離子色譜法檢測香蕉中乙烯利的殘留降解動(dòng)態(tài)*

尚政，張宇，王明月，王萌，章程輝

1(海南大學(xué)食品學(xué)院，海南?？?，570228)2(海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院，海南 海口，570228)

3(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(湛江)，廣東湛江，524001)

乙烯利(ethephon)又稱乙烯磷，學(xué)名2-氯乙烯磷酸，為有機(jī)化合物，純品為白色針狀結(jié)晶，工業(yè)品為淡棕色液體，易溶于水、甲醇、丙酮、乙二醇、丙二醇，微溶于甲苯，不溶于石油醚，是一種低毒性的植物生長調(diào)節(jié)劑，具有促進(jìn)果實(shí)成熟，刺激傷流，調(diào)節(jié)性別轉(zhuǎn)化等。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中，對于外運(yùn)的水果，為便于運(yùn)輸，在成熟前收獲，采用少量、低濃度乙烯利催熟是常用的方法。適量的乙烯利處理也有積極意義，會(huì)使得接近成熟的水果加快成熟，一般不會(huì)對人體造成危害［1-3］。

香蕉是我國重要的消費(fèi)水果。香蕉由于其產(chǎn)地及運(yùn)輸銷售原因，需要在上市前進(jìn)行催熟，乙烯利在香蕉催熟產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用相當(dāng)廣泛且技術(shù)成熟，但是其殘留情況在我國未見相關(guān)研究報(bào)告，并且目前我國對于該農(nóng)藥在香蕉上的殘留限量也沒有具體標(biāo)準(zhǔn)［4-6］。為了進(jìn)一步摸清乙烯利在香蕉中的殘留動(dòng)態(tài)情況，確定該農(nóng)藥在香蕉上的使用劑量、安全采收間隔期等，筆者于2012年11月至2013年4月在湛江對乙烯利在香蕉上進(jìn)行了消解動(dòng)態(tài)和最終殘留量試驗(yàn)，以期為科學(xué)評價(jià)乙烯利在香蕉上應(yīng)用的殘留風(fēng)險(xiǎn)及制定最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

催熟保藏實(shí)驗(yàn)在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所進(jìn)行。

殘留檢測是在廣東省湛江市農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(湛江區(qū))進(jìn)行。

時(shí)間為2012年11月至2013年4月。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

40%乙烯利水劑，上海華誼集團(tuán)華原化工有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1.1 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

在香蕉收獲期間，從批發(fā)市場購買七成熟的香蕉，除去爛果、病果及表皮受損的果實(shí)，然后選擇大小均一的果實(shí)分成小束，依據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 788-2004，用高劑量1 500 mg/kg(267倍40%乙烯利水劑)濃度的藥液浸果30 s，取出后自然晾干，然后再用大塑料袋包裝，分自然和冷藏2種條件(常溫22℃和低溫16℃，相對濕度80%～90%)進(jìn)行貯藏。采樣間隔期分別為施藥后1(即原始沉積量)、6、12 h、1、2、3、5、7、10、14、21、28、35 d 等(視腐爛程度確定最后一次取樣時(shí)間)。測定部位為全蕉樣品。

1.3.1.2 最終殘留試驗(yàn)

在香蕉收獲期間，從批發(fā)市場購買7成熟、8成熟、9成熟香蕉果實(shí)，除去爛果、病果及表皮受損的果實(shí)，然后選擇大小均一的果實(shí)分成小束，依據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) NY/T 788-2004，分別用低劑量(400倍1 000 mg/kg)和高劑量(267倍1 500 mg/kg)浸果，30 s，取出后自然晾干，然后再用大塑料袋包裝，分自然和冷藏2種條件(常溫22℃和低溫16℃，相對濕度80%～90%)進(jìn)行貯藏。采樣間隔期分別為香蕉剛成熟和最佳食用期，測定部位為全蕉樣品和果肉。

1.3.1.3 采樣方法

殘留動(dòng)態(tài)樣品:采集香蕉樣本，每個(gè)重復(fù)采集1 kg香蕉，不少于6條，切碎。用四分法縮分，分取200 g樣品2份，分別裝入封口樣品容器中，貼好標(biāo)簽，放入-20℃低溫冰柜中貯存。每次取樣后分別取均勻的3～4條香蕉，稱取果皮和果肉的重量，并記錄。同時(shí)取對照樣品。

最終殘留量采樣:采集香蕉樣本，每個(gè)重復(fù)采集1 kg香蕉，不少于6條，一半計(jì)數(shù)并稱量后，切碎，用四分法縮分，分取200 g樣品2份，另一半計(jì)數(shù)并稱量后，分別收集果皮。收集果肉，稱其質(zhì)量后切碎，用四分法縮分，分取200 g樣品2份，分別裝入封口樣品容器中，貼好標(biāo)簽，放入-20℃低溫冰柜中貯存。同時(shí)取對照樣品。

1.3.2 檢測方法

1.3.2.1 試驗(yàn)儀器

離子色譜儀:瑞士萬通882離子色譜儀(配備858自動(dòng)進(jìn)樣器);高速冷凍離心機(jī)，組織搗碎機(jī)、氮吹儀、快速混勻器;色譜柱:Metrosep A Supp 4(250 mm ×4.0 mm)。

1.3.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑

乙烯利標(biāo)準(zhǔn)品(Sigma-Aldrich);甲酸;丙酮;三氟乙酸;甲醇;石墨化碳黑柱(250 mg/6 mL)和離子交換柱固相萃取柱(100 mg/6 mL);超純水(電阻率18.2 MΩ·cm)。

1.3.2.3 乙烯利的殘留檢測

樣品提取凈化:稱取5.0 g左右的香蕉樣品，置于離心管中，加入20 mL 1%甲酸-丙酮溶液，渦旋震蕩1 min，以4℃ 10 000 r/min離心20 min，將上清液轉(zhuǎn)移至50 mL塑料容量瓶中，合并上清液并定容至50 mL。分取10 mL提取液在40℃水浴中氮吹，除去大量丙酮后，加入5 mL水，待凈化。石墨化碳柱先用3 mL甲醇，3 mL水活化;將待凈化溶液上樣，接收流出液;用2 mL甲醇沖洗石墨化碳柱，同時(shí)接收洗脫液，與流出液合并，待進(jìn)一步凈化。離子交換柱先用5 mL甲醇，5 mL水活化;將上一步待凈化溶液上樣，用5 mL水、5 mL甲醇淋洗，再用10 mL 1%TFA-丙酮溶液洗脫，收集，緩慢氮吹至近干，用超純水定容至10 mL，待測。

離子色譜測定:色譜柱為 Metrosep A Supp 4(250 mm×4.0 mm);檢測器為離子色譜儀自帶的電腦檢測器;流動(dòng)相為1.8 mmol Na2CO3+1.7 mmol NaHCO3流速為1 mL/min;進(jìn)樣量為20 μL。保留時(shí)間為 13.20 min［7-16］。

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測方法的驗(yàn)證

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

采用外標(biāo)法峰面積定量。用超純水配制500 mg/L乙烯利標(biāo)準(zhǔn)貯備液，用超純水逐級稀釋成1、5、10、20、50 mg/L 標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)樣量20 μL，在1.3.2 條件下，注射標(biāo)準(zhǔn)工作系列溶液，繪制乙烯利標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為Y=-0.036 546 6+1.258 44E-3X，r2=0.999 1，證明在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)儀器響應(yīng)信號與乙烯利的濃度成良好的線性關(guān)系;標(biāo)準(zhǔn)品譜圖見圖1。

圖1 乙烯利標(biāo)準(zhǔn)工作液譜圖Fig.1 HPLC chromatogram of ethephon standard solution

2.1.2 方法最低檢出限(LOD)和方法定量限(LOQ)、最小檢出量

本方法對乙烯利的最低檢出限0.03 kg/kg，方法定量限為0.1 mg/kg，最小檢出量為0.2ng/kg。

2.1.3 添加回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

取空白對照區(qū)的香蕉樣品做添加回收率試驗(yàn)，添加濃度分別為0.02、0.2、2 mg/kg，每個(gè)濃度做5個(gè)平行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1，從試驗(yàn)結(jié)果可知，該方法的準(zhǔn)確度和精密度符合殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則要求。

圖2 香蕉全蕉樣品工作液譜圖Fig.2 chromatogram of banana whole fruit

2.1.5 殘留量計(jì)算公式

式中:Xi，樣品中的乙烯利殘留量，mg/kg;ci，樣品上機(jī)溶液濃度，mg/L;V0，提取溶劑體積，mL;V1，樣品定容的體積，mL;V2，分取體積，mL;m，樣品質(zhì)量，g(以鮮重計(jì))。

表1 40%乙烯利水劑在香蕉中的添加回收率Table 1 Recoveries of 40%ethephon in banana

2.2 乙烯利在香蕉中的消解動(dòng)態(tài)

(1)儲(chǔ)藏溫度為22℃條件下，施藥后1 h乙烯利在香蕉上原始沉積量為172.47 mg/kg，殘留量按C=147.91e-0.4888x降解;半衰期為1.4 d。結(jié)果詳見表2和圖3。

表2 40%乙烯利水劑在香蕉中的消解動(dòng)態(tài)(22℃)Table 2 degradation dynamics of 40%ethephon water-based in banana(22℃)

圖3 40%乙烯利水劑在香蕉上消解曲線(22℃)Fig.3 degradation curve of 40%ethephon water-based in banana(22℃)

貯藏溫度為16℃條件下，施藥后1 h乙烯利在香蕉上原始沉積量為216.15 mg/kg，殘留量按C=193.74e-0.2159x降解;半衰期為3.2 d。結(jié)果詳見表3和圖4。

表3 40%乙烯利水劑在香蕉中的消解動(dòng)態(tài)(16℃)Table 3 degradation dynamics of 40%ethephon water-based in banana(16℃)

(2)試驗(yàn)結(jié)果表明:乙烯利在香蕉上施藥后，在兩個(gè)不同溫度下的殘留消解都完全符合一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式，半衰期為1.4 d和3.2 d。施藥后，乙烯利的殘留消解速率很快，22℃條件下第7 d消解近99%，16℃條件下第14 d消解95.3%

(3)果肉的硬度是香蕉品質(zhì)判定的重要指標(biāo)［17-18］。對2種溫度下貯藏的香蕉進(jìn)行感官測定，22℃條件下香蕉果肉硬度從最初的9.63kg/cm2下降至2.26kg/cm2;16℃條件下香蕉果肉硬度從最初的9.26kg/cm2下降至1.95kg/cm2。表明果實(shí)已經(jīng)成熟軟化，并且香蕉果皮無腐爛黑斑，色澤好，完全可食用。

圖4 40%乙烯利水劑在香蕉上消解曲線(16℃)Fig.4 degradation curve of 40%ethephon water-based in banana(16℃)

(4)不同貯藏溫度條件下，乙烯利在香蕉中的消解半衰期存在一定差異。溫度越高，乙烯利的降解速度越快;乙烯利容易分解，隨著貯藏時(shí)間在香蕉中的殘留量會(huì)下降。由于采用浸果方式施藥，故全蕉乙烯利的殘留量比蕉肉中高。

2.3 乙烯利在香蕉中的最終殘留量

(1)香蕉中最終殘留實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:40%乙烯利水劑以施藥劑量1 000、1 500 mg/kg，分別施藥1次，儲(chǔ)藏溫度為22℃條件下，七成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量82.217 mg/kg，最低殘留量為15.768 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量42.6 mg/kg，最低殘留量為0 mg/kg;八成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量61.983 mg/kg，最低殘留量為23.036 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量51.425 mg/kg，最低殘留量為1.363 mg/kg;九成成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量82.0 mg/kg，最低殘留量為27.333 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量61.833 mg/kg，最低殘留量為0.258 mg/kg;儲(chǔ)藏溫度為16℃條件下，七成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量108.223 mg/kg，最低殘留量為14.796 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量53.945 mg/kg，最低殘留量為0 mg/kg;八成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量127.137 mg/kg，最低殘留量為33.46 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量49.961 mg/kg，最低殘留量1.86 mg/kg;九成成熟香蕉剛?cè)吨幸蚁├淖罡邭埩袅?2.319 mg/kg，最低殘留量為20.251 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量61.079 mg/kg，最低殘留量為1.449 mg/kg;由此得出，在2種催熟溫度下，1 000 mg/kg的噴藥濃度時(shí)，七、八、九成熟的香蕉用來催熟都是安全的，1500 mg/kg的噴藥濃度時(shí)，七成熟的香蕉用來催熟是安全的;總體可看出，七成熟的香蕉用來催熟是最安全的。結(jié)果詳見表4和表5。

表4 40%乙烯利水劑的最終殘留測定結(jié)果(22℃)Table 4 The final residual determination results of 40%ethephon water-based(22℃)

(2)以上試驗(yàn)結(jié)果表明，施藥劑量越大殘留量越大，隨著時(shí)間的推移，乙烯利殘留量總體呈下降趨勢。此外還可看出，乙烯利在香蕉蕉肉中的殘留量比其在香蕉全蕉中的殘留量低。在各種施藥因子中，施用的原始濃度對其在不同時(shí)間的殘留濃度有較大關(guān)系，但并不是全部正相關(guān)關(guān)系，這可能還受到浸泡效果，香蕉個(gè)體差異等因素的影響。

表5 40%乙烯利水劑的最終殘留測定結(jié)果(儲(chǔ)藏溫度為16℃)Table 5 The final residual determination results of 40%ethephon water-based(16℃)

3 結(jié)論

目前我國對于乙烯利在香蕉中的最高殘留限量還未有明確規(guī)定量，只是寬泛的規(guī)定在熱帶水果中的限量不得超過2 mg/kg，日本具體規(guī)定了乙烯利在香蕉中的最大殘留量為2 mg/kg，，而根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，2種濃度的施藥劑量在香蕉果肉上的殘留基本上都低于2 mg/kg，參考人體每日允許攝入的乙烯利的量(ADI)為0.05 mg/kg體重，以及中國居民每天攝入香蕉的量，建議將MRL值定在2 mg/kg，并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建議乙烯利在香蕉催熟的合理使用方法為1 000 mg/kg的乙烯利水劑進(jìn)行浸泡催熟，22℃時(shí)施藥與食用間隔期為7 d。16℃時(shí)施藥與食用間隔期為18～21 d。從各個(gè)國家對于乙烯利在香蕉中的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)來看，此藥按照建議的使用方法來處理香蕉是安全的。

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