吡蚜酮在馬鈴薯中的殘留與膳食風險評估

郎乾 郭慶 張利輝 吳小虎 徐軍 潘興魯 董豐收 鄭永權

關鍵詞

馬鈴薯；吡蚜酮；殘留；膳食風險評估；水分散粒劑

2015年，我國啟動馬鈴薯主糧化戰略，馬鈴薯已成為我國第四大主糧作物。截至2018年，其播種面積達475.8萬hm2，年產量達1798.4萬t。然而，馬鈴薯生長過程中易受蚜蟲、蠐螬、馬鈴薯甲蟲Leptinotarsa decern.lineata、馬鈴薯瓢蟲等害蟲為害。其中，蚜蟲全國年均發生面積約60.6萬hm2，占蟲害發生總面積的23.3%；馬鈴薯甲蟲及馬鈴薯瓢蟲在局部地區發生較重。而且，我國馬鈴薯單位面積農藥施用次數高達17次，施用量為40.03kg/hm2，遠高于全國平均水平。因此，在馬鈴薯生長過程中需要合理使用農藥，以減少農藥殘留對人體的健康風險。

吡蚜酮為吡啶類殺蟲劑，因其具有高效、低毒、高選擇性、對環境安全等特點，廣泛用于多種農作物中防治蚜蟲、粉虱等刺吸式口器害蟲。相關研究發現，吡蚜酮對灰飛虱Laodelphax striatellus、苜蓿蚜蟲和薊馬、甘藍蚜Bre-oicoryne

brassiae、棉蚜Aphis gossypjj、麥蚜與蓮縊管蚜Rhopalosi-phurn. nymphaeae均具有良好的防效。另外，Chang等研究發現吡蚜酮長期施用可降低馬鈴薯甲蟲幼蟲的密度。同時，Yu等、唐俊等、錢訓等采用不同溶劑提取結合固相萃取凈化，UPLC-MS或HPLC檢測，構建了多種基質中吡蚜酮檢測方法。如：Yu等采用甲醇：水（4：1）提取樣品，經Clean-ert PCX色譜柱凈化，結合UPLC-MS/MS構建了茶葉中吡蚜酮殘留分析方法。然而，固相萃取技術操作繁瑣、有機溶劑使用量大，易污染環境。QuECh-ERS方法是一種操作簡單、節省時間并且成本低的一種前處理方法，廣泛應用于各種基質中殘留分析方法的開發。鮑鏖天等利用乙腈和水（2：1）提取樣品，無水MgS04和N-丙基乙二胺（PSA）凈化，HPLC-MS/MS檢測，構建了吡蚜酮在茶粉中的殘留分析方法。段婷婷等采用乙腈和氨水（10：3）提取樣品，35mg PSA和150mg無水MgS04凈化，QuEChERS結合HPLC建立了棉花和土壤中吡蚜酮的檢測方法。而且，基于以上檢測方法，已有相關研究報道了吡蚜酮在水稻、棉葉、芥藍、菠菜、辣椒、煙草、南瓜上的殘留消解及最終殘留。但吡蚜酮在馬鈴薯中殘留消解以及安全性評價尚未見報道。另外，庾琴等和陳小龍等研究發現光照、溫度、濕度及降水量顯著影響農藥降解速率。目前，吡蚜酮已在我國馬鈴薯中登記使用，但我國尚未制定吡蚜酮在馬鈴薯中的最大殘留限量（MRL）。國際上僅澳大利亞、韓國、歐盟、日本規定了馬鈴薯中的MRL值，分別為0.02、0.2、0.02mg/kg和0.05mg/kg。本研究在全國9大區域12個試驗點開展田間殘留試驗；明確馬鈴薯中吡蚜酮的殘留消解動態及最終殘留，為吡蚜酮在馬鈴薯上的合理使用，保障農產品質量安全提供數據支撐。

1材料與方法

1.1儀器與試劑

超高效液相色譜三重四級桿質譜串聯儀（UPLC-MS/MS） Waters TQD型，美國Waters公司；BSA224S-CW電子分析天平（精確到0.1mg）和BT25S電子分析天平（精確到0.01mg），德國Sar-torius公司；PL601-L電子天平（精確到0.1g），梅特勒一托利多常州公司；Thmorgan CK2000高通量組織研磨儀，北京托摩根生物科技有限公司；KH-500型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；F2102微型組織粉碎機，天津泰斯特公司；1-16型離心機，德國Sigma公司；HERAEUS MEGAFUGE 8型離心機，美國Thermo Scientific公司；G560E渦旋儀，美國Scientific industries公司。

吡蚜酮標準品（純度99%），購自北京勤誠亦信科技開發有限公司；50%吡蚜酮水分散粒劑由先正達（中國）投資有限公司提供。乙腈（色譜純）產自Fisher Chemical公司；乙腈（分析純）購自北京北化精細化學品有限公司；乙酸（分析純）、無水乙酸鈉（分析純）購自國藥集團化學試劑有限公司；十八烷基鍵合硅膠（C18）、0.22um濾膜購自天津博納艾杰爾科技有限公司。

1.2田間試驗設計

試驗分別于2016年5月-2017年10月在吉林省長春市吉林農業大學試驗田、山東省濰坊市昌樂縣朱劉鎮任瞳村開展2年2地田間試驗，2018年4月-9月在北京市通州區都縣鎮侯黃莊村、寧夏回族自治區銀川市賀蘭縣洪廣鎮金鑫村、甘肅省蘭州市榆中縣城關鎮甘肅省農業科學院榆中園藝試驗場、安徽省蕭縣圣泉鄉朱雙樓村、湖南省長沙市春華鎮龍王廟村、貴州省貴陽市花溪區久安鄉打通村、廣西壯族自治區南寧市隆安縣丁當鎮英敏村、青海省西寧市城北區二十里鋪農林科學院試驗田共計8地開展50%吡蚜酮水分散粒劑在馬鈴薯中的殘留試驗。每個試驗點設置試驗小區1個，空白對照區1個，每個小區面積至少50m2。按照制劑量30g／667m2（有效成分含量225g/hm2）分別于馬鈴薯最終收獲前28d和收獲前14d各施藥1次，葉面噴霧。于最后1次施藥后14、21d采集馬鈴薯塊莖作為吡蚜酮最終殘留測定樣品，其中2016年一2017年的試驗采集3份，2018年的試驗采集2份。同時2018年北京、寧夏、湖南、貴州4地最后1次施藥后2h，7、14、21、28d采集馬鈴薯塊莖作為吡蚜酮消解動態試驗樣品。

1.3分析方法

1.3.1儀器檢測條件

色譜條件：Acquity UPLC BEH HILIC色譜柱（100mm×2.1mm，1.7um，Waters）；柱溫：40℃;流速：0.3mL/min;進樣量：3uL;流動相：0.2%甲酸水、乙腈；梯度洗脫條件見表1。

質譜條件：電噴霧正離子電離模式（ESI+）；毛細管電壓：3.5kV；離子源溫度：150℃；脫溶劑溫度：350℃；脫溶劑氣流量：600L/h；錐孔氣流量：90L/h。多重反應監測檢測（MRM）詳細質譜參數如表2。在此條件下，吡蚜酮保留時間為1.62min。0.005mg/L吡蚜酮標準溶液的色譜圖見圖1b。

1.3.2樣品前處理方法

準確稱取馬鈴薯樣品10.0g，加入20mL 2%乙酸乙腈，振蕩提取45min，35℃超聲30min，加入5g無水乙酸鈉，振蕩5min，4000r/min離心5min。取1.5mL上清液至2mL裝有50mg C18凈化劑的離心管中，渦旋1min，5000 r/min離心5min，上清液經0.22um有機濾膜過濾，待測。

1.3.3標準曲線繪制

準確稱取0.01010g吡蚜酮標準品，用乙腈配制成100 mg/L吡蚜酮儲備液，再用乙腈稀釋成0.5、0.1、0.05、0.01、0.005 mg/L的工作標準溶液。以吡蚜酮定量離子峰面積（y）和質量濃度（z）為坐標繪制溶劑標準曲線。

1.3.4添加回收試驗

準確稱取10.0g空白馬鈴薯均質樣品，分別添加0.01、0.1mg/kg和1mg/kg 3個水平吡蚜酮標準溶液進行添加回收試驗，每個水平設置5個重復。添加吡蚜酮標準溶液后靜置30min以上，再按照1.3.2的方法進行前處理，按照1.3.1進行UPLC-MS/MS檢測，計算添加回收率和相對標準偏差（RSD）。

1.3.5膳食風險評估

根據規范殘留試驗中值（STMR/STMR-P）或最大殘留限量（MRL），計算農藥的國家估算每日攝入量（NEDI）和風險商（RQ）。NEDI=∑[STMRz（STMR-P）×F：l;RQ一（NEDI/ADI×）×100%。式中，STMRi：為農藥在某種食品中的規范殘留試驗中值（mg/kg）；STMR-p為采用加工因子校正后的規范殘留試驗中值（mg/kg）；Fi為一般人群對該食品的消費量（kg）; bw為體重（kg），中國人均體重按63kg計；ADI為農藥的每日允許攝入量（mg/kg），根據《食品中農藥殘留風險評估指南》，在計算NEDI時，如果沒有合適的STMR值或STMR-Pi值，可直接采用相應的MRL值代替。當RQ≤100%時，認為該農藥殘留對一般人群健康的影響在可接受的風險水平，且比值越小，風險越低。

2結果與分析

2.1方法驗證

用添加回收試驗評價殘留分析方法的準確度和精密度。由表3可知，添加水平為0.01、0.1、1mg/kg時，馬鈴薯樣品中吡蚜酮的平均回收率為75%～85%，相對標準偏差（RSD）為3%-8%。溶劑標準曲線在0.005～0.5mg/L范圍內線性關系良好，R2>0.9955。另外，定量限（LOQ）為0.01mg/kg。均符合《農作物中農藥殘留試驗準則》（NY/T788-2018）的要求，可用于馬鈴薯樣品中吡蚜酮的殘留檢測。0.01mg/kg添加回收試驗樣品譜圖見圖1c。

2.2田間試驗結果

2.2.1吡蚜酮在馬鈴薯上的消解動態

2018年北京、寧夏、湖南、貴州等4地試驗表明，50%吡蚜酮水分散粒劑按有效成分225g/hm2施藥2次，最后1次施藥后2h吡蚜酮平均原始沉積量均<0.01mg/kg，施藥后7、14、21、28d吡蚜酮殘留量也均<0.01mg/kg。

2.2.2吡蚜酮在馬鈴薯上的最終殘留量

2016年-2018年12地的試驗結果表明，50%吡蚜酮水分散粒劑按照有效成分225g/hm2施藥2次，采收間隔期為14d時，吡蚜酮在馬鈴薯中殘留試驗中值（STMR）<0.01mg/kg、最高殘留值（HR）為0.018mg/kg;采收間隔期為21d時，吡蚜酮在馬鈴薯中殘留試驗中值（STMR） <0.01mg/kg、最高殘留值（HR）為0.012mg/kg（表4）。

2.3吡蚜酮的膳食攝入風險評估

GB 2763-2021《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量》中規定吡蚜酮的ADI值為0.03mg/kg。目前，吡蚜酮在水稻、小麥、菠菜、黃瓜、茶、棉籽、玉米、桃、馬鈴薯等9類21種作物上登記。距離最后1次施藥21d，馬鈴薯中吡蚜酮規范殘留試驗中值為0.01mg/kg。參考限量值取相應的MRL值，若中國沒有相應的MRL值，則依次選取CAC、美國、澳大利亞、韓國、歐盟或日本等的MRL值。除了馬鈴薯中參考限量為試驗殘留中值外，其他登記作物的參考限量均采用MRL值。從表5中可知，吡蚜酮的國家估算每日攝人量（NEDI）為1.6339mg/kg，占吡蚜酮每日允許攝人量1.89mg/kg的86.4%，說明采用50%吡蚜酮水分散粒劑按照推薦劑量30g／667m2（有效成分225g/hm2）施藥2次，通常不會對一般人群健康產生不可接受的風險。

3結論與討論

本試驗基于QuEChERS提取、C18凈化結合UPLC-MS/MS檢測建立了吡蚜酮在馬鈴薯中的殘留分析方法。馬鈴薯樣品中吡蚜酮在3個添加濃度下的平均回收率為75%～85%，相對標準偏差為3%～8%。可滿足NY/T 788《農作物中農藥殘留試驗準則》農藥殘留分析要求，方法確立的吡蚜酮LOQ均為0.01mg/kg，為50%吡蚜酮水分散粒劑在馬鈴薯田的安全使用提供了依據，可應用于吡蚜酮在馬鈴薯田間樣品的檢測。QuEChERS方法前處理簡單快速、精確靈敏，已成功用于監測糧食作物、油料作物、蔬菜、水果及動物源食品中吡啶類、新煙堿類、有機磷類等多種農藥的殘留。而且，該前處理方法正逐步應用于國家標準中農藥的檢測。

農藥的降解與溫度、濕度、pH等環境條件密切相關。庾琴等研究發現，吡蚜酮在油菜葉中的消解速度隨溫度和光照強度的增強而加快。陳小龍等發現啶蟲脒的降解速率還與降水量和環境濕度成正比。本研究結果顯示，吡蚜酮在12地馬鈴薯中的最終殘留量均小于0.018mg/kg，且不同試驗地之間差別不大，可能由于馬鈴薯為地下結實，其殘留量受光照、溫濕度等影響較小。

按照《食品中農藥殘留風險評估指南》結合吡蚜酮在馬鈴薯中的最終殘留結果進行長期膳食攝人風險評估，結果顯示，吡蚜酮的國家估算每日攝人量（NEDI）為1.6339mg/kg，風險概率為86.4%，小于100%。因此，50%吡蚜酮水分散粒劑在馬鈴薯中按推薦用量225g/hm2，兌水噴霧2次，不會對一般人群健康造成不可接受的風險。

此外，我國GB 2763-2021食品安全國家標準尚未規定吡蚜酮在馬鈴薯中的最大殘留限量，本試驗為我國馬鈴薯中吡蚜酮的最大殘留限量的制定提供了數據支持。