不同貯藏方式對(duì)油麥菜體內(nèi)多環(huán)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(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西南寧 530004；2.南寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西南寧 530021）

多環(huán)芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）是一類持久性有機(jī)污染物，根據(jù)環(huán)數(shù)不同可分為低環(huán)PAHs（2～3環(huán)）、中環(huán)PAHs（4環(huán)）、高環(huán)PAHs（5～6環(huán)），因其具有高度“致癌、致畸、致突變”性質(zhì)被人們熟知，研究表明PAHs還可造成DNA損傷、生殖毒性、神經(jīng)發(fā)育毒性等健康問題[1-3]。迄今已發(fā)現(xiàn) 400 余種PAHs，其中16種被美國(guó)環(huán)保局規(guī)定為環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測(cè)污染物，我國(guó)也將其中7種列入環(huán)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(zhǎng)期食用含有PAHs的食物對(duì)健康將產(chǎn)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(jī)鹽等物質(zhì)的主要來源，隨環(huán)境中PAHs污染加劇，蔬菜在生長(zhǎng)過程中不可避免受到PAHs污染，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全產(chǎn)生極大威脅，目前關(guān)于蔬菜體內(nèi)PAHs的研究集中在蔬菜的生長(zhǎng)脅迫和吸收積累特征[6-9]。但蔬菜從采摘到食用還需經(jīng)過不同貯藏、運(yùn)輸和加工工序，此過程也是影響蔬菜體內(nèi)PAHs累積變化的重要階段，目前常用的貯藏保鮮技術(shù)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(huán)境和果蔬本身溫度，延緩衰老的措施，該保鮮技術(shù)主要利用低溫抑制微生物代謝速度，減緩酶反應(yīng)和呼吸作用，延長(zhǎng)貨架期[10-12]；保鮮袋包裝，主要依靠氣調(diào)作用，調(diào)節(jié)O2和CO2的含量比例，保持極值和閾值參數(shù)，減緩果蔬自身呼吸代謝，又能防止病蟲損傷，營(yíng)造相對(duì)隔絕空間[13-15]；保鮮劑處理，主要分為天然和化學(xué)兩種試劑，天然保鮮劑通過破壞微生物細(xì)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(yíng)養(yǎng)成分散失，達(dá)到保鮮目的[16-17]，化學(xué)保鮮劑中H2O2和臭氧，通過產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的負(fù)氧離子，分解果蔬貯藏時(shí)產(chǎn)生的乙烯，鈍化酶活性，減緩果蔬呼吸作用，降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗[18-19]。有機(jī)合成農(nóng)藥與PAHs均屬有機(jī)污染物，通過附著和轉(zhuǎn)移的方式導(dǎo)致蔬菜污染，并且兩者的理化性質(zhì)相似。通過總結(jié)果蔬在貯藏期間農(nóng)殘變化研究得出，果蔬與土壤及其它環(huán)境介質(zhì)相比，本身基質(zhì)及體內(nèi)生物作用影響差異顯著，貯藏期間營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗、水分蒸發(fā)、活性氧升高、膜脂過氧化等一系列代謝反應(yīng)，都使得農(nóng)藥等有機(jī)污染物的降解速度提高數(shù)十倍，大大降低其半衰期[20-22]。如今于采后蔬菜體內(nèi)PAHs含量隨貯藏方式不同的變化規(guī)律，文獻(xiàn)中尚未報(bào)道，故借鑒農(nóng)殘隨貯藏變化的研究方法開展試驗(yàn)。

本試驗(yàn)以美國(guó)環(huán)保局規(guī)定的16種PAHs為目標(biāo)化合物，以油麥菜（Lactuca sativavar longifoliaf.）為試驗(yàn)對(duì)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(cè)油麥菜體內(nèi)PAHs含量，分析PAHs殘留量隨貯藏溫度、貯藏時(shí)間、保鮮方式的動(dòng)態(tài)變化，為完善蔬菜貯藏期間的食用安全健康評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

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

Waters-e2695，2998高效液相色譜儀 美國(guó)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(guó)Supelco公司；YL-080S 超聲波清洗機(jī) 深圳市語路清洗有限公司；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；3K15高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)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(jī) 九陽股份有限公司；Vortex-Genie2渦旋混勻器 美國(guó) Scientific Industries 公司；聚乙烯保鮮膜 脫普日用化學(xué)品有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 采摘同批次樣品中長(zhǎng)勢(shì)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(nèi)PAHs的提取和檢測(cè) 蔬菜體內(nèi)PAHs提取檢測(cè)工藝參照文獻(xiàn)[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(fù)提取3次，選擇35%的硫酸進(jìn)行磺化處理，去除樣品中的色素、脂肪酸等雜質(zhì)干擾，再以固相萃取法進(jìn)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(cè)器檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm，柱溫30 ℃，進(jìn)樣體積10 μL，流動(dòng)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(biāo)化合物通過色譜圖上化合物的保留時(shí)間定性，以外標(biāo)法定量，用6個(gè)標(biāo)樣繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出16 種PAHs的線性方程相關(guān)系數(shù)均大于 0.99，檢出限為0.58～6.25 μg·kg-1，相對(duì)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.06%～5.68%，加標(biāo)回收率為70.01%～139.23%，該檢測(cè)方法精密度高、重現(xiàn)性好。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Empower 3工作站處理PAHs檢測(cè)結(jié)果，GraphPad prism 8 處理圖表。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同貯藏溫度條件下油麥菜體內(nèi)PAHs含量變化

2.1.1 25、15和4 ℃貯藏下油麥菜體內(nèi)PAHs含量變化 由圖1～圖4知，在25 ℃貯藏條件下油麥菜體內(nèi)∑PAHs（16種PAHs總和）含量呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)，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(huán)PAHs含量隨貯藏時(shí)間顯著降低（P＜0.05），下降速度順序?yàn)椋?環(huán)＞ 3環(huán)＞ 5環(huán)＞4環(huán)＞ 6環(huán)，下降了24.14%～67.50%；在15 ℃冷藏處理下，油麥菜體內(nèi)∑PAHs含量隨貯藏時(shí)間大幅降低，最終殘余量為526.46 μg·kg-1；各環(huán)PAHs下降了38.37% ～ 80.64%，下降率順序?yàn)?環(huán)＞2環(huán)＞4環(huán)＞6環(huán)＞5環(huán)，貯藏前期僅有2、3環(huán)PAHs含量顯著下降（P＜0.05），4 d后各環(huán)均持續(xù)降低；在4 ℃貯藏處理下，油麥菜體內(nèi)∑PAHs含量持續(xù)降低，但下降速度遠(yuǎn)低于25 ℃貯藏，下降了46.37%，最終殘余量為736.90 μg·kg-1；各環(huán)PAHs下降了19.04%～70.04%，下降速度順序?yàn)?環(huán)＞2環(huán)＞4環(huán)＞5環(huán)＞6環(huán)。在25、15和4 ℃冷藏處理下油麥菜體內(nèi)∑PAHs含量在儲(chǔ)藏期呈現(xiàn)持續(xù)下降的變化趨勢(shì)，各環(huán)PAHs含量變化趨勢(shì)與∑PAHs含量變化趨于一致，低環(huán)PAHs含量下降速度較快，油麥菜體內(nèi)PAHs最終殘余量大小順序?yàn)椋? ℃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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)∑PAHs含量在貯藏期間先上升，貯藏1 d后達(dá)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(huán)PAHs下降了9.51%～29.95%，下降率順序?yàn)?環(huán)＞5環(huán)＞2環(huán)＞6環(huán)＞4環(huán)；在15 ℃冷藏及保鮮袋處理下，油麥菜體內(nèi)∑PAHs含量在貯藏期呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，第2 d達(dá)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(huán)PAHs含量隨時(shí)間變化趨勢(shì)與∑PAHs相近，且表現(xiàn)出隨環(huán)數(shù)增高，達(dá)到積累最高值的時(shí)間越長(zhǎng)，下降了 -0.04%～57.92%，下降率順序?yàn)?環(huán)＞4環(huán)＞2環(huán)＞5環(huán)＞6環(huán)，其中2環(huán)和4環(huán)最終下降率接近；在4 ℃冷藏及保鮮袋處理下，油麥菜體內(nèi)∑PAHs含量先升高至1597.61 μg·kg-1后持續(xù)降低，下降率為25.90%，最終殘余量為1018.20 μg·kg-1；各環(huán)PAHs含量下降了2.34%～52.61%，下降率順序?yàn)?環(huán)＞2環(huán)＞5環(huán)＞4環(huán)＞6環(huán)，且以2和3環(huán)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(nèi)∑PAHs含量在儲(chǔ)藏期呈現(xiàn)先升高然后降低的變化趨勢(shì)，各環(huán)PAHs含量變化趨勢(shì)與∑PAHs含量變化趨于一致，3環(huán)PAHs含量下降比率最大，油麥菜體內(nèi)PAHs最終殘余量大小順序?yàn)椋?5 ℃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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)∑PAHs含量在貯藏期呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)，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(huán)PAHs下降了53.06%～89.06%，下降率順序?yàn)?環(huán)＞2環(huán)＞4環(huán)＞6環(huán)＞5環(huán)，其中低中環(huán)PAHs含量變化均呈現(xiàn)先快后慢的趨勢(shì)，含量變化顯著（P＜0.05），高環(huán)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(nèi)∑PAHs含量隨貯藏時(shí)間下降了4.36%，相對(duì)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(huán)PAHs下降了8.25%～61.68%，下降率順序?yàn)?環(huán)＞2環(huán)＞4環(huán)＞5環(huán)＞6環(huán)。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(shì)呈現(xiàn)先升高后降低以外，其余三種處理方式∑PAHs含量都呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)，各環(huán)PAHs含量的變化趨勢(shì)與∑PAHs含量變化保持一致，低環(huán)PAHs變化速度較快，變化趨勢(shì)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(nèi)∑PAHs殘余量大小順序?yàn)椋?5 ℃+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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)PAHs含量變化得出，PAHs含量變化隨貯藏時(shí)間增加和貯藏溫度升高而顯著降低（P＜0.05），此結(jié)論與仇微對(duì)于蘋果中苯醚甲環(huán)唑的降解規(guī)律、劉娜對(duì)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(shí)間變化規(guī)律結(jié)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(lián)，致使膜蛋白的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化而失活，增加膜透性，促使油麥菜體內(nèi)PAHs逸出，提高揮發(fā)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(chǎn)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(shí)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(jìn)行貯藏，通過比較PAHs含量變化規(guī)律得出：在貯藏期間油麥菜體內(nèi)PAHs含量隨時(shí)間均表現(xiàn)為先升高后降低，且以2、3環(huán)PAHs變化最顯著；PAHs含量分別在貯藏1、2、3 d后達(dá)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?yàn)槭卟藘?chǔ)藏開始階段，蔬菜的蒸騰作用較強(qiáng)，失水作用導(dǎo)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(huán)PAHs的揮發(fā)速率，蒸騰作用占主導(dǎo)地位，從而使油麥菜在儲(chǔ)藏的開始階段PAHs含量呈上升趨勢(shì)；當(dāng)PAHs含量達(dá)到最高點(diǎn)后，蔬菜蒸騰作用降低，代謝水平開始增加，PAHs的降解和低環(huán)PAHs的揮發(fā)開始起主導(dǎo)作用，使油麥菜中PAHs含量開始下降。三種儲(chǔ)藏方式下PAHs含量達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)不一樣是因?yàn)榈蜏匾种坪粑饔煤蚉AHs的揮發(fā)，所以儲(chǔ)藏溫度越低，到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間越長(zhǎng)。

在15 ℃冷藏條件下，比較油麥菜體內(nèi)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(chǎn)生活性氧鈍化酶活性，降低失重率，同時(shí)也會(huì)與PAHs發(fā)生氧化還原反應(yīng)減少殘留量，貯藏后期下降速度逐漸減緩，主要由于H2O2隨時(shí)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(qiáng)的抗氧化能力，減少貯藏過程中產(chǎn)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(duì)部分霉菌和致病菌產(chǎn)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解成簡(jiǎn)單物質(zhì)而放出的熱量，延長(zhǎng)貯藏期，同時(shí)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(diào)作用，調(diào)節(jié)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(zhǎng)，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(kuò)散與揮發(fā)，降低其下降率[31]。不同貯藏處理下油麥菜體內(nèi)PAHs含量變化以2、3環(huán)變化最顯著，4環(huán)次之，5、6環(huán)幅度最低，低環(huán)PAHs與中高環(huán)PAHs相比，生物活性更高，在油麥菜中易與酶和自由基等物質(zhì)反生反應(yīng)，低環(huán)PAHs辛醇-水分配系數(shù)低，更易從蔬菜中逸出而揮發(fā)[32-33]。

3 結(jié)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(shí)間和貯藏溫度升高而顯著降低，貯藏結(jié)束時(shí)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(jīng)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(xiàn)在貯藏前期PAHs含量上升，增長(zhǎng)速度隨溫度升高而加快；PAHs 含量變化以低環(huán)PAHs為主，中高環(huán)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(nèi)PAHs含量下降率順序?yàn)椋篐2O2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(nèi)PAHs含量均表現(xiàn)為，2、3環(huán)PAHs變化最顯著，4環(huán)次之，5、6環(huán)幅度最低。