农产品中邻苯二甲酸酯类(PAEs)的提取、检测和污染状况的研究进展
2022-11-07袁方池林云卓雅邓欣汤沁婴蓝陈平金子韩宝瑜王梦馨
袁方池, 林云卓雅, 邓欣, 汤沁婴, 蓝陈平, 金子, 韩宝瑜, 王梦馨
(中国计量大学生命科学学院 浙江省生物计量及检验检疫技术重点实验室,浙江 杭州 310018)
邻苯二甲酸酯,又称酞酸酯,是一类由邻苯二甲酸衍生而来的疏水有机化合物,具有低挥发性、难溶于水、常温下无色无味的特性。邻苯二甲酸酯类(PAEs)是塑化剂的主要成分,常应用于塑料制品和化妆品中,起到增加可塑性,提高强度的作用[1]。由于其与塑料作用力较弱,可以迁移至外部环境中,所以随着工业化的推进,PAEs已经成为了一类重要的环境激素类化合物,它在环境中不易降解,具有较强的蓄积毒性,对自然界造成严重污染,甚至危害人体健康[2]。据研究表明,PAEs具有致癌、致畸的毒害作用,低分子量的PAEs会刺激人体感官,而长期的暴露则会影响肾脏及肝脏健康[3]。同时,PAEs还具有生殖毒性,其危害表现为干扰生殖系统的发育,扰乱内分泌系统,影响男性精子的成熟与活力[4];对于学龄前儿童,胎儿时期PAEs的暴露会损害中枢神经系统,影响其智力发育[5];通过动物实验发现,孕期小鼠摄入PAEs会对下一代卵巢类固醇和卵泡的生成产生不利影响[6]。除此之外,海洋类生物也深受PAEs的毒害,比如在PAEs的影响下浮游动植物生物量的降低,贝类、甲壳类以及游泳动物体内微塑料富集,都严重迫害海洋生态系统的平衡[7]。由此可见,PAEs污染的范围之广、危害之大。
农业作为第一产业,是我国的立国之本、强国之基,农产品也在国际贸易中占据重要的地位。目前,PAEs的广泛应用已经严重威胁到了农产品的质量与安全,对于PAEs的监测和防控迫在眉睫。本文以农产品为对象,结合国内外的研究成果,总结了农产品中PAEs的提取方法,以及5种常见的PAEs检测方法,进一步深入探讨了PAEs在植物源性和动物源性农产品中的检出情况以及污染水平。大量研究表明,多种农产品已普遍受到PAEs的污染,污染来源主要为动植物的生长生存环境,环境中的PAEs通过根系吸收或者摄入等方式,迁移至动植物体内,不同种类的动植物表现出不同的迁移特征,并且最终农产品中的PAEs含量也因生产加工、运输管理、贮藏包装等条件的不同有所变化。在此基础上,对农产品中PAEs的污染防控提出了建议和展望。
1 农产品中PAEs的提取方法
在进行农产品PAEs检测前,选择提取方法尤为重要。选择合适的提取方法,不仅能达到降低实验成本,提高富集效率和产品纯度等要求,还能进一步简化实验步骤、节省实验时间。农产品PAEs提取中使用范围较广的提取方法有超声提取、液液萃取、固相萃取、索氏萃取、超临界流体萃取、固相微萃取和同时蒸馏萃取等。
1.1 超声萃取
超声萃取(ultrasonic extraction,UE)是通过超声波空化效应和扰动处理待测样品,加快其运动速度并破坏其基质,促使待测物加速溶出。其优势是提取时间短,可同时提取多个样品,集简便快速、适用面广,但由于其在工作中会产生大量热,难以控制实验温度,易造成提取剂挥发过多、用量大的直接损失。王少杰等[8-9]均采用甲醇超声萃取法从珠江三角洲地区蔬菜基地和保护地的蔬菜中提取PAEs,实验表明,PAEs在所检测的蔬菜中均有残留,部分含量已经超标,推测可能是与种植土壤污染有关。张丹等[10]建立了超声辅助-QuECHERS法提取鱼肉中的PAEs,通过对比实验、Plackett Burman试验、单因素实验以及加标回收实验确定了样品的最终前处理方法,为水产品包装污染检测提供了依据。陈海东等[11]比较了UE、振荡等方法对太湖的4种水生植物提取效率的影响,并以UE进行萃取剂的优化选择,结果显示,二氯甲烷萃取PAEs的效果最佳。
1.2 液液萃取
液液萃取(liquid-liquid extraction,LLE)是利用液体混合物中各组分在某溶剂中溶解度的差异,在液体混合物中加入与其不互溶或难溶的溶剂,从而使混合物分离。该法操作可连续化,速度快,生产周期短,对热敏物质破坏少。用多级萃取时,溶质浓缩倍数大、纯化度高。但由于有机溶剂使用量大,对设备和安全要求高,需要各项防火防爆等措施。周艳芳等[12]通过对比试验选取甲醇作为实际甘草样品中目标物的提取溶剂,以及选取高密度、低水溶性的四氯化碳为样品溶液中待测物PAEs的萃取溶剂,以水作为分散剂。甘草样品通过甲醇浸泡提取,水分散和盐析后再用四氯化碳萃取浓缩,测得甘草样品中均有PAEs的残留。
1.3 固相萃取
固相萃取(solid phase extraction,SPE)以萃取过程中溶剂作为流动相,以吸附剂作为固定相。当流动相与固定相接触时,保留流动相中的被测物质,再用少量的选择性溶剂洗脱,即可得到富集和纯化的目标物。其优势是可同时完成样品富集与净化,大大提高检测灵敏度,更节省溶剂。但成本较高,且需要专业人员协助进行方法开发。谢婧等[13]采用高纯单壁碳纳米管作为分散固相萃取材料,建立了一种新的快速准确测定辣椒中7种PAEs含量的提取方法。张帆等[14]采用单壁碳纳米管为吸附剂进行固相萃取,用于茶油中6种PAEs富集和净化,该法能有效地去除油脂等大分子的干扰。闫子龙[15]用C18为吸附剂,研究了绿茶中PAEs的固相萃取条件,该方法可有效消除绿茶中的基体干扰。
1.4 索氏萃取
索氏萃取(soxhlet extraction,SE)是利用溶液回流与虹吸现象,使提取剂与待测样品充分反应。该法仪器花费低且便于操作,适用样品范围广。但提取时间长,待测样品在提取过程中易受干扰物影响,溶剂消耗量大。李潇等[16]以乙醚为提取剂,利用索氏萃取法提取养殖淡水鱼类体内PAEs,提取效果较好。贾廷辰等[17]通过优化索氏萃取中的各项单因素,从而确定了食用油中PAEs的最佳提取方案。
1.5 超临界流体萃取
超临界流体萃取(supercritical fluid extraction,SFE)利用超临界流体作为提取剂,萃取出特定成分,以达到分离目的。崔彩虹等[18]利用超临界CO2流体萃取五味子油,并考察了其中的塑化剂污染来源,该法在提取过程中不消耗溶剂,有萃取速度快、效率高、特异性及选择性强等优点。
1.6 固相微萃取
固相微萃取法(solid phase microextraction,SPME)利用石英纤维表面的色谱固定相对分析组分的吸附作用,将组分从试样基质中萃取出来,并逐渐富集,完成试样前处理过程。其优势是简单、快速,人员无需特殊的培训就可熟练操作,具有环境友好的特性,有较好的灵敏度和选择性,萃取只需很小的样品体积,应用范围十分广泛。但目标化合物的回收率和精密度要低于液液萃取,无法分离处理那些结合态的目标物质,无法高效彻底分离一些极性差异不明显的物质。Amanzadeh等[19]成功将固相微萃取法应用于植物油中4种不同PAEs的检测中,加标回收率在87%~112%。
1.7 同时蒸馏萃取
同时蒸馏萃取法(simultaneous distillation extraction,SDE)通过加热待测样液和萃取溶剂至沸腾状态来实现萃取。该法优点是对于中等至高沸点的成分萃取回收率较高,萃取液中无挥发性成分,气相色谱分析时不会污染色谱柱及色谱管路,在连续萃取过程中,香味成分被浓缩,可把物料中的痕量挥发性成分分离出来。Wu等[20]使用同时蒸馏萃取法,检测出了茶叶及其浸出物中PAEs的含量。而卢艳等[21]通过对比SDE和LLE提取茶叶中的PAEs提取效率,结果显示,SDE效率优于LLE法,且优化后的同时蒸馏法普遍适用于市售茶叶中PAEs的检测。
2 农产品中PAEs的检测方法
2.1 气相色谱法
气相色谱法(gas chromatography,GC)是最常用的检测农产品中易挥发但不易分解组分的方法。具有样品用量少、检测灵敏度高和选择性好等优点。但在定性分析时,必须用已知物进行对比,或与其他方法(如质谱、光谱)联用,才能获得直接肯定的结果。李康雄等[22]建立了同时检测油菜籽油中6种PAEs的气相色谱法,满足了油茶籽油中6种PAEs的检测需要。
2.2 气相色谱-质谱法
气相色谱-质谱法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)是将气相色谱与质谱连接,气相色谱具有有效的分离能力,而质谱则是准确鉴定化合物的有效手段,两者结合可以更好地对PAEs进行分离定性,该法在蔬果、禽畜等农产品中广泛应用且准确性较高。贝峰等[23]以2种套塑膜袋番茄为研究对象,使用GC-MS进行检测,结果显示在套塑膜袋栽培方式下,番茄果实中茄皮部分的PAEs含量最多,茄肉中PAEs浓度较低。刘宪军等[24]采用GC-MS检测鸡肝匀浆中的PAEs,经过提取和固相萃取后,建立了一种回收率和准确度均较高的方法。陈晶等[25]则证明了GC-MS检测肉制品中16种PAEs含量的可行性。
2.3 气相色谱-串联质谱法
气相色谱-串联质谱法(gas chromatography-tandem mass spectrometry,GC-MS/MS)与GC-MS类似,拥有GC-MS的优点,同时减少了干扰物的影响,提高了仪器检测灵敏度,在检验农产品方面显示了极大的优越性。王会锋等[26]采用GC-MS/MS同时测定蔬菜中23种PAEs,使用该方法很好地消除了基质效应的干扰,有稳定、灵敏的优势,能够准确地定性定量,可用于蔬菜中PAEs的检测。
2.4 高效液相色谱法
高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)以溶剂为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的流动相泵入装有固定相的色谱柱,分离柱内各成分后进入检测器进行检测,从而实现对农产品样品的检测分析。虽然高效液相色谱检测器的灵敏度不及气相色谱,但高效液相色谱法具有高压高效、易回收、应用范围广等优点,因此,被广泛使用于水产品的检测。唐力等[27]建立了同时测定淡水贝类中8种邻苯二甲酸酯类的HPLC法,该法适用于淡水贝类检测。葛建等[28]也用此法测定了罗非鱼可食性组织中的PAEs含量,为研究罗非鱼体内PAEs的代谢和残留提供技术支持。
2.5 液相色谱-质谱法
液相色谱法能有效分离热不稳定及高沸点化合物,质谱法有很强的组分鉴定能力。液相色谱-质谱法(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)结合了两者优点,利用不同物质在固定相和液体流动相分配系数的差别,以及不同化合物从色谱柱流出的时间不同来达到分离目的。丛惠芳等[9]用LC-MS测定保护地蔬菜中4种PAEs含量,研究保护地不同品种蔬菜中PAEs的污染状况,推测PAEs污染与种植土壤污染有关。
2.6 液相色谱-串联质谱法
液相色谱-串联质谱法(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)与HPLC和GC相比前处理方法更简单,与GC-MS法相比更适用于高沸点、难挥发和热不稳定化合物的分离。李拥军等[29]首次使用LC-MS/MS同时测定罗非鱼中的PAEs,该法可大大减少由于保留时间相同而待测离子不同所带来的干扰,同时大大提高了检测灵敏度,尤其适合于水产品等基质复杂样品的分析。杨秀娟等[30]采用此法建立并优化PAEs成分的检测体系,对PAEs水栽培和胁迫土壤栽培的蕹菜进行检测,研究了PAEs的迁移规律。
3 农产品中PAEs的污染状况
目前,PAEs已经普遍存在于大气[31]、土壤[32]、水体[33]、干支流沉积物以及生物体内[34]。工业废气、废水、废弃物的排放,农业生产中地膜、化学肥料的使用,生活垃圾的浸润都是农产品中PAEs的直接来源,所以PAEs也有“第二个全球性PCB污染物”的称号[35]。PAEs的强蓄积性、环境稳定性以及应用广泛性,在一定程度上威胁到了我国农产品的质量与安全,目前关于PAEs在农产品中的检出情况及吸收特征进行了较多的研究。
3.1 植物源性农产品中的PAEs
3.1.1 粮油类农产品
粮油作物作为一类重要的农产品,其生产加工关乎到每个家庭的食用安全与身体健康,粮油中的PAEs超标问题也受到了学者们的关注。
粮食作物是一类供人类食用的基础农作物,分为谷类、薯类和豆类作物。通过GC-MS/MS法测定谷物所含的PAEs时发现,小麦、稻谷和玉米中普遍存在较高含量的邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate,DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP或DNBP)、邻苯二甲酸二戊酯(dipentyl phthalate,DPP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(Di(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)[36]。水稻中PAEs的浓度自下而上逐渐减小,根系中浓度最高,种子最低,主要PAEs的单体浓度依次为DNBP>DEHP>对苯二甲酸二辛酯(dioctyl terephthalate,DEHT)>DIBP,这4类PAEs化合物占到总含量的93.6%;而玉米内PAEs总含量略低于稻谷,植株内根、叶中的含量显著高于茎,主要单体以DNBP和DEHP为主,占到总含量的71.7%[37]。环境中PAEs的残留会影响谷类作物的生长,戚云[38]以小麦作物为参考,探究了DBP和DEHP对种子的萌发、幼苗的光合作用和生理指标以及PAEs积累分布的特点,发现高浓度PAEs对小麦的发芽率有明显抑制作用,在光合作用环节也表现出显著的剂量效应,对小麦幼苗产生一定的毒害作用。也有研究发现PAEs对于水稻的生长和生理特性也会造成影响[39]。此外,耿杰[40]发现土壤中地膜残留产生的PAEs对于玉米幼苗光合作用的影响不大,但是在相同的水分含量下,土壤中的PAEs会阻碍根系对于氮、磷、钾等元素的吸收,长时间的PAEs残存会影响土壤的结构和理化性质,阻碍根系的分布,进一步胁迫水分的吸收,导致玉米减产。总的来说,不同的谷物受到PAEs污染的应激反应有所区别,但是PAEs污染会导致粮食作物减产是必然的结果。
油料作物是以榨取油脂为主要用途的一类作物,主要是指花生、油菜、芝麻、大豆等脂肪含量较高的作物。由这类油料作物炼制的食用油受到原料本身携带的PAEs的污染,其影响因素主要有3种:(1)种植模式。崔明明等[41]对山东省四大主生产区的土壤和花生籽粒进行PAEs检测,发现不同产区的花生籽粒中PAEs的含量差异并不显著,而覆膜种植则是显著提高花生籽粒中PAEs残留的主要原因。可见不同的种植模式会造成不同程度的土壤污染和作物的吸收。(2)油料作物的种类和品种。刘清秀[42]选取花生、芝麻、大豆、菜籽等不同原料所制备的食用油,其含有的PAEs有所不同,相较于玉米胚芽油和芝麻香油,大豆油受PAEs的污染更严重,这可能与不同油料对PAEs的特异性吸收有关。此外,不同品种的作物也存在PAEs吸收特征的差别,李康雄等[43]发现同一产区内的普通油茶籽壳中未检测出DIBP、DBP和DEHP,但是其他品种的油茶果均存在不同程度的污染,原因可能是不同品种的油茶果对PAEs的富集能力不同。(3)炼油所选取的油料组成。胡爱鹏等[44]选取了花生的不同状态(未脱皮花生仁、花生种皮和脱皮花生仁)进行PAEs检测,结果表明,3组原料样品均含有PAEs,但是其PAEs的分布具有非均匀性,总体上花生仁种皮中PAEs含量较高。用这3类样品制得的毛油也均检测出PAEs的残留,未脱皮的花生仁中PAEs的残留量要高于脱皮组。刘玉兰等[45]针对芝麻的不同部位进行PAEs分析,研究结果显示芝麻皮中的PAEs含量显著高于芝麻种仁,是种仁的4.39倍。由此可以看出,油料作物表皮中的PAEs含量普遍要高于种仁,在炼油过程中对于油料作物的脱皮处理是降低食用油中PAEs污染的有效手段。
3.1.2 果蔬类农产品
中国的蔬菜生产拥有悠久的历史,其中以利用气候、土地、土壤和水源等天然条件获得的露地蔬菜为主[46]。露地蔬菜可通过根系、叶片气孔以及经表皮细胞吸收周围的PAEs,极易受环境中PAEs的污染,根系的吸收富集效果尤其强[47]。因此,土壤是影响蔬菜内PAEs含量的主要因素。有研究[48]表明,中国黄淮海菜地土壤中PAEs的平均总含量明显高于耕地土壤,其中DBP主要因为地膜和肥料的使用富集于菜地土壤,从而造成较高的健康风险。周斌[49]在对寿光地区的土壤进行检测时发现,土壤中邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)和DBP均超过美国环保署推荐限量(分别为20 μg·kg-1和81 μg·kg-1)。
由此,许多学者[50]对于土壤和种植的果蔬进行联合研究发现,蔬菜中PAEs含量与土壤中的PAEs含量呈现正相关,且不同种类的果蔬对PAEs各组分的吸收也不同。因此,果蔬类农产品中PAEs的分布及含量特点具体表现为以下3个方面:(1)同一蔬菜,不同部位对PAEs的吸收差异。蔬菜的不同部位对PAEs的吸收呈现显著差异。有学者[51]研究了冬瓜、花椰菜和辣椒3种设施蔬菜的根、茎、叶及果实中PAEs的残留量,其中花椰菜和辣椒的根中PAEs含量高于其他部位,而冬瓜中残留量最高的器官是叶柄,这可能是由于不同植物对PAEs的吸收途径存在差异导致的。(2)同一产区,不同种类果蔬对PAEs的吸收差异。对阿克苏地区农产品检测时发现,检测样品均对DMP和邻苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,DEP)有较强的吸收能力,叶菜类、茄果类、瓜果类等蔬菜、水果类中DEP和DEHP检出率和浓度较高,而根茎和薯芋类则对DMP和邻苯二甲酸二己酯(dihexyl phthalate,DHXP)的吸收能力较强[52]。(3)不同产区同一种类果蔬对PAEs的吸收差异。陈佳祎等[53]选取了北京市昌平、顺义、延庆蔬菜基地的辣椒进行PAEs含量测定,其含量分别为3.825、0.900、2.130 mg·kg-1,DIBP、DEHP、DBP的检出率高达100%;其中,昌平产区辣椒的DEHP含量最高,达到了1.77 mg·kg-1。可见,虽然不同地区的同一种蔬菜所检出的单体化合物种类相似,但是由于产地环境污染程度的差异,PAEs各组分的含量也有较明显的差异。针对广东省汕头市、中山市和东莞市3个地区的蔬菜进行分析,叶菜类和瓜果类的PAEs分布大致如图1所示。广东省不同地区的蔬菜中PAEs各组分的富集系数略有差异,整体上瓜果类对PAEs的吸收能力强于蔬菜类。汕头市的小白菜样品中检出6种PAEs,而东莞市小白菜样品未检测出DEP,中山市小白菜中未检测出DEP和邻苯二甲酸二正辛酯(di-n-octyl phthalate,DNOP)[54-56]。
图1 广东省3个市区中叶菜类和瓜果类农产品的PAEs富集系数
除了土壤及其周围环境来源的PAEs,塑料类包装也可能影响果蔬中PAEs含量。有研究将含有11种PAEs的标签、胶带用于标记果蔬,探求其中所含PAEs在不同果蔬中的迁移规律,结果表明,标签、胶带中的PAEs会发生迁移,苹果和鳄梨整个果实中均检测出PAEs的残留,且果皮中的含量较高,而受接触面的影响,芹菜中的PAEs含量较低[57]。为解决类似的问题,赵鹏[58]设计了2种减少PAC保鲜膜中塑化剂迁移的方法,在不影响塑料薄膜使用的前提下,乙醇浸泡法能有效减少PAEs的迁移量,可用于果蔬类产品的包装。
3.1.3 其他植物类农产品
茶类的存储与运输多采用塑料真空包装,且茶叶含水量较低,存储时间长,存储的包装材料、存储时间、存储温度等都会影响PAEs的迁移。研究发现,茶叶在常温和4 ℃条件下,存储于含有PAEs的包装袋中,90 d内茶叶中PAEs的含量变化均不显著[59]。马军等[60]利用层析净化-GC-MS法测定烟草中6种PAEs,其中DBP与DEHP的残留超标问题需要引起注意。张欣等[61]联合探究了烟田土壤和烟叶中PAEs的积累特征,两者所测得的PAEs在组成上具有一致性,总体上烟叶残留量是土壤的1.3倍,残留量最高的是DEHP,达到59.7%~71.1%,其次为DBP,占比为22.2%~30.3%。两者研究均将烟叶中PAEs的来源途径指向地膜和棚膜的使用。类似的,周艳芬等[12]检测3个省份的甘草样品中PAEs,发现DBP和DEHP的检出率高达100%,含量分别达到0.13 mg·kg-1和0.09 mg·kg-1。王晓娟等[62]利用超声提取和高效液相色谱-串联质谱法测定天然彩色棉中23种PAEs的残留水平,结果表明,该方法检测的灵敏度、准确度和精度均较高,所检测的PAEs含量从大到小依次为DEHP>DBP>DIBP。由此可见,这一类农产品极易受到DBP和DEHP污染,其检出率和残留量远超过限量标准,可能是由于这类PAEs污染水平较高,且不易降解。
3.2 动物源性农产品中的PAEs
由于部分动物源农产品具有高脂肪的特点,因此,易发生PAEs的迁移作用。毛伟峰等[63]选取了7种动物源农产品(包装熟畜肉、生畜肉、生禽肉、鱼类、虾类、蛋类、液态乳),对其进行PAEs含量分析,以检出率高的DEHP、DIBP、DBP、邻苯二甲酸二环己酯(dicyclohexyl phthalate,DCHP)为对象,分析它们在这些农产品中的累积情况,结果表明,相较于其他产品,包装熟畜肉中的DEHP和DBP含量和检出率最高,而水产品(鱼、虾)中的DIBP和DCHP平均含量和检出率较高。
3.2.1 水产类农产品
PAEs已经严重威胁到海洋生态平衡,同样养殖业中的水产类农产品也遭到PAEs的污染。马保华等[64]对广东省6个主要养殖地中的罗非鱼进行PAEs含量检测,发现罗非鱼普遍受到了PAEs的污染,DBP检出率达到100%,其次是DEP和DEHP,并且PAEs的残留量与养殖水体中的PAEs污染情况呈现正相关。姜琳琳[65]选取了5种闽南地区的水产品(海水鱼、淡水鱼、虾、蟹、贝类),结果表明,所有样品中均有不同程度的PAEs残留,但均未检测出邻苯二甲酸丁苄酯(butyl benzyl phthalate,BBP)和DnOP。调查[66]发现,重庆的野生鲫鱼体内检测出11种PAEs,普遍检测出DMP、DBP、邻苯二甲酸二(2-甲氧基乙基)酯(Bis(2-methoxyethyl)phthalate,DMEP)和DEHP,其中DBP、DMEP和DEHP污染比重占总含量的85%以上。由此可见,水产品中的PAEs富集程度之大,污染范围之广,涉及生物之多,直接导致食用水产时的健康风险增加。舟山市售的海产品分析调查显示,不同种类的海产样品均处于可控范围内的致癌风险与非致癌风险[67],如何最大程度地降低食用水产时的安全危害成为一大难点。
一方面,可通过生产加工过程降低PAEs含量。以罗非鱼为例,有研究表明,较于血浆,罗非鱼可食性组织中DMP和DEP的消除半衰期较长,残留量较高;对比乌鳢,罗非鱼体内残留的PAEs含量更高,分布更广;罗非鱼生活水温越高,体内DMP的残留量越低。以草鱼进行实验加以佐证,发现影响鱼体内PAEs残留的主要因素是脂肪含量和酶活度[68]。因此,在生产加工过程中,可以通过降低脂肪含量和酶活性实现PAEs低水平污染和零摄入的目标。
另一方面,治理水体环境污染与生态破坏也是重要手段之一。有研究[69]表明,造成水体PAEs污染和鱼体内富集的主要原因是养殖饲料的投放,所以可以将生活中产生的食物废物替代鱼饲料中的蛋白质来源,以减少水体和养殖鱼类PAEs的含量。从检测结果和健康风险来看,这种方法具有可行性。因此,PAEs污染并非无解,把握水产品中PAEs的分布规律,寻找可替代污染源的安全材料,就可以有效缓解环境与生物之间的矛盾。
3.2.2 畜禽类农产品
畜禽肉类PAEs残留与肉的品种、加工条件、流通环节等密切相关。青岛市售畜禽类PAEs的检测和评估报告显示,PAEs的检出率为10%~90%,60%的畜禽类PAEs总含量在2 mg·kg-1以下;生肉与熟肉的检出率差别不大,主要组分都是DMP和DEHP;而熟肉中的PAEs总含量比生肉高2.23 mg·kg-1;对比不同的畜禽肉发现,不同的畜禽肉PAEs的组成不同,熟猪、牛、羊肉的PAEs总含量比熟禽肉的高[70]。
4 农产品中PAEs的防控建议
目前,PAEs已经造成了全球范围的污染,严重威胁到了生态平衡以及人体健康。基于对农产品中PAEs的污染状况以及现有提取检测技术的认识,提出以下防控建议。
4.1 注重种植地、养殖地的环境保护是减少PAEs含量的根本途径
除了传统意义上的治理和预防,也可以利用脱除技术对生态环境进行修复。当前研究中,多利用生物炭吸附法去除土壤中的PAEs,还可以通过老化、复合、改性等方式不断加强生物炭的吸附能力[71]。另外,微生物降解法在修复土壤方面也具有广阔的应用前景。从环境介质中分离、筛选获得能够降解PAEs的微生物,该类微生物在有氧或无氧的条件下,通过酶系催化高效降解土壤中的PAEs,从而达到预防作用[72-73]。此外,基于对不同植物特异性吸收PAEs的认识,还可以采取转基因、杂交技术培育低累积品种的农作物,实现边治理边阻控的目标。
4.2 优化生产工艺,减少加工、流通、贮藏过程中PAEs的迁移
一些农产品的加工链中不可避免地会接触到塑料制品,受到不同的原料来源、工艺条件、储存手段的影响,PAEs的迁移量也会发生变化。因此,选择合适的生产工艺条件是阻止农产品中PAEs进入的有效手段。生产中减少农产品与塑料制品的接触,采用无毒害的环保型包装,如大豆分离蛋白环保型薄膜[74]。特别是对于高油高脂的产品,应当避免长时间储藏以减少PAEs的迁移。
4.3 发展可用于快速检测农产品中PAEs的技术
现有的PAEs提取技术无法同时满足高效、高提取率、低成本、低能耗、多样本检测以及环保的综合需求,复杂的样品前处理是快速检测的一大障碍。各类PAEs检测技术在适用上均存在局限性,传统的检测方法虽然灵敏度、精度、覆盖性俱佳,但是较高的设备成本以及繁杂的检测流程不符合现实生活中对于环保和便捷的需求;而新型的检测方法,如免疫分析法,在确保灵敏度的基础上,优化了检测时间和分析容量,但对于PAEs的特异性增强,无法做到对于多种PAEs的同时检测;另外,目前得到较多应用的色谱串联质谱技术不可避免地对样品产生污染。因此,农产品检测需要快检技术的不断革新,在创新多种检验手段的基础上,还需要建立系统的PAEs多组分分析,精准评估农产品中塑化剂污染的整体状况。
综上所述,面对严峻的农产品安全问题,有效降低农产品中PAEs的检出率和残留量需要从环境保护做起,并在此基础上发展PAEs的快速检测技术,不断优化生产工艺,在保障农产品安全健康方面发挥不可代替的作用。