不同贮藏方式对油麦菜体内多环芳烃含量的影响

孙俏建，龙明华, ，乔双雨，何嘉楠，赵体跃，何刚健，梁勇生

（1.广西大学农学院，广西南宁 530004；2.南宁市农业科学研究所，广西南宁 530021）

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）是一类持久性有机污染物，根据环数不同可分为低环PAHs（2～3环）、中环PAHs（4环）、高环PAHs（5～6环），因其具有高度“致癌、致畸、致突变”性质被人们熟知，研究表明PAHs还可造成DNA损伤、生殖毒性、神经发育毒性等健康问题[1-3]。迄今已发现 400 余种PAHs，其中16种被美国环保局规定为环境优先监测污染物，我国也将其中7种列入环境污染物名单[4]。研究表明，PAHs 通过饮水和食物摄入人体为其主要的暴露途径之一，长期食用含有PAHs的食物对健康将产生潜在威胁[5]。蔬菜作为膳食主要组成之一，是人们维生素、无机盐等物质的主要来源，随环境中PAHs污染加剧，蔬菜在生长过程中不可避免受到PAHs污染，对农产品质量安全产生极大威胁，目前关于蔬菜体内PAHs的研究集中在蔬菜的生长胁迫和吸收积累特征[6-9]。但蔬菜从采摘到食用还需经过不同贮藏、运输和加工工序，此过程也是影响蔬菜体内PAHs累积变化的重要阶段，目前常用的贮藏保鲜技术主要包括冷藏保鲜、保鲜膜保鲜和保鲜剂保鲜。冷藏保鲜是以降低贮藏环境和果蔬本身温度，延缓衰老的措施，该保鲜技术主要利用低温抑制微生物代谢速度，减缓酶反应和呼吸作用，延长货架期[10-12]；保鲜袋包装，主要依靠气调作用，调节O2和CO2的含量比例，保持极值和阈值参数，减缓果蔬自身呼吸代谢，又能防止病虫损伤，营造相对隔绝空间[13-15]；保鲜剂处理，主要分为天然和化学两种试剂，天然保鲜剂通过破坏微生物细胞膜、抑制酶活性、杀灭微生物等，降低蔬菜霉变率，减少水分和营养成分散失，达到保鲜目的[16-17]，化学保鲜剂中H2O2和臭氧，通过产生强氧化性的负氧离子，分解果蔬贮藏时产生的乙烯，钝化酶活性，减缓果蔬呼吸作用，降低营养物质消耗[18-19]。有机合成农药与PAHs均属有机污染物，通过附着和转移的方式导致蔬菜污染，并且两者的理化性质相似。通过总结果蔬在贮藏期间农残变化研究得出，果蔬与土壤及其它环境介质相比，本身基质及体内生物作用影响差异显著，贮藏期间营养物质消耗、水分蒸发、活性氧升高、膜脂过氧化等一系列代谢反应，都使得农药等有机污染物的降解速度提高数十倍，大大降低其半衰期[20-22]。如今于采后蔬菜体内PAHs含量随贮藏方式不同的变化规律，文献中尚未报道，故借鉴农残随贮藏变化的研究方法开展试验。

本试验以美国环保局规定的16种PAHs为目标化合物，以油麦菜（Lactuca sativavar longifoliaf.）为试验对象，分别采用25 ℃贮藏、低温冷藏、保鲜袋包装、保鲜剂处理等手段处理，通过高效液相色谱仪检测油麦菜体内PAHs含量，分析PAHs残留量随贮藏温度、贮藏时间、保鲜方式的动态变化，为完善蔬菜贮藏期间的食用安全健康评价提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

油麦菜 采摘于（广西大学）蔬菜实验基地，选择大小均一、无机械损伤的植株地上部分作为试验材料；正己烷、二氯甲烷 色谱纯，天津市大茂化学试剂厂；乙腈 色谱纯，美国 Thermo Fisher 公司；弗罗里硅土柱 6 mL 德国 Simon Aldrich 公司；壳聚糖、草酸、过氧化氢、无水硫酸钠 均为分析纯，国药化学试剂有限公司；PAH MIX 16包括（2环-萘（NAP），3环-苊烯（Acy）、苊（Ace）、芴（Flu）、菲（PHE）、蒽（Ant），4环-荧蒽（FLA）、芘（Pyr）、苯并[a]蒽（BaA）、屈（Chr），5环-苯并[b]荧蒽（BbF）、苯并[k]荧蒽（BkF）、苯并[a]芘（BaP）、二苯并[a,h]蒽（DBA），6环-苯并[g,h,i]芘（BPF）、茚并[1,2,3-c,d]芘（IPY）） 上海安谱实验科技股份有限公司。

Waters-e2695，2998高效液相色谱仪 美国Waters公司；TW323L电子精密天平 日本岛津公司；SUPELCOSILTMLC-PAH 液相色谱柱 美国Supelco公司；YL-080S 超声波清洗机 深圳市语路清洗有限公司；RE-52A旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；3K15高速冷冻离心机 德国Sigma公司；ZGDCY-12干式氮吹仪 上海梓桂仪器有限公司；L18-YL08打浆机 九阳股份有限公司；Vortex-Genie2涡旋混匀器 美国 Scientific Industries 公司；聚乙烯保鲜膜 脱普日用化学品有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 采摘同批次样品中长势相同的油麦菜，去除根须、腐坏和黄叶片，分别通过25 ℃贮藏、保鲜袋密封下25 ℃贮藏、4 ℃冷藏、保鲜袋密封下4 ℃冷藏、15 ℃冷藏、保鲜袋密封下15 ℃冷藏、5 mmol·L-1过氧化氢喷洒后15 ℃冷藏、5 mmol·L-1草酸喷洒后15 ℃冷藏8种贮藏方式处理。其中冷藏处理贮藏期为10 d，25 ℃处理贮藏期为5 d，每24 h分别取样3棵打成匀浆，置于-40 ℃冰箱保存。

1.2.2 油麦菜体内PAHs的提取和检测 蔬菜体内PAHs提取检测工艺参照文献[23]。将采集的蔬菜样品制备匀浆，以正己烷为提取剂，采用超声波重复提取3次，选择35%的硫酸进行磺化处理，去除样品中的色素、脂肪酸等杂质干扰，再以固相萃取法进行净化[24]。高效液相色谱仪器条件：色谱柱为PAHs专用柱（SUPELCOSILTMLC-PAH，250 mm×4.6 mm, 5 μm），Waters-e2695，2998紫外检测器检测波长为254 nm，柱温30 ℃，进样体积10 μL，流动相为乙腈和水，采用梯度洗脱，流速变化的方法分离16种PAHs。样品中16种目标化合物通过色谱图上化合物的保留时间定性，以外标法定量，用6个标样绘制标准曲线，得出16 种PAHs的线性方程相关系数均大于 0.99，检出限为0.58～6.25 μg·kg-1，相对偏差标准偏差为0.06%～5.68%，加标回收率为70.01%～139.23%，该检测方法精密度高、重现性好。

1.3 数据处理

采用Empower 3工作站处理PAHs检测结果，GraphPad prism 8 处理图表。

2 结果与讨论

2.1 不同贮藏温度条件下油麦菜体内PAHs含量变化

2.1.1 25、15和4 ℃贮藏下油麦菜体内PAHs含量变化 由图1～图4知，在25 ℃贮藏条件下油麦菜体内∑PAHs（16种PAHs总和）含量呈现持续下降趋势，且下降速度较快，下降率为50.78%，最终残留量为676.27 μg·kg-1；各环PAHs含量随贮藏时间显著降低（P＜0.05），下降速度顺序为，2环＞ 3环＞ 5环＞4环＞ 6环，下降了24.14%～67.50%；在15 ℃冷藏处理下，油麦菜体内∑PAHs含量随贮藏时间大幅降低，最终残余量为526.46 μg·kg-1；各环PAHs下降了38.37% ～ 80.64%，下降率顺序为3环＞2环＞4环＞6环＞5环，贮藏前期仅有2、3环PAHs含量显著下降（P＜0.05），4 d后各环均持续降低；在4 ℃贮藏处理下，油麦菜体内∑PAHs含量持续降低，但下降速度远低于25 ℃贮藏，下降了46.37%，最终残余量为736.90 μg·kg-1；各环PAHs下降了19.04%～70.04%，下降速度顺序为3环＞2环＞4环＞5环＞6环。在25、15和4 ℃冷藏处理下油麦菜体内∑PAHs含量在储藏期呈现持续下降的变化趋势，各环PAHs含量变化趋势与∑PAHs含量变化趋于一致，低环PAHs含量下降速度较快，油麦菜体内PAHs最终残余量大小顺序为：4 ℃加保鲜袋＞25 ℃加保鲜袋＞15 ℃加保鲜袋。

图1 25 ℃贮藏下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.1 Changes of PAHs contents in Lactucasativa stored at 25 ℃

图2 15 ℃贮藏下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.2 Changes of PAHs contents in Lactuca sativa stored at 15 ℃

图3 4 ℃贮藏下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.3 Changes of PAHs content in Lactuca sativa stored at 4 ℃

图4 25 、15 、4 ℃贮藏下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.4 Changes of PAHs contents in Lactuca sativa stored at 25, 15, 4 ℃

2.1.2 保鲜袋处理25、15和4 ℃冷藏条件下油麦菜体内PAHs的含量变化 由图5～图8知，在25 ℃贮藏及保鲜袋处理下，油麦菜体内∑PAHs含量在贮藏期间先上升，贮藏1 d后达到最高1619.56 μg·kg-1，之后开始下降，最终残留量为1026.13 μg·kg-1；各环PAHs下降了9.51%～29.95%，下降率顺序为3环＞5环＞2环＞6环＞4环；在15 ℃冷藏及保鲜袋处理下，油麦菜体内∑PAHs含量在贮藏期呈现先升后降的趋势，第2 d达到最高值1653.33 μg·kg-1后开始下降，最终下降了35.54%，残余量为885.70 μg·kg-1；各环PAHs含量随时间变化趋势与∑PAHs相近，且表现出随环数增高，达到积累最高值的时间越长，下降了 -0.04%～57.92%，下降率顺序为3环＞4环＞2环＞5环＞6环，其中2环和4环最终下降率接近；在4 ℃冷藏及保鲜袋处理下，油麦菜体内∑PAHs含量先升高至1597.61 μg·kg-1后持续降低，下降率为25.90%，最终残余量为1018.20 μg·kg-1；各环PAHs含量下降了2.34%～52.61%，下降率顺序为3环＞2环＞5环＞4环＞6环，且以2和3环PAHs含量变化为主。在25、15和4 ℃冷藏-保鲜袋处理下油麦菜体内∑PAHs含量在储藏期呈现先升高然后降低的变化趋势，各环PAHs含量变化趋势与∑PAHs含量变化趋于一致，3环PAHs含量下降比率最大，油麦菜体内PAHs最终残余量大小顺序为：25 ℃加保鲜袋＞4 ℃加保鲜袋＞15 ℃加保鲜袋。

图5 25 ℃冷藏-保鲜袋处理下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.5 Changes of PAHs content in Lactuca sativa under 25 ℃cold storage and fresh-keeping bag treatment

图6 15 ℃冷藏-保鲜袋处理下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.6 Changes of PAHs content in Lactuca sativa under 15 ℃cold storage and fresh-keeping bag treatment

图7 4 ℃冷藏-保鲜袋处理下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.7 Changes of PAHs content in Lactuca sativa under 4 ℃cold storage and fresh-keeping bag treatment

图8 25、15、4 ℃冷藏-保鲜袋处理下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.8 Changes of PAHs contents in Lactuca sativa under 25,15, 4 ℃ cold storage and fresh-keeping bag treatment

2.1.3 15 ℃冷藏条件下不同处理的油麦菜体内PAHs含量变化 由图9～图11可知，在15 ℃冷藏及过氧化氢处理下，油麦菜体内∑PAHs含量在贮藏期呈现持续下降趋势，前5 d下降速度较快，下降了9.89%，而后速度变缓，最终残留量为350.13 μg·kg-1；各环PAHs下降了53.06%～89.06%，下降率顺序为3环＞2环＞4环＞6环＞5环，其中低中环PAHs含量变化均呈现先快后慢的趋势，含量变化显著（P＜0.05），高环PAHs含量贮藏前期未显著降低；在15 ℃冷藏及草酸处理下，油麦菜体内∑PAHs含量随贮藏时间下降了4.36%，相对无处理和过氧化氢处理速度较慢，最终残余量为775.69 μg·kg-1；各环PAHs下降了8.25%～61.68%，下降率顺序为3环＞2环＞4环＞5环＞6环。在15 ℃冷藏下四种不同处理方式中，除保鲜袋处理∑PAHs含量变化趋势呈现先升高后降低以外，其余三种处理方式∑PAHs含量都呈现持续下降的趋势，各环PAHs含量的变化趋势与∑PAHs含量变化保持一致，低环PAHs变化速度较快，变化趋势最大；在四种处理方式中，过氧化氢处理中PAHs含量下降速度最快，下降比率最大，残留量最低，最终油麦菜体内∑PAHs残余量大小顺序为：15 ℃+保鲜袋＞15 ℃+草酸＞15 ℃未处理＞15 ℃+过氧化氢。

图9 15 ℃冷藏-过氧化氢处理下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.9 Changes of PAHs content in Lactuca sativa under 15 ℃storage and H2O2 treatment

图10 15 ℃冷藏-草酸处理下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.10 Changes of PAHs contents in Lactuca sativa under 15 ℃ cold storage and oxalic acid treatment

图11 15 ℃冷藏不同处理下油麦菜体内PAHs含量变化Fig.11 Changes of PAHs in Lactuca sativa under different treatments at 15 ℃

2.2 讨论

通过比较25 ℃贮藏、15 ℃冷藏、4 ℃冷藏下油麦菜体内PAHs含量变化得出，PAHs含量变化随贮藏时间增加和贮藏温度升高而显著降低（P＜0.05），此结论与仇微对于苹果中苯醚甲环唑的降解规律、刘娜对于草莓在不同贮藏条件下粉唑醇的残留研究以及卢植新咪鲜胺在芒果中随贮藏时间变化规律结果一致[25-27]。三种贮藏方式下PAHs含量下降率分别为50.74%、61.69%、46.37%，以15 ℃冷藏处理的PAHs残留量最低。分析原因，这是由于贮藏温度越高，越能引起膜脂过氧化和膜蛋白的聚合与交联，致使膜蛋白的结构和功能发生变化而失活，增加膜透性，促使油麦菜体内PAHs逸出，提高挥发量；低温贮藏可以抑制油麦菜中微生物代谢速度，维持抗氧化酶活性，减少氧化自由基的产生，从而起到降低代谢水平的目的，使得PAHs的降解能力下降；比较15 ℃冷藏和25 ℃贮藏下PAHs下降率，主要受贮藏时间影响。

将油麦菜以保鲜袋包装后，分别在25、15和4 ℃条件下进行贮藏，通过比较PAHs含量变化规律得出：在贮藏期间油麦菜体内PAHs含量随时间均表现为先升高后降低，且以2、3环PAHs变化最显著；PAHs含量分别在贮藏1、2、3 d后达到最大值，随贮藏温度降低，PAHs增加速度减慢；PAHs下降速率为9.16%、5.80%、5.18%，随贮藏温度降低，下降速率减缓，其中15和4 ℃差异较小。分析原因，这是因为蔬菜储藏开始阶段，蔬菜的蒸腾作用较强，失水作用导致单位PAHs含量增加，低温和保鲜袋的处理方式可以通过抑制呼吸作用和代谢水平来减缓了PAHs的降解速率和低环PAHs的挥发速率，蒸腾作用占主导地位，从而使油麦菜在储藏的开始阶段PAHs含量呈上升趋势；当PAHs含量达到最高点后，蔬菜蒸腾作用降低，代谢水平开始增加，PAHs的降解和低环PAHs的挥发开始起主导作用，使油麦菜中PAHs含量开始下降。三种储藏方式下PAHs含量达到最高点的时间点不一样是因为低温抑制呼吸作用和PAHs的挥发，所以储藏温度越低，到达最高点的时间越长。

在15 ℃冷藏条件下，比较油麦菜体内PAHs下降率得出，H2O2处理＞无处理＞草酸处理＞保鲜袋处理。分析原因，以H2O2溶液为保鲜剂，通过产生活性氧钝化酶活性，降低失重率，同时也会与PAHs发生氧化还原反应减少残留量，贮藏后期下降速度逐渐减缓，主要由于H2O2随时间逐渐消解，PAHs的降解主要依靠其代谢水平[28]。以外源草酸为保鲜剂，因其较强的抗氧化能力，减少贮藏过程中产生的活性氧自由基，降低膜脂过氧化，保持膜的完整性，抑制PAHs的逸出；降低蔬菜中pH值，对部分霉菌和致病菌产生抑制作用，此处理降低了油麦菜在贮藏中的代谢作用，减少因营养物质分解成简单物质而放出的热量，延长贮藏期，同时也延缓了PAHs的降解，使其下降率较低[29-30]。保鲜膜主要通过气调作用，调节O2和CO2比例，减缓自身呼吸代谢，降低衰老激素释放，抑制微生物增长，降低失重率，保持蔬菜商品性。使用密闭的保鲜袋包装油麦菜除降低代谢作用外，也可造成密闭空间，使PAHs不易扩散与挥发，降低其下降率[31]。不同贮藏处理下油麦菜体内PAHs含量变化以2、3环变化最显著，4环次之，5、6环幅度最低，低环PAHs与中高环PAHs相比，生物活性更高，在油麦菜中易与酶和自由基等物质反生反应，低环PAHs辛醇-水分配系数低，更易从蔬菜中逸出而挥发[32-33]。

3 结论

未处理油麦菜分别在25、15和4 ℃条件下贮藏，其中PAHs含量变化随贮藏时间和贮藏温度升高而显著降低，贮藏结束时PAHs最终下降率分别为50.74%、61.69%、46.37%，以15 ℃冷藏处理组下降幅度最大。经保鲜袋包装处理的油麦菜，分别在25、15和4 ℃件下贮藏，均表现在贮藏前期PAHs含量上升，增长速度随温度升高而加快；PAHs 含量变化以低环PAHs为主，中高环次之；在15、4 ℃条件下贮藏，油麦菜中PAHs含量下降速率相近，低于25 ℃贮藏。在15 ℃冷藏下，不同保鲜方式处理后油麦菜体内PAHs含量下降率顺序为：H2O2处理＞无处理＞草酸处理＞保鲜袋处理。不同贮藏条件下油麦菜体内PAHs含量均表现为，2、3环PAHs变化最显著，4环次之，5、6环幅度最低。