殘留水平升高。但濃縮汁主要作為市售果汁產(chǎn)品的原料，在出售前會加水稀釋，因此還原柑橘汁中的農(nóng)藥殘留量還會進一步降低。

2.2.4 柑橘皮渣中的農(nóng)藥殘留

柑橘皮渣是在榨汁機皮渣出口采集的濕皮渣，經(jīng)過榨汁過程的皮肉分離和精濾過程的汁肉分離都使得果汁中的農(nóng)藥殘留顯著降低，果渣中的農(nóng)藥殘留水平相對較高，并可能會在干燥過程中進一步增加[29]。柑橘皮中存在多種生物活性物質(zhì)，可用于食品、化妝品、制藥行業(yè)等[30-31]，因此對柑橘果渣中農(nóng)藥的殘留研究具有重要的意義。本試驗中2個試驗點的柑橘皮渣中氟啶胺和阿維菌素的殘留量較清洗后柑橘全果中的殘留量顯著降低，這可能是由于榨汁時用噴淋水對榨汁機進行噴淋，一些農(nóng)藥被帶去了油水混合物中，而使得果渣中的殘留量降低，這與LI[18]關(guān)于多菌靈在柑橘果渣中殘留情況的研究結(jié)果相似。

2.2.5 柑橘皮精油中農(nóng)藥的殘留

在榨汁時用噴淋水對榨汁機進行噴淋以減少果汁中的油胞味，從而得到大量的油水混合物，將收集的油水混合物泵入一級離心機中進行分離，得到含雜質(zhì)和水分較多的粗油即為柑橘皮精油。由表2可知，本試驗中柑橘皮精油中阿維菌素和氟啶胺的殘留量顯著高于其他加工產(chǎn)品組分中的殘留量，這是因為柑橘皮精油富含的活性成分d-苧烯具有良好的溶解性，使農(nóng)藥易穿過果皮表層而殘留在果皮組織中，從而導(dǎo)致皮精油中農(nóng)藥的殘留量顯著升高[17,32]。

2.3 加工因子

加工因子即加工后農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留量與初級農(nóng)產(chǎn)品或原材料中農(nóng)藥殘留量的比值[33]，若加工因子小于1，則說明加工過程中農(nóng)藥殘留水平降低，反之則表示殘留水平升高。從表3中可以看出，柑橘汁商業(yè)化加工的不同過程，農(nóng)藥殘留的加工因子也各不相同，除柑橘皮精油外，所有加工產(chǎn)品的加工因子均小于1，表明除皮精油外，其余加工過程均可降低氟啶胺和阿維菌素的殘留水平，而在皮精油中氟啶胺的加工因子分別為5.217和5.669，阿維菌素的加工因子分別為28.791和30.590，均大于1，這是因為氟啶胺和阿維菌素容易溶解在精油中，故在皮精油中發(fā)生了較高的富集效應(yīng)，導(dǎo)致柑橘皮精油中的農(nóng)藥含量顯著升高，加工因子增大。

表3 柑橘加工產(chǎn)品中氟啶胺和阿維菌素的加工因子Table 3 The PF of fluazinam and abamectin in citrus and its products

3 結(jié)論

柑橘汁加工的不同過程對農(nóng)藥殘留的去除效果不同，除皮精油加工外，其余加工過程均可有效降低氟啶胺和阿維菌素的殘留，且榨汁是降低農(nóng)藥殘留最有效的過程；2種農(nóng)藥均在皮精油中發(fā)生富集效應(yīng)，加工因子遠大于1。為此，我們建議消費者在鮮食柑橘時，應(yīng)先清洗后再食用，在使用柑橘皮精油時應(yīng)考慮其安全性，可用蒸餾、萃取和吸附等方法降低農(nóng)藥在精油中的殘留。