玉米汁中甲草胺的超声波降解

徐梦蕾，刘静波，赵颂宁，马爽，张燕

（吉林大学营养与功能食品实验室，吉林长春130062）

玉米汁中甲草胺的超声波降解

徐梦蕾，刘静波*，赵颂宁，马爽，张燕

（吉林大学营养与功能食品实验室，吉林长春130062）

甲草胺是吉林省玉米种植环节中广泛使用的除草剂，可能随玉米果实进入到玉米汁中，从而对饮料安全及人体健康构成潜在的威胁。研究超声波在去除玉米汁中甲草胺农药残留降解技术的中的作用及甲草胺的变化规律。在超声波功率1 900 W时，通过添加100 ng/mL的甲草胺，根据气相色谱-质谱联用的国标方法测定含量，得到了90 min之内，甲草胺含量随时间变化的规律，即在0～20 min，甲草胺浓度下降较快，在60 min时，甲草胺浓度趋于稳定，达到83.22%，一级反应动力方程为C（t）=0.658 3e-0.0189（tR2=0.904 8），二级动力学反应方程为1=0.000 7t+ C0.012 1 （R2=0.964 8），符合方程。

玉米汁；甲草胺；超声波；降解；气-质联用

玉米是中国谷物传统主食中的一种，可以供给人的营养。玉米汁是新兴的谷物饮料[1]，具有营养、方便的特性。甲草胺是吉林省玉米田地中广泛使用的一种除草剂类农药[2]，在使用的过程中，可能随果实进入到玉米汁中，对饮料的安全及人体健康构成潜在的威胁。很多研究都在关注食品在整个生产过程中的检测，随时监测痕量污染物的含量等[3]。已有报道是关于水体中农药残留降解的，这些非热能方法包括利用UV/O3[4]或者UV/H2O2[5]进行氧化反应，利用电离辐射[6]或者超声波处理[7]等。

超声波处理技术已经广泛应用于化学物质的降解，例如降解水体中的1，2-二氯乙烷[8]、二嗪农[9]、甲草胺[10]、杀螟硫磷[11]、敌敌畏[12]，水溶液中的对硫磷[13]、乐果[14]、滴滴涕[15]，苹果汁中的马拉硫磷、毒死蜱[7]、二嗪农[16]、拟除虫菊酯类[17]等。

气相色谱串联质谱技术已经广泛应用于痕量有机物的测定[18]。本文利用气质联用来研究测定甲草胺在超声波作用下的降解行为，并进行了分析。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

玉米汁购自吉林省长春市欧亚超市；甲草胺标准品购自农业部农药鉴定所；乙腈（色谱纯）、无水硫酸钠（分析纯）、Envi-18小柱购自SUPELCO公司。超声波清洗器（UL TRASONS-H）：西班牙Abrera公司；QP2010 ULTRA气相色谱质谱联用仪：日本岛津公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

准确量取甲草胺标准品溶液，用甲醇溶解，配制成10 μg/mL的储备液，密封保存于4℃冰箱中，使用时将其加入玉米汁中，制备成甲草胺浓度为100 ng/mL的玉米汁加标溶液。

1.2.2 超声波处理方法

将含甲草胺浓度100 ng/mL的玉米汁进行超声波处理，90 min之内每隔10分钟取样，净化、浓缩后测定甲草胺含量，同时做空白对照及二组平行样。

1.3 气相色谱-质谱联用测定

现代工业区位的奠基人著名的地理学家阿尔弗雷德·韦伯提出假设交通成本是决定区位考虑的主要因素，最优区位是将原材料运输到工厂并把最终产品运输到市场交通成本最低的地方，主要受运输距离和运输重量影响。用平板绘图仪法建立如下重力模型（如下图所示），这个重力模型在有几种原材料来源的情况下，用重力来证明最低交通成本点的存在，平衡点就是所有力量取得相互平衡的点，就是生产成本最低的工厂区位。

参照GB/T 19694-2007[19]进行测定。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线及回收率

测定标准曲线为y=6329.4x+53070（R2=0.998 7）（图1），说明方法准确，回收率为81.8%～96.7%，可以进行测定。

图1 甲草胺标准曲线Fig.1 Standard curve of alachlor

2.2 化学方程模型分析

2.2.1 一级动力学反应拟合

在0～20 min，甲草胺的浓度下降较快，在60 min时浓度趋于稳定（图2），清除率达到83.22%。其浓度变化规律为C（t）=63.979e-0.0189t，（R2=0.904 9），以100 ng/mL为基准，得到方程为C（t）=0.658 3e-0.0189t。

图2 甲草胺浓度随时间的变化曲线Fig.2 The concentration profiles for alachlor degradation with time

为取得线性方程，按公式lnC（t）=lnC0-kt进行计算。经计算得到：lnC（t）=-0.019 8t+4.158 6（R2= 0.924 0）（图3）。一级反应动力学公式为C（t）=C0e-kt，本方程符合一级动力学反应方程模型。

图3 一阶模型数据拟合Fig.3 The first-order model data fitting

2.2.2 二级动力学反应拟合

图4 二阶模型数据拟合Fig.4 The second-order model data fitting

3 结论

本文研究了超声波技术在去除玉米汁中甲草胺农药残留的作用及其变化规律。在超声波功率1 900 W时，通过添加100 ng/mL的甲草胺，每10 min根据国标方法测定含量，得到了90 min之内，甲草胺含量随时间变化的规律，并讨论其一级及二级动力学反应方程。其一级反应动力方程为C（t）=0.658 3e-0.0189（tR2=0.9048），二级动力学反应方程为

（R2=0.9648），符合模型。本文为玉米汁中农药残留的降解方法提供了新的研究思路与方法。

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[2]中华人民共和国农业部.NY 775-2004玉米中烯唑醇、甲草胺、溴苯腈、氰草津、麦草畏、二甲戊乐灵、氟乐灵、克百威、顺式氰戊菊酯、噻吩磺隆、异丙甲草胺最大残留限量[S].北京:中国农业出版社,2004

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Effect of Sonication Treatment on Alachlor Degradation Behaviors in Maize Beverage

XU Meng-lei，LIU Jing-bo*，ZHAO Song-ning，MA Shuang，ZHANG Yan
（Laboratory of Nutrition and Functional Food，Jilin University，Changchun 130062，Jilin，China）

Currently，herbicides are widely used on corn，soybean，peanuts and woody ornamentals in Jilin province of China.These herbicides were developed to be toxic to target weed species，but at certain levels they may also be harmful to humans.Whereas，their extensive use in agricultural production is very prevalent in China.The aim of this paper was to describe herbicide residue degradation in maize beverages by sonication treatment.We discuss the efficacy of sonication on the degradation of alachlor in maize beverage.It turned out that the optimized condition was as followed：sonication treatment power 1 900 W，time 60 min，with 83.22% clearance rate.First-order kinetics model was C（t）=0.658 3e-0.0189t（R2=0.904 8）；second-order kinetics model wasC1=0.000 7t+0.012 1（R2=0.964 8）.

maize beverage；alachlor；sonication treatment；degradation；GC-MS

2013-12-10

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.02.004

吉林省世行贷款农产品质量安全应用研究项目（2011-Z67）；吉林省科技发展计划项目（20120250）作者简介：徐梦蕾（1988—），女（汉），博士研究生，研究方向：营养与功能食品。

*通信作者：刘静波（1962—），女（汉），教授，博士生导师，研究方向：营养与功能食品。