摘 要:植物生长调节剂在现代农业生产中对植物生长有着极其重要的作用,可影响和调控植物的生长和发育,为有效调节作物产量、改善品质,达到稳产增产,植物生长调节剂在农业生产中必不可少。近年来,蔬菜水果生产中滥用植物生长调节剂的现象比较严重,相关食品安全问题广受关注,相关检测方法层出不穷。本文对蔬菜水果中多种常见植物生长调节剂的前处理技术、分析检测技术以及相应的限量要求进行了综述。
关键词:植物生长调节剂,前处理技术,检测方法,限量要求
DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2024.08.035
0 引 言
植物生长调节剂是一类人工合成的,具有与植物内源激素相似生理功效和化学结构的小分子物质,被广泛应用于果蔬的生长发育,以达到提高产量和改善品质的目的。植物生长调节剂种类众多且作用不同,主要可以分为[1]:(1)生长促进剂类,可以促进细胞分裂分化,促进植物生长发育,比如氯吡脲、芸苔素内酯等;(2)生长延缓剂类,对植物茎的细胞分裂起抑制作用,它的抑制生长效应可被活性赤霉素所解除,比如矮壮素等;(3)生长抑制剂类,能干扰细胞分裂、抑制植物生长,其作用不能被赤霉素恢复,比如脱落酸等;(4)其他类,比如噻苯隆等脱叶剂。目前,蔬菜水果生产中滥用植物生长调节剂的现象比较严重[2],大部分植物生长调节剂属于低毒农药范畴,长期使用会对人体健康造成潜在的威胁,如“顶花带刺”黄瓜、毒豆芽和有毒香蕉等。过量使用导致的植物生长调节剂残留问题成为影响蔬菜和水果品质安全的主要因素。本文对蔬菜水果中常用的植物生长调节剂的前处理技术、分析检测技术以及相应的限量要求进行了综述。
1 蔬菜水果中植物生长调节剂检测前处理方法
1.1 液液萃取法
液液萃取法(LLE)利用不同组分在溶剂中的溶解度不同而达到分离的目的。Awasthi S.M.D.等[3]通过LLE结合HPLC测定了葡萄中氯吡脲残留周期的变化行为。分散液液微萃取是在LLE的基础上,在分散剂中添加萃取剂,增大萃取剂与被测样品的接触面积,提高富集效率。容裕棠等[4]建立了豆芽中6-苄基腺嘌呤(6-BA)残留的分散液液微萃取-液相色谱-质谱方法,该法对6-BA具有较高的富集能力,富集因子为39.1~44.3,适用于豆芽样品快速筛查。
1.2 固相萃取法
固相萃取(SPE)是通过选择性吸附、洗脱方式对样品进行分离、纯化,可同时完成样品富集和纯化,是常用的前处理方法。常用的SPE萃取柱有C18、PRiME HLB、磁固相萃取柱。何晓明等[5]基于β-环糊精磁性石墨烯纳米材料作为吸附剂,建立了磁性固相萃取结合色谱-质谱检测瓜果中9种植物生长调节剂残留的方法;陈金斌等[6]采用PRiMEH L B萃取柱结合液质法同时测定多种蔬果中植物生长调节剂的残留量。黄燕红等[ 7 ]采用改进的PRiME HLB净化方法建立了液质联用技术同时测定豆芽中植物生长调节剂和喹诺酮类药物残留的分析方法,方法简便快速、灵敏度高、满足日常检测需求。
1.3 QuEChERS方法
QuEChERS技术具有快速、简单、廉价、有效、可靠和安全的特点,已成为果蔬样品多残留农药分析中常用的技术。乙腈、乙酸乙酯和丙酮是该技术常用的三种有机溶剂,相比氯化溶剂更安全,其中乙腈在提取广泛分析物的同时能最大程度地减少干扰。胡晓科等[8]建立QuEChERS法结合液相色谱同时测定瓜果中14种植物生长调节剂的残留量,待测物分离快速,可用于筛查大批量样品;杜兴兰等[9]采用该法结合液质联用技术分析豆芽中6-BA等的残留情况,结果表明市场上豆芽中存在植物生长调节剂滥用情况。
2 植物生长调节剂分析检测方法
2.1 生物鉴定法
早期测定植物生长调节剂的方法为生物鉴定法,植株在不同植物生长调节剂的作用下产生特殊的生理生化反应,依据反应强度来推断植物生长调节剂的浓度[10],具有先进性、适用性、可操作性和专属性强等特征[11]。朴风玉等[12]用该法测定了植物生长调节剂2-碘苯甲氧基乙酸的活性,结果表明不同浓度下其作用效果不同。生物鉴定法虽然对仪器要求低,测定较简便,但主观性过强,干扰物较多,无法准确判断植物生长调节剂的种类和浓度。
2.2 免疫测定法
免疫测定法是利用免疫学原理,以待测物作为抗原或抗体测定样品中待测物质含量的方法。荧光免疫技术、酶免疫技术和放射免疫技术在食品检测中广泛应用[13]。张良等[14]优化条件,用实验室制备的抗体,采用直接竞争模式建立烯效唑的酶联免疫吸附分析法。免疫测定法具有高灵敏性,抗体反应的强特异性,在痕量检测方面发挥重要作用。
2.3 离子色谱法
离子色谱法是利用离子性化合物与固定相表面离子性功能基团之间的电荷相互作用,实现对离子性物质分离的一种色谱方法。分离方式常见为高效离子交换色谱、离子排斥色谱和离子对色谱[15]。离子色谱与电导检测器、电感耦合等离子体质谱等技术结合,在食品分析等领域得到广泛应用[16]。朱作艺等[17]建立了一种阳离子色谱交换分离-抑制电导同时检测氯化胆碱、甲哌鎓及N-甲基哌啶质量浓度的方法,无须复杂前处理,操作简单。谢艳丽等[18]用离子色谱配紫外检测器检测植物生长调节剂中对氯苯氧乙酸的残留量,加标回收以及线性关系良好。
2.4 气相色谱法及气相色谱串联质谱法
气相色谱法(G C)和气相色谱串联质谱法(GC-MS)是分析易挥发、热稳定性好的农残常用检测方法,具有专一性强、灵敏度高等优点。冉琴等[19]建立顶空气相色谱法检测葡萄中乙烯利的残留量,方法灵敏可靠,线性关系良好,准确度等满足方法学指标。张文华等[20]采用GC-MS/MS技术同时测定蔬菜中4-氯苯氧乙酸等6种植物生长调节剂残留量;施逸岚等[21]采用GC-MS/MS多反应监测模式检测韭菜样品。大部分植物生长调节剂色谱特性差、不易挥发或受热易分解,不利于大批量样品检测,此缺点限制了该方法的应用。
2.5 高效液相色谱法及高效液相色谱串联质谱法
高效液相色谱法(HPLC)与GC相比,适用于不易气化、受热易分解、分子量大或强极性化合物的检测。王丽荣等[22]以噻苯隆等5种植物生长调节剂为检测对象,优化色谱条件,建立HPLC结合紫外检测器的分析方法。胡晓科等[23]建立荧光衍生-高效液相色谱法测定豆芽中5种苯氧乙酸类植物生长调节剂残留量的方法,提取样品后经固相萃取柱净化,用高效液相色谱-荧光检测器分离检测。
HPLC-MS/MS通过化合物二次分离,用保留时间和离子丰度比双重定性,具有高分离能力和高分辨能力,是目前食品检测领域的主流分析方法。刘倩等[24]采用HPLC-MS/MS建立同时检测6-BA、4-氯苯氧乙酸等的分析方法。此方法操作便捷、灵敏高,能快速检测麦冬、金银花和枸杞子中的4种植物生长调节剂。廖浩等[25]采用超高效液相色谱-四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱建立了同时测定豆芽中11种植物生长调节剂的快速筛查与残留量检测方法,该方法快速准确,灵敏度高,能够对豆芽中11种植物生长调剂进行快速有效的定性定量分析。
3 植物生长调节剂限量要求
目前,GB 2763—2021《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》[26]规定了包括矮壮素、氯吡脲、烯效唑在内的19种果蔬中植物生长调节剂的最大残留量。不同的植物生长调节剂在不同的基质中的限量各不相同,比如氯吡脲在黄瓜、西瓜和甜瓜类水果中的限量为0.1 mg/kg,在橙、枇杷、葡萄、猕猴桃则为0.05 mg/kg,烯效唑在小麦、油菜籽、棉籽、花生仁中的限量为0.05 mg/kg,在糙米中的限量为0.1 mg/kg,在柑、橘、橙中则为0.3 mg/kg等。因此在使用植物生长调节剂时,应注意国家对其限量的要求,按需按量科学使用,防止使用过量导致的各种食品安全问题。
4 结 语
我国作为农业大国,植物生长调节剂的使用是必不可少的。尽管目前植物生长调节剂的前处理技术以及检测技术得到了长足的发展,但植物生长调节剂属于低毒农药范畴,种类繁多,应用范围广泛,国家层面的标准立法还不够完善。因此,需要更高灵敏度和准确度的检测分析技术以及更加完善的标准体系来指导植物生长调节剂的使用,在改善品质提高产量的同时,科学用药、按需用药,保障食品质量安全。
参考文献
[1]尹全, 杨晓凤, 刘炜,等. 植物生长调节剂在柑橘生产中的应用与残留限量标准分析[ J ] .中南农业科技,2023,44(5):215-218+226.
[2]徐爱东.我国蔬菜中常用植物生长调节剂的毒性及残留问题研究进展[J].中国蔬菜,2009(8):1-6.
[3]SHARMA D, AWASTHI M D. Behaviour of forchlorfenuron residues in g rape, soil and water [J ].Chemosphere,2003,50(5):589-594.
[4]容裕棠,陈丽斯,张朋杰,等.DLLME-UPLC-MS/MS法测定豆芽中6-苄基腺嘌呤残留[J].食品工业,2019,40(8):294-299.
[5]何晓明,赵月钧,倪娟桢,等.β-环糊精磁性石墨烯固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定瓜果中的9种植物生长调节剂残留量[J].食品科技,2018,43(10):345-351.
[6]陈金斌,张伊,张晓景,等.固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定果蔬中34种植物生长调节剂的残留量[J].理化检验(化学分册),2018,54(7):774-782.
[7]黄燕红,蒋湘,盘正华,等.豆芽中3 0 种植物生长调节剂和喹诺酮类药物残留的快速筛查[ J ] .食品工业科技,2021,42(23):287-295.
[8]胡晓科,孙丹红,罗晓飞.QuEChERS-超高效液相色谱法检测瓜果中14种植物生长调节剂残留量[J].中国食品卫生杂志,2019,31(1):29-34.
[9]杜兴兰,李淑静,张志华,等.聊城市市售豆芽菜中5种植物生长调节剂残留调查分析[J ].食品安全质量检测学报,2020,11(6):2029-2034.
[10]朱海荣,刘爽,于燕萍,等.植物生长调节剂检测方法研究进展[J].肥料与健康,2021,48(6):15-18+53.
[11]吴伯英.生物鉴定法在中药鉴定中的应用及前景[J].中药与临床,2012,3(5):47-48+64.
[12]朴风玉,李莲花,张敬爱.植物生长调节剂-2-碘苯甲氧基乙酸的生物鉴定[J].延边农学院学报,1996(1):43-45.
[13]杨明,陈伯祥,郭慧琳,等.免疫学检测技术在食品安全中的应用[J].国外畜牧学(猪与禽),2009,29(6):104-106.
[14]张良,王泉振,王宁,等.直接竞争酶联免疫吸附-高效液相色谱法测定烯效唑[J].分析化学,2012,40(11):1730-1734.
[15]颉东妹, 魏晗婷, 王宁丽,等. 离子色谱法在中药化学成分分析中的应用进展[ J ] .分析测试技术与仪器,2022,28(2):179-187.
[16]王晓威, 孟玲玲, 蔡丹旎,等. 离子色谱法在生物和医药领域中的应用进展[ J ] . 理化检验- 化学分册,2022,58(11):1355-1364.
[17]朱作艺,张玉,王君虹,等.离子色谱法同时测定植物生长调节剂中氯化胆碱、甲哌鎓及N-甲基哌啶[J].浙江大学学报(理学版),2019,46(3):333-338.
[18]谢艳丽,赵振东,冯玉红,等.离子色谱法测定豇豆和苦瓜中对氯苯氧乙酸的残留量[ J ] .理化检验(化学分册),2017,53(5):594-597.
[19]冉琴,刘洁,杨晓凤,等.顶空-气相色谱法测定葡萄中乙烯利的残留量[J].理化检验(化学分册),2020,56(2):161-164.
[20]张文华, 谢文,侯建波,等.气相色谱串联质谱法同时测定豆芽中6 种植物生长调节剂残留的方法:CN106404972B[P].2019-10-25.
[21]施逸岚, 杨清华, 王金鑫,等. Q u E C h E R S - 气相色谱- 串联质谱法测定韭菜中的腐霉利[ J ] .化学工程师,2022,36(12):31-33+96.
[22]王丽荣,贾文君,陈明敏,等.高效液相色谱法( H P L C )测定芒果多种植物生长调节剂含量[ J ] . 植物生理学报,2022,58(5):981-988.
[23]胡晓科,孙丹红,文君,等.荧光衍生-H P L C法检测豆芽中苯氧乙酸类植物生长调节剂残留[ J ] .分析试验室,2018,37(11):1320-1323.
[24]刘倩,阎安婷,王祺,等.UPLC-MS/MS检测麦冬、金银花和枸杞子中4种植物生长调节剂的方法研究[J].中医药导报,2022,28(12):31-35.
[24]廖浩,蒋湘,苏海雁,等.超高效液相色谱-四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱测定豆芽中的11种植物生长调节剂[J].食品科技,2019,44(2):333-338.
[25]中华人民共和国国家卫生健康委员会,中华人民共和国农业农村部,国家市场监督管理总局.食品安全国家标准食品中农药最大残留限量:GB 2763-021[S].北京:中国农业出版社,2021.
作者简介
姜鑫,本科,助理工程师,研究方向为食品检测。
侯广月,通信作者,理学博士,高级工程师,研究方向为产品质量检验。
(责任编辑:袁文静)
基金项目:本文受山东省产品质量检验研究院科研储备项目“蔬菜和水果中多种植物生长调节剂残留量筛查及残留规律研究”(项目编号:2021ZJKY027)和国家质量监督检验检疫总局科技计划项目“谷物及其制品中多种真菌毒素的高通量检测技术研究及污染调查分析”(项目编号:2017QK077)资助。