利用电子加速器辐照降解草莓中异菌脲的方法与流程

本发明涉及一种降解草莓中异菌脲的方法，特别涉及一种利用电子加速器辐照降解草莓中异菌脲的方法。

背景技术：

目前，农产品中的农药残留问题已经非常严重，如何解决农药残留造成的餐桌污染，已引起普遍关注。为此，各国政府制定了数量越来越多、要求日益严格的农药残留限量标准，同时对农药残留的检测技术也提出了更高的要求。近年来，在农业产业化政策中政府多次提出要优先发展和推广高效、低成本、无污染、节约能源的农产品农药残留降解新技术，农产品的辐照降解技术由于优点众多而成为农产品农药残留降解领域的一种发展潜力巨大、迅速崛起的绿色加工技术。

由张庆芳发表的《果蔬有机磷和菊酯类农药残留的辐射降解及产物特性研究》(中国农业科学院，2009)中，选择近年来具有代表性的有机磷农药—毒死蜱和拟除虫菊酯类农药—氯氰菊酯为对象,分别以芦笋和苹果为果蔬基质,着重解决了毒死蜱和氯氰菊酯辐照降解效果如何、降解规律是什么等几个方面的问题。论文的主要研究内容和成果具体如下：

(1)主要通过气相色谱对毒死蜱和氯氰菊酯辐照前后进行定量,研究了毒死蜱和氯氰菊酯水溶液经⁶⁰coγ射线辐照后溶液浓度的变化及规律,揭示了辐照与降解之间的关系。结果发现：⁶⁰coγ射线能有效降解水溶液中毒死蜱和氯氰菊酯。5mg/l的毒死蜱在4.0kgy时降解率已达到98％；2.5mg/l的氯氰菊酯在12kgy时降解率可以达到60％。与其他降解方法相比,辐照降解法简单、有效、不会产生二次污染。其中，降解率、辐射剂量和初始浓度三者的关系为:同一浓度下,辐射剂量越大,农药的降解率越高；初始浓度越低,越有利于农药的去除。

(2)研究了毒死蜱和氯氰菊酯的辐射降解效应,结果表明在水溶液中毒死蜱和氯氰菊酯的降解效果较好。研究了芦笋中毒死蜱和苹果中氯氰菊酯的辐照降解率和降解产物,结果表明:芦笋中毒死蜱经γ射线辐照后,剂量从4kgy增加到8kgy时,降解率随之增大,当剂量增加到10kgy和12kgy时,降解率有所减少,说明芦笋中毒死蜱残留的降解率在8kgy时达到最大,约30％。因此,8kgy的剂量为最佳辐照剂量。苹果中的氯氰菊酯在0-6kgy剂量范围内进行辐照,降解率随辐照剂量的增加而增大。当辐照剂量在4kgy时,氯氰菊酯的降解率约30％,此时苹果的外观和新鲜苹果没有什么区别。因此,4kgy的剂量设为最佳辐照剂量。在同一剂量辐照下,芦笋中毒死蜱和苹果中氯氰菊酯均随着毒死蜱和氯氰菊酯浓度的增加降解率增大。

由陈其勇等发表的《辐照降解中草药中氨基甲酸酯和有机磷残留》(核农学报，2013，27(5):0623-0628)中，研究了辐照剂量对人参中氨基甲酸酯及有机磷农药去除率的影响，同时探讨了白茯苓等不同中草药基质中两类农药同一剂量辐照的去除效果。结果表明:

(1)电子束辐照可有效加速氨基甲酸酯和有机磷农药残留的降解；低剂量辐照下的农药降解不如高剂量的效果明显，农药辐照降解率随着辐照剂量的增大呈增加的趋势，并在4-10kgy区间内有波动。

(2)随着辐照剂量的增大，氨基甲酸酯农药呈现如下规律:异丙威、甲萘威、克百威、抗蚜威4种农药的去除率均不随辐照剂量的增大而线性增大。在剂量为0-4kgy区间内，4种农药的去除率随着辐照剂量的增加而增大，其中甲萘威的去除幅度最大；但剂量在4-10kgy区间内，降解率呈现不规则变化趋势；当辐照剂量增大到10kgy以后，再增大辐照剂量，4种农药的去除率又随着辐照剂量的增加而增大。

(3)有机磷农药的降解趋势与氨基甲酸酯类农药类似，这主要体现在:在剂量为0-4kgy和10kgy以上的区间内，乐果、地虫硫磷、杀扑磷、甲基嘧啶磷4种农药的去除率随着辐照剂量的增加而增大，而剂量在4-10kgy区间内，去除率有较大波动。

(4)在不同的中草药基质中，有机磷农药降解效果普遍优于氨基甲酸酯农药。对于同一种农药，在不同的中草药基质中也呈现不同的去除效果；经10kgy剂量辐照后，在中草药粉末基质中的去除率均不及在水中的去除率高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决草莓中异菌脲残留问题而提供的一种利用电子加速器辐照降解草莓中异菌脲的方法。

本发明提供的利用电子加速器辐照降解草莓中异菌脲的方法，其方法如下所述：

步骤一、确定峰面积-异菌脲含量标准曲线：制备1000mg/l的异菌脲标准储备液，使用时由储备液稀释得到100mg/l异菌脲标准工作液，再稀释得到1、2、5、10、20和50mg/l的标准溶液，应用高效液相色谱仪，以异菌脲峰面积定量，以保留时间定性，最终绘制出峰面积-异菌脲浓度标准曲线；

步骤二、分别针对异菌脲水溶液的浓度和电子加速器辐照剂量进行选择性实验，运用高效液相色谱仪进行对异菌脲的测定分析，以探究电子加速器辐照对异菌脲有无降解效果，并总结水溶液中异菌脲的辐照降解规律；

步骤三、采用不同浓度的异菌脲溶液对草莓样品进行浸泡处理，选择数个辐照剂量进行辐照，运用高效液相色谱仪进行对异菌脲的测定分析，以研究草莓中异菌脲的辐照降解效果，并总结相应规律；

步骤四、根据以上的实验结果，制定应用电子加速器辐照技术降解草莓中异菌脲残留的最佳辐照工艺，以形成可以参照执行的工艺标准。

本发明的有益效果：

本发明采用电子加速器辐照技术具有安全、环保、高效等优点；可以对草莓中的异菌脲残留进行快速且准确的降解。与现有技术相比具有无废源污染问题、可操作性强、节能等优点。电子加速器在一定条件下能够形成电子束射线，在高能脉冲的直接作用下，射线作用于细胞内的dna，使其被破坏；同时也经过间接作用造成水和小分子物质被分解，从而导致形成的活性自由基与核内物质产生一系列连续反应，最终可以实现降解草莓中的异菌脲的良好效果。该方法相对于现有的异菌脲残留降解方法具有能源利用率高、工作效率高、安全环保等优点，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为异菌脲标准曲线示意图。

图2为辐照对水溶液中异菌脲降解率的影响曲线示意图。

图3为辐照对草莓中异菌脲降解率的影响曲线示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示：

(1)确定峰面积-异菌脲浓度标准曲线：准确称取0.05g异菌脲标准品，用甲醇溶解，转入50ml容量瓶并定容，得到1000mg/l的异菌脲标准储备液；将10ml异菌脲标准储备液转移至100ml容量瓶，用甲醇定容，得到100mg/l的异菌脲标准使用液；其次，由异菌脲标准使用液稀释得到1、2、5、10、20、50mg/l的其余标准溶液；将标准溶液注入高效液相色谱仪中，以保留时间定性，建立峰面积-异菌脲浓度标准曲线。

(2)水溶液中异菌脲的辐照降解：

样品前处理：取辐照后异菌脲水溶液10ml于离心管中,加25ml乙腈萃取,离心机5000r/min，离心5min后，加3gnacl于离心管中，涡旋1min，静置至完全分层,取全部上层有机层溶液，旋转蒸发(温度约45℃)至无液体残留，加入10ml甲醇溶解瓶壁上的全部样品，注入高效液相色谱仪测定。

测定：配制初始浓度为5，7.5和10mg/l的异菌脲水溶液,设定辐照剂量为：2、4、6、8、10、12kgy，置于电子加速器辐照场中辐照,进行样品前处理,利用hplc-uv的方法进行定量。最终，得到水溶液中异菌脲降解率随辐照剂量变化的曲线。

(3)草莓中异菌脲的辐照降解：

样品制备：取草莓的可食部分，同时采用洁净的纱布去除存在于表面的附着物，用一定浓度的异菌脲水溶液浸泡100g草莓样品30min；然后，在室温下晾干备用。将浸泡后的草莓直接置于食品加工机中打碎至呈现匀浆状态；

提取：称取辐照后的草莓匀浆5g于离心管中，加入25ml乙腈和2gnacl，离心机设定为10000r/min，离心1min后，分层后取上层有机相5ml，旋转蒸发(温度约为45℃)至无液体残留，待净化。

净化：用5ml丙酮-正己烷溶液(ψ(c3h6o+c6h14)＝1+1)预淋层析柱，弃去预淋液。先用少量丙酮-正己烷溶液(ψ(c3h6o+c6h14)＝8+2)溶解蒸残物并转移至层析柱中，然后用30ml丙酮-正己烷溶液(ψ(c3h6o+c6h14)＝8+2)清洗旋转蒸发烧瓶，依照少量多次的原则，每次约10ml进行清洗。接收全部洗脱液，在温度约45℃的旋转蒸发器中旋转蒸发浓缩至近干状态，氮气吹干后用2ml甲醇溶解蒸残物，然后转移溶液过0.45μm微孔滤膜，待测。

测定：采用浓度为20、50和100mg/l的异菌脲溶液浸泡处理草莓，按照以上方法进行样品前处理。最终获得异菌脲的折合浓度分别为0.43、0.50和0.57mg/kg。设四个辐照剂量：0.5kgy、1kgy、2kgy、4kgy，最终得出草莓中异菌脲降解率随辐照剂量变化的曲线。

(5)液相色谱仪参考条件：

检测波长：218nm；

色谱柱:c18不锈钢柱，250mm×4.6mm，5μm；

流动相：甲醇-水溶液[ψ(ch3oh+h2o)＝70+30]；

流速：1.0ml/min；

进样体积:20μl；

保留时间：20min左右；

检测器:uv。

经上述方法测的结果峰面积有明显的下降。