吡蚜酮在馬鈴薯中的殘留與膳食風險評估

郎乾 郭慶 張利輝 吳小虎 徐軍 潘興魯 董豐收 鄭永權

關鍵詞

馬鈴薯；吡蚜酮；殘留；膳食風險評估；水分散粒劑

2015年，我國啟動馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，馬鈴薯已成為我國第四大主糧作物。截至2018年，其播種面積達475.8萬hm2，年產量達1798.4萬t。然而，馬鈴薯生長過程中易受蚜蟲、蠐螬、馬鈴薯甲蟲Leptinotarsa decern.lineata、馬鈴薯瓢蟲等害蟲為害。其中，蚜蟲全國年均發(fā)生面積約60.6萬hm2，占蟲害發(fā)生總面積的23.3%；馬鈴薯甲蟲及馬鈴薯瓢蟲在局部地區(qū)發(fā)生較重。而且，我國馬鈴薯單位面積農藥施用次數(shù)高達17次，施用量為40.03kg/hm2，遠高于全國平均水平。因此，在馬鈴薯生長過程中需要合理使用農藥，以減少農藥殘留對人體的健康風險。

吡蚜酮為吡啶類殺蟲劑，因其具有高效、低毒、高選擇性、對環(huán)境安全等特點，廣泛用于多種農作物中防治蚜蟲、粉虱等刺吸式口器害蟲。相關研究發(fā)現(xiàn)，吡蚜酮對灰飛虱Laodelphax striatellus、苜蓿蚜蟲和薊馬、甘藍蚜Bre-oicoryne

brassiae、棉蚜Aphis gossypjj、麥蚜與蓮縊管蚜Rhopalosi-phurn. nymphaeae均具有良好的防效。另外，Chang等研究發(fā)現(xiàn)吡蚜酮長期施用可降低馬鈴薯甲蟲幼蟲的密度。同時，Yu等、唐俊等、錢訓等采用不同溶劑提取結合固相萃取凈化，UPLC-MS或HPLC檢測，構建了多種基質中吡蚜酮檢測方法。如：Yu等采用甲醇：水（4：1）提取樣品，經Clean-ert PCX色譜柱凈化，結合UPLC-MS/MS構建了茶葉中吡蚜酮殘留分析方法。然而，固相萃取技術操作繁瑣、有機溶劑使用量大，易污染環(huán)境。QuECh-ERS方法是一種操作簡單、節(jié)省時間并且成本低的一種前處理方法，廣泛應用于各種基質中殘留分析方法的開發(fā)。鮑鏖天等利用乙腈和水（2：1）提取樣品，無水MgS04和N-丙基乙二胺（PSA）凈化，HPLC-MS/MS檢測，構建了吡蚜酮在茶粉中的殘留分析方法。段婷婷等采用乙腈和氨水（10：3）提取樣品，35mg PSA和150mg無水MgS04凈化，QuEChERS結合HPLC建立了棉花和土壤中吡蚜酮的檢測方法。而且，基于以上檢測方法，已有相關研究報道了吡蚜酮在水稻、棉葉、芥藍、菠菜、辣椒、煙草、南瓜上的殘留消解及最終殘留。但吡蚜酮在馬鈴薯中殘留消解以及安全性評價尚未見報道。另外，庾琴等和陳小龍等研究發(fā)現(xiàn)光照、溫度、濕度及降水量顯著影響農藥降解速率。目前，吡蚜酮已在我國馬鈴薯中登記使用，但我國尚未制定吡蚜酮在馬鈴薯中的最大殘留限量（MRL）。國際上僅澳大利亞、韓國、歐盟、日本規(guī)定了馬鈴薯中的MRL值，分別為0.02、0.2、0.02mg/kg和0.05mg/kg。本研究在全國9大區(qū)域12個試驗點開展田間殘留試驗；明確馬鈴薯中吡蚜酮的殘留消解動態(tài)及最終殘留，為吡蚜酮在馬鈴薯上的合理使用，保障農產品質量安全提供數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1儀器與試劑

超高效液相色譜三重四級桿質譜串聯(lián)儀（UPLC-MS/MS） Waters TQD型，美國Waters公司；BSA224S-CW電子分析天平（精確到0.1mg）和BT25S電子分析天平（精確到0.01mg），德國Sar-torius公司；PL601-L電子天平（精確到0.1g），梅特勒一托利多常州公司；Thmorgan CK2000高通量組織研磨儀，北京托摩根生物科技有限公司；KH-500型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；F2102微型組織粉碎機，天津泰斯特公司；1-16型離心機，德國Sigma公司；HERAEUS MEGAFUGE 8型離心機，美國Thermo Scientific公司；G560E渦旋儀，美國Scientific industries公司。

吡蚜酮標準品（純度99%），購自北京勤誠亦信科技開發(fā)有限公司；50%吡蚜酮水分散粒劑由先正達（中國）投資有限公司提供。乙腈（色譜純）產自Fisher Chemical公司；乙腈（分析純）購自北京北化精細化學品有限公司；乙酸（分析純）、無水乙酸鈉（分析純）購自國藥集團化學試劑有限公司；十八烷基鍵合硅膠（C18）、0.22um濾膜購自天津博納艾杰爾科技有限公司。

1.2田間試驗設計

試驗分別于2016年5月-2017年10月在吉林省長春市吉林農業(yè)大學試驗田、山東省濰坊市昌樂縣朱劉鎮(zhèn)任瞳村開展2年2地田間試驗，2018年4月-9月在北京市通州區(qū)都縣鎮(zhèn)侯黃莊村、寧夏回族自治區(qū)銀川市賀蘭縣洪廣鎮(zhèn)金鑫村、甘肅省蘭州市榆中縣城關鎮(zhèn)甘肅省農業(yè)科學院榆中園藝試驗場、安徽省蕭縣圣泉鄉(xiāng)朱雙樓村、湖南省長沙市春華鎮(zhèn)龍王廟村、貴州省貴陽市花溪區(qū)久安鄉(xiāng)打通村、廣西壯族自治區(qū)南寧市隆安縣丁當鎮(zhèn)英敏村、青海省西寧市城北區(qū)二十里鋪農林科學院試驗田共計8地開展50%吡蚜酮水分散粒劑在馬鈴薯中的殘留試驗。每個試驗點設置試驗小區(qū)1個，空白對照區(qū)1個，每個小區(qū)面積至少50m2。按照制劑量30g／667m2（有效成分含量225g/hm2）分別于馬鈴薯最終收獲前28d和收獲前14d各施藥1次，葉面噴霧。于最后1次施藥后14、21d采集馬鈴薯塊莖作為吡蚜酮最終殘留測定樣品，其中2016年一2017年的試驗采集3份，2018年的試驗采集2份。同時2018年北京、寧夏、湖南、貴州4地最后1次施藥后2h，7、14、21、28d采集馬鈴薯塊莖作為吡蚜酮消解動態(tài)試驗樣品。

1.3分析方法

1.3.1儀器檢測條件

色譜條件：Acquity UPLC BEH HILIC色譜柱（100mm×2.1mm，1.7um，Waters）；柱溫：40℃;流速：0.3mL/min;進樣量：3uL;流動相：0.2%甲酸水、乙腈；梯度洗脫條件見表1。

質譜條件：電噴霧正離子電離模式（ESI+）；毛細管電壓：3.5kV；離子源溫度：150℃；脫溶劑溫度：350℃；脫溶劑氣流量：600L/h；錐孔氣流量：90L/h。多重反應監(jiān)測檢測（MRM）詳細質譜參數(shù)如表2。在此條件下，吡蚜酮保留時間為1.62min。0.005mg/L吡蚜酮標準溶液的色譜圖見圖1b。

1.3.2樣品前處理方法

準確稱取馬鈴薯樣品10.0g，加入20mL 2%乙酸乙腈，振蕩提取45min，35℃超聲30min，加入5g無水乙酸鈉，振蕩5min，4000r/min離心5min。取1.5mL上清液至2mL裝有50mg C18凈化劑的離心管中，渦旋1min，5000 r/min離心5min，上清液經0.22um有機濾膜過濾，待測。

1.3.3標準曲線繪制

準確稱取0.01010g吡蚜酮標準品，用乙腈配制成100 mg/L吡蚜酮儲備液，再用乙腈稀釋成0.5、0.1、0.05、0.01、0.005 mg/L的工作標準溶液。以吡蚜酮定量離子峰面積（y）和質量濃度（z）為坐標繪制溶劑標準曲線。

1.3.4添加回收試驗

準確稱取10.0g空白馬鈴薯均質樣品，分別添加0.01、0.1mg/kg和1mg/kg 3個水平吡蚜酮標準溶液進行添加回收試驗，每個水平設置5個重復。添加吡蚜酮標準溶液后靜置30min以上，再按照1.3.2的方法進行前處理，按照1.3.1進行UPLC-MS/MS檢測，計算添加回收率和相對標準偏差（RSD）。

1.3.5膳食風險評估

根據(jù)規(guī)范殘留試驗中值（STMR/STMR-P）或最大殘留限量（MRL），計算農藥的國家估算每日攝入量（NEDI）和風險商（RQ）。NEDI=∑[STMRz（STMR-P）×F：l;RQ一（NEDI/ADI×）×100%。式中，STMRi：為農藥在某種食品中的規(guī)范殘留試驗中值（mg/kg）；STMR-p為采用加工因子校正后的規(guī)范殘留試驗中值（mg/kg）；Fi為一般人群對該食品的消費量（kg）; bw為體重（kg），中國人均體重按63kg計；ADI為農藥的每日允許攝入量（mg/kg），根據(jù)《食品中農藥殘留風險評估指南》，在計算NEDI時，如果沒有合適的STMR值或STMR-Pi值，可直接采用相應的MRL值代替。當RQ≤100%時，認為該農藥殘留對一般人群健康的影響在可接受的風險水平，且比值越小，風險越低。

2結果與分析

2.1方法驗證

用添加回收試驗評價殘留分析方法的準確度和精密度。由表3可知，添加水平為0.01、0.1、1mg/kg時，馬鈴薯樣品中吡蚜酮的平均回收率為75%～85%，相對標準偏差（RSD）為3%-8%。溶劑標準曲線在0.005～0.5mg/L范圍內線性關系良好，R2>0.9955。另外，定量限（LOQ）為0.01mg/kg。均符合《農作物中農藥殘留試驗準則》（NY/T788-2018）的要求，可用于馬鈴薯樣品中吡蚜酮的殘留檢測。0.01mg/kg添加回收試驗樣品譜圖見圖1c。

2.2田間試驗結果

2.2.1吡蚜酮在馬鈴薯上的消解動態(tài)

2018年北京、寧夏、湖南、貴州等4地試驗表明，50%吡蚜酮水分散粒劑按有效成分225g/hm2施藥2次，最后1次施藥后2h吡蚜酮平均原始沉積量均<0.01mg/kg，施藥后7、14、21、28d吡蚜酮殘留量也均<0.01mg/kg。

2.2.2吡蚜酮在馬鈴薯上的最終殘留量

2016年-2018年12地的試驗結果表明，50%吡蚜酮水分散粒劑按照有效成分225g/hm2施藥2次，采收間隔期為14d時，吡蚜酮在馬鈴薯中殘留試驗中值（STMR）<0.01mg/kg、最高殘留值（HR）為0.018mg/kg;采收間隔期為21d時，吡蚜酮在馬鈴薯中殘留試驗中值（STMR） <0.01mg/kg、最高殘留值（HR）為0.012mg/kg（表4）。

2.3吡蚜酮的膳食攝入風險評估

GB 2763-2021《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量》中規(guī)定吡蚜酮的ADI值為0.03mg/kg。目前，吡蚜酮在水稻、小麥、菠菜、黃瓜、茶、棉籽、玉米、桃、馬鈴薯等9類21種作物上登記。距離最后1次施藥21d，馬鈴薯中吡蚜酮規(guī)范殘留試驗中值為0.01mg/kg。參考限量值取相應的MRL值，若中國沒有相應的MRL值，則依次選取CAC、美國、澳大利亞、韓國、歐盟或日本等的MRL值。除了馬鈴薯中參考限量為試驗殘留中值外，其他登記作物的參考限量均采用MRL值。從表5中可知，吡蚜酮的國家估算每日攝人量（NEDI）為1.6339mg/kg，占吡蚜酮每日允許攝人量1.89mg/kg的86.4%，說明采用50%吡蚜酮水分散粒劑按照推薦劑量30g／667m2（有效成分225g/hm2）施藥2次，通常不會對一般人群健康產生不可接受的風險。

3結論與討論

本試驗基于QuEChERS提取、C18凈化結合UPLC-MS/MS檢測建立了吡蚜酮在馬鈴薯中的殘留分析方法。馬鈴薯樣品中吡蚜酮在3個添加濃度下的平均回收率為75%～85%，相對標準偏差為3%～8%。可滿足NY/T 788《農作物中農藥殘留試驗準則》農藥殘留分析要求，方法確立的吡蚜酮LOQ均為0.01mg/kg，為50%吡蚜酮水分散粒劑在馬鈴薯田的安全使用提供了依據(jù)，可應用于吡蚜酮在馬鈴薯田間樣品的檢測。QuEChERS方法前處理簡單快速、精確靈敏，已成功用于監(jiān)測糧食作物、油料作物、蔬菜、水果及動物源食品中吡啶類、新煙堿類、有機磷類等多種農藥的殘留。而且，該前處理方法正逐步應用于國家標準中農藥的檢測。

農藥的降解與溫度、濕度、pH等環(huán)境條件密切相關。庾琴等研究發(fā)現(xiàn)，吡蚜酮在油菜葉中的消解速度隨溫度和光照強度的增強而加快。陳小龍等發(fā)現(xiàn)啶蟲脒的降解速率還與降水量和環(huán)境濕度成正比。本研究結果顯示，吡蚜酮在12地馬鈴薯中的最終殘留量均小于0.018mg/kg，且不同試驗地之間差別不大，可能由于馬鈴薯為地下結實，其殘留量受光照、溫濕度等影響較小。

按照《食品中農藥殘留風險評估指南》結合吡蚜酮在馬鈴薯中的最終殘留結果進行長期膳食攝人風險評估，結果顯示，吡蚜酮的國家估算每日攝人量（NEDI）為1.6339mg/kg，風險概率為86.4%，小于100%。因此，50%吡蚜酮水分散粒劑在馬鈴薯中按推薦用量225g/hm2，兌水噴霧2次，不會對一般人群健康造成不可接受的風險。

此外，我國GB 2763-2021食品安全國家標準尚未規(guī)定吡蚜酮在馬鈴薯中的最大殘留限量，本試驗為我國馬鈴薯中吡蚜酮的最大殘留限量的制定提供了數(shù)據(jù)支持。