李晓敏 杨海进 邓荣娇 胡鹏燕 樊孝银 张志达
（中国家用电器研究院，北京 100053）
我国是农业大国，在农业中农药的使用量逐渐增加，而农药的大量应用会造成一系列的生态问题与食品安全问题，农药残留现象仍然严峻，因此各国研究人员开展了去除果蔬农残技术的研究。K.C.Ong 等研究表明，臭氧水浓度为0.25 mg/L，作用15 min 时，苹果表面残留的保棉磷、克菌丹的降解率分别可达75%、72%[1]。王海鸥等人使用超声波和臭氧组合果蔬机对草莓中敌敌畏、乙酰甲胺磷和乐果3 种农药进行清洗去除试验，结果表明该果蔬清洗机对这3 种农药的降解率均为85%左右[2]。韩礼等人研究了碱性水（pH10.5 和pH11.5）、臭氧水以及自来水清洗对生菜表面人为污染的敌敌畏、马拉硫磷、乐果、毒死蜱4 种有机磷农药的降解效果，其中碱性水（pH11.5）的去除效果较好[3]。为有效去除蔬菜水果中农药残留以提高食用安全性，宋佳等人通过比较清水、淘米水、洗洁剂浸泡和臭氧机对青菜、米苋、蕹菜、芹菜、黄瓜、辣椒和茄子中常用农药百菌清、腐霉利和氯氟氰菊酯残留的去除效果，结果表明农药残留的去除效果与清洗方式、农药和果蔬种类有关[4]。陈立新等人将辣椒、白菜、空心菜、苋菜、西红柿、苹果等果蔬分别浸泡在不同浓度的臭氧水中，其对甲胺磷、敌敌畏、乐果的去除率均在50%～60%左右[5]。尽管研究人员对果蔬农残去除技术进行了广泛的研究，但迄今为止还未对果蔬表面农药含量稳定的加标进行研究，对于果蔬农残去除研究，大部分研究者通过配制一定浓度的农药溶液反复浸泡或者田间直接喷洒农药来达到所需的理想果蔬表面农药含量，这些方式成本高且耗时、耗力。为更加客观公正的对不同原理的去除果蔬农残手段进行效果评价，研究表面农药含量均匀稳定的加标果蔬十分必要。
1.1 试验材料及试验仪器
新鲜千禧圣女果、菠菜，购于北京市西城区日日生鲜康乐里店；
农药标准品：敌敌畏（纯度99.5%、上海市农药研究所有限公司），毒死蜱（纯度99.1%、北京坛墨质检科技有限公司）；
氯化钠为分析纯，乙腈、丙酮均为色谱纯。
GC-2014 气相色谱仪（配FPD 检测器，日本岛津公司），TEWLIN-C 匀浆机（江苏天翔仪器有限公司），ULTRATURRAX T10 均质器（德国IKA 集团），AP-01P 真空泵（上海力辰邦西仪器科技有限公司），NK200-1B 可视孔氮吹仪（杭州米欧仪器有限公司），DK-98-IIA 电热恒温水浴锅（上海沪粤明科学仪器有限公司），SZ-1 快速混匀器（江苏金坛市金成国胜实验仪器厂）。
1.2 试验方法
1.2.1 试验样品的选择
选取大小一致、成熟度一致的（不软不硬）去蒂千禧圣女果、菠菜为试验样本，用纯水冲洗2 min 后，擦干至表面无液滴，备用。
1.2.2 农药溶液的制备
敌敌畏、毒死蜱分别用丙酮准确配制成浓度为4 000 mg/L的母液，于-18℃冰箱中贮存备用。
1.2.3 不同方法加标样品的制备
（1）喷洒法
配制一定浓度的加标液于喷壶中，并将其均匀地喷洒于果蔬表面，喷洒过程中需用镊子随时翻面，使溶液充分附着于果蔬表面。喷洒完成后，将果蔬小心转移至干净的晾晒架上，于通风处干燥，使其表面无液滴。每批样品需测一组空白作为对照。
（2）浸泡法
在玻璃容器中配制一定体积、一定浓度的农药水溶液，将所选的果蔬缓慢放于容器内，使水全部没过果蔬，于25℃±2℃水浴下避光浸泡。浸泡完成后，取出果蔬平铺于晾晒架上，晾干3 h，使果蔬表面无液滴。每批样品需测一组空白作为对照。每批样品测试需加一组空白对照。
（3）滴加法
根据果蔬目标加标量配制一定浓度的加标液。以圣女果为例，每颗圣女果的加标体积定为v=10 μL，基于公式c=m/v对待加标圣女果称重并计算所需配制农药溶液的浓度c。用移液枪（10 μL～100 μL）分别精准滴加体积为10 μL 的加标液至圣女果表面上，保证液滴不滑落，并于通风橱下干燥，使其表面无液滴。每批样品需测一组空白作为对照。
1.2.4 农药的测定
（1）样品前处理
用匀浆机将加标后的果蔬样品匀浆，准确称取20.0 g 样本与50.00 mL 乙腈混合，在ULTRA-TURRAX T10 均质器下高速匀浆2 min 后用滤纸过滤混合液，将滤液收集到装有7 g NaCl 的250 mL 分液漏斗中，盖上塞子剧烈振摇1 min，室温下静置30 min，使乙腈相和水相分层。吸取5.00 mL 乙腈相溶液，在40℃水浴锅下氮吹蒸发浓缩至近干，用丙酮定容至2.00 mL，并在SZ-1 型快速混匀器上混匀，用0.2 μm 滤膜过滤后进行测定。
（2）样品检测方法
GC-FPD 检测有机磷农药。气相色谱分析条件为：柱温120℃，进样口温度 220℃，FPD 检测器温度（配磷滤光片）270℃；
升温程序：敌敌畏采用120℃初温保持1 min，8℃/min 的速度升至150℃；
毒死蜱采用120℃初温保持1 min，8℃/min 的速度升至200℃，保持2 min；
载气（N2）流速3.57 mL/min；
进样量1.0 μL；
进样方式为分流进样，分流比为1.0。采用外标法定量。
1.2.5 数据处理
每组测定设置2 个平行，取其平均值作为结果。
2.1 喷洒法加标结果分析
以丙酮作为溶剂，在喷壶中配制体积为5 mL，浓度分别为0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、160 mg/L、180 mg/L 和200 mg/L的敌敌畏溶液，将各浓度的敌敌畏溶液分别均匀地喷洒于10颗（90 g～120 g）圣女果表面，于通风橱干燥，圣女果表面无液滴后，进行处理测定。同时，选择叶菜类果蔬—菠菜进行了喷洒试验，喷洒液浓度分别为0 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、4 mg/L、8 mg/L、30 mg/L 和40 mg/L，菠菜数量每组20 片（90 g～120 g），结果如图1 所示，数据如表1 所示。随着喷洒液浓度增大，加标圣女果及菠菜敌敌畏含量整体呈增加趋势。
表1 不同种类的果蔬喷洒不同浓度敌敌畏溶液的加标结果
图1 不同浓度的敌敌畏溶液喷洒圣女果（左）和菠菜（右）的加标结果
为分析加标方法的稳定性，使用同一浓度的喷洒液对圣女果及菠菜进行6 次重复性试验，圣女果喷洒液敌敌畏浓度为40 mg/L 和180 mg/L，菠菜喷洒液敌敌畏浓度为30 mg/L和40 mg/L，结果如图2 所示，数据如表2 所示。圣女果试验结果的相对标准偏差分别为41.0%和46.4%，菠菜试验结果的相对标准偏差分别为22.2%和37.0%。
表2 不同种类的果蔬喷洒同一浓度敌敌畏溶液的加标结果
图2 同一浓度的敌敌畏溶液喷洒圣女果（左）和菠菜（右）的重复试验（6 次）加标结果
菠菜及圣女果的喷洒法加标结果显示，虽然随着喷洒溶液中农药含量的增加，果蔬中敌敌畏含量会整体呈增长趋势，但结果重复性较差，主要原因可能是在喷洒时，无法确保喷出的加标液均能完全附着在果蔬表面，也就无法保证每一组喷洒后附着在果蔬表面加标液的量一致，导致组间结果差异较大。此外，果蔬表面附着的液滴受重力影响可能会汇集在一起，当液滴汇集到一定程度时，会从果蔬表面滑落，也造成了加标过程的不可控。
2.2 浸泡法加标结果分析
基于果蔬喷洒加标方式的不稳定性，进一步研究了果蔬浸泡加标方式。以纯水作为溶剂，在1 000 mL 的烧杯中配制体积为250 mL，浓度分别为0 mg/L、10 mg/L、15 mg/L、25 mg/L、30 mg/L、35mg/L、40 mg/L、45 mg/L、100 mg/L、160 mg/L、180 mg/L 和200 mg/L 的敌敌畏水溶液，将10 颗/组的圣女果分别缓慢放置于烧杯内，使敌敌畏水溶液全部没过圣女果，于25℃±2℃水浴下避光浸泡1 h。浸泡完成后将圣女果小心转移至晾晒架上晾干 3 h，使圣女果表面无液滴后进行处理测定。同时，用相同的试验步骤对菠菜进行了加标试验。将20 片（90 g～120 g）菠菜/组分别放置于浓度为0 mg/L、15 mg/L、20 mg/L、25 mg/L、35 mg/L、40 mg/L、45 mg/L 和50 mg/L，体积为2 L 的敌敌畏水溶液中，浸泡10 min，浸泡完晾干后处理测定，结果如图3 所示，数据见表3。随着浸泡液浓度的增大，果蔬农药含量整体呈现增加趋势，对于圣女果，浸泡浓度为160 mg/L、180 mg/L和200 mg/L时，结果逐渐平稳，可能达到吸附饱和。
图3 不同浓度的敌敌畏溶液浸泡圣女果（左）和菠菜（右）的加标结果
表3 不同种类的果蔬在不同浓度的敌敌畏溶液中浸泡的加标结果
为探索浸泡法加标的重复性，使用同一浓度40 mg/L、45 mg/L 的敌敌畏水溶液浸泡6 组圣女果，20 mg/L、50 mg/L 的敌敌畏水溶液浸泡6 组菠菜，结果如图4 所示，数据如表4 所示。圣女果试验结果的相对标准偏差分别为38.1%和36.0%，菠菜试验结果的相对标准偏差分别为49.6%和92.9%
表4 不同种类的果蔬在同一浓度的敌敌畏溶液中浸泡的加标结果
图4 同一浓度的敌敌畏溶液浸泡圣女果（左）和菠菜（右）的重复试验（6 次）加标结果
相比于喷洒法，浸泡法的优势在于可一次处理较多数量的果蔬，但重复性仍不理想。首先，果蔬在浸泡液中的放置方式影响较大，尤其是叶菜类，互相的覆盖会导致每个样本个体与浸泡液的接触程度不同，每次试验的果蔬堆叠情况也无法完全复制，这就在很大程度上影响了测量结果的重复性。此外，在将果蔬从浸泡液中取出后，每个独立的样本上浸泡液的附着程度不同，这也会影响最终的测试结果。
2.3 滴加法加标结果分析
鉴于果蔬喷洒、浸泡加标方式加标结果的不稳定性以及无规律性，且很难控制试验过程，为得到稳定、准确的目标加标值，在此进一步研究了果蔬定量滴加的加标方式，此加标方式以理论加标值为目标，精准滴加一定体积的农药溶液在果蔬表面，以此制备加标果蔬。
如图5 所示，果蔬目标加标量定为0.20 mg/kg，研究不同果蔬滴加敌敌畏的加标结果重复性。基于果蔬种类的不同，滴加的加标方式也有所不同。对于圣女果，选取50 颗（500 g左右）大小一致、成熟度一致的（不软不硬）去蒂千禧圣女果作为加标样本，基于公式c=m/v，每个圣女果的加标体积定为v=10 μL，对所取圣女果称重计算每颗样本的平均质量m，确定所需配制的农药加标液浓度，并用丙酮配制。用移液枪（10 μL～100 μL）分别精准滴加体积为10 μL 的敌敌畏溶液至每颗圣女果表面上，保证液滴不滑落，于通风橱下干燥使其表面无液滴。对于叶菜类的菠菜，选取50 片（500 g 左右）作为加标样本，同圣女果的滴加浓度算法，每片菠菜的加标体积定为v=40 μL，对所取菠菜称重计算每片样本的平均质量m，确定加标液浓度并用丙酮配制。用移液枪（10 μL～100 μL）先移取20 uL 的加标溶液，在菠菜叶片正面的三等分点处加标，晾干后，翻转菠菜，移取20 uL 加标溶液，在菠菜背面的三等分点处加标。过程中应保证液滴不滴落，使加标液充分的加到果蔬表面上。每种果蔬重复进行6 次试验，结果如图5 所示，数据如表5 所示。结果较为稳定，圣女果及菠菜的重复性试验相对标准偏差分别为5.6%和9.1%
图5 不同果蔬滴加敌敌畏的加标结果（目标值：0.20 mg/kg）
图6 不同种类农药滴加圣女果加标结果（目标值：1.0 mg/kg）
表5 不同果蔬滴加敌敌畏的加标结果
表6 不同种类农药滴加圣女果加标结果
为了进一步研究滴加法加标的稳定性，选择敌敌畏、毒死蜱进行圣女果加标试验，目标加标量定为1.0 mg/kg。同样选取50 颗（500 g 左右）大小一致、成熟度一致的（不软不硬）去蒂千禧圣女果作为加标样本，滴加加标方式同上。基于目标加标量1.0 mg/kg，计算取所需配制的农药浓度并进行配制。结果如图6 所示，数据如表6 所示。结果表明，不同组之间的结果虽有一定的波动性，但相对标准偏差均能控制在15%以内，敌敌畏和毒死蜱加标结果的相对标准偏差分别为10.4%和6.9%。
采用滴加法加标，试验过程整体可控，且对不同果蔬均能得到较为稳定的结果，对相同果蔬不同农药的试验也表明滴加加标方式对不同农药的普适性。
相比喷洒法、浸泡法加标方式的不稳定性，滴加法加标方式通过以理论加标量为目标，准确计算所需加标液的浓度，精准滴加一定体积的农药溶液至果蔬表面，以此制备目标农药含量的加标果蔬。此加标方式准确度较高，重复性较好，为之后进一步研究果蔬农残去除技术打下了一定的基础。目前选择两种果蔬作为代表，对于其他表面形态比较复杂的果蔬还未涉及在以后的工作中将作为重点研究方向。
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