二甲酰亚胺类杀菌剂敌菌丹及其代谢物的综合评估:田间降解动态、加工因子与生态毒性研究

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Journal of Food Composition and Analysis 4.0

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  本研究针对敌菌丹(Dimethachlon)在农作物中的代谢产物安全性问题,通过HPLC-HRMS技术首次鉴定出水稻和番茄中的关键代谢物DCBAA与3,5-DCA,揭示其降解动力学(半衰期0.54-5.21天)及加工过程对残留的影响(去除率>87%),结合ECOSAR模型评估生态毒性(3,5-DCA>敌菌丹>DCBAA),为农药风险管理提供科学依据。

  

在农业生产中,敌菌丹(Dimethachlon)作为高效杀菌剂曾风靡一时,但其潜在的肾毒性阴影始终挥之不去。上世纪80年代,欧美日相继禁用该药物,然而在中国、印度等国家,它仍是抗击水稻纹枯病(Sclerotinia sclerotiorum)和番茄菌核病的利器。更令人担忧的是,关于农作物中敌菌丹代谢产物的研究几乎空白——这些隐形化学物质会否通过食物链危害人类健康?加工烹饪能否有效降低风险?这些问题亟待科学解答。

贵州大学等机构的研究团队在《Journal of Food Composition and Analysis》发表的研究,首次系统揭示了敌菌丹在主要作物中的代谢图谱。通过高分辨质谱(HPLC-HRMS)这把"分子显微镜",科学家们精准捕捉到水稻和番茄中两个关键代谢物:4-(3,5-二氯苯胺基)-4-氧代丁酸(DCBAA)和3,5-二氯苯胺(3,5-DCA)。令人惊讶的是,这些代谢物在作物中的残留量可达母药的14.64%-19.03%,而传统检测往往只关注母药残留。

关键技术方法
研究采用HPLC-HRMS(Q-Exactive Orbitrap)结合Compound Discoverer 3.3软件进行非靶向代谢物筛查,通过田间试验获取水稻/番茄的降解动态数据,利用ECOSAR模型预测生态毒性,并建立涵盖精米加工、烹饪、番茄清洗/制酱等环节的加工因子评估体系。

代谢物筛查
在番茄和水稻中均检测到DCBAA与3,5-DCA,其最大残留水平分别为母药的14.64%和19.03%,证实农作物代谢途径与哺乳动物存在差异。

降解动力学
敌菌丹在作物中呈现快速降解特性:水稻半衰期1.54-5.21天,番茄更短仅0.54-1.71天,但代谢物累积趋势需重点关注。

加工因子
精米抛光、蒸煮可去除87%以上敌菌丹;番茄清洗效果显著,但加工成番茄酱反而导致母药及代谢物浓缩,揭示不同加工方式的差异化影响。

生态毒性
ECOSAR预测显示代谢物3,5-DCA对鱼类、水蚤和蚯蚓的急性毒性远超母药,毒性排序为:3,5-DCA > 敌菌丹 > DCBAA,这为环境风险评估提供新依据。

研究意义
该研究首次绘制敌菌丹在主要农作物的完整代谢图谱,建立的加工因子数据库填补了膳食风险评估的关键空白。特别值得注意的是,虽然加工能有效降低母药残留,但某些工艺(如番茄制酱)可能导致代谢物浓缩,这对食品安全监管具有重要启示。研究团队提出的"母药-代谢物联合评估"模式,为其他高风险农药的安全性评价提供了范式参考。从农田到餐桌的全链条数据,既为继续使用敌菌丹的地区提供了风险管控依据,也为探索更安全的替代品指明了方向。

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