阿维菌素和氟啶胺在柑橘汁加工过程中的残留行为及加工因子研究

康霞丽，赵其阳,2,3，左巍，张耀海,2,3，刘浩然，王成秋,2,3*，焦必宁,2,3*

1(西南大学 中国农业科学院柑桔研究所，重庆，400712)2(农业农村部柑桔产品质量安全风险评估实验室，重庆，400712) 3(农业农村部柑桔及苗木质量监督检验测试中心，重庆，400712)

柑橘红蜘蛛作为我国柑橘生产主要害虫之一，不仅会造成柑橘叶片失绿，还会导致柑橘大量落叶、落花、落果，从而影响柑橘树势、产量及果品品质，对柑橘产业造成巨大的损害[1-3]。目前，对红蜘蛛的防治主要依靠化学杀虫剂，但其世代重叠，易产生抗药性，为防治工作带来一定的困难[4]。为了减缓抗药性，复配剂的使用成为了治理红蜘蛛的主要方法之一[5]。阿维菌素和氟啶胺复配用于防治柑橘红蜘蛛，但在柑橘果实中易产生农药残留，增加了食品安全的潜在风险。柑橘具有较高的营养价值和经济价值，适用于全果资源化利用，衍生出了多种加工产品，例如橙汁、果酒、蜜饯等，此外柑橘皮渣废料中也可提取出精油及多种具有重要商业价值的成分[6]，从而使得农药不仅残留在柑橘全果和果肉中，还有可能残留在各种加工产品中。因此，监测柑橘及其加工产品中的农药残留行为不仅对评估人类接触农药的风险程度至关重要，而且对遵守良好生产规范具有重要意义。

加工因子(processing factor, PF)不仅能反映加工对食品中农药残留的影响，还能更确切地评估消费者食用加工食品时农药残留的真实值，因此在食品的安全风险评估中应充分考虑加工因子[7]。目前，关于果蔬中农药残留行为及加工因子的研究较多，如苹果[8]、番茄[9-10]、西葫芦[11]、生菜[12]、豇豆[13]等,而对柑橘加工过程中农药残留行为的研究较少，且主要集中在一些简单的工艺上，如清洗[14]、去皮[15]、臭氧处理[16]等。李云成等[17]研究了橙汁加工过程对炔螨特残留的影响，发现炔螨特在柑橘精油和果渣中发生了富集。CMARA等[14]在实验室条件下模拟了橙汁商业化生产过程对几种农药残留的去除效果，发现榨汁是去除橙汁中农药残留最有效的方法，而目前尚未有阿维菌素和氟啶胺在柑橘及其加工产品中的农药残留行为及加工因子的研究报道。为此，本试验在重庆和湖南2个试验点以普通甜橙为研究对象，采用田间喷药的方式以5倍最高推荐剂量施药，研究阿维菌素和氟啶胺在柑橘汁商业化加工过程中的农药残留行为及加工因子，研究结果可为加工工艺的改进和膳食暴露风险评估提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

氟啶胺、阿维菌素标准品，北京金谛泽浩科技有限公司；甲醇、乙腈、乙酸(色谱纯)，美国Sigma-Aldrich公司；甲酸(分析纯)，成都市科龙化工试剂厂；乙二胺基-N-丙基(PSA)，上海安谱科学仪器有限公司；无水硫酸镁、氯化钠(分析纯)，江苏强盛化工有限公司。

1.2 仪器与设备

Agilent 1290-6495 液相色谱串联质谱仪，美国 Agilenz公司；Milli-Q 超纯水仪，美国 Millipore公司；CL31/CL31R 多用途离心机，美国 Thermo Fisher公司；KQ5200DE 型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；CK2000 型高通量组织研磨仪，北京 Thmorgan生物科技有限公司；有机相针式滤器(0.22 μm)，上海安谱科学仪器有限公司。

1.3 田间试验与样品采集

按照NY/T 3095—2017《加工农产品中农药残留试验准则》，选取湖南和重庆2个柑橘主产区作为试验点，供试柑橘品种为普通甜橙。按照供试农药田间施药GAP(良好农业规范)要求，采用喷雾法对果树进行喷药，以最高推荐剂量的5倍(1 375 mg a.i./kg)为施药剂量，于柑橘成熟采摘前35 d进行第1次施药，间隔7 d后进行第2次施药，共施药2次，采样安全间隔期为28 d。柑橘果品采收后即刻专车运至本实验室加工试验车间，并立即加工。

1.4 加工工艺流程与采样点

柑橘汁加工过程在国家柑桔工程技术研究中心中试车间完成，整个加工流程与橙汁商业化加工过程相同，工艺流程及取样点如下：

工艺流程：

选果→清洗→分级→榨汁→精滤→脱气→杀菌→装罐→密封→贮藏

图1 柑橘汁加工取样点Fig.1 Sample points of citrus juice processing注:为取样点

加工过程共设计9个取样点，含原料果(全果、果肉)、清洗果(全果、果肉)、初榨柑橘汁、精滤柑橘汁、非浓缩还原(not from concentrate，NFC)柑橘汁、浓缩柑橘汁、柑橘皮渣(湿)、油水混合物、柑橘皮精油11种基质样品，在加工过程中，对获得的不同加工产品进行取样，每种加工产品采集3个平行样品，将采集样品放在-18 ℃下冰柜低温保存待测。

1.5 检测方法

1.5.1 样品前处理

采用本实验室优化验证的QuEChERS方法：称取样品5.00 g(皮精油称取2.50 g，加入2.5 mL水后摇匀)于25 mL离心管中，加入10.00 mL 1%乙酸乙腈，超声提取15 min，加入2.00 g无水硫酸镁和0.50 g氯化钠，垂直振荡1 min后，10 000 r/min离心5 min。移取2.00 mL上清液于装有50 mg PSA的5 mL离心管中，涡旋1 min后以3 000 r/min离心5 min，取上清液经0.22 μm有机滤膜过滤，待测。

1.5.2 色谱条件

色谱柱：Agilent ecipse plus C18(50 mm×2.1 mm，1.8 μm)；柱温：40 ℃；进样量：2 μL；流动相A：水(含0.1%甲酸)；流动相B：甲醇。梯度洗脱6 min，其中，0～2 min，流动相A与流动相B的体积比(VA∶VB)为9∶1；2～6 min，流动相A与流动相B的体积比(VA∶VB)为1∶9。

1.5.3 质谱条件

采用电喷雾离子源(ESI，其中阿维菌素为正离子模式、氟啶胺为负离子模式)扫描方式和多反应离子监测模式(MRM)；干燥气温度250 ℃，干燥气流速14 L/min；氮气压力207 kPa；鞘气温度375 ℃；鞘气流速12 L/min；毛细管电压4 000 V；喷嘴电压500 V；ifunnel 高200 V，低100 V；MRM质谱参数见表1。

表1 阿维菌素和氟啶胺的质谱参数Table 1 MS/MS parameters for abamectin and fluazinam

1.6 数据处理与分析

采用Excel和SPSS 25.0对数据进行处理和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 方法验证

采用改进的QuEChERS-UPLC-MS/MS技术，建立了柑橘全果、果肉、皮渣(湿)、初榨汁、精滤汁、NFC柑橘汁、浓缩汁、油水混合物及皮精油基质中阿维菌素和氟啶胺的残留分析方法。结果表明，氟啶胺和阿维菌素在0.002 5～0.5 mg/L 质量浓度范围内，峰面积与浓度间线性关系良好，相关系数(R2)均大于0.99。

通过向不同样品空白基质中加标，得到阿维菌素和氟啶胺的回收率及精密度。氟啶胺加标水平为0.01、0.2、5.0 mg/kg，阿维菌素加标水平为0.01、0.02、2.0 mg/kg，每个添加水平重复5次。结果表明氟啶胺的平均回收率为68.6%～109.1%，相对标准偏差(RSD)为0.4%～16.8%，阿维菌素平均回收率为72.9%～101.7%，RSD为1.6%～13.6%，以最低加标浓度为方法定量下限(LOQ)，2种农药的LOQ均为0.01 mg/kg。

该方法的准确度和精密度均满足NY/T 788—2018《农作物中农药残留试验准则》对残留检测分析的要求，适合于不同柑橘加工产品中阿维菌素和氟啶胺的残留检测。

2.2 柑橘加工样品中阿维菌素和氟啶胺的残留

2.2.1 清洗前柑橘全果和果肉中的农药残留

清洗前全果于柑橘加工榨汁试验开始前当天取样，平行取样3次，分别制备全果和果肉样品，并对全果和果肉样品中的阿维菌素和氟啶胺进行残留检测。由表2检测结果可知，在重庆和湖南2个试验点的柑橘全果均有阿维菌素和氟啶胺的残留，且其含量均高于LOQ，保证了该试验结果的可接受性和准确性[7]。

表2 柑橘及加工产品中阿维菌素和氟啶胺的残留量 单位：mg/kg

2.2.2 清洗后柑橘全果和果肉中的农药残留

将柑橘果实浸泡在洗果池中鼓泡清洗5 min后，采集清洗果，并制备成全果和果肉样品进行检测。由表2可知，清洗可不同程度地降低氟啶胺和阿维菌素在柑橘全果和果肉中的残留，经清洗后，本试验全果中氟啶胺和阿维菌素的残留量明显降低，这是由于农药主要残留在柑橘果皮中[18]，清洗可以有效降低果皮表面的农药残留，从而降低全果中农药的残留量。由表2可知，清洗后果肉样品中的残留量也发生了变化，这可能是因为果肉样品是经人工去皮获得，往往会使残留在果皮上的农药污染果肉[19]，因此在清洗后，果肉受到果皮的污染程度降低，其残留量也会降低，而湖南试验点清洗果肉中的氟啶胺略高于未清洗果肉可能是受到果皮的污染严重而导致的。清洗对农药残留去除的效果取决于农药的水溶性、残留部位、残留时间等[20-21]，且无内吸性的农药容易通过清洗的方式去除[22]，本试验中阿维菌素和氟啶胺为基本无内吸性的农药，可通过清洗的方式有效去除。

2.2.3 柑橘汁中的农药残留

清洗后的柑橘全果采用JBT全果榨汁机进行压榨得到初榨柑橘汁，2个试验点的初榨汁中氟啶胺和阿维菌素的残留量相比清洗后全果中的残留量均显著降低，这是由于农药在果汁、果肉和果渣中的分配性质不同，大部分农药容易分布在果渣和果肉中，而较难转移到果汁中[23-24]。本试验初榨汁中氟啶胺在2个试验点的平均残留量降低到了0.275 mg/kg和0.101 9 mg/kg，而阿维菌素的残留量均低于LOQ，表明榨汁可以显著降低柑橘中的农药残留。LI等[8]认为榨汁过程中农药残留量的下降与农药的水溶性成反比，水溶性越大的农药在榨汁过程中下降越少，而RASMUSSSEN等[25]认为降低水平与农药的水溶性无关，由本试验结果来看，榨汁过程中农药的降低与农药水溶性关系不大。由于中度到高度亲脂性的农药很难转移到果汁中，果肉中通常会保留一些亲脂性的农药残留物，毛雪飞[26]认为可通过离心或过滤等澄清操作来减少这些农药残留，而OLIVA等[27]在研究时发现，过滤对消除葡萄酒中的农药残留几乎没有贡献，本试验经精滤后的柑橘汁中，氟啶胺和阿维菌素的降低程度很小，这与OLIVA等的研究结果相吻合。

精滤汁经杀菌后得到NFC柑橘汁，由于热杀菌过程受温度的影响，一些热敏性的农药容易降解，使得杀菌可在一定程度上减少农药的残留，且温度越高、时间越长，对农药残留的去除效果越好[20]，但高温瞬时杀菌因杀菌时间太短，对农药残留的去除影响不大[26]。本试验采用的是高温瞬时杀菌技术(温度为100 ℃，时间为30 s)，时间较短，水分散失较少，对农药残留的去除效果不大。而湖南试验点经杀菌后的NFC柑橘汁中氟啶胺的残留略高于精滤汁，在李云成[19]的研究中也有类似情况，这可能是由于果汁浓度的原因导致农药残留略有增加[20]。

将NFC柑橘汁浓缩后得到浓缩汁，由表2可知，浓缩汁中氟啶胺和阿维菌素的残留量相比NFC柑橘汁中的残留量明显增加。由于长时间的高温处理，浓缩会使果汁中的水分散失较多，并伴随一些热敏性农药的挥发或水解[7,28]，氟啶胺和阿维菌素的热稳定性较高，在本试验的浓缩条件[采用三效四体降膜蒸发器对果汁进行浓缩，浓缩一效温度(即进料温度)为107 ℃，二到三效温度为50～60 ℃]下，未造成其残留量的损失，使得浓缩汁中农药残留水平升高。但浓缩汁主要作为市售果汁产品的原料，在出售前会加水稀释，因此还原柑橘汁中的农药残留量还会进一步降低。

2.2.4 柑橘皮渣中的农药残留

柑橘皮渣是在榨汁机皮渣出口采集的湿皮渣，经过榨汁过程的皮肉分离和精滤过程的汁肉分离都使得果汁中的农药残留显著降低，果渣中的农药残留水平相对较高，并可能会在干燥过程中进一步增加[29]。柑橘皮中存在多种生物活性物质，可用于食品、化妆品、制药行业等[30-31]，因此对柑橘果渣中农药的残留研究具有重要的意义。本试验中2个试验点的柑橘皮渣中氟啶胺和阿维菌素的残留量较清洗后柑橘全果中的残留量显著降低，这可能是由于榨汁时用喷淋水对榨汁机进行喷淋，一些农药被带去了油水混合物中，而使得果渣中的残留量降低，这与LI[18]关于多菌灵在柑橘果渣中残留情况的研究结果相似。

2.2.5 柑橘皮精油中农药的残留

在榨汁时用喷淋水对榨汁机进行喷淋以减少果汁中的油胞味，从而得到大量的油水混合物，将收集的油水混合物泵入一级离心机中进行分离，得到含杂质和水分较多的粗油即为柑橘皮精油。由表2可知，本试验中柑橘皮精油中阿维菌素和氟啶胺的残留量显著高于其他加工产品组分中的残留量，这是因为柑橘皮精油富含的活性成分d-苧烯具有良好的溶解性，使农药易穿过果皮表层而残留在果皮组织中，从而导致皮精油中农药的残留量显著升高[17,32]。

2.3 加工因子

加工因子即加工后农产品中的农药残留量与初级农产品或原材料中农药残留量的比值[33]，若加工因子小于1，则说明加工过程中农药残留水平降低，反之则表示残留水平升高。从表3中可以看出，柑橘汁商业化加工的不同过程，农药残留的加工因子也各不相同，除柑橘皮精油外，所有加工产品的加工因子均小于1，表明除皮精油外，其余加工过程均可降低氟啶胺和阿维菌素的残留水平，而在皮精油中氟啶胺的加工因子分别为5.217和5.669，阿维菌素的加工因子分别为28.791和30.590，均大于1，这是因为氟啶胺和阿维菌素容易溶解在精油中，故在皮精油中发生了较高的富集效应，导致柑橘皮精油中的农药含量显著升高，加工因子增大。

表3 柑橘加工产品中氟啶胺和阿维菌素的加工因子Table 3 The PF of fluazinam and abamectin in citrus and its products

3 结论

柑橘汁加工的不同过程对农药残留的去除效果不同，除皮精油加工外，其余加工过程均可有效降低氟啶胺和阿维菌素的残留，且榨汁是降低农药残留最有效的过程；2种农药均在皮精油中发生富集效应，加工因子远大于1。为此，我们建议消费者在鲜食柑橘时，应先清洗后再食用，在使用柑橘皮精油时应考虑其安全性，可用蒸馏、萃取和吸附等方法降低农药在精油中的残留。