农产品加工过程中的农药残留规律研究

代前冲，刘峥怡

（贵州省检测技术研究应用中心，贵州贵阳 550014）

农产品种植过程中为防治病虫药、提高农作物的产量会喷洒大量的农药，而农产品一般需要通过加工才能食用，在农产品加工过程中有一定的农药残留。食品安全问题一直是人们重点关注的问题，农药的残留影响人们的身体健康。基于此，为确保人们的食品安全，以人们日常生活中常见的大米为例，通过试验对农产品加工过程农药残留规律进行研究。

1 材料与方法

1.1 试剂与材料

甲醇采用色谱纯，购于赛默飞；乙腈、无水乙酸钠、无水硫酸镁和氯化钠均为分析纯，购于成都金山化学；净化填料选用PSA、C18；五氟磺草胺、吡唑醚菌酯、氯虫苯甲酰胺标准溶液纯度均在99.0%以上，均购于坛墨质检。

1.2 仪器与设备

仪器与设备型号见表1。

表1 仪器与设备型号表

1.3 田间试验设计

于2020年4月开始，同年7月截止，试验田选取在湖南省长沙市春华镇，共设置3块试验田，并设计空白对照试验田。为保证水稻样品中有足够的农药残留水平，在水稻收获前2天，根据OECD508中推荐的高施药量的5倍剂量进行施药。3种农药的施药量如下：五氟磺草胺26.67 mL·hm-2、吡唑醚菌酯24.33 mL·hm-2、氯虫苯甲酰胺3.33 mL·hm-2。水稻按正常收获时间采集，每块试验田采集量不低于10 kg[1]。

1.4 大米加工过程

大米加工及烹饪：①对原始稻谷样品进行预处理，利用砻谷机对稻谷进行脱壳处理，进而获得糙米、稻壳；②将糙米进行碾米加工，获得精米、米糠；③称取500 g精米，利用自来水进行淘洗，共淘洗3次、每次用水量为1 L、淘洗时间2 min，每次淘洗后分别取样进行样品分析；④称取250 g淘洗后的精米，利用电饭煲进行蒸煮，直至煮熟，晾凉取样，对米饭进行样品分析[2]。

1.5 前处理方法

在对农药残留进行样品分析前需进行前处理，前处理流程如图1所示。大米、稻壳与米糠的前处理基本相同，差异之处在于大米样品称样量为10.0 g，稻壳与米糠样品称样量为5.0 g。

图1 前处理流程图

1.6 数据处理

加工因子[3]的计算公式为

式中：PF为加工因子；C1为加工后样品中农药残留浓度，mg·kg-1；C0为初级农产品、加工前样品中农药残留浓度，mg·kg-1。

处理后的数据以“平均值±标准差”的形式表示，利用SPSS 13.0软件进行单因素方差分析，采用最小显著性差异（Least SignificantDifferenc，LSD）检验确定其差异性。

2 结果与分析

2.1 分析方法验证

做溶剂标准溶液曲线和基质标准溶液曲线，将3种农药（五氟磺草胺、吡唑醚菌酯、氯虫苯甲酰胺）的峰面积和其对应浓度作标准工作曲线，进而获得线性关系，并计算基质效应[4]。然后分别以基质标准溶液中的3倍信噪比、10倍信噪比，计算获得检出限、定量限[5]。3种农药在大米中的线性范围、基质效应（Matrix Effec，ME）、检出限、定量限信息如表2所示。

由表2可知，在3种基质（大米、稻壳和米糠基质）中，在0.005～1.000 mg·L-1的线性范围内，3种农药的相关系数R2＞0.997 7，表明线性关系良好。在3种基质中3种农药的基质效应分别为0.7～5.9、0.7～2.9、0.8～3.2。为了消除基质效应对于试验检测结果的影响，利用基质标液进行校准。在3种基质中3种农药的检出限为0.2～1.8 μg·kg-1、定量限为1.09～2.08 μg·kg-1。

表2 五氟磺草胺、吡唑醚菌酯、氯虫苯甲酰胺在大米中的分析方法信息表

在空白的3种基质中分别添加0.01 mg·kg-1、 0.10 mg·kg-1和0.50 mg·kg-13个浓度水平，设5个平行样本，根据1.5中的方法进行处理，利用高效液相色谱-质谱联用仪进行分析，同时设置空白对照组，获得3个浓度下3种农药在3种大米加工产品的添加回收率[6]、相对标准偏差如表3所示。

由表3可知，3种农药在大米基质中的回收率为80%～101%，相对标准偏差小于10.6%；在稻壳基质中的回收率为81%～106%，相对标准值偏差小于13.5%；在米糠基质中的回收率为75%～117%，相对标准值偏差小于9.4%。

表3 3种农药在3种基质中的平均回收率及相对标准偏差表

2.2 农产品加工过程农药残留变化规律

经统计计算和分析，3种农药在大米加工过程中的残留变化情况如表4所示。

由表4可知，初始稻谷的3种农药残留水平均值为7.273 mg·kg-1，经脱壳处理后，糙米的农药残留水平均值为1.057 mg·kg-1，因此稻壳的3种农药残留水平均值为6.216 mg·kg-1，脱壳处理的农药去除率均值为85.47%；经碾米加工后，精米的3种农药残留水平均值为0.374 mg·kg-1，碾米加工的农药去除率均值为64.617%；在1次淘洗时，3种农药的残留水平均值为0.181 mg·kg-1，农药的去除率均值约为51.604%，经2、3次淘洗后，五氟磺草胺的含量低于检出限，吡唑醚菌酯和氯虫苯甲酰胺农药经第2次淘洗后，农药残留水平降低了29.615%、经第3次淘洗后，农药残留水平降低了7.923%，整个淘洗加工农药去除率均值为70.053%；通过蒸煮加工，3种农药的残留水平均值为0.061 mg·kg-1，农药的去除率均值为45.536%；在稻谷收获后，经加工处理，农药残留去除率为99.161%，通过加工可以显著降低农药残留水平[7]。

表4 3种农药在农产品加工过程的残留水平表

2.3 农产品加工过程农药加工因子

经统计计算和分析，3种农药在大米加工过程中的加工因子如表5所示。

由表5可知，3种农药在大米加工过程中的加工因子PF＜1，说明农药残留水平随着农产品加工过程的推进而降低[8]。在脱壳加工中，0.10＜PF＜0.21；在碾米加工中，0.24＜PF＜0.47；在淘洗加工中，0.25＜PF＜0.38；在蒸煮加工中，0.54＜PF＜0.61。整个农产品加工过程中完全去除了五氟磺草胺的残留，其他两种农药的PF在0.004～0.021，通过农产品加工可以显著降低稻谷中农药的残留水平。

表5 3种农药在农产品加工过程中的加工因子表

3 结论与讨论

（1）脱壳处理后，糙米的农药残留水平为 1.057 mg·kg-1，因此稻壳的农药残留水平为 6.216 mg·kg-1，脱壳处理的农药去除率为85.47%。由此可知，农产品的农药大部分残留在农作物的外壳如稻壳上，利用脱壳加工能够将稻谷上残留的农药大部分去除，因此若后续对稻壳进行深加工处理时，需注意质量安全监控。

（2）碾米加工后，农药的残留水平进一步降低，精米的农药残留水平为0.374 mg·kg-1，碾米加工的农药去除率为64.617%。由此可知，通过碾米加工使米糠从糙米表面脱落，可以去除糙米表面残留的农药，降低农药残留水平。

（3）淘洗加工后，五氟磺草胺因其具有良好的水溶性，去除效果最好。随着淘洗次数的不断增加，淘洗加工对于农药的去除效果不断提高，整个淘洗加工农药去除率为70.053%，由此可知，在进行大米淘洗时，可以根据需要增加淘洗的次数，减少农药的残留。

（4）蒸煮加工后，农药的去除率为45.536%。由此可知高温也可去除一部分农药的残留。

（5）3种农药在大米农产品加工过程中，加工因子均小于1，说明大米加工中可以降低大米中农药残留水平，进而说明在农产品加工过程中，可以有效去除农产品中的大部分农药残留。