樱桃全链条14种农药残留的消解、代谢、加工行为及膳食风险评估研究

《Food Chemistry: X》:From orchard to table: Insight into the dissipation, metabolism, processing and risk assessment of 14 pesticides in sweet cherry

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月21日 来源:Food Chemistry: X 6.5

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  从果园到餐桌:14种农药在甜樱桃中的消解、代谢、加工行为及风险评估研究 樱桃(Prunus avium L.)因其卓越的感官品质、营养价值以及花青素、类胡萝卜素、多酚、有机酸和维生素等生物活性化合物的高含量,是全球消费最广泛且最具经济价值的水果之一。然而,樱桃

  
从果园到餐桌:14种农药在甜樱桃中的消解、代谢、加工行为及风险评估研究 樱桃(Prunus avium L.)因其卓越的感官品质、营养价值以及花青素、类胡萝卜素、多酚、有机酸和维生素等生物活性化合物的高含量,是全球消费最广泛且最具经济价值的水果之一。然而,樱桃种植极易遭受多种害虫(如樱桃实蝇、斑翅果蝇、黑樱桃蚜虫和红蜘蛛)以及真菌病害(如褐腐病、穿孔病和叶斑病)的侵袭。为保障樱桃生产的品质和产量,种植者通常施用多种农药来控制各类病虫害。然而,农药对人体健康的不利影响长期以来一直备受关注和讨论。因此,研究樱桃中农药的残留水平和消解行为对保障人体健康具有重要意义。 目前关于樱桃农药残留的研究主要集中在市场样品的监测上,这些研究持续记录了多种农药的普遍存在,部分甚至超出了樱桃的最大残留限量(MRLs)。然而,现有的田间研究范围仅限于少数几种农药,无法全面反映樱桃中农药残留的风险。在实际生产中,樱桃的整个生长周期会施用多种农药以防治不同的病虫害。了解农药的残留水平和消解动力学对于评估其持久性和预测樱桃中残留变化至关重要。此外,樱桃通常以鲜食为主,但因其高水分含量和娇嫩的结构,货架期有限,采后保鲜面临重大挑战。近年来,将樱桃加工成干制品以浓缩其营养成分并延长货架期的方法日益流行,但干燥过程可能导致农药残留浓缩,从而增加膳食暴露风险。 本研究首次系统调查了14种农药在樱桃从果园种植到最终消费的全供应链中的消解动力学、代谢、加工因子(PFs)和膳食风险评估。目标农药的选择基于其在中国樱桃种植中的登记情况和常规核果残留监测中的高频检出。田间试验首先评估了这些农药在樱桃中的残留水平和消解行为,随后对田间采集的样品进行清洗和干燥处理,以考察加工过程中的农药残留变化。研究的主要目标是:(1)阐明目标农药在樱桃中的消解规律,(2)量化清洗和干燥处理的加工因子(PFs),以及(3)评估这些农药因樱桃消费对人体造成的膳食风险。研究结果为全面理解常用农药从田间到加工环节的行为提供了依据,并为樱桃生产中这些农药的安全合理使用提供了基于证据的建议。
《从果园到餐桌:甜樱桃中14种农药的消解、代谢、加工行为与风险评估》论文解读
一、研究背景与意义
樱桃(Prunus avium L.)凭借其优异的感官品质、营养价值以及花青素、多酚、有机酸和维生素等生物活性成分的高含量,是全球消费最广、经济价值最高的水果之一。然而,樱桃种植极易遭受多种害虫和真菌病害的侵袭,若缺乏有效防控措施,将造成重大经济损失。为保障产量和品质,种植者通常在生长周期内施用多种农药。但农药对人体健康的潜在危害一直是公众关注的焦点,因此系统研究樱桃中农药的残留水平与消解行为至关重要。
现有研究多集中于市场样品的农药残留监测,虽持续记录到多种农药的普遍存在甚至个别超出最大残留限量(MRLs),但田间层面的研究仅局限于少数几种农药,难以全面反映樱桃生产中农药残留的真实风险。此外,樱桃以鲜食为主,但因其高含水量和娇嫩质地极易腐烂,货架期短。近年来,将樱桃加工为干制品以浓缩营养、延长保质期的方式日益普及,但干燥过程可能导致农药残留浓缩,进而增加膳食暴露风险。基于此,本研究首次对14种农药在樱桃从果园种植到最终消费的全供应链中的消解动力学、代谢、加工因子(PFs)及膳食风险进行了系统性调查,旨在为樱桃生产中农药的安全合理使用提供科学依据。
二、研究内容与主要结论
研究人员在中国山东省济南市长清区开展了2025年樱桃生长季的田间试验,设置处理组和对照组各6棵树,以最大推荐剂量和次数施用14种目标农药,每隔7天喷施一次。在末次施药后2小时及第1、3、5、7、10、14天采集樱桃样品用于消解研究,并单独采集一批样品用于加工研究。加工处理包括自来水浸泡手工清洗(1、2、5、10分钟)以及去核后的烘干(60°C、12小时)和微波干燥(700W、20分钟)两种方式。采用改良的QuEChERS方法进行样品前处理,结合高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)对14种母体农药及3种代谢物进行定量分析,并依据FAO/WHO(2025)推荐方法对儿童和成人进行慢性和急性膳食风险评估。
研究结果表明,14种农药在樱桃中的消解半衰期为3.11–21.66天,符合一级动力学模型,其中吡啶aben、螺螨酯等消解较慢,而啶虫脒等消解较快。加工研究显示,清洗处理对农药残留的去除效果有限,不同清洗时间下加工因子(PFs)变化不大;而干燥处理则导致农药残留显著浓缩,最高浓缩倍数达6.70倍,表明干燥过程可能增加膳食暴露风险。代谢研究检测到关键代谢产物包括多菌灵(carbendazim)和噻虫胺(clothianidin),其中噻虫嗪(thiamethoxam)可代谢为噻虫胺,甲基硫菌灵(thiophanate-methyl)可转化为多菌灵,这些代谢产物在风险评估中需单独考虑。膳食风险评估结果表明,无论儿童还是成人,所有目标农药的慢性风险商(RQc)和急性风险商(RQa)均小于1,表明通过樱桃消费摄入这些农药的人体健康风险在可接受范围内。
三、主要技术方法
本研究采用的关键技术方法包括:基于改良QuEChERS法的样品前处理技术,结合高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)的多残留同步分析方法,依据欧盟SANTE/11312/2021 v2指南进行方法验证,采用一级动力学模型评估农药消解规律,通过加工因子(PFs)量化加工过程对残留的影响,并依据FAO/WHO(2025)推荐的膳食暴露评估模型计算慢性和急性风险商(RQc和RQa)。样本来源于中国山东省济南市长清区2025年樱桃种植季的田间试验。
四、结果分析
方法验证:在1–1000 μg/kg浓度范围内,溶剂和基质匹配校准曲线均表现出良好线性,相关系数(R2)为0.9909–0.9999。所有分析物在樱桃和干樱桃中的定量限(LOQ)分别为1 μg/kg和5 μg/kg。基质效应(ME)变化较大,范围为?77.87%至98.78%,因此采用基质匹配校准标准进行定量。平均回收率为72.45%–112.25%,相对标准偏差(RSDs)为0.58%–11.43%,完全满足验收标准。
消解动力学:14种农药在樱桃中的消解遵循一级动力学模型,半衰期(t?/?)范围为3.11–21.66天,表明不同农药在樱桃中的持久性差异显著。
加工因子:清洗处理对农药残留的去除效果有限,加工因子(PFs)随清洗时间变化不大。而干燥处理导致农药残留显著浓缩,最高浓缩倍数达6.70倍,表明干燥过程可能增加膳食暴露风险。
代谢产物:检测到关键代谢产物包括多菌灵(carbendazim)和噻虫胺(clothianidin),其中噻虫嗪可代谢为噻虫胺,甲基硫菌灵可转化为多菌灵,这些代谢产物在风险评估中需单独考虑。
膳食风险评估:无论儿童还是成人,所有目标农药的慢性风险商(RQc)和急性风险商(RQa)均小于1,表明通过樱桃消费摄入这些农药的人体健康风险在可接受范围内。
五、讨论与结论
本研究首次系统揭示了14种农药在樱桃全供应链中的残留行为。消解半衰期的差异反映了不同农药的理化性质和环境行为差异,为合理制定安全间隔期提供了依据。加工因子(PFs)的结果表明,清洗对降低残留作用有限,而干燥过程显著浓缩残留,提示消费者和加工企业应关注干制樱桃产品的农药残留风险。代谢产物的检出强调了在风险评估中考虑母体化合物及其有毒代谢物联合暴露的必要性。膳食风险评估结果显示,按现有施用方式,樱桃消费带来的健康风险处于可接受水平。该研究为樱桃生产中农药的科学施用和风险管理提供了重要的数据支撑和决策参考。
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