堿性電解水對白菜表面有機(jī)磷農(nóng)藥的去除效果研究

沈民越，程梓杰，張子茜，肖 偉，陳 珂

（西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽 621000）

農(nóng)藥作為一種快速、高效而經(jīng)濟(jì)的防治有害生物的武器，在保障農(nóng)業(yè)豐收、促進(jìn)高產(chǎn)、高效現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展等方面發(fā)揮著突出作用。然而，錯誤使用農(nóng)藥不僅會造成浪費(fèi)，而且會發(fā)生藥害、污染農(nóng)產(chǎn)品及環(huán)境，導(dǎo)致中毒事故發(fā)生，危害人畜健康安全。因此，開展農(nóng)藥殘留的檢測和消除研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來，研究人員對果蔬農(nóng)藥殘留的消除進(jìn)行了大量的研究。其中，化學(xué)方法包括臭氧、雙氧水、過氧乙酸和次氯酸鹽等[1-5]，物理方法包括清水沖洗浸泡、沸水焯洗、洗滌劑洗滌等[6]，利用微生物和電離輻射降解農(nóng)藥也有了廣泛研究[7]。但是，當(dāng)前去除蔬菜表面農(nóng)藥殘留的物理及化學(xué)方法均存在效率低、成本大、容易造成食品二次污染等缺點(diǎn)。因此，亟需尋找一種安全有效的降解農(nóng)藥殘留方法。

電解功能水是一種在生產(chǎn)使用中安全無污染的新型材料，當(dāng)前已被證明在食品殺菌、保鮮和去除農(nóng)藥殘留等領(lǐng)域有良好的作用[8]。通過對比電解水等不同試劑對白菜農(nóng)藥殘留的去除效果，以探究電解水去除樂果、敵敵畏等有機(jī)磷農(nóng)藥的最佳處理方式。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白菜，購自當(dāng)?shù)厥卟伺l(fā)市場；40%樂果乳油試劑，山東名一化工有限公司提供；77.5%敵敵畏乳油試劑，南通江山農(nóng)藥化工股份有限公司提供；果蔬清洗劑，成都藍(lán)風(fēng)股份有限公司提供；電解功能水，四川省建元天地環(huán)?？萍加邢薰窘碗娊馑噬a(chǎn)基地提供，其中酸性電解水的理化指標(biāo)為：pH 值2.5±0.3，ACC：（99.3±3.2）mg/kg，ORP：（1 130±5）mV，堿性電解水的理化指標(biāo)為：pH 值10.5±0.3，ORP：（-850±5）mV；乙酰膽堿酯酶試劑盒，南京建成試劑公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 蔬菜的模擬污染

蔬菜批發(fā)市場購買的白菜，置于4 ℃冰箱中備用；將接種的試樣白菜去除掉可食用部分后，分別稱取50 g 試樣浸泡于300 mL 樂果和敵敵畏農(nóng)藥稀釋溶液中，使用塑料絲網(wǎng)覆蓋試樣，以防止浮起；浸泡20 min 后，晾于通風(fēng)櫥中自然風(fēng)干；將樣品放置在4 ℃冰箱中14 h，使農(nóng)藥附著在樣品上。

1.2.2 清洗處理

使用堿性電解水、酸性電解水、果蔬清洗劑、清水分別處理樣品5 min，樣品為樂果、敵敵畏溶液模擬污染的白菜，洗滌溶液體積為3 L，浸泡過程中不斷翻動樣品，以便洗滌溶液與樣品完全接觸；浸泡結(jié)束后將白菜取出轉(zhuǎn)移到自來水中浸泡約15 s，去除洗滌溶液殘留后瀝干表面水分，置于通風(fēng)處中自然風(fēng)干約1 h；測定農(nóng)殘含量。

使用堿性電解水在室溫條件下處理樂果溶液模擬污染的樣品，分別處理1，5，10 min（方法同上），測定農(nóng)殘含量，確定樂果農(nóng)殘去除率與處理時間的關(guān)系。

使用堿性電解水處理樂果溶液模擬污染的樣品1 min（方法同上），控制洗滌溶液的水溫分別為15，30，45 ℃，測定農(nóng)殘含量，確定洗滌溫度對樂果農(nóng)殘去除率的影響。

1.2.3 酶抑制法的建立

酶抑制法參考程念政[9]的方法，先于試管中加入2.5 mL 磷酸緩沖液（濃度50 mmol/L，pH 值8.0），分別加入0.1 mL 酶液（1.5 mg 乙酰膽堿脂酶充分溶解于3 mL 磷酸緩沖溶液）與0.1 mL 顯色劑（7.8 mg無水硫酸鈉和80 mg 二硫代二硝基苯甲酸充分溶解于10 mL 磷酸緩沖液）。搖勻，于37 ℃下放置15 min（每批樣品的控制時間應(yīng)一致）；加入0.1 mL 底物（25.0 mg 碘化硫代乙酰膽堿充分溶解于3.0 mL 磷酸緩沖液）搖勻，待檢液開始顯色反應(yīng)，立即放入比色皿中，記錄反應(yīng)3 min 吸光度的變化值Rt。根據(jù)吸光度變化的斜率值計(jì)算其抑制率。

抑制率（Y）按如下公式計(jì)算：

式中：R0——空白樣品（無農(nóng)藥污染）的吸光度隨時間變化曲線的斜率值；

Konstantinopoulos等[32]通過研究證實(shí)，SAHA聯(lián)合聚PARP抑制劑對卵巢癌細(xì)胞的協(xié)同作用可能與DNA的同源重組相關(guān)。同源重組DNA修復(fù)途徑中，成員發(fā)生頻繁的遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)改變是漿液性上皮性卵巢癌的特征是，多數(shù)存在不同程度的同源重組修復(fù)缺陷。PARP抑制劑是針對同源重組缺陷腫瘤的靶向治療藥物，而對具有完整同源重組途徑的上皮性卵巢癌治療作用差。實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)SAHA處理后的巢癌細(xì)胞中同源重組途徑的相關(guān)基因RAD51和BRCA1表達(dá)下調(diào)，并且在體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)中都能夠增加PARP抑制劑對于卵巢癌細(xì)胞的毒性作用，證實(shí)SAHA的抗腫瘤機(jī)制與DNA的同源重組關(guān)系密切[32]。

Rt——樣品液（可能有農(nóng)藥）的吸光度隨時間變化的值。

農(nóng)藥去除率按如下式計(jì)算：

1.2.4 統(tǒng)計(jì)處理

使用SPSS 18、Excel 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶抑制率與農(nóng)藥濃度的關(guān)系

為建立酶抑制率與樂果、敵敵畏2 種農(nóng)藥質(zhì)量濃度的關(guān)系，分析了不同質(zhì)量濃度的樂果（50～300 mg/L）和敵敵畏（20～100 μg/L）對酶抑制率的影響。

樂果質(zhì)量濃度對酶抑制率的影響見圖1，敵敵畏質(zhì)量濃度對酶抑制率的影響見圖2。

圖1 樂果質(zhì)量濃度對酶抑制率的影響

圖2 敵敵畏質(zhì)量濃度對酶抑制率的影響

由圖1 和圖2 可知，酶抑制率隨著農(nóng)藥質(zhì)量濃度的不斷增加而增加，呈線性相關(guān)。據(jù)此可以通過農(nóng)殘-抑制率曲線判斷農(nóng)藥去除效果，反映農(nóng)殘去除量。

2.2 洗滌溶液對農(nóng)藥去除率的影響

在得出酶抑制率與單一農(nóng)藥質(zhì)量濃度的關(guān)系后，確定了樣品模擬污染的浸泡溶液質(zhì)量濃度，樂果溶液質(zhì)量濃度為4 g/L，敵敵畏溶液質(zhì)量濃度為1 mg/L，附著率分別為6.2%和8.6%，敵敵畏的附著效果稍好于樂果。對用樂果溶液和敵敵畏溶液處理過的白菜樣品用電解水、果蔬清洗劑和清水浸泡洗滌5 min，通過酶抑制法測定農(nóng)藥剩余量及不同洗滌溶液去除農(nóng)藥殘留效果。

圖3 不同洗滌溶液對農(nóng)藥殘留去除效果的影響

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電解水等洗滌溶液對農(nóng)殘的去除效果相比于清水能顯著去除農(nóng)藥殘留，堿性電解水對樂果去除率為93.31%，效果優(yōu)于酸性電解水的去除率（81.52%）和果蔬清洗劑的去除率（77.08%），清水洗滌對農(nóng)藥的去除效果最差，去除率僅為60.31%。堿性電解水去除敵敵畏的效果依舊最佳，達(dá)到88.55%，而酸性電解水和果蔬清洗劑對敵敵畏的去除效果相近，分別為58.33%和60.91%，清水洗滌對敵敵畏的去除效果最差，僅為50.31%。

清水和白菜的接觸可以使部分樂果脫離葉片表面，達(dá)到去除部分農(nóng)殘的效果。酸性電解水中的ACC 具有氧化性，能將P=S 轉(zhuǎn)化成P=O，并在一定程度上破壞其環(huán)狀結(jié)構(gòu)，對農(nóng)藥進(jìn)行分解，降低毒性[10]。而堿性電解水則因?yàn)槠鋲A性對有機(jī)磷農(nóng)藥有較強(qiáng)的分解破壞效果，因此去除農(nóng)殘效果最佳。

2.3 洗滌時間對農(nóng)藥去除率的影響

使用稀釋10 倍的堿性電解水對使用樂果溶液模擬污染處理的樣品進(jìn)行浸泡處理，清洗溫度為室溫，處理時間分別為1，5，10 min，通過酶抑制法測定農(nóng)藥剩余量，計(jì)算出去除率后結(jié)果。

不同處理時間對農(nóng)藥殘留去除效果的影響見圖4。

由圖4 可知，堿性電解水處理樣品的時間對去除率有顯著影響，隨著浸泡時間的延長，農(nóng)藥去除率呈上升趨勢，處理10 min 時對農(nóng)藥的去除效果最佳，去除率為94.4%，略高于5 min 時的去除率91.5%。

圖4 不同處理時間對農(nóng)藥殘留去除效果的影響

2.4 洗滌溫度對農(nóng)藥去除率的影響

為探討堿性電解水處理溫度對樂果農(nóng)藥殘留去除效果的影響，使用堿性電解水溶液處理樣品1 min，洗滌溶液溫度分別為15，30，45 ℃，通過酶抑制法測定農(nóng)藥剩余量，計(jì)算去除率后結(jié)果。

不同處理溫度對農(nóng)藥殘留去除效果的影響見圖5。

圖5 不同處理溫度對農(nóng)藥殘留去除效果的影響

隨著處理溫度的增高，農(nóng)藥去除率增高，15，30，45 ℃條件下的去除率分別為40.43%，53.21%，58.84%，處理溫度對農(nóng)殘去除率有顯著影響。但45 ℃處理?xiàng)l件下，洗滌后的蔬菜出現(xiàn)輕微的萎蔫現(xiàn)象。

3 結(jié)論

就電解水對蔬菜表面有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的去除效果進(jìn)行比較研究，與清水清洗相比，電解水浸泡處理對農(nóng)藥殘留的去除效果更佳，其中堿性電解水優(yōu)于酸性電解水，但無論采用何種清洗溶液，適當(dāng)?shù)慕萏幚砭捎行Ы档褪卟吮砻娴霓r(nóng)藥附著量。在一定范圍內(nèi)，農(nóng)殘去除率與處理時間和處理溫度均呈正比，即處理時間越長、處理溫度越高，蔬菜表面的農(nóng)藥去除效果越好，但長時間的高溫處理可能會影響蔬菜的品質(zhì)，降低食用價值。堿性電解水對去除蔬菜表面的有機(jī)磷農(nóng)藥有良好的去除效果，但更多地去除機(jī)理問題仍有待研究。