不同貯藏方式對油麥菜體內多環芳烴含量的影響

孫俏建，龍明華, ，喬雙雨，何嘉楠，趙體躍，何剛健，梁勇生

（1.廣西大學農學院，廣西南寧 530004；2.南寧市農業科學研究所，廣西南寧 530021）

多環芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）是一類持久性有機污染物，根據環數不同可分為低環PAHs（2～3環）、中環PAHs（4環）、高環PAHs（5～6環），因其具有高度“致癌、致畸、致突變”性質被人們熟知，研究表明PAHs還可造成DNA損傷、生殖毒性、神經發育毒性等健康問題[1-3]。迄今已發現 400 余種PAHs，其中16種被美國環保局規定為環境優先監測污染物，我國也將其中7種列入環境污染物名單[4]。研究表明，PAHs 通過飲水和食物攝入人體為其主要的暴露途徑之一，長期食用含有PAHs的食物對健康將產生潛在威脅[5]。蔬菜作為膳食主要組成之一，是人們維生素、無機鹽等物質的主要來源，隨環境中PAHs污染加劇，蔬菜在生長過程中不可避免受到PAHs污染，對農產品質量安全產生極大威脅，目前關于蔬菜體內PAHs的研究集中在蔬菜的生長脅迫和吸收積累特征[6-9]。但蔬菜從采摘到食用還需經過不同貯藏、運輸和加工工序，此過程也是影響蔬菜體內PAHs累積變化的重要階段，目前常用的貯藏保鮮技術主要包括冷藏保鮮、保鮮膜保鮮和保鮮劑保鮮。冷藏保鮮是以降低貯藏環境和果蔬本身溫度，延緩衰老的措施，該保鮮技術主要利用低溫抑制微生物代謝速度，減緩酶反應和呼吸作用，延長貨架期[10-12]；保鮮袋包裝，主要依靠氣調作用，調節O2和CO2的含量比例，保持極值和閾值參數，減緩果蔬自身呼吸代謝，又能防止病蟲損傷，營造相對隔絕空間[13-15]；保鮮劑處理，主要分為天然和化學兩種試劑，天然保鮮劑通過破壞微生物細胞膜、抑制酶活性、殺滅微生物等，降低蔬菜霉變率，減少水分和營養成分散失，達到保鮮目的[16-17]，化學保鮮劑中H2O2和臭氧，通過產生強氧化性的負氧離子，分解果蔬貯藏時產生的乙烯，鈍化酶活性，減緩果蔬呼吸作用，降低營養物質消耗[18-19]。有機合成農藥與PAHs均屬有機污染物，通過附著和轉移的方式導致蔬菜污染，并且兩者的理化性質相似。通過總結果蔬在貯藏期間農殘變化研究得出，果蔬與土壤及其它環境介質相比，本身基質及體內生物作用影響差異顯著，貯藏期間營養物質消耗、水分蒸發、活性氧升高、膜脂過氧化等一系列代謝反應，都使得農藥等有機污染物的降解速度提高數十倍，大大降低其半衰期[20-22]。如今于采后蔬菜體內PAHs含量隨貯藏方式不同的變化規律，文獻中尚未報道，故借鑒農殘隨貯藏變化的研究方法開展試驗。

本試驗以美國環保局規定的16種PAHs為目標化合物，以油麥菜（Lactuca sativavar longifoliaf.）為試驗對象，分別采用25 ℃貯藏、低溫冷藏、保鮮袋包裝、保鮮劑處理等手段處理，通過高效液相色譜儀檢測油麥菜體內PAHs含量，分析PAHs殘留量隨貯藏溫度、貯藏時間、保鮮方式的動態變化，為完善蔬菜貯藏期間的食用安全健康評價提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

油麥菜 采摘于（廣西大學）蔬菜實驗基地，選擇大小均一、無機械損傷的植株地上部分作為試驗材料；正己烷、二氯甲烷 色譜純，天津市大茂化學試劑廠；乙腈 色譜純，美國 Thermo Fisher 公司；弗羅里硅土柱 6 mL 德國 Simon Aldrich 公司；殼聚糖、草酸、過氧化氫、無水硫酸鈉 均為分析純，國藥化學試劑有限公司；PAH MIX 16包括（2環-萘（NAP），3環-苊烯（Acy）、苊（Ace）、芴（Flu）、菲（PHE）、蒽（Ant），4環-熒蒽（FLA）、芘（Pyr）、苯并[a]蒽（BaA）、屈（Chr），5環-苯并[b]熒蒽（BbF）、苯并[k]熒蒽（BkF）、苯并[a]芘（BaP）、二苯并[a,h]蒽（DBA），6環-苯并[g,h,i]芘（BPF）、茚并[1,2,3-c,d]芘（IPY）） 上海安譜實驗科技股份有限公司。

Waters-e2695，2998高效液相色譜儀 美國Waters公司；TW323L電子精密天平 日本島津公司；SUPELCOSILTMLC-PAH 液相色譜柱 美國Supelco公司；YL-080S 超聲波清洗機 深圳市語路清洗有限公司；RE-52A旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠；3K15高速冷凍離心機 德國Sigma公司；ZGDCY-12干式氮吹儀 上海梓桂儀器有限公司；L18-YL08打漿機 九陽股份有限公司；Vortex-Genie2渦旋混勻器 美國 Scientific Industries 公司；聚乙烯保鮮膜 脫普日用化學品有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 采摘同批次樣品中長勢相同的油麥菜，去除根須、腐壞和黃葉片，分別通過25 ℃貯藏、保鮮袋密封下25 ℃貯藏、4 ℃冷藏、保鮮袋密封下4 ℃冷藏、15 ℃冷藏、保鮮袋密封下15 ℃冷藏、5 mmol·L-1過氧化氫噴灑后15 ℃冷藏、5 mmol·L-1草酸噴灑后15 ℃冷藏8種貯藏方式處理。其中冷藏處理貯藏期為10 d，25 ℃處理貯藏期為5 d，每24 h分別取樣3棵打成勻漿，置于-40 ℃冰箱保存。

1.2.2 油麥菜體內PAHs的提取和檢測 蔬菜體內PAHs提取檢測工藝參照文獻[23]。將采集的蔬菜樣品制備勻漿，以正己烷為提取劑，采用超聲波重復提取3次，選擇35%的硫酸進行磺化處理，去除樣品中的色素、脂肪酸等雜質干擾，再以固相萃取法進行凈化[24]。高效液相色譜儀器條件：色譜柱為PAHs專用柱（SUPELCOSILTMLC-PAH，250 mm×4.6 mm, 5 μm），Waters-e2695，2998紫外檢測器檢測波長為254 nm，柱溫30 ℃，進樣體積10 μL，流動相為乙腈和水，采用梯度洗脫，流速變化的方法分離16種PAHs。樣品中16種目標化合物通過色譜圖上化合物的保留時間定性，以外標法定量，用6個標樣繪制標準曲線，得出16 種PAHs的線性方程相關系數均大于 0.99，檢出限為0.58～6.25 μg·kg-1，相對偏差標準偏差為0.06%～5.68%，加標回收率為70.01%～139.23%，該檢測方法精密度高、重現性好。

1.3 數據處理

采用Empower 3工作站處理PAHs檢測結果，GraphPad prism 8 處理圖表。

2 結果與討論

2.1 不同貯藏溫度條件下油麥菜體內PAHs含量變化

2.1.1 25、15和4 ℃貯藏下油麥菜體內PAHs含量變化 由圖1～圖4知，在25 ℃貯藏條件下油麥菜體內∑PAHs（16種PAHs總和）含量呈現持續下降趨勢，且下降速度較快，下降率為50.78%，最終殘留量為676.27 μg·kg-1；各環PAHs含量隨貯藏時間顯著降低（P＜0.05），下降速度順序為，2環＞ 3環＞ 5環＞4環＞ 6環，下降了24.14%～67.50%；在15 ℃冷藏處理下，油麥菜體內∑PAHs含量隨貯藏時間大幅降低，最終殘余量為526.46 μg·kg-1；各環PAHs下降了38.37% ～ 80.64%，下降率順序為3環＞2環＞4環＞6環＞5環，貯藏前期僅有2、3環PAHs含量顯著下降（P＜0.05），4 d后各環均持續降低；在4 ℃貯藏處理下，油麥菜體內∑PAHs含量持續降低，但下降速度遠低于25 ℃貯藏，下降了46.37%，最終殘余量為736.90 μg·kg-1；各環PAHs下降了19.04%～70.04%，下降速度順序為3環＞2環＞4環＞5環＞6環。在25、15和4 ℃冷藏處理下油麥菜體內∑PAHs含量在儲藏期呈現持續下降的變化趨勢，各環PAHs含量變化趨勢與∑PAHs含量變化趨于一致，低環PAHs含量下降速度較快，油麥菜體內PAHs最終殘余量大小順序為：4 ℃加保鮮袋＞25 ℃加保鮮袋＞15 ℃加保鮮袋。

圖1 25 ℃貯藏下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.1 Changes of PAHs contents in Lactucasativa stored at 25 ℃

圖2 15 ℃貯藏下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.2 Changes of PAHs contents in Lactuca sativa stored at 15 ℃

圖3 4 ℃貯藏下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.3 Changes of PAHs content in Lactuca sativa stored at 4 ℃

圖4 25 、15 、4 ℃貯藏下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.4 Changes of PAHs contents in Lactuca sativa stored at 25, 15, 4 ℃

2.1.2 保鮮袋處理25、15和4 ℃冷藏條件下油麥菜體內PAHs的含量變化 由圖5～圖8知，在25 ℃貯藏及保鮮袋處理下，油麥菜體內∑PAHs含量在貯藏期間先上升，貯藏1 d后達到最高1619.56 μg·kg-1，之后開始下降，最終殘留量為1026.13 μg·kg-1；各環PAHs下降了9.51%～29.95%，下降率順序為3環＞5環＞2環＞6環＞4環；在15 ℃冷藏及保鮮袋處理下，油麥菜體內∑PAHs含量在貯藏期呈現先升后降的趨勢，第2 d達到最高值1653.33 μg·kg-1后開始下降，最終下降了35.54%，殘余量為885.70 μg·kg-1；各環PAHs含量隨時間變化趨勢與∑PAHs相近，且表現出隨環數增高，達到積累最高值的時間越長，下降了 -0.04%～57.92%，下降率順序為3環＞4環＞2環＞5環＞6環，其中2環和4環最終下降率接近；在4 ℃冷藏及保鮮袋處理下，油麥菜體內∑PAHs含量先升高至1597.61 μg·kg-1后持續降低，下降率為25.90%，最終殘余量為1018.20 μg·kg-1；各環PAHs含量下降了2.34%～52.61%，下降率順序為3環＞2環＞5環＞4環＞6環，且以2和3環PAHs含量變化為主。在25、15和4 ℃冷藏-保鮮袋處理下油麥菜體內∑PAHs含量在儲藏期呈現先升高然后降低的變化趨勢，各環PAHs含量變化趨勢與∑PAHs含量變化趨于一致，3環PAHs含量下降比率最大，油麥菜體內PAHs最終殘余量大小順序為：25 ℃加保鮮袋＞4 ℃加保鮮袋＞15 ℃加保鮮袋。

圖5 25 ℃冷藏-保鮮袋處理下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.5 Changes of PAHs content in Lactuca sativa under 25 ℃cold storage and fresh-keeping bag treatment

圖6 15 ℃冷藏-保鮮袋處理下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.6 Changes of PAHs content in Lactuca sativa under 15 ℃cold storage and fresh-keeping bag treatment

圖7 4 ℃冷藏-保鮮袋處理下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.7 Changes of PAHs content in Lactuca sativa under 4 ℃cold storage and fresh-keeping bag treatment

圖8 25、15、4 ℃冷藏-保鮮袋處理下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.8 Changes of PAHs contents in Lactuca sativa under 25,15, 4 ℃ cold storage and fresh-keeping bag treatment

2.1.3 15 ℃冷藏條件下不同處理的油麥菜體內PAHs含量變化 由圖9～圖11可知，在15 ℃冷藏及過氧化氫處理下，油麥菜體內∑PAHs含量在貯藏期呈現持續下降趨勢，前5 d下降速度較快，下降了9.89%，而后速度變緩，最終殘留量為350.13 μg·kg-1；各環PAHs下降了53.06%～89.06%，下降率順序為3環＞2環＞4環＞6環＞5環，其中低中環PAHs含量變化均呈現先快后慢的趨勢，含量變化顯著（P＜0.05），高環PAHs含量貯藏前期未顯著降低；在15 ℃冷藏及草酸處理下，油麥菜體內∑PAHs含量隨貯藏時間下降了4.36%，相對無處理和過氧化氫處理速度較慢，最終殘余量為775.69 μg·kg-1；各環PAHs下降了8.25%～61.68%，下降率順序為3環＞2環＞4環＞5環＞6環。在15 ℃冷藏下四種不同處理方式中，除保鮮袋處理∑PAHs含量變化趨勢呈現先升高后降低以外，其余三種處理方式∑PAHs含量都呈現持續下降的趨勢，各環PAHs含量的變化趨勢與∑PAHs含量變化保持一致，低環PAHs變化速度較快，變化趨勢最大；在四種處理方式中，過氧化氫處理中PAHs含量下降速度最快，下降比率最大，殘留量最低，最終油麥菜體內∑PAHs殘余量大小順序為：15 ℃+保鮮袋＞15 ℃+草酸＞15 ℃未處理＞15 ℃+過氧化氫。

圖9 15 ℃冷藏-過氧化氫處理下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.9 Changes of PAHs content in Lactuca sativa under 15 ℃storage and H2O2 treatment

圖10 15 ℃冷藏-草酸處理下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.10 Changes of PAHs contents in Lactuca sativa under 15 ℃ cold storage and oxalic acid treatment

圖11 15 ℃冷藏不同處理下油麥菜體內PAHs含量變化Fig.11 Changes of PAHs in Lactuca sativa under different treatments at 15 ℃

2.2 討論

通過比較25 ℃貯藏、15 ℃冷藏、4 ℃冷藏下油麥菜體內PAHs含量變化得出，PAHs含量變化隨貯藏時間增加和貯藏溫度升高而顯著降低（P＜0.05），此結論與仇微對于蘋果中苯醚甲環唑的降解規律、劉娜對于草莓在不同貯藏條件下粉唑醇的殘留研究以及盧植新咪鮮胺在芒果中隨貯藏時間變化規律結果一致[25-27]。三種貯藏方式下PAHs含量下降率分別為50.74%、61.69%、46.37%，以15 ℃冷藏處理的PAHs殘留量最低。分析原因，這是由于貯藏溫度越高，越能引起膜脂過氧化和膜蛋白的聚合與交聯，致使膜蛋白的結構和功能發生變化而失活，增加膜透性，促使油麥菜體內PAHs逸出，提高揮發量；低溫貯藏可以抑制油麥菜中微生物代謝速度，維持抗氧化酶活性，減少氧化自由基的產生，從而起到降低代謝水平的目的，使得PAHs的降解能力下降；比較15 ℃冷藏和25 ℃貯藏下PAHs下降率，主要受貯藏時間影響。

將油麥菜以保鮮袋包裝后，分別在25、15和4 ℃條件下進行貯藏，通過比較PAHs含量變化規律得出：在貯藏期間油麥菜體內PAHs含量隨時間均表現為先升高后降低，且以2、3環PAHs變化最顯著；PAHs含量分別在貯藏1、2、3 d后達到最大值，隨貯藏溫度降低，PAHs增加速度減慢；PAHs下降速率為9.16%、5.80%、5.18%，隨貯藏溫度降低，下降速率減緩，其中15和4 ℃差異較小。分析原因，這是因為蔬菜儲藏開始階段，蔬菜的蒸騰作用較強，失水作用導致單位PAHs含量增加，低溫和保鮮袋的處理方式可以通過抑制呼吸作用和代謝水平來減緩了PAHs的降解速率和低環PAHs的揮發速率，蒸騰作用占主導地位，從而使油麥菜在儲藏的開始階段PAHs含量呈上升趨勢；當PAHs含量達到最高點后，蔬菜蒸騰作用降低，代謝水平開始增加，PAHs的降解和低環PAHs的揮發開始起主導作用，使油麥菜中PAHs含量開始下降。三種儲藏方式下PAHs含量達到最高點的時間點不一樣是因為低溫抑制呼吸作用和PAHs的揮發，所以儲藏溫度越低，到達最高點的時間越長。

在15 ℃冷藏條件下，比較油麥菜體內PAHs下降率得出，H2O2處理＞無處理＞草酸處理＞保鮮袋處理。分析原因，以H2O2溶液為保鮮劑，通過產生活性氧鈍化酶活性，降低失重率，同時也會與PAHs發生氧化還原反應減少殘留量，貯藏后期下降速度逐漸減緩，主要由于H2O2隨時間逐漸消解，PAHs的降解主要依靠其代謝水平[28]。以外源草酸為保鮮劑，因其較強的抗氧化能力，減少貯藏過程中產生的活性氧自由基，降低膜脂過氧化，保持膜的完整性，抑制PAHs的逸出；降低蔬菜中pH值，對部分霉菌和致病菌產生抑制作用，此處理降低了油麥菜在貯藏中的代謝作用，減少因營養物質分解成簡單物質而放出的熱量，延長貯藏期，同時也延緩了PAHs的降解，使其下降率較低[29-30]。保鮮膜主要通過氣調作用，調節O2和CO2比例，減緩自身呼吸代謝，降低衰老激素釋放，抑制微生物增長，降低失重率，保持蔬菜商品性。使用密閉的保鮮袋包裝油麥菜除降低代謝作用外，也可造成密閉空間，使PAHs不易擴散與揮發，降低其下降率[31]。不同貯藏處理下油麥菜體內PAHs含量變化以2、3環變化最顯著，4環次之，5、6環幅度最低，低環PAHs與中高環PAHs相比，生物活性更高，在油麥菜中易與酶和自由基等物質反生反應，低環PAHs辛醇-水分配系數低，更易從蔬菜中逸出而揮發[32-33]。

3 結論

未處理油麥菜分別在25、15和4 ℃條件下貯藏，其中PAHs含量變化隨貯藏時間和貯藏溫度升高而顯著降低，貯藏結束時PAHs最終下降率分別為50.74%、61.69%、46.37%，以15 ℃冷藏處理組下降幅度最大。經保鮮袋包裝處理的油麥菜，分別在25、15和4 ℃件下貯藏，均表現在貯藏前期PAHs含量上升，增長速度隨溫度升高而加快；PAHs 含量變化以低環PAHs為主，中高環次之；在15、4 ℃條件下貯藏，油麥菜中PAHs含量下降速率相近，低于25 ℃貯藏。在15 ℃冷藏下，不同保鮮方式處理后油麥菜體內PAHs含量下降率順序為：H2O2處理＞無處理＞草酸處理＞保鮮袋處理。不同貯藏條件下油麥菜體內PAHs含量均表現為，2、3環PAHs變化最顯著，4環次之，5、6環幅度最低。