離子色譜法檢測香蕉中乙烯利的殘留降解動態*

尚政，張宇，王明月，王萌，章程輝

1(海南大學食品學院，海南?？?，570228)2(海南大學環境與植物保護學院，海南 ?？?，570228)

3(中國熱帶農業科學院農產品加工研究所農業部食品質量監督檢驗測試中心(湛江)，廣東湛江，524001)

乙烯利(ethephon)又稱乙烯磷，學名2-氯乙烯磷酸，為有機化合物，純品為白色針狀結晶，工業品為淡棕色液體，易溶于水、甲醇、丙酮、乙二醇、丙二醇，微溶于甲苯，不溶于石油醚，是一種低毒性的植物生長調節劑，具有促進果實成熟，刺激傷流，調節性別轉化等。在農業生產實際中，對于外運的水果，為便于運輸，在成熟前收獲，采用少量、低濃度乙烯利催熟是常用的方法。適量的乙烯利處理也有積極意義，會使得接近成熟的水果加快成熟，一般不會對人體造成危害［1-3］。

香蕉是我國重要的消費水果。香蕉由于其產地及運輸銷售原因，需要在上市前進行催熟，乙烯利在香蕉催熟產業上應用相當廣泛且技術成熟，但是其殘留情況在我國未見相關研究報告，并且目前我國對于該農藥在香蕉上的殘留限量也沒有具體標準［4-6］。為了進一步摸清乙烯利在香蕉中的殘留動態情況，確定該農藥在香蕉上的使用劑量、安全采收間隔期等，筆者于2012年11月至2013年4月在湛江對乙烯利在香蕉上進行了消解動態和最終殘留量試驗，以期為科學評價乙烯利在香蕉上應用的殘留風險及制定最大殘留限量標準提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

催熟保藏實驗在中國熱帶農業科學院農產品加工研究所進行。

殘留檢測是在廣東省湛江市農業部食品質量監督檢驗測試中心(湛江區)進行。

時間為2012年11月至2013年4月。

1.2 實驗材料

40%乙烯利水劑，上海華誼集團華原化工有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗設計

1.3.1.1 消解動態試驗

在香蕉收獲期間，從批發市場購買七成熟的香蕉，除去爛果、病果及表皮受損的果實，然后選擇大小均一的果實分成小束，依據農業行業標準NY/T 788-2004，用高劑量1 500 mg/kg(267倍40%乙烯利水劑)濃度的藥液浸果30 s，取出后自然晾干，然后再用大塑料袋包裝，分自然和冷藏2種條件(常溫22℃和低溫16℃，相對濕度80%～90%)進行貯藏。采樣間隔期分別為施藥后1(即原始沉積量)、6、12 h、1、2、3、5、7、10、14、21、28、35 d 等(視腐爛程度確定最后一次取樣時間)。測定部位為全蕉樣品。

1.3.1.2 最終殘留試驗

在香蕉收獲期間，從批發市場購買7成熟、8成熟、9成熟香蕉果實，除去爛果、病果及表皮受損的果實，然后選擇大小均一的果實分成小束，依據農業行業標準 NY/T 788-2004，分別用低劑量(400倍1 000 mg/kg)和高劑量(267倍1 500 mg/kg)浸果，30 s，取出后自然晾干，然后再用大塑料袋包裝，分自然和冷藏2種條件(常溫22℃和低溫16℃，相對濕度80%～90%)進行貯藏。采樣間隔期分別為香蕉剛成熟和最佳食用期，測定部位為全蕉樣品和果肉。

1.3.1.3 采樣方法

殘留動態樣品:采集香蕉樣本，每個重復采集1 kg香蕉，不少于6條，切碎。用四分法縮分，分取200 g樣品2份，分別裝入封口樣品容器中，貼好標簽，放入-20℃低溫冰柜中貯存。每次取樣后分別取均勻的3～4條香蕉，稱取果皮和果肉的重量，并記錄。同時取對照樣品。

最終殘留量采樣:采集香蕉樣本，每個重復采集1 kg香蕉，不少于6條，一半計數并稱量后，切碎，用四分法縮分，分取200 g樣品2份，另一半計數并稱量后，分別收集果皮。收集果肉，稱其質量后切碎，用四分法縮分，分取200 g樣品2份，分別裝入封口樣品容器中，貼好標簽，放入-20℃低溫冰柜中貯存。同時取對照樣品。

1.3.2 檢測方法

1.3.2.1 試驗儀器

離子色譜儀:瑞士萬通882離子色譜儀(配備858自動進樣器);高速冷凍離心機，組織搗碎機、氮吹儀、快速混勻器;色譜柱:Metrosep A Supp 4(250 mm ×4.0 mm)。

1.3.2.2 實驗試劑

乙烯利標準品(Sigma-Aldrich);甲酸;丙酮;三氟乙酸;甲醇;石墨化碳黑柱(250 mg/6 mL)和離子交換柱固相萃取柱(100 mg/6 mL);超純水(電阻率18.2 MΩ·cm)。

1.3.2.3 乙烯利的殘留檢測

樣品提取凈化:稱取5.0 g左右的香蕉樣品，置于離心管中，加入20 mL 1%甲酸-丙酮溶液，渦旋震蕩1 min，以4℃ 10 000 r/min離心20 min，將上清液轉移至50 mL塑料容量瓶中，合并上清液并定容至50 mL。分取10 mL提取液在40℃水浴中氮吹，除去大量丙酮后，加入5 mL水，待凈化。石墨化碳柱先用3 mL甲醇，3 mL水活化;將待凈化溶液上樣，接收流出液;用2 mL甲醇沖洗石墨化碳柱，同時接收洗脫液，與流出液合并，待進一步凈化。離子交換柱先用5 mL甲醇，5 mL水活化;將上一步待凈化溶液上樣，用5 mL水、5 mL甲醇淋洗，再用10 mL 1%TFA-丙酮溶液洗脫，收集，緩慢氮吹至近干，用超純水定容至10 mL，待測。

離子色譜測定:色譜柱為 Metrosep A Supp 4(250 mm×4.0 mm);檢測器為離子色譜儀自帶的電腦檢測器;流動相為1.8 mmol Na2CO3+1.7 mmol NaHCO3流速為1 mL/min;進樣量為20 μL。保留時間為 13.20 min［7-16］。

2 結果與分析

2.1 檢測方法的驗證

2.1.1 標準曲線

采用外標法峰面積定量。用超純水配制500 mg/L乙烯利標準貯備液，用超純水逐級稀釋成1、5、10、20、50 mg/L 標準溶液，進樣量20 μL，在1.3.2 條件下，注射標準工作系列溶液，繪制乙烯利標準曲線，得回歸方程為Y=-0.036 546 6+1.258 44E-3X，r2=0.999 1，證明在試驗條件范圍內儀器響應信號與乙烯利的濃度成良好的線性關系;標準品譜圖見圖1。

圖1 乙烯利標準工作液譜圖Fig.1 HPLC chromatogram of ethephon standard solution

2.1.2 方法最低檢出限(LOD)和方法定量限(LOQ)、最小檢出量

本方法對乙烯利的最低檢出限0.03 kg/kg，方法定量限為0.1 mg/kg，最小檢出量為0.2ng/kg。

2.1.3 添加回收率與相對標準偏差

取空白對照區的香蕉樣品做添加回收率試驗，添加濃度分別為0.02、0.2、2 mg/kg，每個濃度做5個平行試驗，試驗結果見表1，從試驗結果可知，該方法的準確度和精密度符合殘留試驗準則要求。

圖2 香蕉全蕉樣品工作液譜圖Fig.2 chromatogram of banana whole fruit

2.1.5 殘留量計算公式

式中:Xi，樣品中的乙烯利殘留量，mg/kg;ci，樣品上機溶液濃度，mg/L;V0，提取溶劑體積，mL;V1，樣品定容的體積，mL;V2，分取體積，mL;m，樣品質量，g(以鮮重計)。

表1 40%乙烯利水劑在香蕉中的添加回收率Table 1 Recoveries of 40%ethephon in banana

2.2 乙烯利在香蕉中的消解動態

(1)儲藏溫度為22℃條件下，施藥后1 h乙烯利在香蕉上原始沉積量為172.47 mg/kg，殘留量按C=147.91e-0.4888x降解;半衰期為1.4 d。結果詳見表2和圖3。

表2 40%乙烯利水劑在香蕉中的消解動態(22℃)Table 2 degradation dynamics of 40%ethephon water-based in banana(22℃)

圖3 40%乙烯利水劑在香蕉上消解曲線(22℃)Fig.3 degradation curve of 40%ethephon water-based in banana(22℃)

貯藏溫度為16℃條件下，施藥后1 h乙烯利在香蕉上原始沉積量為216.15 mg/kg，殘留量按C=193.74e-0.2159x降解;半衰期為3.2 d。結果詳見表3和圖4。

表3 40%乙烯利水劑在香蕉中的消解動態(16℃)Table 3 degradation dynamics of 40%ethephon water-based in banana(16℃)

(2)試驗結果表明:乙烯利在香蕉上施藥后，在兩個不同溫度下的殘留消解都完全符合一級反應動力學方程式，半衰期為1.4 d和3.2 d。施藥后，乙烯利的殘留消解速率很快，22℃條件下第7 d消解近99%，16℃條件下第14 d消解95.3%

(3)果肉的硬度是香蕉品質判定的重要指標［17-18］。對2種溫度下貯藏的香蕉進行感官測定，22℃條件下香蕉果肉硬度從最初的9.63kg/cm2下降至2.26kg/cm2;16℃條件下香蕉果肉硬度從最初的9.26kg/cm2下降至1.95kg/cm2。表明果實已經成熟軟化，并且香蕉果皮無腐爛黑斑，色澤好，完全可食用。

圖4 40%乙烯利水劑在香蕉上消解曲線(16℃)Fig.4 degradation curve of 40%ethephon water-based in banana(16℃)

(4)不同貯藏溫度條件下，乙烯利在香蕉中的消解半衰期存在一定差異。溫度越高，乙烯利的降解速度越快;乙烯利容易分解，隨著貯藏時間在香蕉中的殘留量會下降。由于采用浸果方式施藥，故全蕉乙烯利的殘留量比蕉肉中高。

2.3 乙烯利在香蕉中的最終殘留量

(1)香蕉中最終殘留實驗結果表明:40%乙烯利水劑以施藥劑量1 000、1 500 mg/kg，分別施藥1次，儲藏溫度為22℃條件下，七成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量82.217 mg/kg，最低殘留量為15.768 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量42.6 mg/kg，最低殘留量為0 mg/kg;八成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量61.983 mg/kg，最低殘留量為23.036 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量51.425 mg/kg，最低殘留量為1.363 mg/kg;九成成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量82.0 mg/kg，最低殘留量為27.333 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量61.833 mg/kg，最低殘留量為0.258 mg/kg;儲藏溫度為16℃條件下，七成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量108.223 mg/kg，最低殘留量為14.796 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量53.945 mg/kg，最低殘留量為0 mg/kg;八成熟香蕉全蕉中乙烯利的最高殘留量127.137 mg/kg，最低殘留量為33.46 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量49.961 mg/kg，最低殘留量1.86 mg/kg;九成成熟香蕉剛全蕉中乙烯利的最高殘留量92.319 mg/kg，最低殘留量為20.251 mg/kg，蕉肉中乙烯利的最高殘留量61.079 mg/kg，最低殘留量為1.449 mg/kg;由此得出，在2種催熟溫度下，1 000 mg/kg的噴藥濃度時，七、八、九成熟的香蕉用來催熟都是安全的，1500 mg/kg的噴藥濃度時，七成熟的香蕉用來催熟是安全的;總體可看出，七成熟的香蕉用來催熟是最安全的。結果詳見表4和表5。

表4 40%乙烯利水劑的最終殘留測定結果(22℃)Table 4 The final residual determination results of 40%ethephon water-based(22℃)

(2)以上試驗結果表明，施藥劑量越大殘留量越大，隨著時間的推移，乙烯利殘留量總體呈下降趨勢。此外還可看出，乙烯利在香蕉蕉肉中的殘留量比其在香蕉全蕉中的殘留量低。在各種施藥因子中，施用的原始濃度對其在不同時間的殘留濃度有較大關系，但并不是全部正相關關系，這可能還受到浸泡效果，香蕉個體差異等因素的影響。

表5 40%乙烯利水劑的最終殘留測定結果(儲藏溫度為16℃)Table 5 The final residual determination results of 40%ethephon water-based(16℃)

3 結論

目前我國對于乙烯利在香蕉中的最高殘留限量還未有明確規定量，只是寬泛的規定在熱帶水果中的限量不得超過2 mg/kg，日本具體規定了乙烯利在香蕉中的最大殘留量為2 mg/kg，，而根據上述的實驗結果來看，2種濃度的施藥劑量在香蕉果肉上的殘留基本上都低于2 mg/kg，參考人體每日允許攝入的乙烯利的量(ADI)為0.05 mg/kg體重，以及中國居民每天攝入香蕉的量，建議將MRL值定在2 mg/kg，并且根據實驗結果，建議乙烯利在香蕉催熟的合理使用方法為1 000 mg/kg的乙烯利水劑進行浸泡催熟，22℃時施藥與食用間隔期為7 d。16℃時施藥與食用間隔期為18～21 d。從各個國家對于乙烯利在香蕉中的最大殘留限量標準來看，此藥按照建議的使用方法來處理香蕉是安全的。

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