高效氯氟氰菊酯在香蕉中的殘留消解及膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

田 瑩，謝德芳,3, ，陽(yáng)辛鳳，趙方方，陳博鈺

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430070；2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測(cè)試中心，海南?？?571101；3.海南省熱帶果蔬產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南?？?571101）

香蕉是日常生活中的常見(jiàn)的熱帶水果，世界四大水果之一，其因營(yíng)養(yǎng)豐富、口感軟糯、深受人們喜愛(ài)。香蕉的生長(zhǎng)周期短、產(chǎn)量高，在全球水果品種產(chǎn)量中位居第二，2018年達(dá)到11456.89萬(wàn)噸，是熱帶地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物，在全球進(jìn)出口水果貿(mào)易中占據(jù)重要地位。香蕉原產(chǎn)自東南亞，在我國(guó)產(chǎn)地主要分布在海南、廣東、福建、廣西、云南等地[1]。熱帶溫暖潮濕的生長(zhǎng)環(huán)境導(dǎo)致病蟲(chóng)害的頻發(fā)，香蕉生長(zhǎng)中常見(jiàn)的蟲(chóng)害有香蕉花薊馬[2]、冠網(wǎng)蝽、香蕉弄蝶[3]、交脈蚜[4]、斜紋夜蛾等。目前在香蕉上登記的殺蟲(chóng)劑只有氯氟·吡蟲(chóng)啉、礦物油、螺蟲(chóng)·噻蟲(chóng)啉等三種藥劑，而高效氯氟氰菊酯作為一種高效廣譜擬除蟲(chóng)菊酯殺蟲(chóng)劑、殺螨劑，在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已被廣泛應(yīng)用于香蕉花薊馬、香蕉弄蝶、交脈蚜的防治。

高效氯氟氰菊酯具有觸殺和胃毒作用，作用于害蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)，通過(guò)干擾鈉離子通道，抑制神經(jīng)傳導(dǎo)，破壞神經(jīng)元活動(dòng)使害蟲(chóng)死亡[5?6]，對(duì)鱗翅類、鞘翅類和半翅類害蟲(chóng)的藥效尤為突出，對(duì)其他害蟲(chóng)比如葉螨、銹螨等也有良好效果。高效氯氟氰菊酯對(duì)小白鼠屬中等毒性，對(duì)魚(yú)類、蜜蜂、蠶有劇毒[7?10]，并且噴灑后耐雨水沖刷，自然光下穩(wěn)定性好，不容易降解，在田間使用過(guò)程中易造成殘留，污染農(nóng)產(chǎn)品，危害環(huán)境，因此需要對(duì)其使用和殘留情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。高效氯氟氰菊酯的測(cè)定一般采用氣相色譜[11?12]、液相色譜[13]或者質(zhì)譜聯(lián)用法[14]等方法，劉鈺等[15]用GC測(cè)定小麥中高效氯氟氰菊酯殘留，其方法定量限為0.01 mg/kg，回 收 率 為98%～101%；Sharma等[16]采 用GC-MS測(cè)定卷心菜中高效氯氟氰菊酯殘留，定量限為0.01 mg/kg；張盈等[17]利用氣相色譜建立同時(shí)快速測(cè)定高效氯氟氰菊酯和腐霉利在鮮食辣椒中殘留的檢測(cè)方法，方法檢出限為0.01 mg/kg，回收率為88%～102%。利用氣相色譜測(cè)定高效氯氟氰菊酯的殘留可以滿足試驗(yàn)對(duì)靈敏度的要求，且方法簡(jiǎn)單，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大批量樣品的快速檢測(cè)。

目前我國(guó)在GB2763-2019食品中最大農(nóng)藥殘留限量[18]中對(duì)高效氯氟氰菊酯在小麥、玉米、大白菜、柑橘等作物上的最大殘留限量（MRL）進(jìn)行了規(guī)定，但對(duì)其在香蕉上的MRL值并沒(méi)有作出規(guī)定，有關(guān)于香蕉中高效氯氟氰菊酯的降解研究也比較少；隨著高效氯氟氰菊酯應(yīng)用范圍擴(kuò)大，使用頻率增加，其安全性應(yīng)引起人們的重視，因此對(duì)高效氯氟氰菊酯在香蕉上進(jìn)行殘留消解試驗(yàn)和膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估尤為重要。本實(shí)驗(yàn)開(kāi)展一年四地規(guī)范殘留試驗(yàn)，對(duì)海南、廣西、廣東、云南四個(gè)地區(qū)的香蕉中高效氯氟氰菊酯的殘留行為進(jìn)行分析，通過(guò)QuEChERS前處理方法處理樣品，采用氣相色譜分析，研究高效氯氟氰菊酯在香蕉中的消解動(dòng)態(tài)、最終殘留情況以及膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以期對(duì)今后高效氯氟氰菊酯的安全使用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

氯氟氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品 濃度1000 μg/mL、純度99.5%，北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司BW2020-037；乙腈 色譜純，美國(guó)Fisher；氯化鈉 分析純，廣州化學(xué)試劑廠。

Agilent GC-7890B 氣相色譜儀-電子捕獲檢測(cè)器；CR22N 型落地式高速冷凍離心機(jī) 日本日立公司；L204 電子天平 瑞士梅特勒-托利多公司；HT-200 多管渦旋混合器 北京優(yōu)晟聯(lián)合科技有限公司；DM-1 色譜柱（30 m×0.32 mm ID×0.25 μm），美國(guó)安捷倫公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 田間實(shí)驗(yàn) 按農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則要求設(shè)試驗(yàn)小區(qū)，試驗(yàn)小區(qū)布置：設(shè)處理小區(qū)4株樹(shù)，3次重復(fù)，另設(shè)對(duì)照小區(qū)2株樹(shù)，小區(qū)之間設(shè)保護(hù)帶。施藥劑量為33.3 mg a.i./kg（10%高效氯氟氰菊酯水乳劑3000倍液），采取全株噴霧施藥，每棵樹(shù)用水量約為400 mL，施藥次數(shù)為2次，施藥間隔期7 d，采收前42 d第一次施藥。消解動(dòng)態(tài)曲線根據(jù)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程（1）擬合，半衰期按照公式（2）進(jìn)行計(jì)算：

式中，C表示高效氯氟氰菊酯施藥后的殘留量，mg/kg；C0表示施藥后的初始?xì)埩袅?，mg/kg；k為消解系數(shù)；t代表時(shí)間，d；DT50為半衰期，d。

1.2.2 殘留消解實(shí)驗(yàn) 殘留消解試驗(yàn)在海南和廣東兩地進(jìn)行，按照1.2.1田間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行施藥，最后一次施藥后2 h、1、7、14、28、35 d時(shí)取香蕉2 kg，分成兩份制備香蕉全果、果肉樣品。將樣品搗碎勻漿后取200 g，分別裝入塑料瓶中，標(biāo)明編號(hào)，密封包裝后在?20 ℃冰柜中保存。

1.2.3 最終殘留實(shí)驗(yàn) 最終殘留試驗(yàn)在海南、廣東、云南、廣西四地進(jìn)行，施藥方式及樣品處理同1.2.2殘留消解試驗(yàn)，距離最后一次施藥間隔時(shí)間28、35 d時(shí)采樣。

1.2.4 樣品分析

1.2.4.1 提取與凈化 分別稱取香蕉全果、果肉樣品10 g（精確到0.01 g）于50 mL塑料離心管，加20 mL乙腈提取，加4 g氯化鈉，多管渦旋振蕩器2500 r/min，渦旋5 min，8000 r/min離心5 min，取10 mL上清液加入15 mL凈化管（900 mg MgSO4、150 mg PSA），2500 r/min渦旋2 min，8000 r/min離心5 min，取上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)濾膜，待測(cè)。

1.2.4.2 檢測(cè)條件 流速：1.0 mL/ min，進(jìn)樣量：1 μL，進(jìn)樣口溫度：250 ℃，檢測(cè)器溫度：290 ℃，進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣，載氣：氮?dú)猓兌?9. 999%），升溫程序：升溫至120 ℃，保持1 min；以20 ℃/min升溫至280 ℃，保持0.5 min；以5 ℃/min升溫至305 ℃，保持4 min。

1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及添加回收實(shí)驗(yàn) 移取0.1 g的氯氟氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品，配制成1000 μg/mL的氯氟氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，冷藏避光保存，有效期6個(gè)月。將1000 μg/mL的氯氟氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用丙酮稀釋配得10 μg/mL的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，冷藏避光保存，有效期3個(gè)月。參照樣品前處理的方法處理空白樣品，得到不含有待測(cè)農(nóng)藥的空白基質(zhì)，利用基質(zhì)溶液將10 μg/mL的氯氟氰菊酯二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋配得0.5、0.2、0.1、0.05、0.01 μg/mL系列標(biāo)準(zhǔn)工作液（標(biāo)準(zhǔn)工作液在4 ℃冷藏避光保存，有效期3 d）。

參考高效氯氟氰菊酯在香蕉中的最大殘留限量值，選擇在全果、果肉中分別添加3個(gè)水平（表1）的標(biāo)準(zhǔn)品，按照1.2.2的方法進(jìn)行樣品前處理，每個(gè)水平重復(fù)5次，計(jì)算最終每個(gè)水平的平均回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。

1.2.6 膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 長(zhǎng)期膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是在農(nóng)藥殘留試驗(yàn)和毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)居民因?yàn)樯攀硵z入農(nóng)藥給自身帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，參考2002年衛(wèi)生部發(fā)布的中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與健康狀況調(diào)查中一般人群對(duì)于米、面及其制品、蔬菜類、水果類、畜禽類、奶及奶制品、蛋及蛋制品、植物油、糖、淀粉、食鹽等各類食品的消費(fèi)量，通過(guò)農(nóng)藥殘留試驗(yàn)，獲得香蕉上高效氯氟氰菊酯的殘留試驗(yàn)中值和最高殘留值，結(jié)合我國(guó)居民人均膳食結(jié)構(gòu)和已制定的最大殘留限量（MRLs），計(jì)算高效氯氟氰菊酯在我國(guó)的估算每日攝入量（NEDI），計(jì)算公式如下：

式中：STMRi指農(nóng)藥在某一食品中的規(guī)范殘留試驗(yàn)中值；STMR-Pi 表示用加工因子校正的規(guī)范殘留試驗(yàn)中值；Fi指一般人群某一食品的消費(fèi)量。計(jì)算NEDI時(shí)，如果沒(méi)有合適的STMR或STMR-P，可以使用相應(yīng)的MRL。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)概率≤100%時(shí)，表示該慢性風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍，風(fēng)險(xiǎn)概率越小，安全性越高；當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)概率＞100%時(shí)，表示該風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)超過(guò)了可接受范圍。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007處理數(shù)據(jù)，Origin 2019進(jìn)行方程擬合與繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性關(guān)系

實(shí)驗(yàn)中高效氯氟氰菊酯的保留時(shí)間為11.06 min左右，標(biāo)準(zhǔn)線性方程為y=155711x?387.55，R2=0.9997，其中y代表峰面積，x代表濃度，結(jié)果表明高效氯氟氰菊酯的濃度與峰面積具有良好的線性關(guān)系。

2.2 基質(zhì)效應(yīng)

基質(zhì)效應(yīng)（matrix effect, ME）指分析液中某些基質(zhì)物質(zhì)存在改變了目標(biāo)分析物的響應(yīng)值，對(duì)最終結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響的現(xiàn)象[19]?；|(zhì)效應(yīng)通常是利用基質(zhì)與溶劑分別配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線斜率之比表示[20]，ME＞0.8為基質(zhì)抑制效應(yīng)，ME＜1.2為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，比值在0.8～1.2之間表示弱基質(zhì)效應(yīng)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響可忽略[21]。香蕉中含有糖類、蛋白質(zhì)等多種組分，有研究表明香蕉對(duì)苯醚甲環(huán)唑及噻呋酰胺具有基質(zhì)抑制效應(yīng)[22]，對(duì)氯氰菊酯、聯(lián)苯菊酯等擬除蟲(chóng)菊酯具有基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)[23]。為了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用基質(zhì)匹配曲線進(jìn)行定量。

2.3 方法驗(yàn)證

方法靈敏度通過(guò)測(cè)定最小檢出量（Limit of detection, LOD）和最低檢測(cè)濃度（Limit of quantification, LOQ）表示，通過(guò)加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)測(cè)得高效氯氟氰菊酯的LOD值為0.01 ng，LOQ值為0.01 mg/kg。利用QuEChERS方法進(jìn)行樣品前處理，氣相色譜圖如圖1所示，在高效氯氟氰菊酯信號(hào)附近沒(méi)有干擾信號(hào)。由表1可得，高效氯氟氰菊酯的平均回收率為79%～110%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）為2.2%～9.5%，符合農(nóng)藥殘留實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則要求[24]，該方法可靠。

圖1 香蕉全果樣品中高效氯氟氰菊酯（0.005 μg/mL）色譜圖Fig.1 Chromatogram of Lambda-cyhalothrin (0.005 μg/mL)in banana fruits

表1 高效氯氟氰菊酯在香蕉全果及果肉中的回收率及標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 1 Recovery rate and standard deviation of lambda-cyhalothrin in banana fruits and flesh

2.4 高效氯氟氰菊酯在香蕉中的殘留消解動(dòng)態(tài)

動(dòng)態(tài)殘留消解試驗(yàn)在海南和廣東兩地進(jìn)行，海南試驗(yàn)點(diǎn)香蕉全果施藥后原始積累量0.02 mg/kg，全果及果肉在采樣第7 d后殘留量均＜0.01；廣東點(diǎn)原始積累量0.13 mg/kg，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合得到消解動(dòng)態(tài)方程為C=0.12878e?0.03136t，相關(guān)系數(shù)為R2=0.98676，殘留半衰期為22.1 d，高效氯氟氰菊酯在香蕉中的消解動(dòng)態(tài)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程（圖2）。

圖2 高效氯氟氰菊酯在香蕉全果中的消解動(dòng)態(tài)曲線Fig.2 The digestion dynamic curve of lambda-cyhalothrin in banana fruits

2.5 最終殘留

試驗(yàn)結(jié)果如表2，由表2可知，在相同的施藥條件下，采樣距末次施藥間隔28 d時(shí)，海南、廣東、云南、廣西四地香蕉全果中高效氯氟氰菊酯的殘留量分別為：＜0.01、0.054、0.016、0.059 mg/kg，殘留中值STMR為0.035 mg/kg；果肉中殘留量均＜0.01 mg/kg；35 d時(shí)四地全果中殘留量分別為＜0.01、0.040、0.015、0.057 mg/kg；果肉中均＜0.01 mg/kg。

表2 高效氯氟氰菊酯在四個(gè)地區(qū)最終殘留量Table 2 Final residues of lambda-cyhalothrin in the four regions

2.6 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)GB2763-2019食品中農(nóng)藥最大殘留限量，高效氯氟氰菊酯的每日允許攝入量ADI值為0.02 mg/kg·bw，香蕉中高效氯氟氰菊酯的MRL值選擇本實(shí)驗(yàn)的殘留中值進(jìn)行計(jì)算，如表3所示，最終結(jié)果得出高效氯氟氰菊酯的膳食風(fēng)險(xiǎn)概率為76.84%，為可接受風(fēng)險(xiǎn)。

表3 高效氯氟氰菊酯膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型Table 3 Lambda-cyhalothrin dietary risk assessment model

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)采用QuEChERS方法處理、氣相色譜（配ECD檢測(cè)器）法進(jìn)行條件優(yōu)化，建立了測(cè)定高效氯氟氰菊酯在香蕉中殘留量的分析方法，其精密度和準(zhǔn)確性都能達(dá)到農(nóng)藥殘留分析測(cè)定的要求；高效氯氟氰菊酯在香蕉中的LOD值為0.01 ng，高于楊周寧[25]測(cè)得的小白菜中的結(jié)果0.0017 ng。相比于小白菜，香蕉中含有大量的果膠、碳水化合物、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，干擾物較多，對(duì)農(nóng)藥的提取、凈化和測(cè)定帶來(lái)困難。

廣東和海南兩地高效氯氟氰菊酯的殘留消解試驗(yàn)，海南在第7 d后香蕉中的殘留值均＜0.01 mg/kg，廣東香蕉全果中殘留半衰期為22.1 d。同等施藥條件下，海南氣溫更高、降水豐沛，農(nóng)藥降解更快，半衰期更短，留量少。

四個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的最終殘留結(jié)果顯示各采樣時(shí)間的香蕉果肉中均未檢出高效氯氟氰菊酯殘留，表明高效氯氟氰菊酯在香蕉果肉中沒(méi)有內(nèi)吸，殘留主要在香蕉果皮上，由于高效氯氟氰菊酯的結(jié)構(gòu)是親脂的，而香蕉皮上蠟質(zhì)含量大，這就成了主要的殘留部位，劉艷萍在香蕉上進(jìn)行幾種親脂性農(nóng)藥殘留試驗(yàn)時(shí)也得到了類似的結(jié)果[26]。

相同的施藥條件下，28 d時(shí)海南香蕉全果中高效氯氟氰菊酯殘留量＜0.01 mg/kg，低于同時(shí)期廣東（0.054 mg/kg）、廣西（0.059 mg/kg）、云南（0.016 mg/kg）三地的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；35 d時(shí)這三個(gè)地區(qū)的高效氯氟氰菊酯殘留量均＞0.01 mg/kg（廣東0.040 mg/kg、廣西0.057 mg/kg、云南0.015 mg/kg；）。四地高效氯氟氰菊酯殘留量隨時(shí)間推移逐漸減少，農(nóng)藥在田間施用后溫度、降雨量、施藥濃度、水分、田間管理（包括套袋、灌溉）等多種因素都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響；香蕉生長(zhǎng)時(shí)果實(shí)膨大的過(guò)程造成的生物稀釋作用[27]以及香蕉植株內(nèi)的多種新陳代謝反應(yīng)也會(huì)促進(jìn)農(nóng)藥的進(jìn)一步降解；對(duì)于其他三地，海南的香蕉樣品中高效氯氟氰菊酯的殘留量最少，考慮原因可能是由于四個(gè)香蕉產(chǎn)地的環(huán)境差異，海南屬于季風(fēng)性熱帶氣候，相對(duì)于廣東、廣西、云南三個(gè)內(nèi)陸城市，年日照時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)，降水量大，溫濕度更高，農(nóng)藥的降解速度更快。

中國(guó)及CAC等國(guó)家或組織對(duì)于香蕉中高效氯氟氰菊酯使用的MRL值都沒(méi)有規(guī)定，歐盟標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.15 mg/kg，本試驗(yàn)結(jié)果高效氯氟氰菊酯在四地的殘留試驗(yàn)中28 d的殘留量最大值為0.059 mg/kg，小于歐盟的限量標(biāo)準(zhǔn)（0.15 mg/kg）。

對(duì)高效氯氟氰菊酯在香蕉最終殘留試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得出風(fēng)險(xiǎn)概率為76.84%，小于100%，風(fēng)險(xiǎn)可接受。建議10%高效氯氟氰菊酯水乳劑以施藥劑量有效成分33.3 mg/kg（制劑3000倍液），香蕉薊馬若蟲(chóng)盛發(fā)期施藥，施藥次數(shù)為2次，以噴霧方式施藥，施藥間隔期7 d，推薦安全間隔期為28 d。