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综述:食品中拟除虫菊酯残留:化学行为、分析进展与安全视角
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Food Chemistry 8.5
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本综述系统梳理了拟除虫菊酯(SPs)在食品系统中的残留行为与安全挑战,整合了从分子起始事件(MIEs)到不良结局路径(AOPs)的毒理机制,并评述了基于色谱-质谱联用(LC-MS/GC-MS)的分析技术与非热加工(NTP)等新型减残策略,为食品安全监管提供跨学科视角。
拟除虫菊酯的百年进击:从天然杀虫剂到食品安全挑战
Abstract
合成拟除虫菊酯杀虫剂虽在农业中广泛应用,但其持久性、化学复杂性及在食品系统中的蓄积引发担忧。最新毒理学研究揭示了其通过离子通道扰动(钠通道Nav)触发分子起始事件,进而导致氧化应激、内分泌干扰等级联反应。分析技术的革新(如QuEChERS前处理与高分辨质谱联用)提升了残留检测灵敏度,而生物传感器与非热加工技术为监控与减残提供了新思路。
Introduction
白花除虫菊(Chrysanthemum cinerariifolium)的杀虫特性于184年确认,其活性成分除虫菊酯I/II(含量0.7–1.6%)成为现代拟除虫菊酯的蓝本。第一代SPs(如烯丙菊酯)含菊酸酯结构,主要用于家用杀虫剂;第二代(如氯氰菊酯)引入α-氰基与二卤乙烯基,农业毒性显著增强。这类化合物呈油状或晶体,脂溶性高(log Kow
6),光热稳定性突出,却在环境中易降解——这种矛盾特性正是其监管难点。
Toxicological profile and mechanisms
SPs通过靶向神经元电压门控钠通道(VGSCs)延长动作电位,导致昆虫麻痹。哺乳动物中,I型(无α-氰基)引发震颤综合征(Tremor
),II型(含α-氰基)则引起舞蹈样症状(Choreoathetosis
)。最新研究发现,亚致死剂量可激活CYP450酶系,产生活性氧(ROS)并破坏线粒体功能,与帕金森病(PD)相关蛋白α-synuclein聚集存在潜在关联。
Environmental factors
土壤-作物系统中,SPs的半衰期(DT50
)从7天(拟除虫菊酯)至150天(溴氰菊酯)不等。脂溶性导致其在作物表皮蜡质层富集,而加工过程(如漂烫)可使残留量降低30–80%。值得注意的是,异构体间毒性差异显著:顺式(cis-)构型通常较反式(trans-)毒性高10倍。
Analytical breakthroughs
QuEChERS(快速、简便、廉价、有效、可靠、安全)结合分散固相萃取(d-SPE)成为复杂基质前处理金标准。气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)对卤代SPs灵敏度达pg/g级,而LC-Orbitrap-MS可实现非靶向筛查。分子印迹聚合物(MIPs)与适配体传感器将检测限推进至fg/mL,但基质效应(ME>±20%)仍是精准定量的"阿喀琉斯之踵"。
Future perspectives
立体选择性监测(如仅追踪高毒cis-异构体)、酶解(酯酶介导水解)与脉冲电场(PEF)协同处理展现应用潜力。建立基于生理药代动力学(PBPK)的膳食暴露模型,将是破解"低剂量慢性效应"迷题的关键钥匙。
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