黑木耳農(nóng)藥殘留降解技術(shù)研究

王軼+王晨+郭鵬

摘要：對(duì)黑木耳（Auricularia auricular）中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留的降解技術(shù)進(jìn)行了研究，分析對(duì)比了表面活性劑洗滌、臭氧氧化及輻照處理3種方法對(duì)聯(lián)苯菊酯和溴氰菊酯的降解效果。得到黑木耳中農(nóng)藥殘留降解的最佳工藝：0.2%洗潔精洗滌60 min，飽和臭氧水溶液氧化30 min，12 kGy 60Co-γ輻照處理，此工藝條件下黑木耳中聯(lián)苯菊酯和溴氰菊酯的去除率分別達(dá)到76.5%和87.6%。

關(guān)鍵詞： 黑木耳（Auricularia auricular）; 農(nóng)殘降解; 擬除蟲菊酯; 表面活性劑; 臭氧; 輻照

中圖分類號(hào)：S646.7 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：0439-8114（2015）23-5984-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.23.048

Exploitation of the Process to Degrade Pesticide Residue in Auricularia auricular

WANG Yi，WANG Chen，GUO Peng

（Institute of Agro-Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology，Hubei Academy of Agriculture Science， Wuhan 430064， China）

Abstract：The process to degrade pesticide residue of bifenthrin and deltamethrinin Auricularia auricular was studied，and the effects of three methods， which were washing with surface active agent，oxidation by ozone and irradiation with 60Co-γ，were compared. The optimized process to degrade pesticide residue was as follow：washing with 0.2% dish detergent for 60 min，oxidation by ozone saturated aqueous solution for 30 min and 12 kGy irradiation with 60Co-γ，applying this process the clearance rate of bifenthrin and deltamethrin in Auricularia auricular was 76.5% and 87.6%，respectively.

Key words： Auricularia auricular; pesticide residue degradation; pyrethroid; surface active agent; ozone; irradiation

黑木耳（Auricularia auricular）為木耳科植物，其性平味甘。具有滋補(bǔ)、潤燥、養(yǎng)血益胃、活血止血、潤肺、潤腸的作用?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明，黑木耳含有多種人體必須的微量元素，具有很高的營養(yǎng)價(jià)值。因此，黑木耳深受廣大人民的喜愛[1]。由于其豐富的營養(yǎng)，黑木耳在生產(chǎn)栽培過程中容易發(fā)生病蟲害，如綠霉病、爛耳（又名流耳）、馬陸、薊馬、偽步行蟲等，嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和品質(zhì)[2，3]。

在防治毛木耳蟲害時(shí)，一般采用化學(xué)農(nóng)藥防治的方法。化學(xué)農(nóng)藥不僅防效好，而且省時(shí)省力。隨著有機(jī)磷、有機(jī)氯、氨基甲酯類等高毒農(nóng)藥逐漸被淘汰，仿生合成的擬除蟲菊酯類殺蟲劑被國家列入高毒農(nóng)藥的理想替代品種。然而農(nóng)藥的大量使用，都會(huì)不可避免地帶來殘留問題。研究表明，擬除蟲菊酯殺蟲劑高暴露與生殖毒性、神經(jīng)損傷及幼兒神經(jīng)智力低下存在聯(lián)系[4-7]。國際貿(mào)易中對(duì)農(nóng)藥殘留的標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格規(guī)定，近年來中國農(nóng)業(yè)出口因農(nóng)藥殘留超標(biāo)問題造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[8]。因而，對(duì)黑木耳中菊酯類農(nóng)藥的相關(guān)研究迫在眉睫。

本研究采用表面活性劑洗滌[9]、臭氧分解[10]、輻照分解[11]3種技術(shù)對(duì)黑木耳中菊酯類農(nóng)藥殘留進(jìn)行降解處理，對(duì)這3種方法的去除條件及效果進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上將上述方法結(jié)合，提出了黑木耳中菊酯類農(nóng)藥殘留降解的最優(yōu)化技術(shù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)材料

乙腈、正己烷色譜純，美國Tedia公司生產(chǎn);氯化鈉（AR），120 ℃下烘烤8 h 備用;乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）：粒度40 μm，迪瑪公司生產(chǎn)。市售洗潔精。

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液：聯(lián)苯菊酯、溴氰菊酯均為1 000 mg/L，購于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心，使用時(shí)用正己烷稀釋至合適濃度。

黑木耳來源于湖北十堰房縣黑木耳種植基地，經(jīng)檢測(cè)無菊酯類農(nóng)藥殘留。

1.2 ?試驗(yàn)儀器及設(shè)備

島津GC-2010 Plus型氣相色譜儀：配有電子捕獲檢測(cè)器（ECD），AOC-20i型自動(dòng)進(jìn)樣器（日本島津公司）;RE-52CS型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（鄭州寶晶科技有限公司）;JHD-12A型氮吹儀（上海極恒實(shí)業(yè)有限公司）;JY2002 型電子天平（上海精密科學(xué)儀器有限公司）;FL-8A型臭氧發(fā)生器（深圳飛立電子科技有限公司）。

1.3 ?試驗(yàn)方法

1.3.1 ?黑木耳樣品的制備 ?將上述黑木耳樣品粉碎后，60 ℃烘干至恒重，準(zhǔn)確稱取10.0 g置于50 mL燒杯中，添加適量聯(lián)苯菊酯及溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，使其終濃度均為3 mg/kg干重。充分混勻后，置于室溫平衡2 h。endprint

1.3.2 ?黑木耳樣品農(nóng)殘去除

1）表面活性劑洗滌：將黑木耳樣品浸泡于0.2%市售洗潔精去離子水溶液中，分別處理15、30、60、120 min，取出于60 ℃烘干至恒重，待檢測(cè)。以去離子水作為對(duì)照組。每組處理設(shè)置3個(gè)平行，取平均值。

2）臭氧氧化：將臭氧以400 mg/h的速度通入裝有去離子水的燒杯中，持續(xù)10 min使水臭氧充分飽和。放入黑木耳樣品浸泡，保持400 mg/h的速度繼續(xù)通臭氧，分別處理10、20、30、40、50 min后，取出于60 ℃烘干至恒重，待檢測(cè)。每組處理設(shè)置3個(gè)平行，取平均值。

3）輻照處理：將黑木耳樣品置于60Co-γ輻照?qǐng)鲋羞M(jìn)行輻照處理，劑量分別為0、4、8、12、16、20 kGy。樣品取出待檢測(cè)。每組處理設(shè)置3個(gè)平行，取平均值。

輻照處理在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所進(jìn)行，輻照源為60Co-γ射線，源活度1.11×1016 Bq，動(dòng)態(tài)輻照。輻照過程中將樣品翻轉(zhuǎn)以確保輻照均勻。

1.4 ?色譜條件

色譜柱：石英毛細(xì)管柱 RTX-5（30 m ×0. 25 mm ×0.25 μm）;后進(jìn)樣口溫度：270 ℃;檢測(cè)器溫度：280 ℃;柱溫：初始溫度120 ℃保持1 min，以 25 ℃/min升溫至 240 ℃保持5 min，以25 ℃/min升溫至270 ℃保持20 min;載氣和尾吹氣均為氮?dú)猓?載氣流速1.0 mL/min， 不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣體積1 μL;保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量[12]。

1.5 ?黑木耳中農(nóng)藥的檢測(cè)

稱取5.0 g供試黑木耳樣品于50 mL離心管中，加入20 mL乙腈。將樣品渦旋2 min，加入3 g NaCl，渦旋1 min，然后4 000 r/min離心5 min。取上層有機(jī)相4 mL，40 ℃水浴中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮近干，再用氮?dú)獯蹈?。? ml乙腈準(zhǔn)確定容，將溶液轉(zhuǎn)移至裝有50 mg PSA吸附劑的1.5 mL離心管中，渦旋1 min， 4 000 r/min離心3 min，取上層溶液轉(zhuǎn)移，待氣相色譜分析。根據(jù)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算供試樣品中對(duì)應(yīng)聯(lián)苯菊酯及溴氰菊酯的含量[12]。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?表面活性劑洗滌去除農(nóng)藥殘留

洗滌法是日常生活中最常用的農(nóng)藥殘留去除方法，菊酯類農(nóng)藥作為一類脂溶性農(nóng)藥，可以通過使用表面活性劑增加其去除率，市售洗潔精為一種常用的表面活性劑。圖1中顯示了不同洗滌時(shí)間下0.2%洗潔精對(duì)黑木耳中菊酯類農(nóng)藥的去除效果。結(jié)果表明，使用0.2%的洗潔精進(jìn)行洗滌可以在一定程度上去除黑木耳菊酯類農(nóng)藥的殘留，聯(lián)苯菊酯和溴氰菊酯的最大去除率分別為26.3%和31.2%。洗潔精對(duì)農(nóng)藥的去除效果與處理時(shí)間呈正相關(guān)，浸泡時(shí)間在60 min時(shí)去除效果達(dá)到最好。

2.2 ?臭氧氧化作用

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在水中的氧化還原電位高達(dá)2.07 V，僅次于氟。由于其還原產(chǎn)物僅為氧氣，被公認(rèn)為一種無毒無害的消毒劑，被廣泛用于食品工業(yè)。擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)中含有的不飽和鍵在臭氧的氧化作用下發(fā)生斷裂，其結(jié)構(gòu)式被破壞，最終分解成為無機(jī)物，達(dá)到去除效果。

在不同處理時(shí)間下臭氧去除黑木耳中菊酯類農(nóng)藥的效果如圖2所示。結(jié)果表明，臭氧氧化對(duì)溴氰菊酯的降解效果明顯，其去除作用隨著臭氧作用時(shí)間的增加，在30 min以后達(dá)到最佳，去除率最高可達(dá)65.3%。相對(duì)而言，臭氧氧化對(duì)聯(lián)苯菊酯的作用效果較差，處理50 min最大去除率為46.6%，明顯低于溴氰菊酯（圖2），推測(cè)這可能是由于聯(lián)苯菊酯內(nèi)的苯環(huán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

2.3 ?輻照處理

輻照技術(shù)被廣泛用于食品藥品的殺菌防腐，食品輻照不是一種添加劑，而是一種物理加工方法，不存在殘留等安全性問題。同時(shí)在輻照過程中放射性同位素釋放出高能射線，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行電離從而激發(fā)活化原子及分子結(jié)構(gòu)，使化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，從而由大分子降解成小分子，因而輻照技術(shù)還可用于農(nóng)藥、毒素等有機(jī)分子的降解。

對(duì)不同輻照劑量下黑木耳菊酯類農(nóng)藥的降解效果進(jìn)行研究，圖3表明，菊酯類農(nóng)藥殘留的去除率隨著輻照劑量的增加而增加，在20 kGy輻照劑量下，聯(lián)苯菊酯的去除率達(dá)到66.3%，溴氰菊酯的去除率達(dá)到76.2%（圖3）。同樣由于聯(lián)苯菊酯的結(jié)構(gòu)相對(duì)更加穩(wěn)定，其去除效果低于溴氰菊酯。另外，當(dāng)輻照劑量高于16 kGy時(shí)，黑木耳樣品出現(xiàn)一定程度的焦化，大大影響了黑木耳的品質(zhì)。綜合考慮，12 kGy輻照劑量更適用于黑木耳菊酯類農(nóng)藥殘留的去除。

2.4 ?農(nóng)藥殘留降解方法的優(yōu)化

對(duì)黑木耳中農(nóng)藥殘留的去除方法進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，采用優(yōu)化工藝0.2%洗潔精洗滌60 min，臭氧氧化30 min，12 kGy 60Co-γ輻照處理后，聯(lián)苯菊酯的殘留量從3 mg/kg降至0.705 mg/kg，去除率為76.5%;溴氰菊酯的殘留量3 mg/kg降至0.372 mg/kg，去除率為87.6%。說明優(yōu)化的處理工藝能夠有效去除黑木耳中菊酯類農(nóng)藥的殘留。

3 ?小結(jié)

對(duì)黑木耳中聯(lián)苯菊酯和溴氰菊酯的幾種降解方法進(jìn)行了對(duì)比。表面活性劑洗滌的方法能夠在一定程度上去除部分農(nóng)藥殘留，由于該方法操作簡(jiǎn)便，所用材料為市售洗潔精，適合日常家庭中使用。臭氧氧化的方法去除效果較好，對(duì)聯(lián)苯菊酯和溴氰菊酯的去除率分別可以達(dá)到46.6%和65.3%，其中聯(lián)苯菊酯由于其苯環(huán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，去除效果稍差。輻照降解對(duì)菊酯類農(nóng)藥殘留的去除效果最佳，聯(lián)苯菊酯和溴氰菊酯的去除率分別可以達(dá)到66.3%和76.2%，且由于輻照處理同時(shí)可殺死細(xì)菌，有利于食品的長時(shí)間保持，因而在工廠化生產(chǎn)過程中，輻照處理為最佳選擇。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的表面活性劑洗滌、臭氧氧化與輻照技術(shù)聯(lián)用的技術(shù)能夠進(jìn)一步提高菊酯類農(nóng)藥殘留的去除效果，聯(lián)苯菊酯和溴氰菊酯的去除率分別達(dá)到76.5%和87.6%，該方法對(duì)于解決黑木耳中菊酯類農(nóng)藥殘留的問題具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃 ?毅.食用菌栽培[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2] 宋小雙，鄧 ?勛.食用菌主要病蟲害及其無公害防治[J].中國林副特產(chǎn)，2010（2）：91-93.

[3] 汪彩云，李 ?勇.菇蚊為害毛木耳耳片的調(diào)查與防治建議[J].食藥用菌，2011，19（5）：48-50.

[4] 柴曉靜，劉大勇，陸 ?莉.Ⅱ-型擬除蟲菊酯對(duì)雄性小鼠腦內(nèi)褪黑素含量的影響[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2011，8（20）：4229-4232.

[5] SODERLUND D M，CLARK J M，SHEETS L P，et al. Mechanisms of pyrethroid neurotoxicity：Implications for cumulative risk assessment[J].Toxicology，2002，171（1）：3-59.

[6] 齊小娟，鄭明嵐，鄔春華，等.宮內(nèi)擬除蟲菊酯殺蟲劑暴露對(duì)1歲幼兒神經(jīng)發(fā)育的影響[J].衛(wèi)生研究，2011，40（6）：693-697.

[7] 趙慧芹，張玉星，郭麗娟，等.農(nóng)藥殘留現(xiàn)狀危害性及其研究進(jìn)展[J].河北林果研究，2007，22（3）：306-308.

[8] 白秀萍.中國產(chǎn)鮮香菇殘留農(nóng)藥超標(biāo)暫停對(duì)日出口[J].世界林業(yè)動(dòng)態(tài)，2007（1）：4-6.

[9] 楊基峰，賀進(jìn)明，何旭元，等.蔬菜中三唑磷農(nóng)藥殘留的清除研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（4）：163-165.

[10] 王多加，胡祥娜，禹紹周，等.臭氧對(duì)蔬菜中農(nóng)藥殘留降解效果的研究[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2003（6）：47-49.

[11] 胡祎芳.輻照技術(shù)在綠茶加工中降解農(nóng)藥殘留的可行性探討[D].合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[12] 姬曉靈，屈愛桃，汪 ?嶺，等.黑木耳中7種擬除蟲菊酯殺蟲劑殘留的氣相色譜檢測(cè)方法[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2010，37（7）：1346-1348.endprint