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啶虫脒在茉莉花上的残留动态及膳食风险评估

时间:2024-05-24

朱富伟,叶 倩,黄玉芬,黄聪灵,王富华,万 凯*

(1.广东省农业科学院农产品公共监测中心,广州 510640;2.农业农村部农产品质量安全风险评估实验室(广州),广州 510640;3.农业农村部农产品质量安全检测与评价重点实验室,广州 510640)

啶虫脒(Acetamiprid)又名莫比朗、吡虫清、NI-25,属于氯化烟酰亚胺类新型高效杀虫剂,是继吡虫啉、烯啶虫胺之后,在母体化合物(Nithiazin)的化学结构上引入杂环2-氯-5-吡啶甲基活性基团而形成的[1-2]。其主要作用于昆虫神经系统突触后膜的烟碱乙酰胆碱受体(nAChR),具有触杀、胃毒和内吸等杀虫活性,属于非质子化选择性杀虫剂,具有对环境友好、高效、低毒等优点[3-5]。啶虫脒独特的作用机理及广谱高效的杀虫特点,使其逐渐作为氨基甲酸酯、有机磷类农药的重要替代品而得到广泛应用。为了保障农产品质量安全、消费安全,推进农业标准化,增强国际竞争力,关于啶虫脒,我国已经制定了多项限农药残留量标准[6]。

茉莉花[Jasminum sambac(L.)Ait]属木犀科素馨属灌木,喜温暖湿润,广泛植栽于亚热带地区,主要化学成分为生物碱、糖苷类化合物、黄酮类化合物、挥发油、芳樟醇、β-罗勒烯、苯甲酸甲酯、萜类、木脂素、脂肪类化合物等,因此常作为花茶和香精的重要原料,其根、叶和花均可入药,具有很高的经济及药用价值[7-9]。据报道,截至2018年,全国茉莉花种植面积近18.5万亩,同时也形成了以广西横县、四川犍为县、福建福州市和云南元江县为中国茉莉花及茉莉花茶4大主产区的地理优势[10]。随着经济的发展,人们对茉莉花(茶)消费量不断增加,而茉莉花常年因病虫害导致15%~30%的减产,严重时局部可达40%~60%,甚至出现无花可收获的现象[11]。茉莉花病虫害的防治在实际生产中多采用化学防治,因此,农药残留所造成的环境污染及产品的安全性等问题不容忽视。茉莉花(茶)的质量安全不仅关系到出口贸易,也关系到消费者身体健康[12]。

目前,我国[6]及国际食品法典委员会(CAC)、美国、澳大利亚、欧盟、韩国、日本[13]均无关于茉莉花上啶虫脒的残留限量的报道。本文建立了优化的样品前处理方法,通过超高效液相色谱-串联质谱仪(LC-MS/MS)对啶虫脒在茉莉花中消解动态及残留进行分析,并对茉莉花中可能摄入的啶虫脒的膳食风险进行了初步评估,为在茉莉花上安全使用啶虫脒提供科学指导,同时为制定啶虫脒在茉莉花上最大残留限量值(MRL)提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

1 000 mg/L啶虫脒标准品(纯度不小于99%),农业农村部环境质检中心(天津);5.0%啶虫脒乳油,内蒙古帅旗生物科技股份有限公司;乙腈、甲醇、甲酸(色谱纯);无水MgSO4、NaCl(分析纯);液相色谱-串联质谱联用仪(LCMS-8050三重四级杆串联质谱仪),日本岛津公司;Milli-Q超纯水器,美国Merk Millipore公司;Multi Reax自动涡旋仪,德国Heidolph公司;高速离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司。

1.2 田间试验

NY/T 788—2004根据《农药残留试验准则》[14]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[15]进行田间试验。试验时间:2018年6—12月。试验地点:福建省福州市(宝珠茉莉);浙江省兰溪市(双瓣茉莉);广西壮族自治区南宁市(双瓣茉莉);云南省玉溪市(当地品种)。供试药剂信息:5%啶虫脒乳油在茉莉花上防治蚜虫、潜叶蛾、茶小绿叶蝉。推荐有效成分使用剂量:16.7~33 mg/kg;施药方法:喷雾;按750 L/hm2加水,施药1~2次,施药间隔7 d。安全间隔期7 d。

1.2.1 消解动态试验

消解动态试验在浙江和广西两地进行,试验面积为100 m2,根据田间试验操作规程不设重复[16],于茉莉花植株生长中期施药,施药浓度定为最高推荐剂量的1.5倍,兑水一次性喷雾处理[11]。药后分别间隔2 h,1、3、5、7、10、14和21 d,视植株大小,在小区内用随机多点(至少十二点)的方式剪取地上部分嫩枝(带叶和花),重复3次,每次采样量不少于1 kg,样品均贮存于-18℃。不同处理小区间设保护隔离区。

1.2.2 最终残留试验

设高、低2个施药剂量处理。高、低剂量分别进行2、3次施药处理,每个处理设3次重复,其中高剂量为49.5 mg/kg(1.5倍最高推荐剂量),低剂量为33 mg/kg(最高推荐剂量)。于茉莉花初期开始施药,施药7 d。末次施药后间隔7、14和21 d,在小区内用随机多点(至少十二点)的方式剪取茉莉花花蕾,采样量不少于2 kg。每个样品平均分成两份,一份作为鲜样,另一份按当地的茉莉花茶制作工艺制成干样[15]。样品均贮存于-18℃。不同处理小区间设保护隔离区。

1.3.1 样品前处理

茉莉花鲜样:准确称取5 g匀浆的样品于50 mL具塞离心管中,加入10 mL乙腈,涡旋5 min。随后加入2 g NaCl涡旋1 min。4500 r/min离心5 min,取上清液,过0.22 μm有机系滤膜,待测。茉莉花干样:准确称取5 g,加入5 mL超纯水浸润5 min,用20 mL的乙腈溶液提取(体积比1∶4),其余按照茉莉花鲜样前处理步骤。茉莉花植株:准确称取5 g,用10 mL的乙腈溶液提取,其余按照茉莉花鲜样前处理步骤。

1.3.2 HPLC-MS/MS条件

色谱柱:岛津Shim-pack XR-ODSIII(2 mm×150 mm,1.6 μm);柱温:40℃;流速:0.4 mL/min;进样量:1 μL;流动相:A为0.1%甲酸水,B为乙腈;梯度洗脱程序:0~0.5 min(10%B),0.5~5.0 min(10%~95%B),5.0~7.0 min(95%B),7.0~7.1 min(10%~95%B);离子源:电喷雾离子源ESI;扫描方式:正离子源;加热模块:400℃;脱溶剂温度:250℃;雾化器气流量:3 L/min;干燥气流量:10 L/min;检测方式:啶虫脒质谱检测参数如表1。

表1 啶虫脒质谱检测参数

1.4 膳食风险评估

膳食暴露和风险评估采用式(1)、(2)计算:

式中:NEDI为国家估算每日摄入量,mg/(kg bw);Fi为食物摄入量,kg;STMRi为第i类初级食用农产品的;bw为中国居民的平均体重,kg;RQ为风险商,%;ADI为每日允许摄入量,mg/(kg bw)。RQ值越高表示接触农药的风险越高;RQ>1表示对人类健康的风险不能接受。

1.5 数据统计分析

实验数据分析采用Excel 7.0软件处理。

2 结果与分析

2.1 检测方法的线性范围及检出限

将1 000 mg/L的啶虫脒标准溶液用茉莉花基质空白配 得0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0 mg/L系列标准溶液。在上述液相色谱/质谱条件下进行测定,以啶虫脒标准溶液浓度(x)与监测离子峰面积(y)作标准曲线。结果表明,在0.001~1.0 mg/L浓度范围内啶虫脒在茉莉花鲜重、干样和植株中的线性回归方程分别为y=7 405 903.56 x-13 184.05;y=12 490 799.05 x+76 550.40;y=9 972 034.81 x+32 393.57,相关系数r均为1.000,表明线性关系良好。在上述检测条件下,啶虫脒在茉莉花鲜样、干样和植株中最低检出限(LOD值,即3倍信噪比时所测得的质量)均为0.001 ng。

2.2 检测方法的准确性和精密度

称取匀浆后的茉莉花空白鲜样、干样以及植株各5 g,分别添加3个0.01、0.1、0.5 mg/L最终浓度水平,茉莉花植株空白样增加2个5、10 mg/L最终浓度水平,每个重复5次,涡旋混合均匀后放置过夜12 h,用上述分析方法测定回收率,并计算相对标准偏差。由表2可知,在0.01~0.5 mg/kg添加水平下,茉莉花鲜样、干样及植株中啶虫脒的平均回收率分别为84.0%~93.4%,82.0%~92.4%,85.2~91.0%;相对标准偏差分别为0.6%~6.5%,2.1%~5.5%,4.6%~8.2%;定量限(LOQ)均为0.01 mg/kg。在5 mg/kg添加水平时,茉莉花植株中啶虫脒的回收率为89.2%;相对标准偏差为2.8%,由于在添加水平为5 mg/kg时,按照茉莉花植株的前处理方法,实际上机浓度为2.5 mg/kg,仪器检测基本接近饱和。

表2 啶虫脒在茉莉花中的添加回收率及相对标准偏差

2.3 啶虫脒在茉莉花中的消解动态

由表3可知,浙江和广西地区的消解试验中,啶虫脒在茉莉花植株上的原始沉积量分别为6.14、1.71 mg/kg,其消解动态均符合一级动力学方程,对啶虫脒消解时间t(d)后的残留量Ct进行回归分析得,消解曲线分别为Ct= 5.42 e-0.38t(r=0.990),Ct=1.22 e-0.49t(r=0.987);消解半衰期(t1/2)分别为1.8、1.4 d。啶虫脒在浙江茉莉花植株样品中残留量大于其最大添加浓度,为避免检测时出现饱和现象而影响实际检测结果,实际检测中定溶时用乙腈稀释2倍上机检测。

表3 啶虫脒在茉莉花中的消解动态

2.4 啶虫脒在茉莉花中的最终残留

在福建、浙江、广西、云南4地的最终残留试验中,5%啶虫脒乳油按33、49.5 mg/kg两个剂量,施药2~3次,施药间隔期为7 d,施药7、14、21 d后采样检测分析,结果如表4所示。施药后7 d时,啶虫脒在茉莉花鲜样和干样中的最终残留量分别不大于0.15 mg/kg、不大于0.11 mg/kg,施药后14 d时分别为小于0.01 mg/kg、不大于0.11 mg/kg,施药后21 d时均小于0.01 mg/kg。

2.5 膳食风险评估

根据风险最大化原则及啶虫脒在我国登记作物的具体情况,本文取已登记作物在食物种类中残留限量值(MRL)的最大值作为STMRi,ADI值为0.07 mg/kg。选取施药后安全间隔期(7 d)时茉莉花干样的残留中值(表4,0.02 mg/kg)进行膳食风险评估,结果如表5所示。普通人群啶虫脒的国家估算每日摄入量(NEDI)为0.925 mg/kg,风险概率为21.0%(即占日允许摄入量)。

表4 啶虫脒在茉莉花中的最终残留量

表5 啶虫脒风险评估计算表

3 结论与讨论

本研究采用优化的样品前处理方法并结合超高效液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术,建立了茉莉花中啶虫脒的检测方法。鲜样和干样的最小检出量均为0.001 ng,空白添加平均回收率为84.0%~93.4%,82.0%~92.4%;相对标准偏差分别为0.6%~6.5%,2.1%~5.5%,定量限均为0.01 mg/kg,该方法检出限、准确度、精密度及定量限均符合《农作物中农药残留试验准则》[17]中的规定,且操作简便,重现性好,可以满足茉莉花中啶虫脒残留检测分析要求。

消解动态试验测得啶虫脒在茉莉花上的消解半衰期为1.4~1.8 d,均低于其在辣椒上半衰期2.24~4.84 d[18],及在茄子中的半衰期1.96~2.31 d[19]和温室条件下西葫芦中的半衰期1.9~2.5 d[20],与芥菜中的半衰期1.02~1.59 d[21]基本一致,属于易降解农药。啶虫脒在两地茉莉花上的消解速率随着采样时间的延长呈现逐渐降低的趋势,消解快、规律性较好。啶虫脒在两地茉莉花上的原始沉积量不同,这可能由于受当地土壤类型、栽培方式和气候影响[22]而导致的作物具体生长状况不同,如疏密程度,植株大小等。此外,这种差异也和施药器械,施药人员有关。

目前,关于茉莉花采摘后在制干过程中农药残留的变化研究报道较少。本研究按规范试验要求[15]进行最终残留试验。结果表明,施药后7、14、21 d时鲜样和干样中啶虫脒的残留量中值都相同,分别为0.02、0.01、0.01 mg/kg;而残留最大值14 d时干样明显大于鲜样,这可能由于茉莉花在干燥过程中失水导致。据Monika等[23]报道啶虫脒在红茶加工干燥过程中的降解率为69%~74%,而加工过程涉及萎凋、干燥及发酵等复杂工艺,均可对其降解产生影响,因此对本研究中的该现象有待进一步的研究。

本研究取最终残留试验安全间隔期时茉莉花干样中啶虫脒的残留中值,根据《食品中农药残留风险评估指南》[24]进行初步膳食风险评估。结果表明,该农药在普通人群的国家估算每日摄入量(NEDI)为0.925 mg/kg,风险概率为21.0%,低于100%,说明规范试验条件下茉莉花中啶虫脒的残留量不会对一般人群健康产生风险。在此基础上参考《食品中农药最大残留限量制定指南》中农药最大残留限量制修订原则,施药后安全间隔期(7 d)时茉莉花鲜样和干样的最大残留值(MRL)为0.15和0.11 mg/kg,推荐啶虫脒在茉莉花鲜样和干样上的MRL值分别为0.5和0.3 mg/kg。

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