中国果蔬防腐保鲜剂检测技术研究进展

綦 艳 李 聪 王力清 黄秋研

（广东产品质量监督检验研究院，广东 佛山 528300）

果蔬中含有丰富的矿物质、维生素、有机酸、膳食纤维和蛋白质等，又具有独特的形、色、香、味，因此成为人类生活中不可缺少的物质［1］。但果蔬组织含水量大，易腐烂变质，导致品质降低贮运过程难度加大，削弱了其商品价值和营养价值［2，3］。

1 中国果蔬市场现状及果蔬保鲜防腐技术

1.1 中国果蔬生产情况现状及防腐保鲜技术

中国是世界果蔬生产大国，然而，由于保鲜贮藏技术运用相对落后，每年水果蔬菜腐烂超过8 000万t，由此造成的经济损失高达750亿元，占整个果蔬总产值的30%以上［4］，腐烂损耗的果蔬几乎可以满足2亿人口的基本营养需求［5］。另外由于质量不高和包装粗劣，当前中国水果出口水平低，水果出口量仅占总产量的1%，其在国际上的竞争力与世界水果生产第一大国的地位极不相称［6］。高效、安全的防腐保鲜剂及其技术的推广和普及，可以为缓解果蔬集中上市的压力，减少腐烂，从而创造更好的经济效益［7］。所以防腐保鲜技术的运用对中国果蔬业的进一步发展具有重大意义。目前，果蔬保鲜的物理方法主要有低温冷藏法、辐射保鲜法、气调保鲜法、低压保鲜法、静电保鲜法［8］等，化学方法有吸附型防腐保鲜剂、溶液浸泡型防腐保鲜剂、熏蒸型防腐保鲜剂、涂膜保鲜剂［9］。物理方法的主要缺点是需要特殊设备，操作复杂，成本高，普遍应用有困难，单独使用保鲜效果也不理想［10］，而化学方法大多有毒性和残留，对人体健康有影响。所以，简单、快速、安全、成本较低的水果蔬菜防腐保鲜技术的开发势在必行。

1.2 果蔬防腐保鲜剂应用现状

保鲜防腐剂的使用对新鲜果蔬的贮藏和运输具有重要意义，不但可延长果蔬的贮存期，还可以减少微生物引起的腐烂变质［11］。不同种类的果蔬对保鲜防腐剂的要求不同，按其作用主要有两方面：① 防止果蔬采后的衰老，设法减慢采后的代谢过程，主要有2，4－二氯苯氧乙酸、吲哚乙酸类激素；② 防止采收、贮存过程机械损伤造成的病菌侵染，常为多菌灵、托布津、噻菌特等杀菌剂。根据防治功能，化学防腐保鲜剂可分为防护型化学防腐保鲜剂、广谱内吸型防腐保鲜剂、熏蒸型防腐保鲜剂。按其用法有浸果、熏蒸和采前喷布3种方式，绝大多数采用浸果，只有二氧化硫及其释放剂、氯气、仲丁胺等少数药剂采用熏蒸的方法，采前喷布方式也少见。多菌灵、托布津、噻菌特等操作简单方便，对浸入果蔬的病原微生物效果明显，但长时间使用会产生抗药性，且其残留物也存在着食品安全隐患［1］。熏蒸能抑制果蔬中多酚氧化酶活性，但熏蒸的浓度过高会导致残留量超标。随着对果蔬保鲜防腐剂限量标准的不断提升，其残留量的控制已成为农产品进出口贸易技术壁垒的瓶颈。

根据中国《食品添加剂使用标准》（GB 2760——2011），共有如下食品添加剂可用于果蔬中（见下表1）。

表1 中国规定可以作为食品添加剂使用的果蔬防腐保鲜剂Table 1 Preservative and antistaling agent for fruits and vegetables approved in China that can be used as food additives

1.3 果蔬防腐保鲜剂存在的安全隐患

防腐保鲜剂无论喷洒于表面还是浸果都会在果蔬中形成一定量的残留，且很多果蔬保鲜防腐剂是由农药改性而来，具有致癌性或致畸性，将其应用于果蔬后期的保鲜防腐达到一定量对人体的危害可能更大［12］。本实验室对果蔬防腐保鲜剂联苯、邻苯基苯酚、仲丁胺、多菌灵、桂醛、乙萘酚、抑霉唑、噻苯咪唑、2，4－二氯苯氧乙酸以及中国常规果蔬防腐保鲜剂的检测方法正在进行研究。

2 检测方法研究进展

2.1 分光光度法

分光光度法试剂消耗量低、操作简单，满足快速检测的目的。仲丁胺属于防护性杀菌剂，对多种真菌效果显著，被广泛用于柑桔、葡萄、青椒、蒜苔等水果与蔬菜贮藏期间的防腐保鲜。在标准 NY／T 946——2006中实现了对蒜、青椒、柑橘、葡萄中的仲丁胺残留量的检测，此标准中仲丁胺以蒸馏法提取，衍生后分光光度法测定，方法简单有效，但严格遵守衍生过程的控制才能实现定量的准确性［13］。白娟娟等［14］采用固相萃取法分离噻苯咪唑、邻苯基苯酚、联苯3种防腐保鲜剂，采用紫外分光光度法进行定量检测，3种防腐剂线性关系良好，样品加标回收率在72.1%～103.5%，3种物质最低检测限分别为90，500，100ng／mL。该方法对噻苯咪唑、邻苯基苯酚、联苯残留量的检测与NY／T 946——2006对仲丁胺残留量的检测相比，直接采用紫外分光光度法进行测定，少去繁琐难控制的衍生过程，快速简单。

2.2 气相色谱法

气液色谱法主要测定易挥发而不发生分解的有机化合物，主要功能为分离、纯化、定量、表征［15］。噻苯咪唑、联苯、邻苯基苯酚属于防护型防腐保鲜剂，通过喷洒、浸泡或添加到果蔬包材中等方式起到抑霉作用［16］。中国商检行标对出口水果中邻苯基苯酚及其钠盐残留量进行了方法的验证与规定，用氢火焰离子化检测器－气相色谱法测定［17］。靳智等［18］对果蔬中2，4－二氯苯氧乙酸、乙氧基喹、对苯基苯酚、乙萘酚、联苯醚和苯甲醇进行了测定，用GC－MS检测，6种组分以及杂质峰分离良好，加标回收率在80.7%～94.7%，相对标准偏差为2.11%～4.25%，检出限50～80mg／L。上述两种方法均测定了联苯及苯酚类物质，气质法在分离度及痕量方面具有较大优势，但气相色谱法成本较低，更适合推广使用。

抑霉唑属于内吸性广谱杀菌剂，广泛应用于采摘后的柑橘、苹果、瓜类的青霉病、绿霉病等的防治从而达到防腐保鲜的目的。研究［19］发现，人体长期摄入抑霉唑会引起内分泌系统功能紊乱，对神经系统及肝脏也有一定影响，许多发达国家对抑霉唑限制使用并将其列入监控范围。徐小艳等［20］建立抑霉唑残留量的QuEChERS快速提取净化方法，用GC－ECD测定，抑霉唑在0.2～5mg／L（r＝0.999 4）范围内线性良好，方法检出限（S／N ≥3）为0.02mg／kg，回收率为74.3%～86.7%，相对标准偏差小于10%。该方法QuEChERS前处理相对于常用的固相萃取操作更简便、结果更准确，且成本较低，对果蔬保鲜剂残留的测定具有重大意义。谢建军等［21］同样采用QuEChERS－GC／MS快速测定方法，建立了果蔬中20种杀菌剂残留量的测定方法。20种杀菌剂在0.025～0.250mg／L的范围内线性关系良好，相关系数为0.997 4～1.0。添加水平为0.05，0.1，0.2mg／kg时，除百菌清外，其余杀菌剂平均回收率范围均处于83%～112%，相对标准偏差小于11.0%，方法的检出限为0.2～11.8μg／kg。此方法在单纯检测抑霉唑残留量的QuEChERS快速提取净化分析方法基础上，实现对果蔬中三环唑等20种农药杀菌剂的检测，且回收率更高，精密度更好。

2.3 高效液相色谱

高效液相色谱法与以上检测方法相比应用范围更加广泛，分辨率高，检出限低，分析速度快，重复性好［22］。卫生部在2012年拟撤销乙萘酚作为食品添加剂，因其在作为杀菌剂和防老剂的同时长期摄入达到一定量对人体有害。夏爽等［23］对柑橘、菠菜等果蔬中乙萘酚在λex＝250nm、λem＝410nm波长下进行荧光检测，乙萘酚在0.20～50.00mg／L范围内线性关系良好（r＝0.999 9），平均回收率83.3%～101.2%，结果令人满意。杨涛等［24］采用高效液相色谱－紫外检测器测定了果蔬中2，4－二氯苯氧乙酸、乙萘酚、乙氧基喹、对苯基苯酚、联苯醚5种防腐保鲜剂，回收率95.7%～105%。随后杨涛等［25］提出了高效液相色谱法同时测定果蔬中噻苯咪唑、邻苯基苯酚、联苯、对苯基苯酚、联苯醚、联苯胺、多菌灵、乙萘酚、乙氧基喹、抑霉唑的方法，用紫外检测器在3个不同波长（280，254，232nm）不同时间内对10种防腐杀菌剂进行检测，10种物质呈良好的线性关系，方法的检出限 （3S／N）0.02～0.05mg／mL，水果和蔬菜的加标回收率79.5%～123.2%，相对标准偏差 （n ＝6）0.83%～4.71%。该方法采用3个波段波长在不同时间内实现对10种防腐杀菌剂的分析，虽然加标回收率准确度较低，但仍为同时测定多种防腐保鲜剂提供方法依据，对提高检测效率方面具有重要意义。

苯氧乙酸毒性较小，但仍有一定的毒副作用，且能在农作物及水果中残留，降解缓慢。因此，对果蔬中苯氧乙酸测定方法的研究具有重要的意义［26］。方袁媛［27］应用高效液相色谱测定蔬菜中的2，4－二氯苯氧乙酸，该方法样品经处理分离后在紫外检测器282nm下检测，精密度好，回收率高，具有良好的适用性。荧光检测器与紫外－可见吸收检测器相比，灵敏度高、选择性好，与电化学检测器同为灵敏度较高的检测器。艾尔肯·依不拉音等［28］建立了果蔬中噻苯咪唑、邻苯基苯酚、联苯及抑霉唑残留量的高效液相色谱分析方法，分别采用紫外／荧光检测器测定上述防腐保鲜剂。从检出限以及线性范围可知，荧光检测器灵敏更高、准确更好，能满足果蔬中防腐保鲜剂多残留检测的要求。

液质联用（LC－MS）弥补了液相色谱和质谱仪本身的缺点，同时实现分离、定性及定量分析功能，成为果蔬保鲜防腐剂分析中非常有吸引力的分析手段。张卉等［29］采用HPLC－MS测定果蔬中保鲜剂多菌灵、噻苯咪唑、甲基硫菌灵、咪鲜胺的残留量，检测限分别为多菌灵1.0μg／kg、噻苯咪唑、咪鲜胺2.0μg／kg、甲基硫菌灵5.0μg／kg。多菌灵回收率为92.8%～103.2%，相对标准偏差为2.27%～4.01%；噻菌灵回收率为90.9%～102.5%，相对标准偏差为2.44%～4.17%；甲基硫菌灵回收率为74.9%～99.2%，相对标准偏差为2.97%～4.55%；咪鲜胺回收率为81.9%～97.6%，相对标准偏差为2.64%～4.49%。

2.4 毛细管电泳

毛细管电泳因对环境污染小、分离模式多样、试剂和样品消耗量少、分离效率高、分析速度快、易于调控，是目前发展最为迅速的分离分析技术之一，已被越来越多的用于果蔬农药残留以及保鲜防腐剂残留量的检测［30］。孙娟等［31］采用毛细管电泳在线电推扫技术建立了测定蔬菜中吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪残留的新方法，该法可满足相关标准中的残留限量要求，对于蔬菜中这3种农药残留的检测具有重要意义。

果蔬种类繁多，基质复杂，对微量或痕量残留物的分析难度很大。多残留分析要求方法的回收率高，重现性好，检测限低，易于操作。毛细管电泳检测方法有：紫外－可见光吸收法、荧光法、质谱法、电化学法等。其中，紫外－可见光吸收检测器是最常用的检测器之一。不足的是，该检测方法不够灵敏，在检测微量物质时遇到困难。质谱法是近年来发展非常迅速的一种检测器，与分离技术相结合，提供了一种分离和鉴定相结合的强有力的方法。杜雪纯等［32］建立白芍药中19种农药残留的毛细管电泳－质谱联用（CE－MS）检测方法。熔融石英毛细管柱运行缓冲液为1%甲酸－15%甲醇水溶液 （V／V，pH 2.2），采用电喷雾离子源（ESI），正离子模式检测。结果显示19种物质在一定浓度范围内呈线性关系，相关系数为0.991 8～0.998 6，19种农药的加样回收率为80.1%～108.4%。该CE－MS分析方法专属性强、重现性好，适用于有机氮类农药的检测分析。

2.5 免疫分析法

免疫分析技术根据标记物的不同，主要分为放射免疫分析（RIA）、酶免疫分析（EIA）、荧光免疫分析（FIA）、化学发光免疫分析（CLIA）、酶联免疫分析（ELISA）等。用于保鲜防腐剂残留检测方面的主要是酶联免疫分析。ELISA是利用抗原与抗体的可逆性结合反应为前提的检测方法，其检测水平可达ng甚至pg级，具有高选择性、低检出限等特点，且与常用的色谱类检测方法相比简单快速价廉，因而酶免疫法被广泛应用于检测果蔬防腐保鲜剂残留量［33］。Watanabe等［34］将免疫分析技术应用于分析测定柑橘类水果中的抑霉唑，在线性范围内呈现良好的线性关系，此方法的检出限为0.1ng／L，结果令人满意。

2.6 其他分析方法

流动注射技术与化学发光分析方法相结合产生的流动注射化学发光分析法（FI－CL）不仅灵敏度高，线性范围宽，而且快速、重现性好、自动化程度高，在农业、药物和环境分析等领域得到了迅速的发展。黄梓平等［35］选择CTMAB为反应增敏剂，建立了鲁米诺－H2O2－CTMAB化学发光法直接测定敌敌畏，得到敌敌畏的检测限为0.008mg／L，可用于食品及蔬菜中微量敌敌畏残留量的检测。噻苯咪唑不但可用于果蔬的防腐保鲜而且对于食品生产车间的防霉效果显著。据文献［36］报道将噻苯咪唑和甲壳素配成草莓保鲜剂，防腐效果显著，通过建立的薄层层析技术测定保鲜草莓的噻苯咪唑残留量，操作简单、易于推广。

3 展望

水果蔬菜作为食品的重要组成部分，其保鲜防腐成为既实用又迫切需要解决的难题，由此引发的果蔬保鲜防腐剂的残留量及危害性分析成为果蔬化学类保鲜防腐剂研究的首要问题。综合不同文献在残留量检测方面有待进一步开展研究：① 前处理方法的改进，如固相萃取技术实现对样品的预富集与净化提高了检测灵敏度，但更环保灵敏度更高的例如固相微萃取有待进一步研究应用于其中；② 大多数文献只是测定其中几种，国标更是测定种类较少，如若可同时测定多种，如本实验室所建立的同时测定联苯、邻苯基苯酚、噻苯咪唑、抑霉唑、多菌灵、桂醛、乙萘酚、2，4－二氯苯氧乙酸等8种果蔬保鲜防腐剂的方法，必将大大提高分析效率，节约分析时间；③ 研制检验快速、反应灵敏、操作简单的小型测定仪器，实现便携式快速检测。

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