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引言:
世界卫生组织声明辐照处理后的食品并不含毒理学、微生物学与营养学方面存在的任何问题。食品辐照处理技术和熏蒸、添加化学剂、巴氏杀菌等传统方式相比,具备无污染、节能、无化学残留物质、能保障食品的营养成分等特征。近几年的试验研究发现,辐照处理技术对降解食品中的残留农药有着明显的功效。而就我国目前形势而言,辐照处理技术还处在分析阶段。因此,进一步研究食品辐照处理技术对食品中有机磷农药的降解有着重要的意义。本文通过试验研究的方式,探讨辐照处理技术对混浊苹果汁和有机磷农药降解的影响,为我国对辐照处理技术的研究提供参考资料。
一、材料和方法
(一)试验材料和仪器
试验材料:自制混浊苹果汁,红富士苹果、敌敌畏、毒死蜱、氧化乐果、乙酰甲胺磷、乙腈等。
仪器:BM255C榨汁机,高速冷冻离心机器、阿贝折光器、紫外线分光光度器、SC-80C自动型色差计、数显恒温水浴机。
(二)试验方法
1.自制混浊苹果汁
把采购的150g苹果切入榨汁机中,添加Vc溶液并打浆,经过两层纱布过滤后立刻加热沸腾,流动水并冷却,制成混浊苹果汁。检测混浊苹果汁的浊度、酸度和可溶性的固形物,检测混浊苹果汁中有机磷农药的含量。将敌敌畏、毒死蜱、氧化乐果、乙酰甲胺磷加入到混浊苹果汁,这四种有机磷农药的加入量为20mg/kg。
2.辐照的基本条件
辐照设备是60Co-y射线源,辐照源的活度为16.3PBq,辐照的剂量为0、3、6、9、12kGy,并进行两次重复的辐照处理。样品利用定点静态式辐照方法。在辐照剂量到达1/2的情况下,翻转样品,从而保障辐照剂量平均分布。在16±10C下进行辐照。
3.测定有机磷农药的残留量
分别选取浓度不同的四种有机磷农药的标准溶液,进样的浓度为:1、6、11、16、21、26mg/kg,以组分质量浓度作为x轴,以组分峰面积作为y轴,做标准曲线。按照标准曲线辐照前后样品的农药残留量,计算出降解率:降解率(%)=(辐照前后农药残留量/农药添入量)×100。
4.测定颜色
利用SC-80C自动型色差计进行颜色测定,样品的色差度值:L*=80.65。将混浊苹果汁放置在投射液体槽中,利用投射法来测定混浊苹果汁的L*值。
5.测定Vc含量和总酚含量
利用紫外线快速测定方法测定Vc含量;利用福林-肖卡方式测定总酚含量。
二、试验结果分析
(一)辐照处理对有机磷农药残留量的影响
图1是四种农药标准的溶液色谱图,从图1中可以看出,这四种有机磷农药的分解效果较好,敌敌畏的峰值时间为5.2007min,氧化乐果9.9159min,乙酰甲胺磷7.5843min,毒死蜱16.9415min.
选取浓度不同的四种有机磷农药的标准溶液,进样的浓度为:1、6、11、16、21、26mg/kg,以组分质量浓度作为x轴,以组分峰面积作为y轴,做标准曲线;其中敌敌畏y=11161x-2757,R2=0.9989;毒死蜱 y=84946x+20745.3,R2=0.9988,乙酰甲胺磷 y=5236.9x-1734.9,R2=0.9991;氧化乐果y=4037.9x-1046.7,R2=0.9993。对没有添入任何有机磷农药的混浊苹果汁进行测试,并没有检测出这四种有机磷农药。根据试验数据分析可以发现,辐照剂量对有机磷农药降解概率不同程度的影响。当这四种有机磷农药在通过不同剂量的辐照处理后,出现不同的降解趋势和降解概率。从总体上来看,降解概率从小到大依次是:氧化乐果→乙酰甲胺磷→敌敌畏→毒死蜱;从趋势图中不难发现,当辐照剂量为3kGy后,再添加辐照剂量,乙酰甲胺磷和氧化乐果的降解概率变化情况并不明显;在6kGy的辐照剂量时,降解概率最大;在0kGy~9kGy的辐照剂量时,敌敌畏和毒死蜱的降解概率随着剂量的增加而不断增加,在9kGy时达到最大。
出现上述变化的主要原因可能是:水通过辐照处理之后形成水合电子Cap-、自由基·H和·OH,毒死蜱的酸性基团是芳香族基团,具有低能的空轨道,能够使水合电子快速加成至芳香族基团中,化学键将会断裂,从而导致降解率的增高;敌敌畏含不饱和的化学键,能够和·OH发生加成的化学反应,使得降解概率增加;乙酰甲胺磷与氧化乐果含有单键组合而成的酸性基团,没有低能的空轨道,因此其降解概率偏低。
(二)辐照对可溶性的固形物含量的影响
从试验研究数据中不难发现,3 kGy辐照处理后,混浊苹果汁的可溶性的固形物含量下降率是0.36%;6 kGy辐照处理后,下降了2.77%;在6到15kGy的辐照处理之间时,混浊苹果汁的可溶性的固形物含量基本上没有任何的变化。
(三)辐照处理对Vc含量的影响
混浊苹果汁中Vc属于热敏性的营养成分,利用加热、捣碎等传统的加工处理方式对Vc的影响程度加大,很容易损失Vc含量。通过试验研究发现辐照处理对Vc含量的影响不同,通过辐照处理后,Vc含量只出现了微小的变化,呈下降趋势,但是变化并不明显。
(四)辐照处理对总酚含量的影响
通过试验不难发现辐照处理对总酚含量的影响不同。从辐照处理对Vc含量的不同影响程度不难发现,在0kGy到6kGy之间时,随着辐照处理剂量的不断增加,总酚含量呈下降趋势;在9kGy时,总酚含量明显增加,但之后随着辐照处理剂量的增加而下降。
三、结语
综上所述,辐照处理技术能够有效地降低四种农药的降解概率,降解概率从小到大的顺序为:氧化乐果→乙酰甲胺磷→敌敌畏→毒死蜱;随着辐照剂量的增加,降解概率也会增加;在6kGy的辐照剂量时,降解概率最大;而敌敌畏和毒死蜱的降解率在6kGy的辐照剂量时最大。随着辐照剂量的不断增加,Vc含量并没有特别显著的变化,而总酚含量会呈线先降后升再降的趋势。
世界卫生组织声明辐照处理后的食品并不含毒理学、微生物学与营养学方面存在的任何问题。食品辐照处理技术和熏蒸、添加化学剂、巴氏杀菌等传统方式相比,具备无污染、节能、无化学残留物质、能保障食品的营养成分等特征。近几年的试验研究发现,辐照处理技术对降解食品中的残留农药有着明显的功效。而就我国目前形势而言,辐照处理技术还处在分析阶段。因此,进一步研究食品辐照处理技术对食品中有机磷农药的降解有着重要的意义。本文通过试验研究的方式,探讨辐照处理技术对混浊苹果汁和有机磷农药降解的影响,为我国对辐照处理技术的研究提供参考资料。
一、材料和方法
(一)试验材料和仪器
试验材料:自制混浊苹果汁,红富士苹果、敌敌畏、毒死蜱、氧化乐果、乙酰甲胺磷、乙腈等。
仪器:BM255C榨汁机,高速冷冻离心机器、阿贝折光器、紫外线分光光度器、SC-80C自动型色差计、数显恒温水浴机。
(二)试验方法
1.自制混浊苹果汁
把采购的150g苹果切入榨汁机中,添加Vc溶液并打浆,经过两层纱布过滤后立刻加热沸腾,流动水并冷却,制成混浊苹果汁。检测混浊苹果汁的浊度、酸度和可溶性的固形物,检测混浊苹果汁中有机磷农药的含量。将敌敌畏、毒死蜱、氧化乐果、乙酰甲胺磷加入到混浊苹果汁,这四种有机磷农药的加入量为20mg/kg。
2.辐照的基本条件
辐照设备是60Co-y射线源,辐照源的活度为16.3PBq,辐照的剂量为0、3、6、9、12kGy,并进行两次重复的辐照处理。样品利用定点静态式辐照方法。在辐照剂量到达1/2的情况下,翻转样品,从而保障辐照剂量平均分布。在16±10C下进行辐照。
3.测定有机磷农药的残留量
分别选取浓度不同的四种有机磷农药的标准溶液,进样的浓度为:1、6、11、16、21、26mg/kg,以组分质量浓度作为x轴,以组分峰面积作为y轴,做标准曲线。按照标准曲线辐照前后样品的农药残留量,计算出降解率:降解率(%)=(辐照前后农药残留量/农药添入量)×100。
4.测定颜色
利用SC-80C自动型色差计进行颜色测定,样品的色差度值:L*=80.65。将混浊苹果汁放置在投射液体槽中,利用投射法来测定混浊苹果汁的L*值。
5.测定Vc含量和总酚含量
利用紫外线快速测定方法测定Vc含量;利用福林-肖卡方式测定总酚含量。
二、试验结果分析
(一)辐照处理对有机磷农药残留量的影响
图1是四种农药标准的溶液色谱图,从图1中可以看出,这四种有机磷农药的分解效果较好,敌敌畏的峰值时间为5.2007min,氧化乐果9.9159min,乙酰甲胺磷7.5843min,毒死蜱16.9415min.
选取浓度不同的四种有机磷农药的标准溶液,进样的浓度为:1、6、11、16、21、26mg/kg,以组分质量浓度作为x轴,以组分峰面积作为y轴,做标准曲线;其中敌敌畏y=11161x-2757,R2=0.9989;毒死蜱 y=84946x+20745.3,R2=0.9988,乙酰甲胺磷 y=5236.9x-1734.9,R2=0.9991;氧化乐果y=4037.9x-1046.7,R2=0.9993。对没有添入任何有机磷农药的混浊苹果汁进行测试,并没有检测出这四种有机磷农药。根据试验数据分析可以发现,辐照剂量对有机磷农药降解概率不同程度的影响。当这四种有机磷农药在通过不同剂量的辐照处理后,出现不同的降解趋势和降解概率。从总体上来看,降解概率从小到大依次是:氧化乐果→乙酰甲胺磷→敌敌畏→毒死蜱;从趋势图中不难发现,当辐照剂量为3kGy后,再添加辐照剂量,乙酰甲胺磷和氧化乐果的降解概率变化情况并不明显;在6kGy的辐照剂量时,降解概率最大;在0kGy~9kGy的辐照剂量时,敌敌畏和毒死蜱的降解概率随着剂量的增加而不断增加,在9kGy时达到最大。
出现上述变化的主要原因可能是:水通过辐照处理之后形成水合电子Cap-、自由基·H和·OH,毒死蜱的酸性基团是芳香族基团,具有低能的空轨道,能够使水合电子快速加成至芳香族基团中,化学键将会断裂,从而导致降解率的增高;敌敌畏含不饱和的化学键,能够和·OH发生加成的化学反应,使得降解概率增加;乙酰甲胺磷与氧化乐果含有单键组合而成的酸性基团,没有低能的空轨道,因此其降解概率偏低。
(二)辐照对可溶性的固形物含量的影响
从试验研究数据中不难发现,3 kGy辐照处理后,混浊苹果汁的可溶性的固形物含量下降率是0.36%;6 kGy辐照处理后,下降了2.77%;在6到15kGy的辐照处理之间时,混浊苹果汁的可溶性的固形物含量基本上没有任何的变化。
(三)辐照处理对Vc含量的影响
混浊苹果汁中Vc属于热敏性的营养成分,利用加热、捣碎等传统的加工处理方式对Vc的影响程度加大,很容易损失Vc含量。通过试验研究发现辐照处理对Vc含量的影响不同,通过辐照处理后,Vc含量只出现了微小的变化,呈下降趋势,但是变化并不明显。
(四)辐照处理对总酚含量的影响
通过试验不难发现辐照处理对总酚含量的影响不同。从辐照处理对Vc含量的不同影响程度不难发现,在0kGy到6kGy之间时,随着辐照处理剂量的不断增加,总酚含量呈下降趋势;在9kGy时,总酚含量明显增加,但之后随着辐照处理剂量的增加而下降。
三、结语
综上所述,辐照处理技术能够有效地降低四种农药的降解概率,降解概率从小到大的顺序为:氧化乐果→乙酰甲胺磷→敌敌畏→毒死蜱;随着辐照剂量的增加,降解概率也会增加;在6kGy的辐照剂量时,降解概率最大;而敌敌畏和毒死蜱的降解率在6kGy的辐照剂量时最大。随着辐照剂量的不断增加,Vc含量并没有特别显著的变化,而总酚含量会呈线先降后升再降的趋势。